С целью совершенствования параметров системы разработки на руднике Жомарт проведены лабораторные испытания механических свойств песчаника, а также натурные измерения модуля деформации пород в барьерных и междукамерных целиках с использованием скважинного гидродомкрата. Установлено, что средний модуль деформации песчаника в барьерных целиках составляет порядка 5,9 ГПа, в междукамерных целиках – 6,2 ГПа. Средний модуль деформации, полученный в лабораторных условиях, примерно в 3 раза превышает соответствующий показатель, определенный в натурных условиях.

The paper presents the study results of the impact of mining operations on the stability of mine workings in a deep potash mine. The main results were obtained using numerical experiments. The model is implemented by the finite element method. This takes into account the main factors determining the influence of rock pressure on the deposit. The size of the mining impact zone has been estimated. A comparative analysis of the disturbed zone formation in rocks containing a single mining operation in the zone and outside the zone of influence of mining operations, depending on the time, is presented.

В статье приведены результаты натурного определения модуля деформации пород в окрестности одиночных выработок на руднике Гремячинского ГОКа с использованием скважинного гидродомкрата Гудмана. Экспериментами установлено, что средний модуль деформации в массиве ангидрит-доломитовых пород составляет порядка 7,5 МПа, в массиве сильвинитовых пород – 3,0 МПа, в массиве карналлитовых пород – 2,0 МПа. Установлена взаимосвязь между нарушенностью приконтурного массива и модулем деформации в ангидрит-доломитовых и карналлитовых породах: относительно низкие значения модуля деформации характерны для нарушенного массива, а относительно высокие значения данного показателя – для нетронутого массива.

Приведены результаты экспериментальных исследований по измерению напряжений в нетронутом массиве ангидрит-доломитовых пород на руднике Гремячинского ГОК на глубине около 1100 м. Контроль напряжений осуществлялся методом, основанном на использовании акустоэмиссионных эффектов памяти нагружаемого околошпурового пространства [1, 2]. Экспериментами установлено, что максимальное горизонтальное напряжение в нетронутом массиве ориентировано субширотно (А m4 86 ) и равно 30,8 МПа, минимальное горизонтальное напряжение ориентировано субмеридианально (А m5 176 ) и равно 14,8 МПа. Величина измеренных вертикальных напряжений в нетронутом массиве составляет порядка 23,0 МПа.

В статье приведена методика определения модуля деформации осадочных горных пород в натурных условиях с использованием скважинного гидродомкрата Гудмана. По результатам предварительных экспериментальных исследований установлено, что показатель модуля деформации вмещающих пород может быть использован для оценки степени нарушенности приконтурного массива, т.к. в зоне неупругого деформирования пород, формирующихся в окрестности горных выработок, отмечаются пониженные значения модуля деформации.

The article discusses feasibility of secondary mining of natural–manmade sylvinite seam KrII* in the Upper Kama Potassium Salt Field. The full scale tests of large samples were carried out to determine mechanical properties of seam KrII * . Mathematical modeling provides estimates of load exerted on nonuniform safety pillars after secondary mining. The authors propose alternative flow charts for the secondary mining of natural–manmade seam KrII* to ensure safety and reasonable efficiency of production.

The analysis of rock mass deformation around permanent excavations in sylvinite seam at a depth of 1100 m is presented. Surrounding rock mass features occurrence of hard anhydrite-dolomite rocks in the roof and soft carnallite in the floor of underground excavations. The test openings were driven with height of 3.7 m and width of 6.0 m using a cutter- loader. The deformation control used 6 measurement points in the excavations with support by rockbolting in the patterns of 1.0×1.0, 1.5×1.5 and 2.0×2.0 m. Two measurement points were arranged in an unsupported excavation. It is found that the key factors influencing deformation of the perimeter of underground excavations are the rockbolting design and the geological structure of enclosing rock mass. For instance, the reinforcement of roof support decreases values and velocities of deformation both in the roof and sidewalls of excavations. The highest values of velocities of displacements are recorded in the floor. The increased displacements in the floor rocks should be expected when the distance between the excavation perimeter and the nearest interface of seams (layers) in the floor of a tunnel decreases. The presented results can be of use to experts in the fields of geomechanics as well as in design and construction of underground excavations.

