Влияние водопритоков на прочностные характеристики пород Ловозерского редкометалльного месторождения
Автор: Калашник А.И.
Журнал: Горные науки и технологии @gornye-nauki-tekhnologii
Рубрика: Свойства горных пород. Геомеханика и геофизика
Статья в выпуске: 4 т.9, 2024 года.
Бесплатный доступ
Ловозерское редкометалльное месторождение представлено свитой пластообразных пологопадающих рудных залежей малой и средней мощности, выходящих на поверхность на северо-западных склонах Ловозерского массива. Целью работы является оценка влияния водопритоков на прочностные характеристики пород Ловозерского редкометалльного месторождения, разрабатываемого рудником «Карнасурт». Рассмотрены данные о поступлении воды в горные выработки рудника «Карнасурт», отрабатывающего две согласно залегающие рудные залежи Ловозерского редкометалльного месторождения. Выполнена статистическая обработка объемов воды, собираемой рудником за последние 4 года, с оценкой динамики их поступления в течение календарного года. Выявлены особенности, связанные с календарными климатическими изменениями. Основной целью работы являлась оценка влияния водопритоков на прочностные характеристики пород, слагающие опорные целики. Выполнены анализ и расчеты осадконакопления в пределах горного отвода рудника и формирующихся водопритоков в горные выработки, а также сравнение их с фактическими данными по рудничной воде. Отобраны образцы наиболее представительных пород месторождения и выполнены испытания их на прочность на сжатие и растяжение в сухом и водонасыщенном состояниях. Определены количественные показатели изменения прочностных характеристик пород вследствие водонасыщения. Установлено, что водонасыщение привело к снижению прочности пород до 10-20 %, особенно для значений на сжатие. Полученные результаты дают основание для необходимости учета обводненности пород при расчете устойчивости как опорных целиков, так и обнажений пород в выработках рудника «Карнасурт».
Рудник, добыча, водопритоки, горные породы, целики, свойства, прочность, водонасыщенность, удароопасность, ловозерское редкометалльное месторождение, рудник «карнасурт»
Короткий адрес: https://sciup.org/140308546
IDR: 140308546 | УДК: 622.023.23:556.16(470.21) | DOI: 10.17073/2500-0632-2023-09-160
Effect of water inflows on the strength characteristics of the Lovozero rare-metal deposit rocks
The Lovozero rare-metal deposit is represented by a series of sheet-like ore bodies of small and medium thickness exposing on the northwestern slopes of the Lovozero massif. The purpose of the work is to assess the impact of water inflows on the strength characteristics of the rocks of the Lovozero rare-metal deposit developed by the Karnasurt mine. The data on water inflow into Karnasurt mine workings, which exploits two ore bodies of the Lovozero rare-metal deposit, are considered. Statistical processing of the data on water volumes collected by the mine over the latest 4 years was performed, with assessment of their changes during a calendar year. The peculiarities associated with calendar climatic changes were identified. The main purpose of the study was to assess the effect of water inflows on the strength characteristics of the rocks composing the support pillars. The analysis and calculations of precipitation accumulation within the mine allotment and water inflows into the mine workings were performed and compared with actual data on mine waters. The samples of the most representative rocks of the deposit were collected and tested for dry and water-saturated compressive and tensile strength. The quantitative indicators of the changes in the strength characteristics of rocks due to water saturation were determined. It was found that the water saturation led to a decrease in the rock strength by up to 10-20%, especially for compressive strength values.
Список литературы Влияние водопритоков на прочностные характеристики пород Ловозерского редкометалльного месторождения
- Бессонов И. И., Боборыкин В. Н., Калашник А. И. и др. Совершенствование технологии подземной разработки маломощных рудных месторождений Кольского полуострова. Монография. Апатиты: КНЦ АН СССР; 1989. 156 с. Bessonov I. I., Boborykin V. N., Kalashnik A. I. et al. Improving the technology of underground mining of thin ore deposits of the Kola Peninsula. Monograph. Apatity: Kola Science Centre AS SSSR Publ.; 1989. 156 p. (In Russ.)
- Ловчиков А. В. Сильнейший горно-тектонический удар на подземных рудниках и в шахтах России: рудник «Умбозеро», 17 августа 1999 года (магнитуда m = 5, энергетический класс k = 11,8). Монография. Апатиты: ФИЦ КНЦ РАН; 2022. 127 с. https://doi.org/10.37614/978.5.91137.456.3 Lovchikov A. V. The strongest mining-tectonic impact in underground mines and mines in Russia: Umbozero mine, August 17, 1999 (magnitude m = 5, energy class k = 11.8). Monograph. Apatity: Kola Science Centre of the Russian Academy of Sciences Publ.; 2022. 127 p. (In Russ.) https://doi.org/10.37614/978.5.91137.456.3
- Адушкин В. В., Ловчиков А. В., Гоев А. Г. О возникновении катастрофического горно-тектонического удара на руднике «Умбозеро» в Ловозерском массиве в Центральной части Кольского полуострова. Доклады Российской академии наук. Науки о Земле. 2022;504(1):85–90. https://doi.org/10.31857/S2686739722050036 Adushkin V. V., Lovchikov A. V., Goev A. G. The occurrence of a catastrophic rockburst at the Umbozero Mine in the Lovozero Massif, Central Part of the Kola Peninsula. Doklady Earth Sciences. 2022;504(1):85–90. (In Russ.) https://doi.org/10.31857/S2686739722050036
- Пургина Д. В., Кузеванов К. И. Водопритоки в подземные горные выработки под влиянием внешних граничных условий при разработке угольных месторождений (на примере шахты Алексиевская). Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2018;329(4):79–96. Purgina D. V., Kuzevanov К. I. Water inflow into mine under the influence of external boundary conditions at coal deposit exploitation (Kuzbass). Izvestiya Tomskogo Politekhnicheskogo Universiteta. Inzhiniring Georesursov. 2018;329(4):79–96. (In Russ.)
