Управление напряженно-деформационным состоянием массива горных пород путем формирования разнопрочностной закладки

Переход горных работ на более глубокие горизонты, истощение запасов месторождений и усложнение горно-геологических условий приводит к возникновению геотехногенных катастроф. Для исключения негативных последствий разработки полезных ископаемых необходимо решение задач, позволяющих более существенно управлять горным давлением, что улучшит безопасность ведения горных работ, внедрение новых технологических решений, дающих возможность одновременной отработки месторождений открытым и подземным способами, а также снизить негативные последствия геотехнологии на биологический оптимум региона. Анализ опыта применения закладочных работ позволяет сделать вывод о необходимости более широкого применения данной технологии, необходимости ее совершенствования ввиду того, что позволяет нивелировать недостатки других систем, обеспечить более безопасное ведение горных работ и гарантировать более высокую полноту выемки полезного ископаемого. Оценка напряженно-деформационного состояния горного массива в зависимости от варианта формирования искусственного массива, произведенная при использовании метода конечных элементов, позволяет установить границы изменений значений напряжения. Сравнительный анализ параметров плоскости обнажений закладки позволяет сделать вывод, что при извлечении запасов в сложных горнотехнических условиях для заполнения выработанного пространства возможно применение разнопрочностной закладки разной. На основе разнопрочностной закладки предложен ряд технологических решений, позволяющих снизить себестоимость закладочных работ, сохранив при этом безопасность и полноту выемки при отработке маломощных и средней мощности как крутопадающих, так и пологих рудных тел.

Ключевые слова: геотехноогия, геомеханика, добыча полезного ископаемого, закладка, закладочные работы, разнопрочный закладочный массив, твердеющая смесь, горный массив, камерная система разработки, ленточный целик, математическое моделирование, прочность, прочностные характеристики, методика.
Как процитировать:

Хайрутдинов А. М., Конгар-Сюрюн Ч. Б., Kowalik T., Тюляева Ю. С. Управление напряженно-деформационным состоянием массива горных пород путем формирования разнопрочностной закладки // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2020. – № 10. – С. 42–55. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-10-0-42-55.

Благодарности:
Номер: 10
Год: 2020
Номера страниц: 42-55
ISBN: 0236-1493
UDK: 622.831.249
DOI: 10.25018/0236-1493-2020-10-0-42-55
Дата поступления: 20.03.2020
Дата получения рецензии: 20.07.2020
Дата вынесения редколлегией решения о публикации: 20.09.2020
Информация об авторах:

Хайрутдинов Альбер М. — студент, e-mail: khayrutdinov.albert99@gmail.com, Российский университет дружбы народов (РУДН),
Конгар-Сюрюн Чейнеш Буяновна — студент, e-mail: Cheynesh95@mail.ru, НИТУ «МИСиС»,
Kowalik Tomasz —MSc (PhD Student), e-mail: tomasz.kowalik@pwr.edu.pl, Вроцлавский университет науки и технологий, Вроцлав, Польша,
Тюляева Юлия Сергеевна — студент, e-mail: tyulyaevayu@gmail.com, Флоридский международный университет, Майами, США.

 

Контактное лицо:

Конгар-Сюрюн Ч.Б., e-mail: Cheynesh95@mail.ru.

Список литературы:

1. Хайрутдинов М. М. Пути совершенствования систем разработки с закладкой выработанного пространства // Горный журнал. — 2007. — № 11. — С. 40—43.

2. Хайрутдинов А. М., Tyulyaeva Y. S. Извлечение полезного ископаемого на небесных телах. Предпосылки, технологические аспекты и правовые основы / Проблемы освоения недр в XXI веке глазами молодых: Материалы 14 Международной научной школы молодых ученых и специалистов. — М.: ИПКОН РАН, 2019. — С. 280—283.

3. Хайрутдинов М. М. Применение отходов горного производства в качестве закладочного материала для снижения вредного воздействия на окружающую среду // Горный журнал. — 2009. — № 2. — С. 64—66.

4. Tyulyaeva Y. S., Хайрутдинов А. М. Щадящая геотехнология / Проблемы освоения недр в XXI веке глазами молодых: Материалы 14 Международной научной школы молодых ученых и специалистов. — М.: ИПКОН РАН, 2019. — С. 283—286.

5. Lohunova O., Wyjadłowski M. Modification of vibratory driving technology for sustainable construction works // MATEC Web of Conferences. 2018. Vol. 251. Article 03063.

6. Papan D., Valaskova V., Drusa M. Numerical and experimental case study of blasting works effect // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2016. Vol. 44. No 5. Article 052052. DOI 10.1088/1755-1315/44/5/052052.

7. Oliveira F., Fernandes I. Influence of geotechnical works on neighboring structures // 17th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM2017. 2017. Vol. 17. No 1.2. Pp. 993—1002. DOI: 10.5593/sgem2017/12/S02.126.

8. Kawalec J., Kwiecień S., Pilipenko A., Rybak J. Application of crushed concrete in geotechnical engineering — selected issues // IOP Conference Series: Earth Environmental Science. 2017. Vol. 95. Article 022057. DOI: 10.1088/1755-1315/95/2/022057.

