Рассмотрены вопросы, связанные с повышением устойчивости выработок при их проходке буровзрывным способом в массивах, подверженных действию тектонических сил. Это позволяет выработать необходимые требования к технологическим параметрам паспорта буровзрывных работ, выполнение которых обеспечивает снижение негативного влияния наряженного состояния законтурных пород. Цель работы - повысить устойчивость законтурных пород при буровзрывном способе проходки на основании использования закономерностей изменения напряженного состояния законтурного массива в процессе формирования сечения выработки. Методология. В основу определения условий снижения напряженного состояния законтурного массива в процессе формирования сечения выработки положены аналитические исследования, основанные на закономерностях формирования поля напряжений в упругой среде вокруг отверстий, а также на теоретической оценке времени релаксации законтурных напряжений при расширении врубовой полости.
Идентификаторы и классификаторы
- SCI
- Науки о Земле
- УДК
- 622. Горное дело
Неотъемлемая часть подземной разработки полезных ископаемых – проходка в горных породах выработок различного назначения. Их поддержание в рабочем состоянии в период эксплуатации является безусловным требованием как правил безопасности, так и технологических потребностей при осуществлении добычи. Априори ясно, что при отсутствии повреждений пород вокруг выработки ее устойчивость будет максимальной. Однако при проходке выработок буровзрывным способом под действием взрывов шпуровых зарядов, разрушающих породу в пределах контура выработки, происходит уменьшение прочности пород в законтурной зоне. Для снижения негативного воздействия взрывов зарядов на прочность пород применяется контурное взрывание [14]. При этом для снижения сотрясательного воздействия на законтурный массив обычно практикуют последующее оконтуривание, когда заряды взрывчатого вещества в шпурах (скважинах), расположенных по контуру, взрывают после взрыва зарядов основного комплекта шпуров.
Если у вас возникли вопросы или появились предложения по содержанию статьи, пожалуйста, направляйте их в рамках данной темы.
Список литературы
1. Динник А. Н. О давлении горных пород и расчет крепи круглой шахты // Инженерный работник. 1925. № 7. С. 1-12.
2. Гзовский М. В. Тектонические поля напряжений // Известия АН СССР. Сер. Геофизика. 1954. № 5. С. 390-410.
3. Стажевский С. Б., Хан Г. Н. О связи повышенных тектонический напряжений с эндогенными кольцевыми структурами // ФТПРПИ. 2017. № 6. С. 50-60. EDN: YKXOSE
4. Квочин В. А., Лобанова Т. В., Веселов А. И., Петухов М. Ф., Билибин В. В. Геодинамические процессы в районе промышленных объектов юга Западной Сибири // Геодинамика и напряженное состояние недр Земли. Новосибирск: Изд-во ИГД СО РАН, 2006. С. 232-240.
5. Шрепп Б. В., Нохрин А. М. Оценка напряженного состояния массива пород Таштагольского месторождения // Экспериментальные исследования напряженно-деформированного состояния массива шахт и рудников: сб. науч. тр. Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 1990. С. 138-142.
6. Леонтьев А. В. Обзор данных инструментального контроля в массиве Таштагольского месторождения // Проблемы недропользования. 2018. № 3. С. 44-53. DOI: 10.25635/2313-1586.2018.03 EDN: VAEIVU
7. Mapков Г. А. Тектонические напряжения и горное давление в рудниках Хибинского массива. Л.: Наука, 1977. 213 с.
8. Турчанинов И. А., Макаров Г. А., Иванов В. И., Козырев А. А. Тектонические напряжения в земной коре и устойчивость горных выработок. Л.: Наука, 1978. 256 с. EDN: SHJHAN
9. Барышников В. Д., Курленя М. В., Леонтьев А. В. О напряженно-деформированном состоянии Николаевского месторождения // ФТПРПИ. 1982. № 2. С. 3-12.
10. Сидляр А. В., Потапчук М. И., Терешин А. А. Геомеханическое обоснование мер безопасности при разработке Николаевского полиметаллического месторождения, опасного по горным ударам // ГИАБ. 2017. № 7. С. 184-194.
