nznistuНауки о Земле и недропользованиеEarth sciences and subsoil use2686-99932686-7931Federal State Budget Educational Institution of Higher Education "Irkutsk National Research Technical University"10.21285/2686-9993-2024-47-3-289-301VOUMMBnznistu-357Research ArticleГеология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагенияGeology, prospecting and exploration of solid minerals, mineragenyПрогноз устойчивости подземных горных выработок Ирокиндинского месторождения на основе сопоставления методик прогнозной оценки состояния массива горных породForecasting stability of Irokinda deposit underground mine workings based on comparison of rock mass state prediction estimate methodshttps://orcid.org/0009-0000-8621-5560МатвееваИ. В.MatveevaI. V.

Матвеева Ирина Викторовна, кандидат геолого-минералогических наук, заместитель  руководителя департамента инженерной геологии, институт «Сибирская школа геонаук»

г. Иркутск

Irina V. Matveeva, Cand. Sci. (Geol. & Mineral.), Deputy Head of the Department of Engineering Geology, Siberian School of Geosciences

Irkutsk

matveeva.i.2010@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0008-5305-0251ШигароваТ. О.ShigarovaT. O.

Шигарова Татьяна Олеговна, инженер департамента инженерной геологии, институт «Сибирская школа геонаук»

г. Иркутск

Tatiana O. Shigarova, Engineer of the Department of Engineering Geology, Siberian School of Geosciences

Irkutsk

shigarova@yandex.ruhttps://orcid.org/0009-0006-8053-0782МатвеевО. А.MatveevO. A.

Матвеев Олег Александрович, ведущий инженер департамента инженерной геологии, институт «Сибирская школа геонаук»

г. Иркутск

Oleg A. Matveev, Lead Engineer of the Department of Engineering Geology, Siberian School of Geosciences

Irkutsk

matveev_oleg68@mail.ruИркутский национальный исследовательский технический университетРоссияIrkutsk National Research Technical UniversityRussian Federation202413112024473289301Copyright © Матвеева И.В., Шигарова Т.О., Матвеев О.А., 20242024Матвеева И.В., Шигарова Т.О., Матвеев О.А.Matveeva I.V., Shigarova T.O., Matveev O.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.nznj.ru/jour/article/view/357

Цель данного исследования заключалась в сопоставлении и корректировке результатов прогноза устойчивости подземных горных выработок Ирокиндинского золоторудного месторождения по различным методикам оценки состояния массива горных пород на основе анализа: только структурных параметров, многопараметрической классификации структурных параметров и инженерно-геологических показателей по З.Т. Бенявски и распределения массовой трещиноватости. Для оценки инженерно-геологических условий глубоких горизонтов месторождения использовались данные, полученные в процессе геомеханической документации керна при проходке разведочных и гидрогеологических скважин и документации стенок подземных горных выработок. Это позволило оценить степень раздробленности пород массива, влияющую на устойчивость подземных горных выработок. По отобранным пробам пород из керна разведочных скважин и горных выработок выполнен полный комплекс определений физико-механических и деформационных свойств. Всего в течение полевого сезона отобрано и проанализировано 184 пробы и выделено 10 разновидностей пород, характеризующихся различной прочностью, и, как следствие, степенью устойчивости. Проведенный сравнительный анализ на примере Ирокиндинского месторождения позволяет говорить о необходимости комплексного применения этих методик с целью повышения достоверности результатов и максимально корректного определения класса устойчивости горного массива для проходки в нем горной выработки. Результаты, полученные по различным методикам, должны рассматриваться как набор сигналов для принятия проектных решений об укреплении горных выработок.

The purpose of the study is to compare and adjust the results of stability forecast for Irokinda gold deposit underground mine workings using various estimation methods of rock mass state based on the analysis of structural parameters only, multiparameter classification of structural parameters and engineering-geological indicators according to Z. Bieniawski as well as mass fracturing distribution. Engineering and geological conditions of deposit deep horizons have been estimated using the data obtained under geomechanical description of the core when drilling exploratory and hydrogeological boreholes and description of the walls of underground mine workings. All these made it possible to estimate the rock mass fragmentation degree, which affects the stability of underground mine workings. A full range of physical, mechanical and deformation property definition was performed using rock samples taken from the core of exploratory boreholes and mine workings. A total of 184 samples have been taken and analyzed during the field season with distinguishing of 10 rock varieties characterized by different strength and stability degree. The comparative analysis conducted on the example of the Irokinda field implies the need of the integrated use of these methods, which will enable increasing of result reliability and most accurate determination of the stability class of the rock mass for its further mining. The results obtained by various methods should be considered as a set of signals for making design decisions on strengthening mine workings.

