Использование свойств дискретных пород для оптимизации процессов погашения выработанного пространства

Оптимизация процессов погашения выработанного пространства осуществляется за счет использования свойств дискретных пород. Новое направление совершенствования технологий основано на феномене реализации остаточной прочности пород при заклинивании в процессе подземной разработки структурно-нарушенных скальных месторождений. Целью исследований является уменьшение затрат на погашение выработанного пространства при обеспечении безопасности работ. Цель достигается сравнением вариантов погашения в зависимости от образования свода естественного равновесия пород. Исследование базируется на основе положений строительной механики и механики сплошных сред с использованием феномена проявления остаточной прочности дискретных пород вследствие их заклинивания. Сформулирована концепция погашения выработанного пространства. Приведены сведения о геологическом строении исследуемого сложноструктурного месторождения скальных руд и роли тектонических структур в поведении рудовмещающего массива при вскрытии горными выработками. Приведены результаты исследования состояния массива с выделением характерных инженерно-геологических участков. Рассмотрены варианты поведения рудовмещающего массива в зависимости от естественного заклинивания элементарных структурных блоков пород в пределах свода. Уточнена возможность комбинирования способов погашения изоляцией и закладкой твердеющими смесями. Рекомендована область применения результатов исследования при разработке месторождений твердых полезных ископаемых подземным способом. Определение границ области опасных сдвижений в толще пород на основе использования механизма заклинивания дискретных пород обеспечивает возможность отработки месторождений с большей эффективностью при обеспечении безопасности горных работ. Результаты исследования могут быть востребованы при подземной добыче твердых полезных ископаемых.

1. Gattinoni P., Pizzarotti E. M., Scesi L. Engineering Geology for Underground Works. Springer, 2014. -312 p.

2. Dold B., Weibel L. Biogeometallurgical pre-mining characterization of ore deposits: An approach to increase sustainability in the mining process // Environmental Science and Pollution Research. - 2013. - Vol. 20. -No. 11. P. 7777-7786.

3. Goodarzi A., Oraee-Mirzamani N. Assessment of the Dynamic Loads Effect on Underground Mines Supports. 30th International Conference on Ground Control in Mining. 2011. Pp. 74-79.

4. Khani A., Baghbanan A., Norouzi S., Hashemolhosseini H. Effects of fracture geometry and stress on the strength of a fractured rock mass. International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences. 2013. No. 60. Pp. 345-352.

5. Ping Y. J., Zhong C. W., Sen Y. D., Qiang Y. J. Numerical determination of strength and deformability of fractured rock mass by FEM modeling // Computers and Geotechnics. 2015. Vol. 64. P. 20-31.

6. Shabanimashcool M., Li C. C. Analytical approaches for studying the stability of laminated roof strata // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2015. Vol. 79.P. 99-108.

7. Голик В. И., Полухин О. Н. Природоохранные геотехнологии в горном деле. Белгород: Изд-во БГУ, 2013.

8. Дмитрак Ю. В., Голик В. И., Дзеранов Б. В. Сохранение земной поверхности от разрушения при подземной добыче руд. Известия Тул. гос. ун-та. Сер. «Науки о Земле». 2018. № 1. С. 12-22.

9. Snelling P. E., Godin L., McKinnon S. D. The role of geologic structure and stress in triggering remote seismicity in Creighton Mine, Sudbury, Canada // International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences. 2013. Vol. 58. P. 166-179.

10. Емельяненко Е. А. Снижение влияния горнотехнических систем на среду обитания человека при комплексном освоении медно-колчеданных месторождений комбинированной геотехнологией // Тр. науч.-практ. конф. с международным участием «Геотехнологические методы освоения месторождений твердых полезных ископаемых». М.: ФГУП «ВИМС», 2016. С. 301-305.

11. Каплунов Д. Р., Рыльникова М. В., Радченко Д. Н. Расширение сырьевой базы горнорудных предприятий на основе комплексного использования минеральных ресурсов месторождений // Горный журнал. 2013. № 12. С. 29-33.

12. Kidybinski A. The role of geo-mechanical modelling in solving problems of safety and effectiveness of mining production. Archives of Mining Sciences. 2010. Vol. 55. No. 2. Pp. 263-278.

13. Molev M. D., Stradanchenko S. G., Maslennikov S. A. Theoretical and experimental substantiation of construction regional security monitoring systems technospheric //ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. 2015. Vol.10. No.16. Pp. 6787-6792.

14. Najafi A. B., Saeedi G. R., Farsangi M. A. E. Risk analysis and prediction of out-of-seam dilution in longwall mining. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2014. Vol. 70. Pp. 115-122.

15. Геомеханические и аэрогазодинамические последствия подработки территорий горных отводов шахт Восточного Донбасса. Н.М. Качурин, Г.В. Стась, Т.В. Корчагина, М.В. Змеев. Известия Тул. гос. унта. Сер. «Науки о Земле». 2017. № 1. С. 170-182.

16. Дмитрак Ю. В., Логачева В. М., Подколзин А. А. Геофизическое прогнозирование нарушенности и обводненности массива горных пород. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2006. № 11. С. 35-36.

17. Комащенко В. И., Васильев П. В., Масленников С. А. Технологиям подземной разработки месторождений КМА - надежную сырьевую основу // Известия Тул. гос. ун-та. Сер. «Науки о Земле». 2016. № 2. С. 101-114.

18. Семенова И. Э., Аветисян И. М., Земцовский А. В. Геомеханическое обоснование отработки запасов глубокого горизонта в сложных горно-геологических и геодинамических условиях. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2018. №12. С. 65-73.