11. Ледяйкин Е. С. О некоторых возможных причинах взрывов и возгораний, возникших после взрывов на шахтах Кузбасса // Уголь Кузбасса. 2011. Март-апрель. С. 76-79.
12. Леонтьев А. В. Некоторые особенности геодинамики массива горных пород в Урало-Сибирских регионах // Геодинамика и напряженное состояние недр Земли. Новосибирск: Изд-во ИГД СО РАН, 2006. C. 125-129.
13. Зубков А. В. Напряженное состояние земной коры Урала // Литосфера. 2002. № 3. С. 3-18. EDN: KRRXTN
14. Барон Л. И., Ключников А. В. Контурное взрывание при проходке выработок. Л.: Наука, 1967. 204 с. EDN: WFKQNX
15. Машуков И. В. Разработка способов взрывного дробления неравномерно напряженных массивов при подземной добыче руд: автореф. дисс. … канд. техн. наук. Москва, 1983. 14 с.
16. Горинов С. А. Отбойка напряженных трещиноватых руд плоскими системами зарядов: автореф. дисс. … канд. техн. наук. Свердловск, 1985. 23 с.
17. Hui Chen, Xianyang Qiu, Xiuzhi Shi, Junhui Zhang, Xiaofeng Huo, Dongping Li. Experimental study on fracturing characteristics of double-hole blasting under static stresses // Frontiers in Earth Science. 2022. Vol. 9. P. 1-11. DOI: 10.3389/feart.2021.829258
18. Haoyu Han, Daisuke Fukuda, Hongyuan Liu, Ebrahim Fathi Salmi, Ewan Sellers, Tingjin Liu, Andrew Hin Cheong Chan.Combined finite-discrete element modelling of rock fracture and fragmentation induced by contour blasting during tunnelling with high horizontal in-situ stress // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2020. Vol. 127. P. 322-345. DOI: 10.1016/j.ijrmms.2020.1042214
19. Xiaofeng Huo, Xiuzhi Shi, Xianyang Qiu, Hui Chen, Jian Zhou, Shian Zhang, Dijun Rao. Study of the rock destruction mechanism during side blasting under high natural stress conditions // Applied Sciences. 2021. No. 11(11). Art. 4992. DOI: 10.3390/app11114992
20. Hai Rong, Nannan Li, Chen Cao, Yadi Wang, Jincheng Li, Mingda Li. Numerical simulation of rock blasting under different in-situ stresses and joint conditions // PLoS ONE. 2024. No. 19(4). Р. 1-17. DOI: 10.1371/journal.pone.0299258
21. Fengpeng Zhang, Guangliang Yan, Qibo Yang, Jikai Gao, Yuanhui Li. Strain field evolution characteristics of free surface during crater blasting in sandstone under high stress // Applied Sciences. 2020. No. 10(18). Art. 6285. DOI: 10.3390/app10186285
22. Масаев Ю. А. Условия проведения горных выработок в напряженном породном массиве // Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2013. № 3(97). C. 24-26. EDN: PZXIRV
23. Савин Г. Н. Распределение напряжений около отверстий. Киев: Наукова думка, 1968. 887 с.
24. Хан Х. Теория упругости. Основы линейной теории и ее применение. М.: Мир, 1988. 344 с.
25. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теоретическая физика. Т. VII. Теория упругости. М.: Наука, 1987. 248 с.
26. Распределение и корреляция показателей физических свойств горных пород / под ред. Н. В. Мельникова. М.: Недра, 1981. 192 с.
27. Михалюк А. В., Захаров В. В. Релаксационные эффекты в динамике грунтов и горных пород // Прикладная механика и техническая физика. 2000. № 3. С. 202-212. EDN: ONTHVF
28. Тюпин В. Н., Пономаренко К. Б. Определение напряженного состояния массива горных работ взрывным и виброакустическим методом // Горная промышленность. 2024. № 6. С. 34-40. EDN: KZCUHD
29. Черепанов Г. П. Механика хрупкого разрушения. М.: Наука, 1974. 640 с.
30. Жабко А. В. Устойчивость трещиновато-блочного горного массива при открытой и подземной разработке месторождений // Известия высших учебных заведений. Горный журнал. 2025. № 1. С. 39-54. DOI: 10.21440/0536-1028-2025-1-39-54 EDN: ZJXPOW
31. Жабко А. В. Новый абсолютный показатель устойчивости горного массива и его использование при решении практических задач геомеханики // Известия высших учебных заведений. Горный журнал. 2026. № 1. С. 49-64. DOI: 10.21440/0536-1028-2026-1-49-64 EDN: HGCZGO
Выпуск
Другие статьи выпуска
Статья освещает прошедшую на площадке многопрофильного логистического центра подготовки взрывных работ специализированной подрядной буровзрывной компании ООО «Протол» конференцию, посвященную вопросам подготовки и технологии проведения буровзрывных работ, которая состоялась 19 февраля 2026 г. Конференция объединила специалистов по буровзрывным работам и представителей предприятий горнорудной, нерудной и металлургической промышленности Уральского региона. Цели - обсуждение производственных процессов взрывного дела, вопросов технологии и проведения буровзрывных работ, особенностей сварки биметаллов взрывом, перспективных направлений развития горной отрасли на Урале и в стране, а также наглядная демонстрация производственного потенциала компании «Протол». В ходе проведения конференции представители компаний обменялись информацией об опыте работы в следующих областях: производство буровых, взрывных и буровзрывных работ на открытых и подземных разработках; ведение всего комплекса горнотранспортных работ на объектах подрядчика; разработка и производство эмульсионных заводов; перевозка опасных грузов; производство биметалла с помощью сварки взрывом и др. Одним из ключевых моментов стал показательный взрыв на полигоне многопрофильного логистического центра подготовки взрывных работ, в ходе которого была продемонстрирована технология сварки металлов энергией взрыва.
Развитие геофизического контроля для совершенствования оперативных методов диагностирования зон грунтов, загрязненных нефтепродуктами, и мониторинга процессов их дезактивации весьма перспективно. Целью работы является диагностирование зон загрязнения нефтепродуктами территории нефтебазы в экстремальных условиях Крайнего Севера для дальнейших производственных испытаний системы непрерывного дистанционного мониторинга. Методика исследования заключалась в отборе проб грунта и оценке изменения их физических свойств, диагностировании и локализации зон загрязнения комплексом геологических и геофизических методов. Также были выбраны участки для производственных испытаний системы непрерывного дистанционного мониторинга.
Опыт эксплуатации морских месторождений показывает, что при сборе и транспортировке газа между платформами в вертикальных участках (подъемных трубах) подводных трубопроводов, проходящих от морского дна до платформы, накапливается шлам, состоящий из жидкой фазы (углеводородный конденсат и пластовая вода) и механических частиц. Такое явление более интенсивно наблюдается в газопроводах низкого давления, это приводит к ряду эксплуатационных сложностей и неблагоприятных последствий. В статье исследуются проблемы, возникающие на вертикальных участках многофазных подводных трубопроводов, и анализируются методы их устранения. Цель исследования. Для устранения проблем эксплуатации на вертикальных участках многофазных подводных трубопроводов и повышения эффективности систем сбора и транспортировки газа необходимо разработать новую конструктивную схему подводного газосборного коллектора. Методы устранения эксплуатационных проблем. В настоящее время существует несколько научно и технологически обоснованных методов регулирования потока, которые в целом подразделяются на два типа: основанные на изменении режима течения и направленные на регулирование формы потока на выходе из стояка. Результаты работы. Проанализированы причины накопления и методы удаления шламов (конденсата, воды и твердых частиц) в вертикальных участках подводных трубопроводов при эксплуатации морских месторождений. Для выяснения возможных последствий накопления жидких фаз и твердых частиц в вертикальных трубопроводах, поднимающихся с морского дна к платформе, были исследованы силы, действующие на эти частицы, с использованием принципа д’Аламбера. Для устранения проблем, возникающих при эксплуатации вертикальных участков подводных трубопроводов, и повышения эффективности систем сбора и транспортировки газа предложена новая конструктивная схемы подводного газосборного коллектора, предназначенного для удаления жидк
Подземная разработка месторождений полезных ископаемых характеризуется ухудшением горно-геологических и горнотехнических условий, что обуславливает снижение качественно-количественных показателей очистной выемки. С учетом снижения содержания полезного компонента в добываемой рудной массе правильное определение показателей потерь и разубоживания становится все более актуальным. Практика работы предприятий показывает, что повышение засорения рудной массы пустыми породами всего на несколько процентов приводит к значительным затратам и увеличению себестоимости добычи. Поэтому решение задач, обеспечивающих повышение качественных показателей очистной выемки является актуальной научно-практической задачей, которая определяет эффективность и рентабельность горного производства в целом. Цель работы - автоматизация технологических процессов, заключающаяся в минимизации и исключении ручного труда инженерных работников за счет использования возможностей искусственного интеллекта и интуитивно-понятного программного интерфейса. Результаты работы. В работе представлено решение, позволяющее производить оперативный учет потерь и разубоживания в процессе очистных работ путем сравнительного анализа проектных и фактических контуров выработанного пространства на основе маркшейдерской съемки и разработанного программного обеспечения. Разрабатываемые решения обеспечивают быструю обработку данных маркшейдерской съемки до получения готового результата, представленного анализом проектных и фактических отклонений показателей потерь и разубоживания. Разрабатываемое программное обеспечение дает предпосылки для последующей автоматизации и роботизации маркшейдерских работ.
Проницаемость в скальных горных породах определяется наличием взаимосвязанных пустот. Массивы горных пород возрастом миллионы лет давно утратили первичную пористость и трещиноватость. Проницаемость породных массивов, которая фиксируется в настоящее время, формируется в результате деформационных процессов, которые являются результатом современного, с геологических позиций, силового воздействия на горные породы. Методика исследований. Закономерности деформационных процессов в скальных горных породах описываются законами геомеханики. Обычно рассматриваются три вида деформации - упругая, пластическая и хрупкая. На стадиях упругой и пластической деформации не происходит формирование пустот в горных породах. Взаимосвязанная пустотность в горных породах возникает на этапе хрупкой деформации при развитии трещин отрыва и пластического скольжения. Сеть взаимосвязанных пустот (трещин скола) формируется на этапах предразрушения и разрушения, при которых сочетаются пластические и хрупкие деформационные процессы. Качественные и количественные характеристики хрупкости-пластичности минералов и горных пород, с учетом их прочности, позволяют оценивать потенциальные фильтрационные и емкостные свойства породных массивов. Результаты анализа геомеханических процессов в горных породах дают возможность считать, что хрупко-пластичные и хрупкие породы приобретают свойства проницаемости на предразрушающих и разрушающих стадиях деформации. Пластичные породы непроницаемы на всех стадиях деформации. Потенциальные фильтрационные свойства скальных горных пород реализуются степенью деформации геологических тел в поле современного напряженного состояния.
Площади отработанных торфяных месторождений составляют преимущественную часть среди всех остальных техногенных месторождений. Существует проблема их эффективного возвращения в хозяйственный оборот. Учитывая специфику торфяных почв (высокую кислотность, низкую несущую способность и повышенную теплоемкость), их использование для строительства и сельского хозяйства является нерациональным. В статье рассматривается вариант обводнения. Цель работы - обоснование параметров проточного канала для установки инкубационной системы на отработанных торфяных месторождениях. Методика. Проведены гидравлические исследования гофрированных поливинилхлоридных (ПВХ) труб внутренним диаметром 16, 20, 25 мм. Теоретически и экспериментально определены скорость витания частицы в инкубационной системе, а также скорость водного потока внутри гофрированной ПВХ-трубы, средняя скорость и расход воды в проточном канале.
Рациональная разработка месторождений полезных ископаемых предполагает наиболее полное их извлечение. На практике эта задача всегда актуальна и связана со сложностями технологического характера, а также обеспечением безопасных условий ведения работ. В настоящее время использование гипса имеет первостепенное значение для развития сырьевой базы производства строительных материалов. Основным недостатком камерно-столбовой системы разработки гипсовых месторождений, применяемой при подземной добыче, являются большие потери гипса в целиках. Расчет и определение оптимальных размеров междукамерных целиков - сложнейшие задачи в силу того, что горные массивы месторождений часто являются трещиноватыми. Методология исследований. Применялся метод конечных элементов с использованием программного комплекса SIMULIA Abaqus, позволяющего моделировать поведение сложных конструкций и материалов при различных нагрузках и условиях. Результаты исследований, их анализ и рекомендации к применению. На основе анализа особенностей залегания Бебяевского месторождения гипса показаны графики зависимостей «напряжение-деформация» и выделены основные различия по сравнению с пластичными материалами. Разработана методика расчета несущей способности междукамерных целиков в блочном горном массиве и его механических характеристик. Определены допустимые оптимальные параметры междукамерных целиков для пласта гипса с трещиноватостью до 20 %. Обоснованность результатов исследований и рекомендаций к применению подтверждается высокой сходимостью натурных наблюдений и экспериментов по исследованию прочности горного массива и междукамерных целиков в сопоставимых горно-геологических условиях, применением методов математического анализа для построения геомеханических моделей блочной среды.
В статье представлена новая технология повышения устойчивости крепи методом инъекционного заполнения при прохождении забоем зоны обрушения кровли в комплексно-механизированном забое. Шахта «Цзиньцзяцюй» принадлежит угольному предприятию Государственной энергетической группы, начальный этап добычи угля характеризовался большим углом наклона, восходящей выемкой, потерей устойчивости крепи и сплошным обрушением кровли перед крепью. Эти проблемы являются типичными и характерными для угольных шахт, входящих в Государственную энергетическую группу. Предлагаемая технология будет актуальная для сложных и трудноразрабатываемых угольных пластов в Ниндунском угледобывающем районе. Цель работы - экспериментально обосновать новую эффективную технологию укрепления методом заполнения, обеспечивающую безопасное и эффективное преодоление забоем зоны обрушения кровли. Методология исследований. Применен комбинированный научный метод, включающий теоретический анализ, механические эксперименты и инженерную практику. Построена механическая модель нагружения крепи, проведен анализ ее устойчивости для определения соответствующих показателей свойств заполняющего материала. Установлено, что достижение прочности на сжатие заполнителя ROCK Foam, действующего на верхнюю балку крепи (30,5 кПа), является важным условием обеспечения устойчивости крепи. Изготовлены экспериментальные образцы, проведены испытания на сжатие для получения характеристик кривой одноосного сжатия образцов. На основе параметров крепи и экспериментальных образцов рассчитана прочность заполняющего материала и проведены работы по инъектированию. Сформирован метод выбора параметров нагнетания и схема производства работ.
Боты: оценка применимости экспресс-метода определения прочностных характеристик магматических пород на различных месторождениях с использованием склерометра (молотка Шмидта), а также возможности его использования для расчета параметров буровзрывных работ. Методология. Исследования проведены на Баженовском месторождении (ПАО «Ураласбест»). Полевые измерения отскока выполнены склерометром «Оникс-2М» в соответствии с требованиями государственного стандарта. Лабораторные испытания на одноосное сжатие использованы для построения зависимостей с помощью программного обеспечения «Тренды ФСП-1». Результаты и анализ. Установлена эмпирическая зависимость между пределом прочности на сжатие и величиной отскока бойка молотка Шмидта «Оникс-2М» для идентичных по генезису горных пород. Сравнение полученных результатов с результатами других исследователей показало незначительные расхождения, обусловленные различием физико-механических свойств пород, слагающих исследуемые массивы месторождений, а также разностью энергии удара применяемых молотков Шмидта. Кроме того, анализ показал эффективность применяемого экспресс-метода как для оценки прочностных характеристик пород, так и для расчета параметров буровзрывных работ.
Статистика статьи
Статистика просмотров за 2026 год.
Издательство
- Издательство
- УГГУ
- Регион
- Россия, Екатеринбург
- Почтовый адрес
- 620144, Свердловская обл, г Екатеринбург, Ленинский р-н, ул Куйбышева, стр 30
- Юр. адрес
- 620144, Свердловская обл, г Екатеринбург, Ленинский р-н, ул Куйбышева, стр 30
- ФИО
- Батрак Глеб Игоревич (РЕКТОР)
- E-mail адрес
- OFFICE@URSMU.RU
- Контактный телефон
- +7 (343) 2830606