классификациимассив горных породгеомеханическая документацияклассы устойчивостиинженерно-геологические показателитрещиноватостьструктурные параметрыclassificationsrock massgeomechanical documentationstability classesengineering and geological parametersfracturingstructural parametersReferencesКузьмин Е.В., Узбекова А.Р. Рейтинговые классификации массивов скальных пород: предпосылки создания, развитие и область применения // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2004. № 4. С. 201–202. EDN: INTNKV.Kuzmin E.V., Uzbekova A.R. Rating classifications of rock masses: formation background, development and application field. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2004;4:201-202. (In Russ.). EDN: INTNKV.Кузьмин Е.В., Узбекова А.Р. Самообрушение руды при подземной добыче. М.: Изд-во МГГУ, 2006. 283 с.Kuzmin E.V., Uzbekova A.R. Self-destruction of ore during underground mining. Moscow: Moscow State Mining University; 2006, 283 p. (In Russ.).Абрамкин Н.И., Ефимов В.И., Мансуров П.А. Эмпирические методики оценки состояния массива горных пород // Известия уральского государственного горного университета. 2021. № 4. С. 109–115. https://doi.org/10.21440/2307-2091-2021-4-109-115. EDN: ELNONZ.Abramkin N.I., Efimov V.I., Mansurov P.A. Empirical techniques for assessing rock massif condition. News of the Ural State Mining University. 2021;4:109-115. (In Russ.). https://doi.org/10.21440/2307-2091-2021-4-109-115. EDN: ELNONZ.Чернов А.Ю., Бузов С.А. Применение рейтинговых классификаций массивов горных пород на основе общепринятой системы документации горных выработок // Сергеевские чтения: материалы годичной сессии Научного совета РАН по проблемам геоэкологии, инженерной геологии и гидрогеологии (г. Пермь, 2–4 апреля 2019). Пермь: Изд-во ПГНИУ, 2019. С. 603–608. EDN: ZCOYLR.Chernov A.Y., Buzov S.A. Using rock mass rating classifications based on the mining customary documentation system. In: Sergeevskie chteniya: materialy godichnoi sessii Nauchnogo soveta RAN po problemam geoehkologii, inzhenernoi geologii i gidrogeologii = Sergeev Readings: Proceedings of the annual session of the Scientific Council of the Russian Academy of Sciences on the problems of geoecology, engineering geology and hydrogeology. 2–4 April 2019, Perm. Perm: Perm State University; 2019, p. 603-608. (In Russ.). EDN: ZCOYLR.Deere D.U., Deere D.W. The Rock quality designation (RQD) index in practice // Rock Classification Systems for Engineering Purposes / ed. L. Kirkaldie. West Conshohocken: ASTM International, 1988. P. 91–101. https://doi.org/10.1520/STP48465S.Deere D.U., Deere D.W. The Rock quality designation (RQD) index in practice. In: Kirkaldie L. (ed.). Rock Classification Systems for Engineering Purposes. West Conshohocken: ASTM International; 1988, p. 91-101. https://doi.org/10.1520/STP48465S.Terzaghi R.D. Sources of error in joint surveys // Geotechnique. 2009. Vol. 15. Iss. 3. P. 287–304. https://doi.org/10.1680/geot.1965.15.3.287.Terzaghi R.D. Sources of error in joint surveys. Geotechnique. 2009;15(3):287-304. https://doi.org/10.1680/geot.1965.15.3.287.Barton N., Lien R., Lunde J. Engineering classification of rock masses for the design of rock support // Rock Mechanics and Rock Engineering. 1974. Vol. 6. Iss. 4. P. 189–236. https://doi.org/10.1007/BF01239496.Barton N., Lien R., Lunde J. Engineering classification of rock masses for the design of rock support. Rock Mechanics and Rock Engineering. 1974;6(4):189-236. https://doi.org/10.1007/BF01239496.Haines A., Terbrugge P., Carrieri G. Preliminary estimation of rock slope stability using rock mass classification systems // Proc. 7th Cong. on Rock Mechanics (Aachen, 16–20 September 1991). Aachen: A.A. Balkema, 1991. Vol. 2. P. 887–892. https://doi.org/10.1016/0148-9062(93)92931-F.Haines A., Terbrugge P., Carrieri G. Preliminary estimation of rock slope stability using rock mass classification systems. In: Proc. 7th Cong. on Rock Mechanics. 16–20 September 1991, Aachen. Aachen: A.A. Balkema; 1991, vol. 2, p. 887-892. https://doi.org/10.1016/0148-9062(93)92931-F.Bieniawski Z.T. Engineering rock mass classifications. New York: John Willey and Sons, 1989. 