- Gui H., Lin M., Song X. Identification and application or roof bed separation (water) in coal mines. Mine Water and the Environment. 2018;37(2):376–384. https://doi.org/10.1007/s10230-018-0518-0
- Davis A., Zhan G., Sims N. et al. Is treatment of mine dewatering water necessary prior to rapid infiltration basin recharge? A case study. Mine Water and the Environment. 2022;41:58–73. https://doi.org/10.1007/s10230-021-00839-2
- Enany P., Shevchenko O., Drebenstedt C. Experimental evaluation of airlift performance for vertical pumping of water in underground mines. Mine Water and the Environment. 2021;40:970–979. https://doi.org/10.1007/s10230-021-00807-w
- Fan K., Li W., Wang Q. et al. Formation mechanism and prediction method of water inrush from separated layers within coal seam mining: A case study in the Shilawusu mining area, China. Engineering Failure Analysis. 2019;103:158–172. https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2019.04.057
- Кузнецов Н. Н. Исследование влияния обводненности на энергонасыщенное состояние иерархично-блочной геологической среды. Проблемы недропользования. 2017;(1):64–71. https://doi.org/10.18454/2313-1586.2017.01.064 Kuznetzov N. N. Study of watercut influence on the energy saturated state of hierarchically block geological medium. Problemy Nedropol’zovaniya. 2017;(1):64–71. (In Russ.) https://doi.org/10.18454/2313-1586.2017.01.064
- Козырев А. А., Батугин А. С., Жукова С. А. О влиянии обводненности массива на его сейсмическую активность при разработке апатитовых месторождений Хибин. Горный журнал. 2021;(1):31–36. https://doi.org/10.17580/gzh.2021.01.06 Kozyrev A. A., Batugin A. S., Zhukova S. A. Influence of water content on seismic activity of rocks mass in apatite mining in Khibiny. Gornyi Zhurnal. 2021;(1):31–36. (In Russ) https://doi.org/10.17580/gzh.2021.01.06
- Калашник А. И., Дьяков А. Ю. Оценка нарушенности скальных пород георадарным зондированием с использованием водонасыщения для контрастности. Вестник МГТУ. 2019;22(1):129–137. https://doi.org/10.21443/1560-9278-2019-22-1-129-137 Kalashnik A. I., Dyakov A. Yu. Evaluation of rock disturbance by GPR sensing using water saturation for contrast. Vestnik MGTU. Trudy Murmanskogo Gosudarstvennogo Tekhnicheskogo Universiteta. 2019;22(1):129–137. (In Russ.) https://doi.org/10.21443/1560-9278-2019-22-1-129-137
- Аузина Л. И. Особенности обводненности золоторудных месторождений Витимо-Патомского нагорья. Известия Сибирского отделения секции наук о Земле Российской академии естественных наук. Геология, разведка и разработка месторождений полезных ископаемых. 2017;40(1):127–136. Auzina L. I. Water encroachment features of Vitim-Patom highland gold deposits. Izvestiya Sibirskogo Otdeleniya Sekcii Nauk o Zemle Rossijskoj Akademii Estestvennyh Nauk. Geologiya, Razvedka i Razrabotka Mestorozhdenij Poleznyh Iskopaemyh. 2017;40(1):127–136. (In Russ.)
- Kalashnik A., Zaporozhets D. Information Technologies in Monitoring of Urbanized Territories in the Western Russian Arctic Sector. Lecture Notes in Networks and Systems. 2023;509:837–844. https://doi.org/10.1007/978-3-031-11058-0_84
- Wu L., Bai H., Ma D. Prediction and Prevention of Water Inrush Hazards from Bed Separation Space. Mine Water and the Environment. 2021;40:657–670. https://doi.org/10.1007/s10230-020-00748-w
- Мелихов М. В., Калашник А. И. Космомониторинг геологических рисков в горной промышленности Баренцева Евро-Арктического региона России. Горная промышленность. 2023;(S1):128–134. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2023-S1-128-134 Melikhov M. V., Kalashnik A. I. Space monitoring of geological risks in the mining industry of the Barents Euro-Arctic region of Russia. Russian Mining Industry. 2023;(S1):128–134. (In Russ.) https://doi.org/10.30686/1609-9192-2023-S1-128-134
