Научные статьи \ Прикладные науки. Медицина. Технология \ Инженерное дело. Техника в целом \ Горное дело. Горные предприятия (рудники, шахты, карьеры). Добыча нерудных ископаемых

Оценка рейтинговых показателей состояния горного массива глубоких горизонтов подземного рудника удачный

Оценка рейтинговых показателей состояния горного массива глубоких горизонтов подземного рудника удачный

Автор: Серебряков Е.В., Зайцев И.А., Потака А.А.

Журнал: Горные науки и технологии @gornye-nauki-tekhnologii

Рубрика: Свойства горных пород. Геомеханика и геофизика

Статья в выпуске: 3 т.9, 2024 года.

Бесплатный доступ

Геомеханические рейтинговые классификации массивов являются важным инструментом при проектировании подземных технологий отработки месторождений. Особенно актуальны они на ранних стадиях разработки проекта, когда первичная горно-геологическая информация доступна в ограниченном объеме. В представляемой работе показан подход к сбору исходной информации и расчету рейтинга RMR и индекса Q для массива горных пород глубоких горизонтов подземного рудника Удачный, отрабатывающего одноименную кимберлитовую трубку. Поскольку классификации являются многокомпонентными системами, они предъявляют высокие требования по объему и качеству первичной информации, выполнение которых возможно путем применения комплексной системы сбора данных.Основной их объем получен посредством акустического телевьюверного каротажа, совмещенного с геолого-структурной документацией неориентированного керна. Также использованы данные о физико-механических свойствах пород, напряженно-деформированном состоянии и гидрогеологических условиях. Расчет рейтингов произведен поинтервально вдоль стволов скважин, в которых производился акустический каротаж. В качестве одного из критериев для выделения геомеханических интерваловпредложен параметр амплитуды акустической волны, зависящий от физических свойств породного массива и степени его структурной нарушенности. Установлен средний уровень связи между Q и RMR,что обусловлено разной «чувствительностью» и структурой входных параметров. С помощью рассчитанных рейтингов массив рудных тел и вмещающих отложений оценен по степени устойчивости (присвоены классы/категории), а также определены оптимальные способ и параметры крепления выработок. Накопленная в процессе проведения исследований база геомеханических данных обеспечивает возможность расчета альтернативных рейтингов, таких как MRMR, RMi, GSI и др., без использования переходных уравнений.

Еще

Рейтинговая классификация, rmr, q, кимберлитовая трубка удачная, телевьювер, трещиноватость, устойчивость массива, крепление

Короткий адрес: https://sciup.org/140307797

IDR: 140307797   |   УДК: 622.02   |   DOI: 10.17073/2500-0632-2023-12-192

Assessment of rating parameters of the rock mass conditions at udachny underground mine deep levels

Geotechnical rating classification systems of rock masses are an important tool in the design of underground mining systems. They are especially relevant at the early stages of project development, when primary mining and geological information is available to a limited extent. The presented work shows an approach to the collection of initial information and calculation of RMR (Rock Mass Rating) and Q Index for the rock mass of deep levels of the Udachny underground mine exploiting the kimberlite pipe of the same name. Since the classifications are multi-component systems, they impose heavy demands on the scope and quality of primary data, which can be met by applying an integrated data collection system. The bulk of these were obtained by acoustic televiewer tool (ATV) combined with geologic and structural logging of non-oriented core. Data on physical and mechanical properties of rocks, stress-strain state, and hydrogeological conditions were also used. The ratings were calculated interval by interval along holes, in which acoustic logging was performed. Theacoustic wave amplitude parameter, which depends on the physical properties of a rock mass and the degreeof its structural disturbance, was proposed as one of the criteria for distinguishing geotechnical intervals. The moderate level of correspondence between Q and RMR systems was established to be due to the different“sensitivity” and structure of the input parameters. Using the calculated ratings, the rock masses of ore bodiesand host sediments were evaluated for stability (classes/categories have been assigned), and the optimal method and parameters of workings support were determined. The geotechnical database accumulated during the research process provides the feasibility of calculating alternative ratings such as MRMR, RMi, GSI, etc., without the use of transient equations.

Еще

Список литературы Оценка рейтинговых показателей состояния горного массива глубоких горизонтов подземного рудника удачный

  • Bieniawski Z. T. Engineering classification of jointed rock masses. Civil Engineer in South Africa. 1973;15(12):335–344.
  • Bieniawski Z. T. Engineering rock mass classifications. New York: Wiley;1989. 251 p.
  • Barton N., Lien R., Lunde J. Engineering classification of rock masses for the design of rock support. Rock Mechanics. 1974;6:189–236. https://doi.org/10.1007/BF01239496
  • Barton N. Some new Q-value correlations to assist in site characterization and tunnel design. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2002;39:185–216.
  • Laubscher D. H. G eomechanics classification system for the rating of rock mass in mine design. Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy. 1990;90(10):257–273. https://doi.org/10.1016/0148-9062(91)90830-F
  • Laubscher D. H., Jakubec J. The MRMR Rock mass classification for jointed rock masses. In: Hustrulid W. A., Bullock R. L. (Eds.) Underground Mining Methods: Engineering Fundamentals and International Case Histories. Littleton, Colorado: SME; 2001. Pp. 475–481.
  • Hoek E. Strength of rock and rock masses. ISRM News Journal. 1994;2(2):4–16.
  • Hoek E., Brown E. T. The Hoek–Brown failure criterion and GSI – 2018 edition. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2019;11(3):445–463. https://doi.org/10.1016/j.jrmge.2018.08.001
  • Gwynn X., Brown M. C., Mohr P. J. Combined use of traditional core logging and televiewer imaging for practical geotechnical data collection. In: Dight P. M. (ed.) Slope Stability 2013: Proceedings of the 2013 International Symposium on Slope Stability in Open Pit Mining and Civil Engineering. Perth: Australian Centre for Geomechanics; 2013. Pp. 261–272. https://doi.org/10.36487/ACG_rep/1308_13_Mohr
  • Серебряков Е. В., Гладков А. С., Гапфаров Т. Д. Обзор современных методов сбора данных для оценки структурной нарушенности горного массива. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2023;(9):160–177. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2023_9_0_160 Serebriakov E. V., Gladkov A. S., Gapfarov T. D. Modern methods of data collection for structural damage assessment in rock mass: Review. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2023;(9):160–177. (In Russ.) https://doi.org/10.25018/0236_1493_2023_9_0_160
  • Костровицкий С. И., Специус З. В., Яковлев Д. А. и др. Атлас коренных месторождений алмазов Якутской кимберлитовой провинции. Мирный: ООО «МГТ»; 2015. 480 с. Kostrovitsky S. I., Spezicius Z. V., Yakovlev D. A. et al. Atlas of primary diamond deposits of the Yakutsk kimberlite province. Mirny: MGT LLC Publ.; 2015. 480 p. (In Russ.)
  • Колганов В. Ф., Акишев А. Н., Дроздов А. В. Горно-геологические особенности коренных месторождений алмазов Якутии. Мирный: АК «АЛРОСА», Институт «Якутнипроалмаз»; 2013. 568 с. Kolganov V. F., Akishev A. N., Drozdov A. V. Mining and geologic features of primary diamond deposits of Yakutia. Mirny: ALROSA, Yakutniproalmaz Institute Publ.; 2013. 568 p. (In Russ.)
  • Kopylova M. G., Kostrovitsky S. I., Egorov K. N. Salts in southern Yakutian kimberlites and the problem of primary alkali kimberlite melts. Earth-Science Reviews. 2013;119:1–16. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2013.01.007
  • Celada B., Tardáguila I., Varona P. et al. Innovating tunnel design by an improved experience-based RMR system. In: Proceedings of the World Tunnel Congress 2014 – Tunnels for a Better Life. Foz do Iguaçu, Brazil, 9–15 May 2014. PP. 1–9.
  • Peyras L., Rivard P., Breul P. et al. Characterization of rock discontinuity openings using acoustic wave amplitude – Application to a metamorphic rock mass. Engineering Geology. 2015;193:402–411. https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2015.05.014
  • McKenna G. T. C., Roberts-Kelly S. L. Televiewer imaging of boreholes; benefits and considerations for interpretation in the absence of physical rock core. In: Lehane B., Acosta-Martinez H. E., Kelly R. (Eds.) Geotechnical and Geophysical Site Characterisation, ISC’5. Sydney, Australia: Australian Geomechanics Society; 2016. Pp. 291–296.
  • Серебряков Е. В., Гладков А. С. Применение акустического телевьювера при оценке структурной нарушенности и геомеханического состояния горного массива. В: Инженерная и рудная геофизика 2023. Сборник материалов 19-й научно-практической конференции и выставки. М.: ООО «ЕАГЕ ГЕОМО-ДЕЛЬ»; 2023. С. 329–333. Serebriakov E. V., Gladkov A. S. Application of acoustic televiewer in the assessment of structural disturbance and geomechanical state of the rock mass. In: Engineering and Ore Geophysics 2023. Collection of papers of the 19th scientific and practical conference and exhibition. Moscow: EAGE GEOMODEL LLC; 2023. Pp. 329–333. (In Russ.)
