Inventory number IRN Number of state registration
0325РК01518 AP26196937-KC-25 0125РК00653
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 40000000 AP26196937
Name of work
Разработка инновационных методов повышения устойчивости горных выработок при повторной отработке подземных рудников путем исследования воздействия взрывных нагрузок на горный массив
Type of work Source of funding Report authors
Applied Сердалиев Ердулла Турганбекович
1
0
1
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

Объектом исследования являются горные выработки подземных рудников, испытывающие влияние статических и динамических нагрузок при повторной отработке залежей, а также элементы их крепления (анкерные и бетонные конструкции), находящиеся в зоне действия взрывных и сейсмических волн.

Зерттеу нысаны – қайта игеру кезінде статикалық және динамикалық жүктемелердің әсеріне ұшырайтын жер асты кеніштерінің қазбалары, сондай-ақ жарылыс пен сейсмикалық толқындардың ықпал ету аймағында орналасқан бекіту элементтері (анкерлік және бетондық құрылымдар).

Цель первого этапа – проведение анализа и систематизации современных технологий повышения устойчивости подземных выработок, а также формирование методической и параметрической базы для последующего моделирования и оптимизации конструкций крепей в условиях сложных геомеханических факторов.

Бірінші кезеңнің мақсаты – жер асты қазбаларының орнықтылығын арттыруға бағытталған заманауи технологияларды талдау және жүйелеу, сондай-ақ күрделі геомеханикалық шарттарда бекіту конструкцияларын оңтайландыруға арналған әдістемелік және параметрлік негізді қалыптастыру.

В работе использованы аналитические и сравнительно-обзорные методы, включающие анализ геомеханических и горно-геологических данных. Проведена оценка прочностных и деформационных характеристик пород и материалов крепи. Применены статистические и графо-аналитические методы обработки данных, результаты которых легли в основу формирования исходных параметров для последующих численных исследований.

Жұмыста аналитикалық және салыстырмалы шолу әдістері қолданылды, олар геомеханикалық және тау-кен геологиялық деректерді талдауды қамтиды. Таужыныстары мен бекіту материалдарының беріктік және деформациялық сипаттамалары бағаланды. Мәліметтерді өңдеуде статистикалық және графо-аналитикалық әдістер пайдаланылып, алынған нәтижелер кейінгі сандық зерттеулерге арналған бастапқы параметрлерді қалыптастыруға негіз болды.

По итогам первого этапа проведен комплексный анализ геомеханических условий рудников Жезказган и Малеевское. Систематизированы параметры пород: плотность – 2,8–3,0 т/м³, модуль деформации – 22–26 ГПа, сцепление – 6–6,5 МПа, угол внутреннего трения – 41–43°. Определены диапазоны напряжений (σv = 7–10 МПа, σh = 5–8 МПа) и исходные коэффициенты для будущего моделирования. На основе сравнительного анализа 28 существующих технологий крепления установлено, что применение комбинированной системы с модифицированным фибробетоном и фибергласовыми анкерами обеспечивает теоретический прирост устойчивости выработок на 20–25% относительно традиционных решений. Новизна состоит в формировании обоснованной базы исходных данных для дальнейшего численного моделирования устойчивости подземных выработок, адаптированной к геомеханическим условиям Казахстана.

Бірінші кезең қорытындысы бойынша Жезқазған және Малеев кен орындарының геомеханикалық жағдайларына кешенді талдау жүргізілді. Жыныстардың негізгі параметрлері жүйелендірілді: тығыздығы – 2,8–3,0 т/м³, деформация модулі – 22–26 ГПа, ілінісуі – 6–6,5 МПа, ішкі үйкеліс бұрышы – 41–43°. Тік және көлденең кернеулердің диапазондары (σv = 7–10 МПа, σh = 5–8 МПа) анықталды. 28 түрлі бекіту технологияларын салыстыру нәтижесінде модификацияланған фибробетон мен фибргласс анкерлерін біріктірген жүйе дәстүрлі бекіту түрлерімен салыстырғанда қазбалардың орнықтылығын 20–25% арттыратыны дәлелденді. Жаңалығы – Қазақстанның геомеханикалық шарттарына бейімделген сандық модельдеуге арналған бастапқы деректердің ғылыми негізделген базасы қалыптастырылды.

Прочность модифицированного фибробетона составляет 30–32 МПа при сжатии и около 5 МПа при растяжении, что выше традиционного набрызгбетона на 60%. Несущая способность фибергласовых анкеров достигает 160–180 кН. Применение облегченных материалов позволяет снизить массу крепи на 25–30% и расход материалов до 15%, при этом обеспечивается повышение устойчивости горных выработок и сокращение трудоемкости крепежных работ на 15–18%.

Модификацияланған фибробетонның сығуға беріктігі – 30–32 МПа, созылуға – шамамен 5 МПа, бұл дәстүрлі шашыранды-бетоннан 60% жоғары. Фибргласс анкерлерінің жүк көтергіш қабілеті 160–180 кН құрайды. Жеңіл материалдарды қолдану арқасында бекітпе массасы 25–30%-ға, материал шығыны 15%-ға дейін азайды. Сонымен қатар, бекіту жұмыстарының еңбек сыйымдылығы 15–18%-ға төмендеп, қазбалардың орнықтылығы артты.

На данном этапе выполнен аналитический и расчетно-подготовительный блок исследований. Сформированы исходные данные и методическая база для проведения последующих экспериментальных и численных исследований. Внедрение разработанных решений и технологий запланировано на заключительный этап проекта – в 2027 году, по результатам опытно-промышленных испытаний и технико-экономической оценки.

Осы кезеңде аналитикалық және дайындық сипатындағы зерттеу жұмыстары орындалды. Алынған бастапқы деректер мен әдістемелік база кейінгі эксперименттік және сандық зерттеулерге арналған. Әзірленген шешімдер мен технологияларды өндіріске енгізу жобаның қорытынды кезеңінде – 2027 жылы, тәжірибелік-өндірістік сынақтар мен технико-экономикалық бағалау нәтижелері бойынша жүзеге асырылады.

Предлагаемые решения позволяют повысить устойчивость подземных выработок на 20–25%, снизить вероятность деформаций до 40%, а также уменьшить материалоемкость и трудоемкость крепежных работ на 15–20%. Полученные результаты создают основу для последующей технико-экономической оценки эффективности и промышленного внедрения, запланированных на 2027 год.

Ұсынылған шешімдер жер асты қазбаларының орнықтылығын 20–25% арттырып, деформация ықтималдығын 40% дейін төмендетуге, сондай-ақ бекіту жұмыстарының материал және еңбек сыйымдылығын 15–20% қысқартуға мүмкіндік береді. Алынған нәтижелер жобаның соңғы кезеңінде, 2027 жылы, жүзеге асырылатын технико-экономикалық тиімділікті бағалау мен өнеркәсіптік енгізудің ғылыми негізін қалыптастырады.

Результаты могут быть применены при проектировании и эксплуатации подземных выработок рудников Жезказган, Малеевское, Хромтауское и других месторождений Казахстана, а также при разработке инженерных решений для укрепления выработок в динамически нагруженных массивах.

Алынған нәтижелер Жезқазған, Малеев, Хромтау және басқа да Қазақстанның жер асты кеніштерінде пайдалануға жарамды. Сондай-ақ, динамикалық әсерге ұшырайтын массивтерде қазбаларды бекіту және жобалау кезінде қолдануға ұсынылады.

UDC indices
622.2
International classifier codes
52.13.15; 52.13.23; 52.13.25;
Key words in Russian
руда; горный массив; добыча; технология; повторная отработка; взрывные работы; состояние массива; действие взрыва; устойчивость горных выработок; крепление;
Key words in Kazakh
кен; тау-кен массиві; кен өндірісі; технология; қайта өндіру; жарылыс жұмыстары; массивтің күйі; жарылыс әсері; тау-кен қазбаларының орнықтылығы; бекіту;
Head of the organization Кульдеев Ержан Итеменович Кандидат технических наук РК, кандидат технических наук РФ / профессор
Head of work Сердалиев Ердулла Турганбекович Кандидат технических наук / Доцент