Центр геоизысканий
top3

Геомеханика

Центр геоизысканий выполняет обширный комплекс геомеханических исследований как при проектировании отработки месторождений полезных ископаемых, так и на действующих горных предприятиях. Центр геоизысканий применяет самые современные методики геомеханических исследований в соответствии с международными требованиями к сбору, обработке, анализу и представлению данных.

Геомеханические исследования осуществляются с целью определения прочностных свойств массива горных пород и определения максимально допустимых и оптимальных параметров отработки месторождений полезных ископаемых.

Прочность массива – это составное понятие, в котором прочность пород в образцах, определяемая лабораторно, является лишь одной из составных частей общей характеризации горной массы. Составными элементами прочности массива также являются степень его трещиноватости, количество систем трещин и их ориентация в пространстве, форма и заполнитель трещин, степень выветривания горных пород, обводненность или мерзлотное состояние массива, наличие крупных тектонических нарушений и ряд других показателей.

Основным источником получения информации для геомеханических расчетов и численного моделирования является детальная характеризация прочностных параметров массива в полевых условиях. Для получения подробного описания свойств массива горных пород осуществляется бурение специальных геомеханических скважин с ориентированием керна. Керн таких скважин документируется путем полного или сокращенного геомеханического описания, а также структурного описания, при котором фиксируются пространственное положение естественных нарушений, пересеченных скважиной. Из керна геомеханических скважин также производится отбор образцов для лабораторного определения прочностных свойств ненарушенных пород.

Дополнительным способом геомеханического характеризации массива является описание характерных обнажений по существующим горным выработкам, либо при выходе таких обнажений на поверхность. Среди способов, применяемых для описания обнажений, выделяют линейное и площадное документирование (по зарубежной классификации – Scanline Mapping и Window Mapping). Преимуществом данных способов описания массива является отсутствие необходимости специального бурения, а недостатком – отсутствие характерных обнажений массива в запроектированных для изучения местах, а также сложность отбора образцов для лабораторных исследований.

Геомеханические исследования являются наиболее сложным направлением работ при проектировании отработки месторождений полезных ископаемых. Для полноценного анализа и расчетов параметров ведения горных работ осуществляется взаимодействие с такими дисциплинами, как геология, гидрогеология, горное дело, обогащение, экология. Для успешного определения эффективных параметров отработки требуется четкое понимание литологического и структурного строения месторождения, его обводненности, планируемого уровня добычи, ограничений по воздействию на окружающую среду.

Геомеханические исследования на разведываемых месторождениях – это поэтапная и сложная работа, которая состоит из последовательности шагов, среди которых:

  • Анализ существующих данных: предварительное изучение предшествующих наработок по месторождению – сбор, систематизация и анализ геологических и гидрогеологических данных; изучение литологического и структурного строения массива горных пород месторождения;
  • Разработка программы исследований: составление методик и инструкций по сбору геомеханических данных, разработка программы геомеханического бурения, составление программы отбора образцов для лабораторных исследований прочностных свойств;
  • Сопровождение полевых работ: организация и контроль качества геомеханического описания и бурения геомеханических скважин, отбора и упаковки образцов, подготовка полевой документации;
  • Лабораторные исследования: определение физико-механических свойств образцов горных пород;
  • Анализ и обработка данных: обработка и интерпретация полевых и лабораторных материалов, статистический анализ, создание геомеханических баз данных, выделение геомеханических доменов, выбор систем отработки, расчет отдельных параметров отработки и др.;
  • Моделирование: построение геомеханических моделей отработки месторождения с учетом литологических, структурных, гидрогеологических особенностей и обработанных геомеханических данных, уточнение параметров отработки, анализ устойчивости элементов отработки, оценка взаимодействия и взаимовлияния различных элементов отработки, окончательное подтверждение безопасных и эффективных параметров ведения горных работ.
  • Подготовка отчетной документации о проведенных исследованиях.

Более подробно о различных этапах исследований рассказано в разделе Стадии исследований.

Отдельное направление геомеханических исследований – это проектирование и анализ устойчивости отвалов и дамб хвостохранилищ. Особенностью данного вида исследований является необходимость учета расчетных свойств дезинтегрированного массива горных пород, который будет использован при отсыпке отвалов, либо для формирования дамб. Кроме этого, при определении параметров отвалов и дамб анализируются данные инженерно-геологических изысканий относительно свойств подстилающих грунтов, на которых планируется отсыпка. При расчете параметров отвалов горного производства дополнительным усложняющим фактором является необходимость формировать основания отвалов более слабыми породами, которые извлекаются из вышележащих пород при отработке месторождений.

Геомеханические исследования, в общем случае, дают ответ на вопрос «что будет, если?» - например, что будет, если построить карьер с такими углами бортов, такими уступами и такой глубины? Какие параметры очистных работ при подземной отработке являются наиболее эффективными и безопасными? Основной задачей геомеханики является давать исчерпывающие ответы на такие вопросы.

Еще одним важным направлением геомеханических исследований, выполняемых Центром геоизысканий, являются научно-исследовательские работы на действующих горных предприятиях, среди которых:

Более подробно об исследования на действующих горных предприятиях рассказано в разделе Действующие предприятия.

Специалисты Центра геоизысканий обладают большим опытом проектирования и успешного выполнения программ геомеханических исследований на разведываемых месторождениях и действующих горных предприятиях. В своей работе Центр геоизысканий применяет современные методики исследований, соответствующие современным международным подходам. Четкое представление об отечественных и международных требованиях к проведению геомеханических исследований позволяет выполнять комплексные программы работ, направленные на подготовку отечественной и международной отчетности по месторождениям.

 

 

 

 

 

gt00
gt01
gt009
gt03
gt09
gt05
gt10