Рассмотрены актуальные вопросы рационализации природопользования, включающие в себя установление величины и закономерностей экологического риска технологических процессов, оценку процессов коммуникации техногенных продуктов и прогнозирование экологической зависимости биоты от горного производства при подземной разработке месторождений Садонского рудного узла. Целью исследований является определение форм взаимодействия природных и технических систем, определяющих параметры геомеханики участка земной коры в районе освоения недр путем исследования напряженно-деформированного состояния массивов для разработки приемлемых вариантов добычи металлических руд. Методы исследования. Приведены результаты моделирования состояния рудовмещающих массивов на оптически активных материалах. Предложен коэффициент надежности для оценки безопасности горных технологий по развитию критических напряжений и деформаций. Результаты работы. Установлена адекватная зависимость между характером силового воздействия на природные и искусственные массивы и их устойчивостью с корреляцией между напряженностью массива и сохранностью земной поверхности, как гаранта безопасности экосистем биосферы. Даны результаты моделирования напряженности массива методом конечных элементов, распределения давления по контуру выработки на крепь и исследования фильтрационной неоднородности руд. Обобщены результаты анализа ретро-и перспектив развития способов управления состоянием массивов при разработке месторождений. Сделан вывод о возможности обеспечения оптимального соотношения напряжений в элементах геомеханической системы геофизическими методами в рамках мониторинга состояния горного массива и подземных выработок. В совокупности рекомендации представляют собой программу выхода горных предприятий региона из затяжного кризиса и восстановления былого потенциала одного из флагманов цветной металлургии, реализация которой формирует экономический, экологический и социальный эффект в условиях депрессивного промышленного региона. Topical issues of rationalization of nature management are considered, including the establishment of the magnitude and regularities of the ecological risk of technological processes, the assessment of the communication processes of technogenic products and the prediction of the ecological dependence of biota on mining during the underground development of the deposits of the Sadonsky ore cluster. The Aim of the research is to comprehensively study the interaction of natural and technical systems that ensure the geomechanical balance of massifs in the area of subsoil development by systematic monitoring of the stress-strain state of the massifs using the methods of complex generalization, analysis of practical experience and scientific achievements in the field of underground ore mining in the massifs. Complex structure, theory and practice of destruction of solid media by means of continuum mechanics and mathematical statistics with the development of economically and environmentally acceptable options for the extraction of metal ores. Methods. The results of modeling the state of ore-bearing massifs on optically active materials are presented. A reliability factor is proposed for assessing the safety of mining technologies for the development of critical stresses and deformations. Results. An adequate relationship has been established between the nature of the force impact on natural and artificial massifs and their stability with the correlation between the strength of the massif and the safety of the earth's surface, as a guarantor of the safety of biosphere ecosystems. The results of modeling the tension of the massif by the finite element method, the distribution of pressure along the contour of the excavation on the support and the study of the filtration heterogeneity of ores crushed for leaching purposes according to the propagation velocity of stress waves are given. The results of the analysis of retro- and prospects for the development of methods for managing the state of rock mass in the development of fields are generalized. A conclusion is made about the possibility of ensuring the optimal stress ratio in the elements of the geomechanical system by geophysical methods within the framework of monitoring the state of the rock mass and underground workings. Taken together, the recommendations represent a program for the recovery of the region's mining enterprises from a protracted crisis and the restoration of the former potential of one of the flagships of non-ferrous metallurgy, the implementation of which creates an economic, environmental and social effect in a depressed industrial region.

