О возможности оценки трещиноватости массива горных пород по значениям интервальной скорости шарошечного бурения взрывных скважин

Основной структурной особенностью горного массива, определяющей эффективность взрывного его разрушения, является трещиноватость. В настоящее время для ее определения применяются прямые и косвенные методы, о которых подробно изложено в статье. Для адекватного изучения трещины горного массива необходимо располагать не менее 9 характеристиками. Поэтому до сих пор ведутся поиски новых способов получения наиболее полной информации о трещинах массива. Приведен обзор состояния исследований способа получения дополнительной информации о трещинах, основанного на данных, получаемых с шарошечного бурового станка. Показано, что исследования имеют фрагментарный характер, нуждаются в развитии и верификации. В результате статистического анализа значений средней скорости бурения 149 скважин крупного асбестодобывающего горного предприятия и на основе доказанного ранее положения о взаимосвязи характеристик бурения и взрывного разрушения блока оценены преобладающие категории взрываемости и расстояния между трещинами. По диаграммам глубины погружения долота при бурении выборочных скважин установлены и показаны в статье участки с неустойчивыми стенками, указывающие на возможное проявление повышенной трещиноватости. Комплексирование этих данных с графическим изображением распределения скорости бурения между соседними скважинами, полученное методом интерполяционного усреднения, позволило предположительно определить границу распространения зоны техногенной нарушенности верхней части уступа блока от предыдущего взрыва на участке, охватывающем отдельные скважины.

Реготунов А. С. О возможности оценки трещиноватости массива горных пород по значениям интервальной скорости шарошечного бурения взрывных скважин // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2024. – № 7-1. – С. 37–47. DOI: 10.25018/0236_1493_2024_71_0_37.

Исследования выполнены в рамках Государственного задания № 075-00412-22 ПР, темы 1 (2022–2024): Методологические основы стратегии комплексного освоения запасов месторождений твердых полезных ископаемых в динамике развития горнотехнических систем (FUWE-2022-0005), рег. № 1021062010531-8-1.5.1.

Реготунов Андрей Сергеевич — старший научный сотрудник, Институт горного дела Уральского отделения РАН, e-mail: pochta8400@inbox.ru, ORCID ID: 0000-0002-5503-9397.

1. Яковлев В. Л. Методологические основы стратегии инновационного развития горнотехнических систем при освоении глубокозалегающих месторождений // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 5-1. — С. 6—18. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_51_0_6.

2. Liu F. Modeling fracture propagation in a rock-water-air system with the assumed enhanced strain method // International Journal for Numerical Methods in Engineering. 2022, vol. 123, no. 11, pp. 2429—2466. DOI: 10.1002/nme.6945

3. Qi C., Zhao F., Dyskin A. V., Xia C., Pasternak E. Crack interaction and fracturing of geomaterials with multiscale cracks // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2022, vol. 153, article 105084. DOI: 10.1016/j.ijrmms.2022.105084.

4. Silva J., Worsey T., Lusk B. Practical assessment of rock damage due to blasting // International Journal of Mining Science and Technology. 2019, vol. 29, no. 3, pp. 379—385. DOI: 10.1016/j. ijmst.2018.11.003.

5. Васильева Л. А. О генетических классификациях трещин горных пород // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. — 2023. — № 1. — С. 10—23. DOI: 10.46689/2218-5194-2023-1-1-10-23.

6. Далатказин Т. Ш., Ведерников А. С., Григорьев Д. В. Опыт применения геофизических методов в комплексе геодинамической диагностики горного массива // Горная промышленность. — 2022. — № S1. — С. 105—110. DOI: 10.30686/1609-9192-2022-1S-105-110.

7. Данильев С. М., Данильева Н. А., Исакова Е. П., Ашкар Г. Х. Исследование трещиноватости на месторождении облицовочного камня с привлечением метода георадиолокации // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. — 2020. — Т. 331. — № 9. — С. 140—145. DOI: 10.18799/24131830/2020/9/2816.

8. Васильева Л. А., Жариков С. Н., Кутуев В. А. О влиянии трещиноватости на качество дробления горных пород и на сохранность законтурного массива // Проблемы недропользования. — 2022. — № 3(34). — С. 66—72. DOI: 10.25635/2313-1586.2022.03.066.

9. Яковлев А. В., Синицын В. А., Ермаков Н. И. Оценка зон трещиноватости в прибортовом массиве по комплексу геофизических и гидрогеологических параметров // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2005. — № 7. — С. 122—129.

10. Жариков С. Н., Кутуев В. А. Комплексный подход к обоснованию параметров буровзрывных работ в изменяющихся условиях разработки сложноструктурных месторождений твердых полезных ископаемых // Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. — 2022. — Т. 9. — № 1. — С. 99—107. DOI: 10.15372/FPVGN2022090113.

11. Лалетин А. В., Усачев В. М., Гомелаури Г. Г., Шевченко Н. В., Тангаев И. А. Авторское свидетельство СССР. SU 1263832 А1. МПК E 21 В 49/00, 47/12, 47/00. Определение свойств горных пород в процессе бурения скважин. 1986. Бюл. № 38.

12. Тюпин В. Н., Игнатенко И. М., Агарков И. Б., Крючков И. С. Автоматизированный расчет параметров взрывных работ на основе показателя буримости трещиноватого массива при шарошечном бурении скважин на карьерах // Горный журнал. — 2021. — № 12. — С. 75—79. DOI: 10.17580/gzh.2021.12.14.

13. Тюпин В. Н. Установление скорости шарошечного и ударно-вращательного бурения скважин с использованием закона сохранения энергии // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 6. — С. 76—84. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-6-0-76-84.

14. Ишейский В. А., Мартынушкин Е. А., Васильев А. С., Смирнов С. А. Особенности сбора данных в процессе бурения взрывных скважин для формирования геоструктурных блочных моделей // Устойчивое развитие горных территорий. — 2021. — Т. 13. — № 4 (50). — С. 608—619. DOI: 10.21177/1998-4502-2021-13-4-608-619.

15. Radosław W., Waldemar K., Łukasz B., Waldemar R. Identification of rock mass critical discontinuities while borehole drilling // Energies. 2021, vol. 14, no. 10, article 2748. DOI: 10.3390/ en14102748.

16. Khorzoughi M. B., Hall R., Apel D. Rock fracture density characterization using measurement while drilling (MWD) techniques // International Journal of Mining Science and Technology. 2018, vol. 28, no. 6, pp. 859—864. DOI: 10.1016/j.ijmst.2018.01.001.

17. Regotunov A. S., Sukhov R. I. Automated device to study the properties of rocks during drilling blast holes in open-pit mines // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2019, vol. 262, no. 1, article 012057. DOI: 10.1088/1755-1315/262/1/012057.

18. Сухов Р. И., Реготунов А. С., Гращенко Д. А. Развитие метода получения информации о состоянии массива горных пород в процессе бурения технологических скважин // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2019. — № S37. — С. 446—454. DOI: 10.25018/02361493-2019-11-37-446-454.

19. Жариков С. Н. Взаимосвязь процессов шарошечного бурения и взрывного разрушения массива горных пород // Известия высших учебных заведений. Горный журнал. — 2017. — № 2. — С. 62—67.

20. Жариков С. Н. Определение зависимостей между процессами добычи при открытой разработке рудных месторождений // Известия высших учебных заведений. Горный журнал. — 2017. — № 7. — С. 78—86. DOI: 10.21440/0536-1028-2017-7-78-86.

21. Кутузов Б. Н., Лемеш Н. И., Плужников В. Ф. Классификация горных пород по взрываемости для карьеров // Горный журнал. — 1979. — № 2.— С. 41—43.