Лаборатория № 26.1 "Геомониторинга и устойчивости бортов карьеров"
Научные направления подразделения
- Разработка методик и выполнение геофизического и геодезического мониторинга устойчивости горнотехнических конструкций при открытой, подземной и комбинированной геотехнологии.
- Исследования геомеханического состояния законтурного массива и устойчивости бортов рудных карьеров.
- Развитие теоретических подходов к геомеханическому обоснованию рациональных конструкций бортов карьеров в скальных тектонически напряженных породах.
Лаборатория Геомониторинга и устойчивости бортов карьеров Отдела Геомеханики выполняет фундаментальные и прикладные исследования в области геомеханического обоснования и реализации комплексного мониторинга устойчивости объектов открытой геотехнологии и оценки устойчивости бортов карьеров. В штате лаборатории работают специалисты по геофизическому, геодезическому контролю и оценке устойчивости карьерных откосов. Лаборатория оснащена современным парком исследовательских приборов и аппаратов, лицензионным программным обеспечением.
Основные научные достижения
Выявлены закономерности распределения параметров полей техногенных напряжений вокруг карьерных выемок при действии в массиве сил гравитационно-тектонической природы, заключающиеся в формировании зон их концентрации и разгрузки в зависимости от направления максимального сжатия
На основе многолетних исследований напряжённо-деформирования состояния прибортового массива пород комплексом натурных методов выполнено районирование карьера по величинам действующих напряжений с учётом структурной нарушенности массива, что позволяет дифференцировать устойчивость уступов и участков борта карьера с учетом геологоструктурных особенностей горных пород массива и выбирать их рациональные параметры по геомеханическим условиям (на примере Ковдорского карьера).
Разработана методология геомеханического обоснования устойчивости бортов карьеров в массивах скальных тектонически напряженных пород
Разработана методология учёта напряжённо-деформированного состояния, иерархично-блочного строения массива пород, его физических свойств при обосновании устойчивых параметров бортов и уступов карьеров, состоящая в последовательной разработке инженерно-геологической, геомеханической моделей месторождения, расчётных моделей элементов карьерных выемок, позволяющих обосновывать их рациональные параметры. Предложенная методология в достаточной степени соответствует особенностям скальных высокопрочных тектонически напряжённых массивов и может быть применена в соответствующих условиях на предприятиях, ведущих горные работы открытым способом.
Показано, что система мониторинга устойчивости массива пород при крупномасштабных горных работах должна соответствовать свойствам и состоянию иерархично-блочного массива пород, что достигается многоуровневостью системы, применением комплекса методов, адекватных по масштабу контролируемым объектам
Комплексная система мониторинга устойчивости формируется в рамках концепции открытой системы, позволяющей изменять и дополнять номенклатуру контролируемых объектов, методов, параметров контроля, обеспечивая необходимый уровень безопасности при достижении требуемого объёма добычи руды на горнодобывающем предприятии с учётом углубления и расширения карьерной выемки и возможного перехода к комбинированному способу добычи.
Практическая реализация научных разработок
Осуществляется комплексный инструментальный мониторинг устойчивости прибортового массива пород крупного рудного карьера в арктической зоне РФ с использованием геодезического, микросейсмического и локальных методов контроля (карьер рудника «Железный АО «Ковдорский ГОК»)
Разработан Регламент по увеличению угла наклона борта Коашвинского карьера АО «Апатит». На основе проведённых исследований предложен рациональный вариант открытой геотехнологии отработки глубоких запасов Коашвинского месторождения и её параметров, обеспечивающих полноту извлечения запасов и безопасность горных работ в долгосрочной перспективе
Разработаны основные принципы, порядок и оптимальные параметры безопасной отработки запасов перспективного участка Гакман Хибинского массива с минимизацией взаимного влияния открытых и подземных горных работ. Выявлены закономерности формирования потенциально опасных зон на основе комплекса исследований свойств пород, структурно-геологических, геомеханических и технологических особенностей сложной горно-технической системы с учетом гравитационно-тектонического поля напряжений