251 p.Bieniawski Z.T. Engineering rock mass classifications. New York: John Willey and Sons; 1989, 251 p.Romana M. New adjustment rating for application of the Bieniawski classifications to slopes // Proceedings of International Symposium on the Role of Rock Mechanics (Zacatecas, 1985). Zacatecas: International Society of Rock Mechanics, 1985. P. 49–53.Romana M. New adjustment rating for application of the Bieniawski classifications to slopes. In: Proceedings of International Symposium on the Role of Rock Mechanics. Zacatecas, 1985. Zacatecas: International Society of Rock Mechanics; 1985, p. 49-53.Кузьмин Е.В., Узбекова А.Р. Рейтинговые классификации массивов горных пород и их практическое применение // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2005. № 5. С. 181–185. EDN: ICJNJN.Kuzmin E.V., Uzbekova A.R. Rating classifications of rock masses and their practical application. Mining Information and Analytical Bulletin. 2005;5:181-185. (In Russ.). EDN: ICJNJN.Рыбин В.В., Губинский Н.О. Определение рейтинга массива горных пород по классификации Д. Лобшира для условий карьеров ОАО «Апатит» // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2012. № 3. С. 140–143. EDN: PUXDSF.Rybin V.V., Gubinsky N.O. Defining rock mass rating according to D. Lobshir’s classification for Apatit OJSC open pit conditions. Mining Information and Analytical Bulletin. 2012;3:140-143. (In Russ.). EDN: PUXDSF.Laubsher D.H. A geomechanics classification system for rating of rock mass in mine design // Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy. 1990. Vol. 90. P. 257–273.Laubsher D.H. A geomechanics classification system for rating of rock mass in mine design. Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy. 1990;90:257-273.Jacubec J., Laubscher D. The MRMR rock mass rating classification system in mining practice // MassMin (Brisbane, 29 October – 2 November 2000). Brisbane, 2000. P. 413–421.Jacubec J., Laubscher D. The MRMR rock mass rating classification system in mining practice. In: MassMin. 29 October – 2 November 2000, Brisbane. Brisbane; 2000, p. 413-421.Laubscher D.H., Jacubec J. The MRMR Rock Mass Classification for jointed rock masses // Underground Mining Methods: Engineering Fundamentals and International Case Histories / eds. W.A. Hustrulid, R.L. Bullock. Littleton: SME, 2001. P. 455–463.Laubscher D.H., Jacubec J. The MRMR rock mass classification for jointed rock masses. In: Hustrulid W.A., Bullock R.L. (eds). Underground Mining Methods: Engineering Fundamentals and International Case Histories. Littleton: SME; 2001, p. 455-463.Bieniawski Z.T. Determining rock mass deformability: experience from case histories // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences & Geomechanics Abstracts. 1978. Vol. 15. Iss. 5. P. 237–247. https://doi.org/10.1016/0148-9062(78)90956-7.Bieniawski Z.T. Determining rock mass deformability: experience from case histories. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences & Geomechanics Abstracts. 1978;15(5):237-247. https://doi.org/10.1016/0148-9062(78)90956-7.Nicholoson G.A., Bieniawski Z.T. A nonlinear deformation modulus based on rock mass classification // International Journal of Mining and Geological Engineering. 1990. Vol. 8. P. 181–202. https://doi.org/10.1007/BF01554041.Nicholoson G.A., Bieniawski Z.T. A nonlinear deformation modulus based on rock mass classification. International Journal of Mining and Geological Engineering. 1990;8:181-202. https://doi.org/10.1007/BF01554041.Barton N. Some new Q-value correlations to assist in site characterization and tunnel design // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2002. Vol. 39. Iss. 2. P. 185–216. https:///doi.org/10.1016/S1365-1609(02)00011-4.Barton N. Some new Q-value correlations to assist in site characterization and tunnel design. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2002;39(2):185-216. https:///doi.org/10.1016/S1365-1609(02)00011-4.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.