Исследование структуры вторичного поля напряжений призабойной части подготовительных выработок при проходке выбросоопасных пластов с использованием программы Map3D

Представлены результаты научно-исследовательской работы, посвященной изучению и управлению вторичным напряженным состоянием призабойной части подготовительных выработок при проходке выбросоопасных пластов на руднике «Интернациональный», а также моделированию напряженно-деформированного состояния, количественной и качественной оценке состояния массива. Показаны результаты оценки безопасности принятых параметров проведения и поддержания подготовительных выработок, расчеты избыточных напряжений в массиве и коэффициента запаса прочности, деформации выработки в бежевом (выбросоопасном) и сером доломитах на разных глубинах. Расчеты проводились по шести сценариям пересечения выработкой пластов выбросоопасного бежевого доломита. Моделирование напряженно-деформированного состояния вмещающего массива подготовительных выработок в выбросоопасных пластах проводилось в программном комплексе Map3D. Полученные результаты количественного анализа используются в настоящее время для калибровки модели в течение всего периода проходки и поддержания выработок спирального съезда и автоуклона. На основе моделирования получены результаты определения структуры вторичных полей напряжений и деформаций в условиях проходки подготовительных выработок на выбросоопасных участках.

Еременко В. А., Аксенов З. В., Пуль Э. К., Захаров Н. Е. Исследование структуры вторичного поля напряжений призабойной части подготовительных выработок при проходке выбросоопасных пластов с использованием программы Map3D // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2020. – № 5. – С. 91–104. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-5-0-91-104.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 19-17-00034).

Еременко Виталий Андреевич¹ — д-р техн. наук, профессор РАН, директор научно-исследовательского центра «Прикладная геомеханика и конвергентные горные технологии» Горного института НИТУ «МИСиС», e-mail: prof.eremenko@gmail.com,
Аксенов Захар Владленович¹ — аспирант, e-mail: aksenov.zakhar@yandex.ru,
Пуль Эдуард Константинович² — начальник отдела геотехнического мониторинга, e-mail: pulek@alrosa.ru,
Захаров Ньургун Егорович² — главный инженер,
¹ ГИ НИТУ «МИСиС»,
² Мирнинский ГОК АК «АЛРОСА» (ПАО).

Еременко В.А., e-mail: prof.eremenko@gmail.com.

1. АО НИИ Горной геомеханики и маркшейдерского дела — МНЦ «ВНИМИ» Уральский филиал. АК «АЛРОСА» (ПАО) Подземный рудник «Интернациональный». Указания по безопасному ведению горных работ на подземном руднике «Интернациональный» склонном к горным удара с глубины ниже 1245 м.

2. Коваленко А. А., Захаров Н. Е., Пуль Э. К., Золотин В. Г. Геомеханические аспекты разработки кимберлитового месторождения трубки «Интернациональная» // Горный журнал. — 2019. — № 2. — С. 27—31.

3. Cai M., Kaiser P. K. Rockburst Support: Reference Book. Sudbury: Laurentian University, 2018. Vol. 1. Rockburst Phenomenonand Support Characteristics. 284 p.

4. Li C. C. Principles of rockbolting design // Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2017. Vol. 9. Iss. 3. Pp. 396—414.

5. Haeri H., Shahriar K., FatehiMarjji M., Moarefvand P. Experimental and numerical study of crack propagation and coalescence in pre-cracked rock-like disks // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2014. Vol. 67. Pp. 20—28.

6. Fanzhen Meng, Hui Zhou, Zaiquan Wang, Liming Zhang, Liang Kong et al. Experimental study on the prediction of Rockburst hazard sinduced by dynamic structural plane shearing in deeply buried hard rock tunnels // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2016. Vol. 86. Pp. 210—223.

7. Bahrani N., Hadjigeorgiou J. Influence of stope excavation on drift convergence and support behavior: insights from 3D continuum and discontinuum // Models Rock Mechanics and Rock Engineering. 2018. Vol. 51. Pp. 2395–2413.

8. Paul A., Murthy V. M. S. R., Prakash A., Singh A. K. Estimation of rock load in development workings of underground coal mines — A modified RMR approach // Current Science. 2018. Vol. 114(10). Pp. 2167—2174. DOI: 10.18520/cs/v114/i10/2167-2174.

9. Souley M., Renaud V., Al Heib M., Lahaie F., Nyström A. Numerical investigation of the development of the excavation damaged zone around a deep polymetallic ore mine // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2018. Vol. 106. Pp. 165—175.

10. Cheng G., Chen C., Li L., Zhu W., Yang T., Dai F., Ren B. Numerical modelling of strata movement at footwall induced by underground mining // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2018. Vol. 108. Pp. 142—156.

11. Козырев А. А., Семенова И. Э., Журавлева О. Г., Пантелеев А. В. Гипотеза происхождения сильного сейсмического события на Расвумчоррском руднике 09.01.2018 // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2018. — № 12. — С. 74—83. DOI: 10.25018/0236-1493-2018-12-0-74-83.

12. Зубов В. П. Применяемые технологии и актуальные проблемы ресурсосбережения при подземной разработке пластовых месторождений полезных ископаемых // Горный журнал. — 2018. — № 6. — С. 77—83.

13. Сидоров Д. В., Пономаренко Т. В., Ларичкин Ф. Д., Воробьев А. Г. Экономическое обоснование инновационных решений по снижению потерь сырья в алюминиевой отрасли России // Горный журнал. — 2018. — № 6. — С. 65—68.

14. Колтышев В. Н., Шипеев О. В., Филиппов В. Н. Особенности отработки рудных участков технологией с закладкой выработанного пространства в удароопасных условиях // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2017. — № 8. — С. 107—112. DOI: 10.25018/0236-1493-2017-8-0-107-112.

15. Еременко В. А., Айнбиндер И. И., Пацкевич П. Г., Бабкин Е. А. Оценка состояния массива горных пород на рудниках ЗФ ОАО «ГМК «Норильский никель» // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2017. — № 1. — С. 5—17.

16. Лушников В. Н., Сэнди М. П., Еременко В. А., Коваленко А. А., Иванов И. А. Методика определения зоны распространения повреждения породного массива вокруг горных выработок и камер с помощью численного моделирования // Горный журнал. — 2013. — № 12. — С. 11—16.

17. Протосеня А. Г., Вербило П. Э. Оценка прочности блочного массива методом численного моделирования // Известия высших учебных заведений. Горный журнал. — 2016. — № 4. — С. 47—54.

18. Map3D. Available at: http://www.vap3d.com/

19. Barton N., Lien R., Lunde J. Engineering classification of rock masses for the design of tunnel support // Rock Mechanics. 1974. Vol. 6. No 4. Pp. 183—236.

20. Barton N. Application of Q-system and index tests to estimate shear strength and deformability of rock masses. Workshop on Norwegian method of tunneling. New Delhi, 1993, pp. 66—84.

21. Laubscher D. H. A geomechanics classification system for the rating of rock mass in mine design // Journal of the South African Institute of Mining and Metallurgy. 1990. Vol. 90. No 10. Pp. 257–273.

22. Terzaghi K., Peck R. B. Soil mechanics in engineering practice. Wiley, New York, 1967.

23. Rocscience. Available at: https://www.rocscience.com/