ЛАБОРАТОРИЯ ГЕОМЕХАНИКИ РУДНЫХ И НЕРУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ


Область компетенции:

твердые полезные ископаемые (рудные и нерудные), добываемые подземным способом (кроме угольных шахт).

Общие сведения:

В современном мире не теряют актуальности вопросы, касающиеся оптимизации затрат и повышения эффективности производства. Как правило, на определенном этапе пути к достижению более высоких производственных показателей, практика сталкивается с проблемой снижения безопасности или входит в противоречие с действующей нормативной и проектной документацией.

Решение проблемы лежит в поиске оптимального баланса между экономическим показателями и обеспечением безопасности при ведении горных работ. Такое решение должно базироваться на тщательном всестороннем изучении условий производства, выявлении факторов риска и разработке необходимых и достаточных компенсирующих мероприятий.

Для нашей лаборатории, безусловным приоритетом при выполнении всех работ, является обеспечение безопасности людей и материальных ценностей, при этом обязательно учитываются интересы реального производства.


Виды деятельности и решаемые проблемы:

Вид работКраткое описание рассматриваемых вопросов
Геодинамическое районирование и отнесение к склонным и опасным по горным ударам Разработка новых заключений на месторождения;
Корректировка ранее выданных заключений, на основе анализа результатов наблюдений и исследований в процессе эксплуатации месторождения.
Экспертное заключение о геомеханической обоснованности принятых технических решений Технических проектов и регламентов на строительство, реконструкцию и перевооружение шахт и рудников;
Геомеханическое обоснование для разработки проектной документации Выбор и обоснование:
  • системы разработки;
  • схемы вскрытия;
  • порядка и очередности развития горных работ, как в пределах залежи, так и между залежами;
  • параметров конструктивных элементов системы разработки;
  • прочностных характеристик закладочного массива;
  • параметров буровзрывных работ на проходческих и очистных работах;
  • формы и параметров сечений горных выработок;
  • видов и параметров крепи горных выработок;
  • способов управления горным давлением;
  • методов противоударных мероприятий и их параметров.
Разработка нормативной и технической документации Своды правил;
Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности;
Инструкции и Указания по ведению работ в условиях удароопасности;
Регламенты технологических производственных процессов;
Рекомендации по креплению;
Методики опытно-промышленных испытаний
Научное сопровождение горных работ Обеспечение безопасного ведения горных работ в сложных горно-геологических, геомеханических и геодинамических условиях;
Отработка охранных и предохранительных целиков (шахтные стволы, подземные и поверхностные объекты);
Несоответствие фактических горнотехнических и горно-геологических условий проектной документации;
Научно-методическое сопровождение Опытно-промышленные испытания при внедрении и испытании новых:
  • схем и порядков отработки залежей;
  • систем разработки;
  • параметров конструктивных элементов систем разработки;
  • видов и параметров крепи;
  • способов управления горным давлением;
  • противоударных мероприятий
Натурные наблюдения и исследования, анализ и обработка данных
  • визуальные наблюдения в горных выработках и скважинах;
  • деформационный мониторинг за состоянием горных выработок и подземных объектов, целиков различного назначения:
    • точечный и сетевой;
    • в ручном режиме и автоматизированной системой;
  • оценка и определение направления и величины напряжений в массиве горных пород геомеханическими и геофизическими методами;
  • сдвижение массива горных пород и земной поверхности

Наши сотрудники:

Состав лаборатории представляет собой оптимальное сочетание научных знаний с практическим опытом работы на горнодобывающих предприятиях. Этим достигается исключительная практичность и исключается «академичность» предлагаемых решений и рекомендаций.
Заведующий лабораторией Андреев А.А.
12 лет практической работы на руднике «Октябрьский» г. Норильска в области крепления и горного давления;
8 лет работы во ВНИМИ. Специалист в области горных ударов, крепления горных выработок.

Ведущий научный сотрудник, канд.техн.наук Удалов А.Е.
25 лет работы во ВНИМИ, из них 20 лет – заведующим лабораторией. Научно-исследовательские работы на нескольких десятках горных предприятий СССР и СНГ. Автор ряда расчетных методик, в настоящее время используемых многими научными и проектными институтами. Специалист в области систем разработки, напряженно-деформированного состояния массива горных пород.

Ведущий научный сотрудник, канд.техн.наук Севастьянов Б.Н.
51 год работы во ВНИМИ. Научно-исследовательские работы на нескольких десятках горных предприятий СССР и СНГ. Автор ряда расчетных методик, в настоящее время используемых многими научными и проектными институтами. Специалист в области систем разработки, буровзрывных работ.

Старший научный сотрудник Климов В.А.
20 лет практической работы на руднике «Северный» г. Заполярный в области промышленной геологии;
9 лет работы во ВНИМИ. Специалист в области геологического обеспечения горных работ.

