ОТКРЫТЫЕ РАБОТЫ
Оригинальная статья
УДК 622.271:622.1 © М.Г. Мустафин, Е.О. Валькова, 2024
ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Уголь №07-2024 /1181/
DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2024-7-55-61
Название
Маркшейдерско-геомеханическое обоснование методики наблюдений за деформациями бортов карьеров
Авторы
Мустафин М.Г., доктор техн. наук, профессор, заведующий кафедрой инженерной геодезии
Санкт-Петербургского горного университета императрицы Екатерины II, 199106, г. Санкт-Петербург, Россия, e-mail: Mustafin_MG@pers.spmi.ru
Валькова Е.О., аспирант кафедры маркшейдерского дела Санкт-Петербургского горного университета императрицы Екатерины II, 199106, г. Санкт-Петербург, Россия, e-mail: s215081@stud.spmi.ru
Аннотация
Рассмотрены существующие подходы к наблюдениям за деформациями бортов карьеров и нормативно-техническая основа по данному вопросу. Приведены результаты исследований, направленные на решение важного для повышения безопасности работ на карьерах вопроса об определении пространственного положения потенциально опасной по оползням зоны (ПООЗ) в прибортовом массиве пород. Определены размеры ПООЗ как вдоль борта карьера, так и в перпендикулярном направлении, которые учитывают только геометрические параметры и физико-механические свойства однородного массива горных пород. Показано, что ширина призмы сползания (обрушения) достаточно точно определяется по напряженно-деформируемому состоянию (НДС) прибортового массива и приурочена к зонам, где касательные напряжения минимальны. По результатам многовариантного моделирования упругопластической задачи определены условия, при которых реализуются три сценария протекания оползня. На основе геомеханических выкладок разработаны схемы маркшейдерских наблюдений, учитывающие приведенные сценарии развития формирования оползня и использующие современные маркшейдерско-геодезические методики.
Ключевые слова
Устойчивость бортов карьеров, оползень, оценка напряженно-деформированного состояния, сценарии оползневого процесса, маркшейдерские наблюдения, схема наблюдательной станции.
Список литературы
1. Геомеханический мониторинг устойчивости бортов разрезов и отвалов при разработке угольных месторождений / Ю.И. Кутепов, Н.А. Кутепова, М.Р. Пономаренко и др. // Горный журнал. 2023. № 5 С. 69-74. https://doi.org/10.17580/gzh.2023.05.10. Kutepov Yu.I., Kutepova N.A., Ponomarenko M.R., Kutepov Yu.Yu.
Geomechanical monitoring of slope stability in pitwall and dumps in coal mining. Gornyi zhurnal. 2023;(5):69-74. (InRuss.). https://doi.org/10.17580/gzh.2023.05.10.
2. Андреева О.Н., Кольцов П.В., Пыхтеева Н.Ф. Анализ устойчивости откосов карьера Западно-озерный для обеспечения безопасности ведения горных работ // Проблемы недропользования. 2023. № 1(36). С. 32-40. https://doi.org/10.25635/2313-1586.2023.01.032. A ndreeva O.N., Koltsov P.V, Pykhteeva N.F. Analysis of stability of slopes of the Zapadno-ozerny pit to ensure mining safety. Problemynedropolzovaniya. 2023;1(36):32-40. (InRuss.). https://doi.org/10.25635/2313-1586.2023.01.032.
3. Белова М.В., Попов А.Л. Совершенствование методики маркшейдерских наблюдений за устойчивостью бортов карьеров // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2019. № 7S. С. 247-254. https://doi.org/10.25018/0236-1493-2019-4-7-247-254. Belova M.V., Popov A.L. Improving methods of surveying observations of the slope stability. MIAB. Mining information and analyticalBulletin. 2019;(7S):247-254. (In Russ.). https://doi.org/10.25018/0236-1493-2019-4-7-247-254.
4. Жабко А.В. Теоретические и экспериментальные аспекты пластического деформирования и разрушения горных пород // Известия УГГУ. 2018. № 1(49). С. 68-79. https://doi.org/10.21440/2307-2091-2018-1-68-79. Zhabko A.V. Theoretical and experimental aspects of plastic deformation and destruction of rocks. Izvestiya UGGU. 2018;1(49):68-79. (InRuss.). https://doi.org/10.21440/2307-2091-2018-1-68-79.
5. Протосеня А.Г., Беляков Н.А., Буслова М.А. Моделирование напряженно-деформированного состояния блочного горного массива рудных месторождений при отработке системами разработки с обрушением // Записки Горного института. 2023. Т. 262. С. 619-627. Protosenya A.G., Belyakov N.A., Bouslova M.A. Modelling of the stress-strain state of block rock mass of ore deposits during development by caving mining systems. Zapiski Gornogo instituta. 2023;(262):619-627. (In Russ.).
6. Панченко А.В. Моделирование деформаций борта карьера с разными свойствами горных пород и геометрией в плане // Наука и Мир. 2014. № 1(4). С. 160-162. Panchenko A.V. Modeling of deformations of the side of a quarry with different properties of rocks and geometry in plan. Nauka I Mir. 2014;(1)4:160-162. (InRuss.).
7. Господариков А.П., Ревин И.Е., Морозов К.В. Композитная модель анализа данных сейсмического мониторинга при ведении горных работ на примере Кукисвумчоррского месторождения АО ?Апатит? // Записки Горного института. 2023. Т. 262. С. 571-580. https://doi.org/10.31897/PMI.2023.9. G ospodarikov A.P., Revin I.E., Morozov K.V. Composite model of seismic monitoring data analysis during mining operations on the example of the Kukisvumchorrskoye deposit of AO Apatit. ZapiskiGornogo instituta. 2023;(262): 571-580. (InRuss.). https://doi.org/10.31897/PMI.2023.9.
8. Проблема оценки влияния горных работ на объекты наземной инфраструктуры / Е.М. Волохов, В.К. Кожухарова, И.А. Бритвин и др. // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2023. № 8. С. 72-93. https://doi.org/10.25018/0236-1493-2023-8-0-72. Volohov E.M., Kozhukharova V.K., Britvin I.A., Savkov B.M., Zherlygina E.S. Assessment of impact of mining operations on surface infrastructure. MIAB. Mining information and analytical Bulletin. 2023;(8):72-93. (In Russ.). https://doi.org/10.25018/0236-1493-2023-8-0-72.
9. Кузин А.А., Филиппов В.Г. Разработка алгоритма выбора метода и геодезического оборудования в зависимости от скоростиоползневых смещений на примере Миатлинской ГЭС // Вестник СГУГиТ. 2023. № 4(28). С. 22-37. https://doi.org/10.33764/2411-1759-2023-28-4-22-37. Kuzin A.A., Filippov V.G. Development of an algorithm for choosing a method and geodetic equipment depending on the velocity of landslide displacements, by the example of the Miatlinskaya HPS. VestnikSGUGiT. 2023;(28)4:22-37. (InRuss.). https://doi.org/10.33764/2411-1759-2023-28-4-22-37.
10. Повышение достоверности 3D-моделирования оползневого склона на основе учета данных инженерной геофизики / В.В. Глазунов, С.Б. Бурлуцкий, Р.А. Шувалова и др. // Записки Горного института. 2022. Т. 257. С. 771-782. https://doi.org/ 10.31897/ PMI.2022.86. G lazunov V.V.; Burlutskiy S.B.; Shuvalova R.A.; Zhdanov S.V. Improving the reliability of 3D modelling of a landslide slope based on engineering geophysics data. Zapiski Gornogo instituta. 2022;(257): 771-782. (InRuss.). https://doi.org/ 10.31897/PMI.2022.86.
11. Устойчивости бортов карьера с учетом временного фактора / Ш.Р. Уринов, С.А. Мансурова, Н.А. Боймуродов и др. // Цифровые технологии в промышленности. 2023. № 1(1). С. 54-62. https://doi.org/10.5281/zenodo.8360842. U rinov Sh., Mansurova S., Boymurodov N., Axmedov K., Mirzaxmedov
M., Yarashov Sh. Stability of quarry sides taking into account the time factor. Tsifrovye tekhnologii v promyshlennosti. 2023;1(1):54-62. (In Russ.). https://doi.org/10.5281/zenodo.8360842.