Актуальность статьи объясняется необходимость поиска новых ресурсов повышение эффективности использования недр, в том числе, за счет рационального использования геомеханических особенностей скальных массивов при техногенном воздействии на них и механизма взаимодействия пород, слагающих массивы скальных месторождений. Объектом исследования служат структурно напряженные скальные массивы Садонского рудного узла. Целью исследований является оценка перспектив технологий разработки месторождений при освоении запасов в условиях техногенной ослабленности массивов. Методы решения основной задачи исследования образуют собой комплекс, в том числе, систематизация связанных с управлением массивом сведений, разработка критериев эффективности добычи руд и формирование концепции ресурсосберегающей технологии разработки месторождений. Результаты и обсуждение результатов. Сформулирована концепция технологии разработки месторождений на основе методов управления состоянием массива путем назначения оптимального уровня напряжений, формируемых совокупностью сейсмотектонических воздействий и техногенной сейсмичности. Дана типизация методов расчета устойчивых пролетов выработок. Приведены примеры решения горнотехнических задач рекомендуемыми методами расчета. Предложена схема-алгоритм взаимодействия параметров управления массивом. Определено, что перспективы технологий разработки месторождений Садонской группы связаны с реализацией концепции управления массивами пород путем регулирования величины напряжений. Доказано, что учет геомеханических факторов позволяет на всех стадиях отработки месторождения корректировать параметры разработки с повышением качества добываемых руд и уменьшением опасности для работающих. В этих условиях удовлетворительные показатели могут быть обеспечены только на первой стадии разработки при выемке первичных камер. Отработка целиков во вторую стадию увеличивает напряжения до критического состояния, что сопровождается потерей запасов или снижением качества руд до убыточных пределов кондиций. Рекомендовано отработку новых запасов и доработку имеющихся запасов осуществлять по комбинированной схеме: ценные руды с закладкой технологических пустот твердеющими смесями, руды с меньшим содержанием металлов выщелачиванием с использованием хвостов подземного выщелачивания для управления напряжениями, а выщелоченные руды выполняют искусственных целиков, перераспределяя техногенные и природные напряжения. The relevance of the article is explained by the need to search for new resources to increase the efficiency of subsoil use, including due to the rational use of geomechanical features of rock massifs with anthropogenic impact on them and the mechanism of interaction of rocks composing rock massifs. The object of study is the structurally stressed rock massifs of the Sadon ore cluster. The aim of the research is to assess the prospects of field development technologies during the development of reserves in conditions of technogenic weakening of arrays. Methods for solving the main research problem form a complex, including the systematization of information related to managing the array, the development of criteria for the efficiency of ore mining and the formation of the concept of resource-saving technology for developing deposits. Results and discussion of results. The concept of field development technology is formulated on the basis of methods for controlling the state of an array by assigning the optimal level of stresses generated by a combination of seismotectonic impacts and technogenic seismicity. Typification of methods for calculating stable spans of workings is given. Examples of solving mining problems with the recommended calculation methods are given. An algorithm-algorithm for the interaction of array control parameters is proposed. It was determined that the prospects for the development of deposits in the Sadon Group are related to the implementation of the concept of managing rock masses by regulating stresses. It is proved that taking geomechanical factors into account allows at all stages of field development to adjust development parameters with an increase in the quality of mined ores and a decrease in the hazard for workers. Under these conditions, satisfactory performance can only be achieved at the first stage of development when the primary chambers are removed. The development of pillars in the second stage increases stresses to a critical state, which is accompanied by a loss of reserves or a decrease in the quality of ores to unprofitable limits. It was recommended that the development of new reserves and the refinement of existing reserves be carried out according to a combined scheme: valuable ores with the laying of technological voids with hardening mixtures, ores with a lower metal content leaching using underground leaching tails to control stresses, and leached ores perform artificial pillars, redistributing technogenic and natural stresses.

Систематизированы сведения об  управлении геомеханическим состоянием рудовмещающего массива в  сложных горно-геологических условиях путем организации системы геомеханического мониторинга его напряженно-деформированного состояния геофизическими методами при подземной разработке скальных месторождений. Дан критический анализ теорий управления состоянием напряженно-деформированных скальных массивов. Приведены сведения о функциях, способах и схеме организации геофизического мониторинга подземных горных работ. Даны результаты использования геофизических методов на предприятиях – аналогах. Дан анализ геомеханических процессов при разработке старых месторождений Северного Кавказа и показаны особенности их разработки. Показано, что геофизический мониторинг добычных процессов позволяет оценивать устойчивость массива при различных условиях. Даны рекомендации по организации геофизического мониторинга при возобновлении добычных работ в зоне погашенного выработанного пространства. The information on the geomechanical condition management of ore-bearing massif in difficult mining and geological conditions through the organization of geomechanical monitoring system of its stress-strain state using geophysical methods in underground mining of rock deposits is systematized. A critical analysis of the theories of state management of stress-strain rock massive is given. The information about the functions, methods and scheme of organization of geophysical monitoring of underground mining operations. The results of the use of geophysical methods in the companies – analogues are presented. The analysis of the geomechanical processes in the development of old fields of the North Caucasus and the features of their development are given. It is shown that geophysical monitoring of production processes allows to assess the stability of the massive under various conditions. Recommendations on the organization of monitoring with the resumption of mining processes in the area of gotten oaf are given.

No abstract

No abstract