9. Wyjadłowski M. Methodology of dynamic monitoring of structures in the vicinity of hydrotechnical works — selected case studies // Studia. Geotechnica et Mechanica. 2017. Vol. 39. No 4. Pp. 121—129. DOI 10.1515/sgem-2017-0042.

10. Wojtowicz A., Michałek J., Ubysz A. Range of dynamic impact of geotechnical works on reinforced concrete structures // E3S Web of Conferences. 2019. Vol. 97. Article 03026. DOI: 10.1051/e3sconf/20199703026.

11. Khayrutdinov M., Ivannikov A. The use of mining waste for backfill as one of sustainable mining activities / Proceedings of the International Conferences on geo-spatial technologies and earth resources 2017. 2017, pp. 715—717.

12. Dobrzycki P., Kongar-Syuryun C., Khairutdinov А. Vibration reduction techniques for Rapid Impulse Compaction (RIC) // Journal of Physics: Conference Series. 2019. Vol. 1425. Article 012202. DOI: 10.1088/1742-6596/1425/1/01220.

13. Herbut A., Khairutdinov M., Kongar-Syuryun C., Rybak J. The surface wave attenuation as the effect of vibratory compaction of building embankments // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2019. Vol. 362. Article 012131. DOI: 10.1088/17551315/362/1/012131.

14. Хайрутдинов М. М. Технология закладки высокоплотными смесями (на основе хвостов обогащения) при подземной разработке руд // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2008. — № 11. — С. 276—278.

15. Васючков Ю. Ф., Мельник В. В. Повышение безопасности труда увеличением области применения твердеющих смесей из отходов переработки // Безопасность труда в промышленности. — 2016. — № 8. — С. 51—54.

16. Сарычев В. И., Мельник В. В., Голодов М. А., Зубаков И. Н., Жуков С. С. Технологические схемы отработки камерами с расширением и закладкой выработанных пространств // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. — 2011. — № 2. — С. 203—206.

17. Хайрутдинов М. М., Иванников А. Л., Арад В., Лонг В. Хуанг Проблемы транспорта закладочной смеси к месту укладки / Социально-экономические и экологические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики: 13-я Международная конференция по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики. Т. 1. — Тула: Изд-во ТулГУ, 2017. — С. 282—287.

18. Вотяков M. В. Повышение полноты извлечения запасов калийных руд на основе закладки выработанного пространства галитовых отходов: Дис. … канд. техн. наук. — М.: МГГУ, 2009. — 89 с.

19. Ivannikov A., Kongar-Syuryun Ch., Rybak J., Tyulyaeva Y. The reuse of mining and construction waste for backfill as one of the sustainable activities // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2019. Vol. 362. Article 012130. DOI 10.1088/1755-1315/362/1/012130.

20. Хайрутдинов М. М., Шаймердянов Э. К. Подземная геотехнология с закладкой выработанного пространства: недостатки, возможности совершенствования // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2009. — № 1. — С. 240—250.

21. Ермолович О. В., Ермолович Е. А. Композиционные закладочные материалы с добавкой из механоактивированных отходов обогащения // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. — 2016. — № 3. — С. 24—30.

22. Bagińska I., Kawa M., Janecki W. Estimation of spatial variability of lignite mine dumping ground soil properties using CPTu results // Studia Geotechnica et Mechanica. 2016. Vol. 38. No 1. Pp. 3—13. DOI: 10.1515/sgem-2016-0001.

23. Каплунов Д. Р., Мельник В. В., Рыльникова М. В. Комплексное освоение недр: Учебное пособие. — Тула: Изд-во ТулГУ, 2016. — 332 с.

24. Kawa M., Bagińska I., Wyjadłowski M. Reliability analysis of sheet pile wall in spatially variable soil including CPTu test results // Archives of Civil and Mechanical Engineering. 2019. Vol. 19. No 2. Pp. 598—613.

25. Еременко В. А. Моделирование напряженно-деформационного состояния горнотехнической системы рудника при соосной отработке трех этажей камерной системой разработки (в программном комплексе Мap 3D) // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2018. — № 11. — С. 5—17. DOI: 10.25018/0236-1493-2018-11-0-5-17.

26. Roschlau H., Heintze W. Bergbautechnologie erzbergbau kalibergbau (the technology of mining of ore minerals), Leipzig: Internauka, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, 1976, 349 p.

27. Барях А. А., Самоделкина Н. А., Телегина Е. А. Математическое моделирование нарушение сплошности несущих водоупорных толщ при различных системах разработки водорастворимых руд / Геомеханические поля и процессы: экспериментально-аналитические исследования формирования и развития очаговых зон катастрофических событий в горно-технических и природных системах. — Новосибирск, 2019. — С. 146—160.

28. Gorska K., Muszyński Z., Rybak J. Displacement monitoring and sensitivity analysis in the observational method // Studia Geotechnica et Mechanica. 2013. Vol. 35. No 3. Pp. 25—43.

29. Jerzy B., Wojciech P., Wyjadłowski M. Effect of partial mining of shaft protection pillar in terms of reliability index // Georisk. 2015. Vol. 9. No 4. Pp. 242—249.

Наши партнеры

Подписка на рассылку

Раз в месяц Вы будете получать информацию о новом номере журнала, новых книгах издательства, а также о конференциях, форумах и других профессиональных мероприятиях.