12. Pospehov G.B., Savon Y., Delgado R., Castellanos E.A., Pena A. Inventory of Landslides Triggered by Hurricane Matthews in Guantanamo, Cuba. Geography, Environment, Sustainability. 2023;1(16):55-63. https://doi.org/10.24057/2071-9388-2022-133.
13. Оптимизация удельных энергозатрат на дробление горных пород взрывом на месторождениях со сложным геологическим строением / Ю.И. Виноградов, С.В. Хохлов, Р.Р. Зигангиров и др. // Записки Горного института. 2024. С. 1-15. Vinogradov Yu.I., Khokhlov S.V., Zigangirov R.R., Miftakhov А.А., Suvorov Yu.I. Optimization of specific energy consumption for rock crushing by explosion at deposits with complex geological structure. Zapiski Gornogo instituta. 2024:1-15. (InRuss.).
14. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2023666272 Российская Федерация. Деформация: № 2023664597: заявл. 12.07.2023: опубл. 27.07.2023 / М.Г. Мустафин, Е.О. Валькова; заявитель федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования ?Санкт-Петербургский горный университет?.
15. Выстрчил М.Г., Гусев В.Н., Сухов А.К. Методика определения погрешностей сегментированных grid моделей открытых горных выработок, построенных по результатам аэрофотосъемки с беспилотного воздушного судна // Записки Горного института. 2023. Т. 262. С. 562-569. Vystrchil M.G., Gusev V.N., Sukhov A.K. A method of determining the errors of segmented GR ID models of open-pit mines constructed with the results of unmanned aerial photogrammetric survey. ZapiskiGornogo instituta. 2023;(262):562-570. (InRuss.).
16. Обоснование рациональных режимов работы карьерных автосамосвалов при сверхнормативной эксплуатации / Г.Ю. Вишняков, А.Е. Пушкарев, Е.Ю. Ботян и др. // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2023. № 11(1). С. 24–37. https://doi.org/10.25018/0236-1493-2023-111-0-24. Vishnyakov G.Yu., Pushkarev A.E., Botyan E.Yu., Khloponina V.S. Justification of rational modes of operation of quarry dump trucks in case of over-normative operation. MIAB. Mining information and analyticalBulletin. 2023;11(1):24-37. (In Russ.). https://doi.org/10.25018/0236-1493-2023-111-0-24.
17. Valkov V.A., Kuzin A.A., Kazantsev A.I. Calibration of digital nonmetric cameras for measuring works. Journal of Physics: ConferenceSeries. 2018;1118(1):012044. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1118/1/012044.
18. Kazantsev A.I., Boikov A.V., Valkov V.A. Monitoring the deformation of the earth’s surface in the zone of influence construction. E3S Webof Conferences. 2020;(157):02013. https://doi.org/ 10.1051/e3sconf/202015702013.
19. Разработкаконцепцииинтерактивногоатласа?Историяразвитиякафедрыинженернойгеодезии? / Н.С. Копылова, К.В. Григорьев, С.М. Слободкинидр. // Геодезияикартография. 2023. № 5. С. 9-17. https://doi.org/10.22389/0016-7126-2023-995-5-9-17. Kopylova N.S., Grigoriev K.V., Slobodkin S.M., Romanchikov A.Yu., Pavlov, N.S. Work on the concept of an interactive atlas ?The history of the development of the Department of Engineering Geodesy?. Geodeziya i Kartpgrafiya. 2023;84(5):9-17. (In Russ.). https://doi.org/10.22389/0016-7126-2023-995-5-9-17.
20. Bykowa E., Raguzin I. Substantiation of Estimation Methods of Technogenic Noise Impact in Cadastral Value Determination of Land Plots. Land. 2024;13(2):246. https://doi.org/10.3390/land13020246.
Для цитирования
Мустафин М.Г., Валькова Е.О. Маркшейдерско-геомеханическое обоснование методики наблюдений за деформациями бортов карьеров // Уголь. 2024;(7):55-61. DOI: 10.18796/0041-5790-2024-7-55-61.
Информация о статье
Поступила в редакцию: 21.04.2024
Поступила после рецензирования: 16.06.2024
Принята к публикации: 26.06.2024
