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.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© 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.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).