Рассмотрен перспективный метод определения напряжений в горных

Для проектирования углубки Сарбайского и Южно-Сарбайского карьеров и вовлечения в разработку новых участков месторождений потребовалось детальное изучение геомеханических условий добычи руды. С целью уточнения геомеханической модели Сарбайского карьера выполнена оценка напряженно-деформированного состояния пород. Контроль напряжений в прибортовом массиве осуществлялся на основе использования эффекта Кайзера в горных породах при нагружении стенок скважины гидродомкратом Гудмана. Для ЮжноСарбайского карьера проведено математическое моделирование методом конечных элементов в трехмерной постановке.

The forecasting method of roof treatment works stability in the silvinit seams mining of the Verkhnekamsk deposit of potassium salts, based on the strain properties determination of its constituent species in field conditions is examined.

To reduce the risk of accidents in underground deposits of water-soluble ores, a flexible system of geomechanical monitoring of mine safety is required. Many years of experience in studying the physical and mechanical properties and stress-strain state of saliferous rocks when mining sylvinite layers in the mines of the Upper Kama potash salt deposit has made it possible to develop the principles of experimental and theoretical evaluation related to the load-carrying elements of the mining system. The essence of this method lies in the meaningful interpretation of the results of in situ studies using mathematical modelling.

Safety working out water-soluble ore fields in many ways depends on the stability of chamber development system`s elements. To monitor the interchamber pillars` status a method of experimental and theoretical evaluation of the geomechanical processes taking place in the array was developed, the essence of which lies in the meaningful results interpretation of mechanical characteristics and the stress state experimental studies of load-carrying structures by mathematical modeling methods. The article describes the method of estimating the marginal rock array`s stress state. The tension control was made using an acoustic memory effect. The measurements were performed in the wells with the help of a Goodman hydraulic jack. Its feature is the ability to create a load on the borehole array in the same plane, that allows to evaluate the stress magnitude in various directions. During the loading of the measuring borehole walls there is a discontinuous increase in the activity of acoustic emission. The pressure, which is logged in the hydraulic system, was taken at the level of the natural stresses acting in the marginal array. As a result of complex laboratory and field studies methodological features of stress analysis were identified using memory effects in salt rocks of the Verkhnekamskoye potash salt deposit. The experimental data analysis showed that in the “fresh” interchamber pillars a bearing pressure maximum is located near the contour of exposure and in 1.8-2.0 times higher than the load of of the overlying rocks` weight (gH). In the central part of the pillar the vertical stress level is 1.25-1.4 gH. With the increase in pillars` service life the marginal array`s stresses magnitude declines to the stress level of the overlying rocks weight. The horizontal stress increases with moving from the pillar contour and are approximately 60-70% of the vertical. These instrumental measurements results are a source data for assessing the long-term sustainability of interchamber pillars in sylvinite layers mining.

Месторождение медистых песчаников Жаман-Айбат отрабатывается рудником «Жомарт», запасы которого подходят к концу.В статье представлены методика и результаты исследований природного поля напряжений на руднике «Жомарт».Измерения напряжений проводились методом щелевой разгрузки в стенках одиночных подготовительных выработок, находящихся вне зоны влияния очистных работ.Оценка напряженнодеформированного состояния породного массива производилась с помощью математического моделирования, удовлетворяющего результатам проведенных натурных измерений.В рамках параметрического обеспечения расчетов было выполнено определение прочностных и деформационных параметров серого песчаника по результатам лабораторных испытаний на одноосное сжатие образцов керна, отобранных в местах проведения экспериментальных работ.В результате натурных исследований и численного моделирования установлено

The authors consider a number of geomechanical monitoring methods for the underworked salt rock behavior, including visual control of its specific structural features, measurement of displacements using contour and depth reference points, and assessment of stresses in the surrounding rock mass. It is proposed to assess stresses in salt rocks using long spacing measurement methods without modeling-based recovery of stresses from measured strains if possible.