ООО «Институт Гипроникель», Санкт-Петербург, Россия

Трофимов А. В., заведующий лабораторией геотехники, канд. техн. наук, эл. почта: TrofimovAV@nornik.ru
Киркин А. П., научный сотрудник лаборатории геотехники, канд. техн. наук, эл. почта: KirkinAP@nornik.ru
Шутов А. А., ведущий инженер лаборатории геотехники, эл. почта: ShutovAA@nornik.ru

Проектный офис комплексного развития рудника «Скалистый» ЗФ ПАО «ГМК «Норильский никель», Москва, Россия

Кормнов А. А., главный инженер проекта, канд. техн. наук, эл. почта: KormnovAA@nornik.ru

В работе принимали участие: А. Е. Румянцев, А. А. Давыдов, М. С. Попов, В. А. Попов, М. Ш. Ужахов, К. Э. Бреус.

Освоение месторождений полезных ископаемых, разрабатываемых подземным способом, в виду осложнения горно-геологических условий требует проведения комплексных геомеханических исследований. Такие исследования обычно включают в себя полевые работы по измерению напряженно-деформированного состояния массива горных пород. Полученные данные позволяют оценить влияние тектонических разломов на формирование поля напряжений в породном массиве и обеспечить грамотное планирование ведения горных работ. В мировой практике наибольшее распространение получил метод полной разгрузки керна, заключающийся в измерении деформаций керна в процессе его выбуривания. Данный метод является достаточно точным, но весьма трудоемким. В статье представлены результаты измерения напряженно-деформированного состояния массива горных пород методом полной разгрузки керна в условиях рудников «Комсомольский», «Октябрьский» и «Скалистый» (шахта «Верхняя» и шахта «Глубокая»), разрабатывающих Октябрьское и Талнахское месторождения сульфидных медно-никелевых руд. Полученные результаты говорят о преобладании субвертикальной компоненты тензора напряжений в поле рудников «Октябрьский», «Комсомольский» и шахты «Верхняя» рудника «Скалистый», что позволяет сделать вывод о гравитационном поле напряжений. При этом наблюдались повышенные значения субгоризонтальных компонент тензора напряжений, что обусловлено как блочностью массива, так и влиянием горных работ. В условиях шахты «Глубокая» рудника «Скалистый» преобладает субгоризонтальная компонента, что говорит о тектоническом поле напряжений. Причинами данного отличия от поля напряжений остальных рудников следует считать как большую глубину ведения работ (свыше 1,5 км), так и влияние Норильско-Хараелахского разлома.

1. Дарбинян Т. П., Цымбалов А. А., Зубов В. П., Колганов А. В. Влияние трещиноватости горного массива на разубоживание медно-никелевых вкрапленных руд при их добыче на руднике «Октябрьский» // Горный журнал. 2023. № 6. С. 19–25.
2. Зацепин М. А., Господариков А. П. О некоторых подходах к численному моделированию динамического разрушения массива горных пород при ведении буровзрывных работ // Горный журнал. 2023. № 9. С. 21–27.
3. Айнбиндер И. И., Каплунов Д. Р. Риск-ориентированный подход к выбору геотехнологий подземной разработки месторождений на больших глубинах // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2019. № 4. С. 5–19. DOI: 10.25018/0236-1493- 2019-04-0-5-19
4. Леонтьев А. В. Обзор данных инструментального контроля напряжений в массиве Таштагольского месторождения // Проблемы недропользования. 2018. № 3. С. 44–52.
5. Семенова И. Э., Земцовский А. В., Павлов Д. А. Комплексные геомеханические исследования массива горных пород удароопасного месторождения «Олений ручей» при ведении подземных горных работ // Горный информационно-аналитический бюллетень, 2014. № 4. С. 46–55.
6. Сергунин М. П., Еременко В. А. Определение параметров исходного поля напряженного состояния на руднике «Заполярный» // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2019. № 4. С. 63–74.
7. Gischig V. S., Doetsch J., Maurer H., Krietsch H. et al. On the link between stress field and small-scale hydraulic fracture growth in anisotropic rock derived from microseismicity // Solid Earth. 2018. Vol. 9. P. 39–61.
8. Subrahmanyam D. S. Evaluation of hydraulic fracturing and overcoring methods to compare the in situ stress parameters in porous rock mass // Geotechnical and Geological Engineering. 2019. Vol. 37, Iss. 6. P. 4777–4787.
9. Ляшенко В. И. Развитие научно-технических основ мониторинга состояния горного массива сложноструктурных месторождений. Сообщение 1 // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2017. № 2. С. 109–135.
10. Guido S., Acerbis R., Sossi G. Practice of the Doorstopper stress measurement method during the last 30 years in Italy // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021. Vol. 833. Art. 012167.
11. Мельников Д. Н. Измерение напряжений в массиве пород Ждановского месторождения методом разгрузки (торцевой вариант) // Вестник Кольского научного центра РАН. 2019. № 1. С. 57–61.
12. ASTM D4623-2016 Standard test method for determination of in situ stress in rock mass by overcoring method – three component borehole deformation gauge. 2024. — URL: https://docs.cntd.ru/document/440173059.
13. Gray I. Stress in the ground // Drilling for geology II extended abstracts. Australian Institute of Geoscientists, Brisbane, Bulletin. 2017. No. 64. P. 157–175.
14. Li Y., Fu S., Qiao L., Liu Z., Zhang Y. Development of twin temperature compensation and high-level biaxial pressurization calibration techniques for CSIRO In-Situ Stress // Measurement in Depth, Rock Mechanics and Rock Engineering. 2019. Vol. 52, Iss. 4. P. 1115–1131.
15. Salvini R., Ermini A., DeLucia V., Beltramone L. et al. Stress–strain investigation of the rock mass based on overcoring with CSIRO HI Cell test and numerical modeling: A case study from an italian underground marble quarry // Geosciences. 2022. Vol. 12. P. 441. DOI: 10.3390/geosciences12120441
16. Feng Y., Gao K., Lacasse S. Bayesian partial pooling to reduce uncertainty in overcoring rock stress estimation // Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2024. Vol. 16, Iss. 4. P. 1192–1201. DOI: 10.1016/j.jrmge.2023.05.003

17. Трофимов А. В., Киркин А. П., Румянцев А. Е., Яваров А. В. Применение численного моделирования для определения оптимальных параметров метода полной разгрузки керна при оценке напряженно-деформированного состояния массива горных пород // Цветные металлы. 2020. № 12. С. 22–27.
18. Марысюк В. П., Трофимов А. В., Киркин А. П., Шутов А. А. Определение напряженно-деформированного состояния массива на участке скипового ствола СС-1 рудника «Октябрьский» методом полной разгрузки керна // Горный журнал. 2024. № 3. С. 34–40.
19. Ask D. Analysis of overcoring stress data. Analysis of overcoring rock stress measurements preformed using the CSIRO HI at the Äspö HRL. — Sweden, Äspö Hard Rock Laboratory, 2003. — 266 p.