ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ГЕОМЕХАНИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ УСТОЙЧИВОСТИ ПОДРАБОТАННОГО ПОРОДНОГО МАССИВА СО СЛОЖНЫМ ТЕКТОНИЧЕСКИМ СТРОЕНИЕМ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

На примере Тюбегатанского месторождения калийных солей (Узбекистан) рассмотрен комплекс геофизического и геомеханического обеспечения безопасности горных работ в условиях сложного тектонического строения подработанного породного массива. Геофизические исследования включали наземные сейсморазведочные наблюдения по системе профилей в сочетании с «легкими» стандартными методами электро- и гравиразведки. По результатам этих работ производилось построение физико-геологической модели участков месторождения с локализацией ослабленных зон и разрывных нарушений. В рамках содержательной интерпретации физико-геологическая модель трансформировалась в геомеханическую расчетную схему, которая отражала основные горно-геологические и горнотехнические условия разработки и базировалась на модели упругопластического деформирования соляных пород. Калибровка геомеханической модели производилась по результатам радарной интерферометрической съемки. Фактор времени учитывался в соответствии с разработанной модификацией известного метода переменных модулей деформации. Формирование зон пластичности в физическом выражении отождествлялось с образованием областей трещиноватости в водозащитной толще, определяющих опасность нарушения ее сплошности. Численная реализация геомеханической модели методом конечных элементов позволила обосновать оптимальные параметры камерной системы разработки, обеспечивающие сохранность водозащитной толщи, включая и зоны разрывных нарушений.

Об авторах

А. А. Барях

Горный институт УрО РАН

ORCID iD: 0000-0003-2737-6166

И. А. Санфиров

Горный институт УрО РАН

ORCID iD: 0000-0002-9190-4296

М. В. Дьяконов

ПАО "Уралкалий"

