Inventory number IRN Number of state registration
0323РК00563 AP19576987-KC-23 0123РК00700
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Краткие сведения Gratis Number of implementation: 0
Not implemented
Publications
Native publications: 0
International publications: 0 Publications Web of science: 0 Publications Scopus: 0
Patents Amount of funding Code of the program
0 25000000 AP19576987
Name of work
"Создание эффективного метода упрочнения слабоустойчивого массива с возведением модифицированной опережающей крепи из высокотехнологичных материалов обеспечивающих безопасную отработку рудных тел"
Type of work Source of funding Report authors
Applied Искаков Еркин Ерсултанович
2
0
0
0
Customer МНВО РК
Information on the executing organization
Short name of the ministry (establishment) МНВО РК
Full name of the service recipient
Некоммерческое акционерное общество "Казахский Национальный Исследовательский технический университет имени К.И. Сатпаева"
Abbreviated name of the service recipient НАО «КазНИТУ им. К.И. Сатпаева»
Abstract

Отечественные рудные месторождения, разрабатываемые подземным способом, такие как «Акбакай», «Светинск», «Майкаин», «Риддер» и т.д., характеризующиеся неустойчивостью и склонностью массива к деформации, включая обрушения и расслоения горных пород, в процессе проведения горных выработок и очистных операций.

«Ақбақай», «Светинск», «Майқайың», «Риддер» және т.б. сияқты жер асты әдісімен игеріліп жатқан және тау-кен жұмыстары мен тазарту жұмыстарын орындау процесінде, таужыныстарының опырылуы мен қабатталуын қоса алғанда, массивтің деформацияланып, бұзылуға бейімділігімен сипатталатын, отандық кен орындары.

Целью работы на 2023 год является анализ и обзор современных технологий добычи полезных ископаемых в нарушенных горных участках с учетом изучения геолого-минералогического строения массива и с последующей оценкой эффективности метода укрепления неустойчивых массивов и определение условий применения укрепляющих химических соединений.

Жұмыстың 2023 жылға арналған мақсаты пайдалы қазбаларды жерастының бұзылған аймақтарынан массивтің геологиялық-минералогиялық құрылымын зерттеуді ескере отырып, химиялық бекемдеуші қопаларды қолдану шарттарын анықтап және соның нәтижесінде тұрақсыз массивтерді нығайту әдісінің тиімділігін бағалай отырып, өндірістің заманауи технологияларын талдау және қайта қарау болып табылады.

Анализ и обобщение научных источников, опыта отработки отечественных месторождений в сложных горно-геологических условиях, теоретические исследования, а также изучение нормативно-методических и горно-геологических документов для установления сложности разработки рудных залежей; лабораторные исследования минералогического состава образцов горных пород; производственное наблюдение отработки рудных залежей в нарушенных массивах рудников Акбакай, Майкаин и Риддер.

Ғылыми әдебиеттерді, сонымен қатар күрделі тау-кен геологиялық шарттарда отандық кен орындарын игеру тәжірибесін талдау және зерделеу, теориялық зерттеулер мен кен орындарын игерудің күрделілігін белгілеу үшін нормативтік-әдістемелік және тау-кен геологиялық құжаттарды зерттеп-талдау; таужыныстары үлгілерінің минералогиялық құрамын зертханалық зерттеу; Ақбақай, Майқайың және Риддер кеніштерінің орнықсыз массивтеріндегі кен шоғырларын игеру технологиясын өндірістік бақылау.

В результате исследования свойств массива горных пород, окружающего подземные очистные выработки, и факторов, влияющих на обрушения, было установлено, что образование трещин в массиве играет ключевую роль в их расслоении и разрушении. Кроме того, было установлено, что трещины, способные привести к расслоению и обрушению массива горных пород, могут распространяться в направлении максимального касательного напряжения, образуя угол 45° к направлению сжатия или растяжения. Установлено, что в процессе добычи полезных ископаемых из трещиноватых и неустойчивых массивов горных пород, характеризующихся расслоением и обрушением пород, производительность рудников снижается на 13-18%, увеличивается степень разубоживания до 60%, возрастают дополнительные затраты и ухудшается безопасность ведения горно-проходческих работ. В результате проведения рентгенофазового анализа образцов горных пород в лабораторных условиях было установлено, что одним из ключевых факторов, способствующих расслоению и обрушению горного массива, является наличие химических и механических минеральных солей, таких как доломит, альбит и мусковит.

Жерасты қазбаларын қоршай орналасқан таужыныстары массивінің қасиеттерін және опырылуына әсер ететін факторларды зерттеу нәтижесінде массивте жарықшақтардың болуы оның қабатталып құлауы мен бұзылуында шешуші рөл атқаратыны анықталды. Сонымен қатар, таужыныстары массивінің қабатталып құлауы мен опырылуына әкелетін жарықшақтар ең жоғары ығысу кернеуі бойымен таралып, сығылу немесе созылу өсіне 45° бұрышпен таралып орналасу мүмкін болатындығы негізделді. Жарықшақтанған және орнықсыз таужыныстары массивінде пайдалы қазбаларды игеру процесінде тазарту қазбаларын өту барысында таужыныстарының қабатталып құлауы салдарынан кеніштердің жоспарланған өнімділігі 13-18%-ға төмендейтіндігі, құнарсыздану дәрежесі 60% дейін артатындығы, қосымша шығындардың өсетіндігі және тау-кен жұмыстарын қауіпсіз орындау сапасының төмендейтіндігі анықталды. Таужыныстары үлгілерін зертхана жағдайында рентгенді-фазалы талдау нәтижесінде массивтің байланысының әлсізденуі мен опырылуының негізгі себептерінің бірі, құрамындағы доломит, альбит, мусковит сияқты химиялық және механикалық минералды тұздардың болуынан екендігі анықталды.

Результаты лабораторных исследований образцов горных пород, взятых с различных месторождений страны, показали, что наличие минеральных солей в составе горного массива, таких как доломит (8%), альбит (7%) и алюмо-калийный мусковит (4%), играет ключевую роль в вызывании обрушений в массиве. Эти результаты позволяет выбрать оптимальных видов химических реагентов для укрепления массива, что может привести к увеличению его прочности на 45-60%. Это, в свою очередь, может способствовать повышению экономической эффективности разработки полезных ископаемых в сложных горно-геологических условиях на уровне от 17% до 22%.

Еліміздің кенорындарынан алынған таужыныстары үлгілерін зертханалық шарттарда зерттеу нәтижесінде мәлім болған, құрамында 8% доломит, 7% альбит және 4% алюминийлі-калий түріндегі мусковит тұздарының болуы, массивтің опырылып құлауына себеп болатындығын анықтау оларды тиімді химиялық реагенттермен бекемдеп, беріктігін 45-60% арттырып, соның әсерінен пайдалы қазбаларды күрделі тау-кен геологиялық шарттарда игерудің экономикалық көрсеткіштерін 17-22% дейін арттыруға мүмкіндік береді.

Разработанная ресурсосберегающая технология управления состоянием массива горных пород методом оперативного упрочнения нарушенных зон выемочного участка, путем создания защитного слоя в массиве из фибергласовых элементов с модифицированными эпоксиуретановыми полимерами после завершения научно-исследовательской работы будет рекомендована к внедрению в отечественные горнорудные компании. Согласно календарному плану, внедрение запланировано на 2025 год.

Зерттеу жұмыстары толық аяқталғаннан кейін, модификацияланған эпоксидті-полиуретанды полимер және фиберглас элементтерінің қосындысынан тұратын қорғаныс қабатын қазба алаңдарының бұзылған аймақтарын жедел бекемдеу үшін орнатып, массивті нығайтуға арналған ресурс үнемдейтін технология жасалады және ол отандық кен өндіруші компанияларға енгізу үшін ұсынылатын болады. Күнтізбелік жоспарға сәйкес өндіріске енгізу 2025 жылда іске асырылады.

При проходке подземных выработок в неустойчивых и склонных к обрушению массивах традиционные методы крепления (железобетон, торкретбетон, анкер), не способны обеспечить целую систему «крепь-массив» и создать устойчивую конструкцию. В таких ситуациях применение технологии укрепления массива с помощью размещение защитного слоя внутри него представляет собой эффективное решение, обеспечивающее экономическую эффективность и безопасность работ.

Опырылып құлауға бейім массивтерде жерасты қазбаларын өту кезінде қолданылатын бекітпе түрлері (темірбетон, бүрікпебетон, анкер) тау-кен массивін бүтін конструкция ретінде байланыстыра алмайды, сондықтан мұндай жағдайда массив ішіне қорғаныс қабатын салып бекемдеу технологиясы экономикалық және қауіпсіздігі жағынан тиімді шешім болып табылады.

Горнодобывающие компании разрабатывающие месторождения в сложных горно-геологических условиях, шахтостроительные предприятия специализирующиеся в области строительства подземных сооружений объектов метрополитена и реконструкции шахт, а также проектно-конструкторские институты.

Тау-кен геологиялық шарттары күрделі кенорындарын қазып игеретін кен өндіруші компаниялар, метрополитен құрылысындағы жерасты нысандарын салу және шахталарды қайта салу қызметімен айналысатын тау-кен құрылыс кәсіпорындары, жобалау мекемелері.

UDC indices
622.276; 622.281
International classifier codes
52.13.00; 52.13.15;
Key words in Russian
горные выработки; подземный рудник; упрочнение массива; крепление; композитные материалы; обрушение массива; расслоение горных пород; деформация массива; управление массивом; защитный экран;
Key words in Kazakh
тау-кен қазбалары; жерасты кеніші; массивті бекемдеу; бекітпелеу; композитті материалдар; массивтің опырылуы; таужыныстарының бөлшектенуі; массивтің деформациялануы; массивті басқару; қорғаныс қабаты;
Head of the organization Кульдеев Ержан Итеменович Кандидат технических наук РК, кандидат технических наук РФ / профессор
Head of work Искаков Еркин Ерсултанович Доктор философии (PhD) / Нет