Старший научный сотрудник Крузин С.Н.
13 лет работы во ВНИМИ. Специалист в области исследования напряженно-деформированного состояния массива горных пород.

Научный сотрудник Костина Я.К.
14 лет работы во ВНИМИ. Специалист в области маркшейдерского дела.

Младший научный сотрудник Рукавишников Г.Д.
3 года работы во ВНИМИ. Специалист по математическому моделированию напряженно-деформированного состояния массива горных пород.

Опыт выполненных работ:

Сотрудниками лаборатории, в качестве исполнителей, ответственных исполнителей и научных руководителей тем, выполнены следующие работы:

Заказчик, наименование договораРезультаты работы
ООО «Кнауф Гипс Новомосковск», г.Новомосковск.
«Разработка Указаний по охране зданий и сооружений от вредного влияния подземных горных разработок и по охране рудника от затопления при разработке Новомосковского месторождения гипса»
На основе анализа и обобщения результатов исследований, выполненных в период с 1958 по 2016 год, разработана новая редакция «Указаний…», в котором изложены общие положения и приведены параметры процесса сдвижения земной поверхности, меры охраны зданий, сооружений, коммуникаций и водных объектов от вредного влияния подземных горных разработок, меры охраны рудника от затопления и мероприятия по обеспечению устойчивости конструктивных элементов камерно-столбовой системы разработки при воздействии взрывов.
Основные положения и требования «Указаний…» разработаны с учетом уточнения параметров различных вариантов камерно-столбовой системы разработки, определения сейсмобезопасных параметров буровзрывных работ, уточнения методики долговременных наблюдений за смещением кровли камер и деформацией междукамерных целиков, определения сетки и глубины бурения скважин для контроля толщины потолочины, обоснования и подтверждения размеров барьерных целиков вокруг скважин, установления мер охраны зданий и сооружений для конкретных горнотехнических условий и технического состояния охраняемых объектов.
«Указания» прошли экспертизу промышленной безопасности.
АК «АЛРОСА», п.Удачный
Текущий геомеханический контроль состояния горных выработок в период отработки подземным способом запасов до отм. -380м трубки «Удачная». Оценка и прогноз развития горного давления и сдвижения горных пород, разработка рекомендаций по безопасной отработке месторождения» Удачнинского ГОК.
С учетом фактической горно-геологической и горнотехнической обстановки, предложены варианты корректировки «Проекта мониторинга за наблюдением гидрогеомеханических процессов в период доработки открытым и подземным способом запасов до отм. -380м месторождения трубки «Удачная». Корректировка касается мест расположения наблюдательных станций и сроков их оборудования. Выполнено оборудование новых наблюдательных станций и проведены первичные измерения.
Проведены очередные контрольные измерения по ранее установленным наблюдательным станциям и выполнен анализ полученных данных.
На основании результатов инструментальных измерений и визуальных наблюдений, а также прогноза изменения геомеханической обстановки при развитии горных работ в 2017 году, проведена экспертная оценка геомеханического состояния руд и вмещающих пород, устойчивости обнажений подготовительных, нарезных и очистных выработок, а также конструктивных элементов системы разработки, разработаны рекомендации по порядку проходки подготовительно-нарезных выработок и технологии ведения очистных работ.
ООО «Байкалруд», г. Чита.
Разработка специальных технических условий на проведение горно-капитальных выработок проекта «ООО «Байкалруд» Горнодобывающее предприятие на базе месторождения «Нойон-Тологой». Юго-Западный участок» в условиях воздействия повышенных горизонтальных напряжений.
С учетом действующих в горном массиве повышенных горизонтальных напряжений, рассмотрены и обоснованы следующие вопросы:
  • формы и параметры сечений горизонтальных, наклонных и вертикальных горных выработок;
  • расположение и очередность проведения взаимно влияющих горных выработок. Установлена наиболее геомеханически безопасная ориентация выработок. Определены особые требования по сбойке выработок и величины минимальных расстояний между параллельными выработками;
  • прогнозирование и предотвращение горных ударов;
  • разработана и обоснована методика выбора вида и расчета параметров крепи горизонтальных, наклонных и вертикальных горных выработок. Выполнены расчеты для основных планируемых видов крепи (комбинированной анкерной, рамной и монолитной бетонной), применительно к реальным горно-геологическим и горнотехническим условиям;
  • проведение горных выработок в особо сложных условиях. Определены три группы особо сложных условий: зоны тектонических разломов, экзогенной трещиноватости, зоны повышенного горного давления.
Для каждой из групп определены мероприятия, обеспечивающие безопасное проведение и эксплуатацию горных выработок.
Полученные рекомендации оформлены в виде «Специальных технических условий» (СТУ), в соответствии с требованиями Федеральных законов.
Разработанные СТУ прошли согласование на НТС Госстроя.
ООО «Институт Гипроникель», г. Санкт-Петербург.
Расчет параметров крепления горно-капитальных и горно-подготовительных выработок проекта «Рудник «Октябрьский». Вскрытие и отработка запасов вкрапленных руд. Корректировка»
Обосновано применение видов крепей для конкретных горно-геологических и горнотехнических условий. Выполнены расчеты параметров крепления усиленной комбинированной, металлической податливой и монолитной бетонной крепей для различных вариантов сечений протяженных выработок и их сопряжений.
ООО «ЗСК», г. Норильск.
Разработать экспертное заключение по проведению испытаний количественных и качественных характеристик цемента, песка и их смеси для установки железобетонных штанг (ЖБШ).
Определены количественные и качественные характеристики цемента и песка в растворе из реального образца горной выработки.
Проведены натурные испытания несущей способности ЖБШ на разных сроках твердения растворов, приготовленных с разными рецептурами.
ЗФ ПАО «ГМК «Норильский никель», г. Норильск.
Геомеханическое обоснование текущих технических решений по безопасной и эффективной отработке руд на рудниках Талнаха
Разработаны адаптированные к условиям месторождения методики проведения наблюдений за состоянием горных выработок.
Выполнен анализ инцидентов, связанных с обрушениями горной массы и динамическими проявлениями горного давления, предложены рекомендации по их профилактике.
Выполнен анализ результатов наблюдений за сдвижением массива и земной поверхности; визуальных и инструментальных наблюдений за напряженно-деформированным состоянием пород; сейсмическим режимом.
Методом математического моделирования выполнена прогнозная оценка проектов календарных планов развития рудников на следующий год.
Даны рекомендации для каждого рудника, обеспечивающие повышение безопасности и эффективности ведения горных работ, связанные с креплением; корректировкой параметров системы разработки и направлении развития горных работ; управлением горным давлением; проведением наблюдений за процессами сдвижения и состоянием горных выработок.
ЗФ ПАО «ГМК «Норильский никель», г. Норильск.
Разработка технологии безопасной отработки запасов медистых и вкрапленных руд при ведении очистных работ системами с неполной закладкой и частичным обрушением вышележащих пород
Разработаны несколько возможных вариантов комбинации систем разработки. Для каждого варианта обоснованы область и условия применения, рассчитаны параметры системы разработки.
Выполнены прогнозные расчеты и анализ процессов сдвижения с учетом гидрогеологических условий; изменения горного давления; состояния вертикальных стволов и объектов на земной поверхности.
Разработаны рекомендации по очередности и направлениям залежей, сохранению подземных объектов и сооружений.
Выполнен расчет экономической эффективности и себестоимости добычи для каждого варианта.
Разработана программа-методика проведения опытно-промышленных испытаний новой системы разработки.
ЗФ ПАО «ГМК «Норильский никель», г. Норильск.
Разработка «Указаний по безопасному ведению горных работ на Талнахском и Октябрьском месторождениях, склонных и опасных по горным ударам
Новая редакция учитывает требования Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Положение по безопасному ведению горных работ на месторождениях, склонных и опасных по горным ударам» (приказ Ростехнадзора от 02.12.2013 № 576) и включает результаты научных исследований по проблеме горных ударов, выполненных в период с 2008 по 2014 годы.
Основные новшества:
  1. Систематизировано содержание разделов, устранены дублирующие пункты.
  2. Учтена фактическая организационная структура предприятий ЗФ ПАО «ГМК «Норильский никель».
  3. Принципиально обновлены требования к формированию защищенных зон бурением разгрузочных скважин.
ООО «Институт Гипроникель», г. Санкт-Петербург.
Геомеханическое обоснование технических решений принятых в «ТЭР отработки балансовых запасов всех типов руд рудников Талнаха»
Выполнен геомеханический анализ различных вариантов перспективных схем развития горных работ по горизонтам всех типов руд до полного погашения (для всех рудников).
Для обеспечения безопасных условий при отработке всех типов руд, предложены рекомендации, предусматривающие:
  • ограничение минимальных размеров разделительных массивов;
  • создание благоприятной конфигурации фронтов очистных работ;
  • соблюдение очередности отработки залежей;
  • сокращение сроков отработки очистных выработок (времени стояния камер без закладки);
  • площадная разгрузка формирующейся напряженной зоны;
  • усиление крепи горных выработок – применение податливых видов крепи, повышение плотности крепления.
Указанные рекомендации имеют привязки к конкретным участкам шахтного поля и учитывают временной период.
АО «Кольская ГМК», г. Мончегорск
Оценка и прогноз развития горного давления и сдвижения горных пород, текущий геомеханический контроль за состоянием горных выработок на подземных рудниках ОАО «Кольская ГМК», разработка рекомендаций по безопасной отработке месторождений
АО «Кольская ГМК», г. Мончегорск
Оказание услуг по внедрению системы наблюдения за горным давлением на Ждановском месторождении
ОАО «ГиПор-М»