ORCID iD: 0009-0009-0423-5660

С. Ю. Лобанов

Горный институт УрО РАН

ORCID iD: 0000-0001-9685-8172

А. И. Никифорова

Горный институт УрО РАН

Email: nikiforova_ai@mail.ru
ORCID iD: 0009-0005-7123-4108

Список литературы

  1. Барях А. А., Евсеев А. В. Ликвидация калийных рудников и соляных шахт: обзор и анализ проблемы // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2019. - Т. 9. - С. 5-29. - doi: 10.25018/0236-1493-2019-09-0-5-29.
  2. Барях А. А., Красноштейн А. Е., Санфиров И. А. Горнотехнические аварии: затопление Первого Березниковского калийного рудника // Вестник Пермского научного центра. - 2009. - № 2. - С. 4-9. - EDN: PYWAJJ.
  3. Барях А. А., Самоделкина Н. А. Об одном подходе к реологическому анализу геомеханических процессов // Физикотехнические проблемы разработки полезных ископаемых. - 2005. - № 6. - С. 32-41. - EDN: PFHADT.
  4. Барях А. А., Санфиров И. А., Федосеев А. К. и др. Сейсмо-геомеханический прогноз состояния водозащитной толщи на калийных рудниках // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. - 2017. - № 6. - С. 10-22. - doi: 10.15372/FTPRPI20170602.
  5. Беляков Н. А., Беликов А. А. Прогноз целостности водозащитной толщи на Верхнекамском месторождении калийных руд // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). - 2022. - № 6-2. - С. 33-46. - doi: 10.25018/0236_1493_2022_62_0_33.
  6. Болгаров А. Г., Рослов Ю. В. Межскважинная сейсмическая томография для решения инженерно-геологических задач // Технологии сейсморазведки. - 2009. - № 1. - С. 105-111. - EDN: NCGHRJ.
  7. Глебов С. В. Геофизическое обеспечение разработки Верхнекамского месторождения солей // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2004. - № 9. - С. 89-92. - EDN: IFAPOR.
  8. Жикин А. А., Санфиров И. А., Фатькин К. Б. Классификация волновых образов типовых геологических неоднородностей соляной толщи Верхнекамского месторождения калийных и магниевых солей // Проблемы недропользования. - 2023. - Т. 3, № 38. - С. 118-128. - doi: 10.25635/2313-1586.2023.03.118.
  9. Поздеев А. А., Земсков А. Н., Ибрагимов Г. И. Некоторые аспекты освоения Тюбегатанского месторождения калийных солей // Рудник Будущего. - 2010. - № 1. - С. 6-10. - EDN: POEHWH.
  10. Рудковский Р. Р., Трофимов В. Л., Хазиев Ф. Ф. Блуждающие рассолы соляных толщ и мероприятия по защите горных выработок от их затопления // Разведка и охрана недр. - 2011. - № 1. - С. 63-72. - EDN: LVFAKN.
  11. Рыльникова М. В., Есина Е. Н., Сахаров Е. М. и др. Закономерности геодинамических явлений при освоении глубокозалегающих сложноструктурных месторождений калийно-магниевых солей // Горная промышленность. - 2023. - № 1. - С. 89-94. - doi: 10.30686/1609-9192-2023-1-89-94.
  12. Санфиров И. А., Степанов Ю. И., Фатькин К. Б. и др. Малоглубинные геофизические исследования на Верхнекамском месторождении калийных солей // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. - 2013. - № 6. - С. 71-77. - EDN: RRUGXL.
  13. Baryakh A., Tsayukov A. Justification of fracture criteria for salt rocks // Frattura ed Integrità Strutturale. - 2022. - Vol. 16, no. 62. - P. 585-601. - doi: 10.3221/IGF-ESIS.62.40.
  14. Borst R. de, Crisfield M. A., Remmers J. J. C., et al. Non-Linear Finite Element Analysis of Solids and Structures. - Wiley, 2012. - doi: 10.1002/9781118375938.
  15. de Souza Neto E. A., Perić D., Owen D. R. J. Computational Methods for Plasticity: Theory and Applications. - Wiley, 2008. - doi: 10.1002/9780470694626.
  16. Gendzwill D. J., Brehm R. High-resolution seismic reflections in a potash mine // GEOPHYSICS. - 1993. - Vol. 58, no. 5. - P. 741-748. - doi: 10.1190/1.1443459.
  17. Gendzwill D. J., Stead D. Rock mass characterization around Saskatchewan potash mine openings using geophysical techniques: a review // Canadian Geotechnical Journal. - 1992. - Vol. 29, no. 4. - P. 666-674. - doi: 10.1139/t92-073.
  18. Halabura (Steve) S. P., Hardy M. P. An overview of the geology of solution mining of potash in Saskatchewan // Fall 2007 Conference 8-9 October 2007. - Halifax, Nova Scotia, Canada : Solution Mining Research Institute, 2007.
  19. Karasev M. A., Protosenya A. G., Katerov A. M., et al. Analysis of shaft lining stress state in anhydrite-rock salt transition zone // Rudarsko-geološko-naftni zbornik. - 2022. - Vol. 37, no. 1. - P. 151-162. - doi: 10.17794/rgn.2022.1.13.
  20. Nolet G. A Breviary of Seismic Tomography: Imaging the Interior of the Earth and Sun. - Cambridge University Press, 2008. - doi: 10.1017/CBO9780511984709.
  21. Prugger F. F., Prugger A. F. Water problems in Saskatchewan potash mining - what can be learned from them? // CIM Bulletin. - 1991. - Vol. 84, no. 945. - P. 58-66.
  22. Pumjan S., Long T. T., Loc H. H., et al. Deep well injection for the waste brine disposal solution of potash mining in Northeastern Thailand // Journal of Environmental Management. - 2022. - Vol. 311. - P. 114821. - doi: 10.1016/j.jenvman.2022.114821.
  23. Rauche H. Die Kaliindustrie im 21. Jahrhundert. - Springer Berlin Heidelberg, 2015. - doi: 10.1007/978-3-662-46834-0.
  24. The ISRM Suggested Methods for Rock Characterization, Testing and Monitoring: 2007-2014 / ed. by R. Ulusay. - Springer International Publishing, 2015. - doi: 10.1007/978-3-319-07713-0.
  25. Wang D.-J., Tang H., Shen P., et al. A Parabolic Failure Criterion for Transversely Isotropic Rock: Modification and Verification // Mathematical Problems in Engineering. - 2019. - Vol. 2019. - P. 1-12. - doi: 10.1155/2019/8052560.
  26. Yilmaz Ö. Seismic Data Analysis: Processing, Inversion, and Interpretation of Seismic Data. Volume I, II. - Society of Exploration Geophysicists, 2008. - 2027 p.
  27. You M. Comparison of the accuracy of some conventional triaxial strength criteria for intact rock // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. - 2011. - Vol. 48, no. 5. - P. 852-863. - doi: 10.1016/j.ijrmms.2011.05.006.
  28. Zienkiewicz O. C., Taylor R. L., Fox D. The Finite Element Method for Solid and Structural Mechanics. - Seven. - Elsevier, 2014. - 624 p. - doi: 10.1016/C2009-0-26332-X.

© Барях А.А., Санфиров И.А., Дьяконов М.В., Лобанов С.Ю., Никифорова А.И., 2024

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах