2011/2010/2009/2008/2007/2006/2005

2010 год

Геомеханика
• На основе численного моделирования распределения напряжений и деформаций в массиве пород в окрестности карьерной выемки установлено, что процессы формирования трещин отрыва в борту карьера определяются его положением относительно направления максимального сжатия в массиве пород, при этом бóльшая устойчивость прибортового массива обеспечивается расположением вытянутого в плане карьера в направлении максимального сжатия (Рис. 2). Численное моделирование распределения напряжений и деформаций в массиве пород в окрестности карьерной выемки вытянутой в плане формы (D/d > 1, где D и d – бóльший и меньший линейный размер карьера в плане) в условиях гравитационно-тектонического поля напряжений показало отличия в характере их распределения в зависимости от взаимной ориентации бортов карьера и максимального сжатия в массиве пород (σmax), что позволяет судить о возможном прорастании и вероятной ориентировке техногенных трещин в прибортовом массиве пород. Области, где ׀σд׀ > σраст формируются трещины отрыва в бортах карьера, перпендикулярных действию σmax. В случае действия σmax по направлению длинной оси карьера возможно прорастание трещин, субпараллельных борту карьера на его длинных участках, а в случае действия σmax по короткой оси карьера субпараллельных борту карьера - на его коротких участках.

Рисунок 2 - Схема образования техногенных трещин в борту карьера
при различной ориентации максимальной компоненты главных напряжений (σmax).

• Предложен механизм разрушения барьерных зон между сближенными трещинами, отличающийся тем, что в реальном иерархично-блочном массиве пород разрушения реализуются за счёт растягивающих напряжений на концах трещин и последующего сдвига по ним, что позволяет прогнозировать динамические явления в скальных породах по параметрам поля напряжений в массиве. Методами численного (метод граничных элементов) и физического (на эквивалентных материалах) моделирования показано, что для реализации разрушений в концевых зонах трещин достаточно действия сдвиговых усилий (где - прочность пород при одноосном сжатии), заметные разрушения в массиве пород возникают при напряжениях . Таким образом, критерии разрушения пород в окрестности горных выработок, установленные опытно-экспериментальным путем и эмпирическими обобщениями, получили теоретическое обоснование.

• На основе многолетних наблюдений установлена сезонная активизация сейсмической эмиссии в геологической среде природно-технической системы «Хибины», обусловленная осенним и весенним увеличением обводнённости иерархично-блочного массива горных пород, что позволяет повысить надежность прогноза опасных динамических явлений. 

• Впервые в отечественной практике предложена методика оценки величины генерального угла наклона борта карьера на основе корреляционной зависимости этого параметра от значения рейтинга MRMR (Mining Rock Mass Rating), определяемого по данным геологоразведочного бурения, что позволяет на предварительной стадии проектирования достаточно обоснованно и оперативно определять угол наклона борта карьера.

• На основе выполненных натурных сейсмотомографических измерений с использованием приемов инженерной сейсморазведки разработан геофизический показатель нарушенности массива пород (Ве), что позволило дать прогноз инженерно-геологической ситуации и изменения физико-механических свойств пород по трассе проектируемого Юкспорского железнодорожного тоннеля, имеющего важное стратегическое значение для развития сырьевой базы ОАО «Апатит». 

• Разработана методика георадарного обнаружения подповерхностных структурных нарушений в скальных горно-технических конструкциях, заключающаяся в их классификации (наклонные, субвертикальные, линзовидные) и локализации с использованием специализированных процедур измерений и обработки, что позволяет повысить оперативность и точность определения дислокаций при существенном снижении затрат в сравнении с традиционными методами. 

• Разработана и внедрена экспертная система оценки геомеханического состояния массива пород Юкспорского месторождения Объединенного Кировского рудника ОАО «Апатит». Экспертная система позволяет проводить оперативные прогнозы объемного напряженно-деформированного состояния по плану горных работ с учетом основных геологических и горнотехнических факторов, выявлять зоны с различной степенью удароопасности и принимать обоснованные технические решения по обеспечению безопасности и эффективности горных работ. Может использоваться на стадии текущего и перспективного планирования для выбора оптимального по геомеханическим условиям порядка развития очистной выемки и параметров системы разработки. Экспертная система для условий Юкспорского месторождения установлена на компьютеры службы прогноза и предупреждения горных ударов рудника.

• На основе выявленных закономерностей напряженно-деформированного состояния массива, особенностей распределения напряжений вокруг камер и целиков для условий Коробковского месторождения Курской магнитной аномалии, разрабатываемого комбинатом «КМАруда», подготовлен технологический регламент на проектирование вскрытия и отработки новых глубоких горизонтов месторождения в условиях полной сохранности сооружений и объектов города Губкин на дневной поверхности. Выполнено геомеханическое обоснование сохранения устойчивости камер, целиков, земной поверхности и предохранительного целика между отрабатываемым и проектируемым к отработке горизонтов с закладкой выработанного пространства и без неё. Регламент использован в проекте вскрытия и отработки глубоких горизонтов месторождения. 

1  2  3  4  5  6  7