Геомеханическое обоснование параметров отработки Ждановского месторождения с учетом особенностей физико-механических характеристик и напряженно-деформированного состояния массива

Современные тенденции роста объемов производства в технологических отраслях, требующих использование цветных металлов, создают потребность в интенсификации добычи руд, в том числе медно-никелевых. Интенсификация темпов отработки запасов обуславливает увеличение глубины ведения горных работ, в результате чего повышается вероятность реализации геомеханических рисков. Наиболее быстро развивающимися и опасными по своим последствиям являются разрушения массивов горных пород в динамической форме. Такие разрушения могут проявляться как в локальных зонах, например, на контуре горных выработок, так и в региональных масштабах, при этом они приводят к травмам и гибели персонала, авариям и простоям в процессах горных работ, а также к утрате возможности отработки целых участков месторождений в случаях реализации горных и горно-тектонических ударов [46, 64, 77, 78].
Ждановское месторождение, расположенное на северо-западе Мурманской области, является одним из крупнейших месторождений медно-никелевых руд в России. Запасы Ждановского месторождения разрабатывают подземным рудником «Северный» с производительностью 6 млн. т руды в год, при этом актуальная глубина ведения горных работ составляет порядка 650 метров. Такие значительные объемы добычи стимулируют процесс понижения фронта очистных работ, что осложняет геомеханическую ситуацию [44, 46, 112]. Процессы, связанные с проявлениями горного давления, как правило, развиваются постепенно, и для реализации динамического разрушения должны быть выполнены два условия.

Первым условием является то, что породы и руды, слагающие месторождение, должны иметь способность накапливать значительное количество упругой энергии под действием напряжений в массиве с дальнейшей ее реализацией в виде хрупкого разрушения. Вторым необходимым условием потенциального динамического разрушения является действие таких величин напряжений, значения которых близки или превышают пределы прочности горных пород при сжатии [65, 131]. В связи с этим, исследование характеристик горных пород и породных массивов, обоснование параметров полей действующих напряжений и прогноз трансформации напряженно-деформированного состояния (НДС) в процессе отработки запасов являются актуальными и необходимыми условиями для обеспечения геодинамической безопасности ведения горных работ, как на Ждановском месторождении, так и на других месторождениях России. <...>