  • Bae D. S., Kim K., Koh Y., Kim J. Characterization of joint roughness in granite by applying the scan circle technique to images from a borehole televiewer. Rock Mechanics and Rock Engineering. 2011;44:497–504. https://doi.org/10.1007/s00603-011-0134-9
  • Thomas R. D. H., King A. M., Neilsen J. M. Assessing waviness from televiewer for incorporation within defect plane shear strength models. In: Proceedings of the 48-th US Rock Mechanics / Geomechanics Symposium. 1–4 June 2014, Minneapolis, Minnesota.
  • Barton N., Choubey V. The shear strength of rock joints in theory and practice. Rock Mechanics. 1977;10:1–54. https://doi.org/10.1007/BF01261801
  • Fredrick F. D., Nguyen T., Seymour C., Dempers G. Geotechnical data from optical and acoustic televiewer surveys. The AusIMM Bulletin. 2014:62–66.
  • Katic N., Chalmas R., Christensen H. F. OATV for strength estimations in Copenhagen Limestone. In: Proceedings of the 17th Nordic Geotechnical Meeting Challenges in Nordic Geotechnic. 2016. Pp. 169–176.
  • Kao H.‑Ch., Chou P.‑Y., Lo H.‑Ch. An innovative application of borehole acoustic image and amplitude logs for geotechnical site investigation. Acta Geophysica. 2020;68(6):1821–1832. https://doi.org/10.1007/s11600-020-00493-2
  • Подгаецкий А. В. Влияние минерального состава на формирование физико-механических свойств кимберлита. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2011;(8):105–110. Podgaetskiy A. V. The influence of the mineralogical compound on the formation of physical and mechanical properties of kimberlites. Mining Informational and analytical bulletin. 2011;(8):105–110. (In Russ.)
  • Palmstrom A. Measurement and characterization of rock mass jointing. In: Sharma V. M., Saxena K. R. Insitu Characterization of Rocks. A. A. Balkema Publishers; 2001.
  • Deere D. U. Rock quality designation (RQD) after twenty years. U.S. Army Corps of Engineers Vicksburg, MS: Waterways Experimental Station; 1989. 93 p.
  • Terzaghi R. Sources of error in joint surveys. Géotechnique. 1965;15(3):287–304. https://doi.org/10.1680/geot.1965.15.3.287
  • Серебряков Е. В., Гладков А. С. Геолого-структурная характеристика массива глубоких горизонтов месторождения Трубка «Удачная». Записки Горного института. 2021;250:512–525. https://doi.org/10.31897/PMI.2021.4.4 Serebryakov E. V., Gladkov A. S. Geological and structural characteristics of deep-level rock mass of the Udachnaya pipe deposit. Journal of Mining Institute. 2021;250:512–525. https://doi.org/10.31897/PMI.2021.4.4
  • Филиппов А. Г. Гидротермальный кварц из кимберлитов Якутии. Геология и геофизика. 1992;(11):108–115. Filippov A. G. Hydrothermal quartz from kimberlites of Yakutia. Geologiia i Geofizika. 1992;(11):108–115. (In Russ.)
  • Алексеев С. В., Алексеева Л. П., Гладков А. С. и др. Рассолы глубоких горизонтов кимберлитовой трубки Удачная. Геодинамика и тектонофизика. 2018;9(4):1235–1253. https://doi.org/10.5800/GT-2018-9-4-0393
  • Alekseev S. V., Alekseeva L. P., Gladkov A. S. et al. Brines in deep horizons of the Udachnaya kimberlite pipe. Geodynamics & Tectonophysics. 2018;9(4):1235–1253. (In Russ.) https://doi.org/10.5800/GT-2018-9-4-0393
  • Петухов И. М. Горные удары на угольных шахтах. 2-е изд., перераб. и доп. СПб.: ФГУП «Гос. НИИ горн. геомеханики и маркшейд. дела – МНЦ ВНИМИ»; 2004. 238 с. Petukhov I. M. Rock bursts at coal mines. 2nd revised and enlarged edition. St. Petersburg: FGUP “State Research Institute of Mining Geotechnics and Mine Surveying – MSC VNIMI” Publ.; 2004. 238 p. (In Russ.)
  • Barton N. The influence of joint properties in modelling jointed rock masses. In: 8th ISRM Congress. September 25–29, 1995. International Society for Rock Mechanics and Rock Engineering. Pp. 1023–1032.
  • Sayeed I., Khanna R., Empirical correlation between RMR and Q systems of rock mass classification derived from Lesser Himalayan and Central crystalline rocks. In: International Conference on «Engineering Geology in New Millennium». New Delhi, 27–29 October, 2015. Pp. 1–12.
  • Sadeghi S., Sharifi Teshnizi E., Ghoreishi B. Correlations between various rock mass classification/ characterization systems for the Zagros tunnel-W Iran. Journal of Mountain Science. 2020;17(1):1790–1806. https://doi.org/10.1007/s11629-019-5665-7
  • Barton N., Bieniawski Z. T. RMR and Q-Setting records. Tunnels and Tunnelling International. 2008:26–29.
  • Barton N. Some new Q-value correlations to assist in site characterisation and tunnel design. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2002;39(2):185–216. https://doi.org/10.1016/S1365-1609(02)00011-4
  • Palmstrom A. Characterizing rock masses by the RMi for use in practical rock engineering: Part 1: The development of the Rock Mass index (RMi). Tunnelling and Underground Space Technology. 1996;11(2):175–188.
Еще
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp