Об устойчивости бортов карьера Джетыгаринского месторождения при ведении взрывных работ в приконтурной зоне

В процессе разработки Джетыгаринского месторождения хризотил-асбеста (Республика Казахстан) на некоторых участках борта карьера возникла проблема обеспечения устойчивости погашаемых уступов. Рассмотрены основные факторы, приводящие к ослаблению устойчивости массива на локальных участках. Выполнен анализ научных исследований в области геомеханики, гидрогеологии и буровзрывных работ, проведенных специалистами Института горного дела УрО РАН на Джетыгаринском месторождении. Поэтапно изложен комплекс исследований сейсмической устойчивости горного массива по оценке динамического воздействия технологических взрывов, включающий установление теоретической сейсмоустойчивости горных пород карьера, экспериментальные измерения сейсмического действия взрывов, определение радиусов зон действия взрывов, обоснование параметров контурного взрывания и отработки приконтурных блоков в зависимости от прочностных характеристик горных пород. Уточнены коэффициенты грунтовых условий и показатели степени затухания сейсмических колебаний, для определения уровня сейсмического воздействия на охраняемые участки бортов карьера при проектировании технологических взрывов с направлением инициирования как в тыл борта, так и от борта. Обоснован порядок определения сейсмовзрывного воздействия с учетом направления инициирования скважинных зарядов.

Кутуев В. А., Васильева Л. А., Жариков С. Н. Об устойчивости бортов карьера Джетыгаринского месторождения при ведении взрывных работ в приконтурной зоне // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2024. – № 7-1. – С. 25–36. DOI: 10.25018/0236_1493_2024_71_0_25.

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.

Кутуев Вячеслав Александрович¹ — научный сотрудник, e-mail: 9634447996@mail.ru, ORCID ID: 0000-0002-8423-0246,
Васильева Людмила Александровна¹ — младший научный сотрудник, e-mail: lavasileva@igduran.ru,
Жариков Сергей Николаевич¹ — канд. техн. наук, зав. лабораторией, ведущий научный сотрудник, e-mail: 333vista@mail.ru, ORCID ID: 0000-0002-0322-9973,
¹ Институт горного дела Уральского отделения РАН.

Кутуев В.А., e-mail: 9634447996@mail.ru

1. Мельник В. В. Геомеханический мониторинг геофизическими методами при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом // Проблемы недропользования. — 2021. — № 4. — С. 36—43. DOI: 10.25635/2313-1586.2021.04.036.

2. Жариков С. Н., Кутуев В. А. Результаты экспериментальных исследований динамического действия взрыва на предельном контуре карьера Джетыгаринского месторождения // Проблемы недропользования. — 2019. — № 2. — С. 20—26. DOI: 10.25635/2313-1586.2019.02.020.

3. Панжин А. А., Харисов Т. Ф., Харисова О. Д. Комплексное геомеханическое обоснование углов заоткоски бортов карьеров // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. — 2019. — № 3. — С. 295—306. DOI: 10.25635/IM.2019.43.37357.

4. Панжин А. А., Панжина Н. А. Исследование исходного и современного напряженно-деформированного состояния Джетыгаринского месторождения хризотил-асбеста / Инновационные геотехнологии при разработке рудных и нерудных месторождений: Сборник докладов VIII Международной научно-технической конференции. — Екатеринбург: УГГУ, 2019. — C. 196—201.

5. Мельник В. В. Научные основы создания системы осушения обводненых месторождений с учетом структурно-тектонического строения и современной геодинамической активности участка недропользования // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 5-2. — С. 111—120. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_52_0_111.

6. Zharikov S. N., Kutuev V. A. Impact of blasting on pit wall rock mass // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021, vol. 773, no. 1, article 012060. DOI: 10.1088/1755-1315/ 773/1/012060.

7. Панжин А. А., Харисов Т. Ф., Харисова О. Д. Обоснование устойчивых параметров бортов карьера на основе рейтинговой системы оценки массива // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2019. — № 4. — С. 10—19. DOI: 10.15372/FTPRPI20190402.

8. Коптяков Д. А., Харисов Т. Ф. Исследование зависимостей физико-механических свойств серпентинитов Джетыгаринского месторождения // Известия вузов. Горный журнал. — 2020. — № 5. — С. 29—37. DOI: 10.21440/0536-1028-2020-5-29-37.

9. Харисов Т. Ф., Панжин А. А., Харисова О. Д. О проблемах экспресс-метода определения прочности горных пород // Известия вузов. Горный журнал. — 2019. — № 7. — С. 86—91. DOI: 10.21440/0536-1028-2019-7-86-91.

10. Харисов Т. Ф. Оценка предела прочности пород в образце с использованием молотка Шмидта // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. — 2020. — № 4. — С. 304—314. DOI: 10.25635/q9637-9421-1804-p.

11. Жариков С. Н., Кутуев В. А. Построение номограммы для определения параметров БВР в приконтурной зоне карьера // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. — 2020. — № 3. — С. 161—171. DOI: 10.25635/r0915-0037-0746-z.

12. 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.

13. Jayasinghe B., Zhao Zh., Goh A., Chee T., Zhou H., Gui Y. Attenuation of rock blasting induced ground vibration in rock-soil interface // Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2019, vol. 11, no. 4, pp. 770—778. DOI: 10.1016/j.jrmge.2018.12.009.

14. Жариков С. Н., Кутуев В. А. Выбор параметров взрывной отбойки в приконтурной зоне карьера // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2022. — № 6. — С. 80—88. DOI: 10.15372/FTPRPI20220609.

15. Kumar R., Choudhury D., Bhargava K. Determination of blast-induced ground vibration equations for rocks using mechanical and geological properties // Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2016, vol. 8, no. 3, pp. 341—349. DOI: 10.1016/j.jrmge.2015.10.009.

16. Садовский М. А. Избранные труды: Геофизика и физика взрыва. — М.: Наука, 2004. — 440 с.

17. Садовский М. А. Простейшие приемы определения сейсмической опасности при взрывах. — М.: ИГД им. А.А. Скочинского АН СССР, 1946. — 29 с.

18. Меньшиков П. В., Таранжин С. С., Флягин А. С. Исследование сейсмического воздействия на здания и сооружения города Cатки при ведении взрывных работ на Карагайском карьере в стесненных условиях // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 3-1. — С. 383—398. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-31-0-383-398.

19. Zhang T., Huang J., Li X., Liu T., Bian X., Luo Y. Characteristics of the elevation amplification effect of vibration velocity in rock surrounding underground cavities under different stress conditions // Soil Dynamics and Earthquake Engineering. 2023, vol. 165, article 107704. DOI: 10.1016/j.soildyn.2022.107704.

20. Haghnejad A., Ahangari K., Moarefvand P., Goshtasbi K. Numerical investigation of the impact of rock mass properties on propagation of ground vibration // Natural Hazards. 2019, vol. 96, pp. 587—606. DOI: 10.1007/s11069-018-3559-6.