Проблемы недропользования. 2016. Выпуск 3 (10).

1. Сетевое периодическое научное издание
ISSN 2313-1586
Выпуск 3
Екатеринбург
2016
16+

2. Сетевое периодическое научное издание
ПРОБЛЕМЫ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЯ
Учредитель – Федеральное государственное бюджетное учреждение науки
Институт горного дела Уральского отделения РАН
№ государственной регистрации Эл № ФС77-56413 от 11.12.2013
Выходит 4 раза в год только в электронном виде
РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ:
С.В. Корнилков, д.т.н., проф., директор ИГД УрО РАН, г. Екатеринбург - главный редактор
В.М. Аленичев, д.т.н., проф., г.н.с., ИГД УрО РАН, г. Екатеринбург – зам. главного редактора
Члены редакционной коллегии:
Н.Ю. Антонинова, к.т.н., заведующая лабораторией ИГД УрО РАН, г. Екатеринбург
А.А. Барях, д.т.н., проф., директор ГИ УрО РАН, г. Пермь
Н.Г. Валиев, д.т.н., проф., проректор по науке УГГУ, г. Екатеринбург
С.Д. Викторов, д.т.н., проф., заместитель директора ИПКОН РАН, г. Москва
С.Е. Гавришев, д.т.н., проф., директор ИГД и Т, МГТУ, г. Магнитогорск
А.В. Глебов, к.т.н., заместитель директора ИГД УрО РАН, г. Екатеринбург
С.Н. Жариков, к.т.н., с.н.с., ИГД УрО РАН, г. Екатеринбург
А.Г. Журавлев, к.т.н., с.н.с., ИГД УрО РАН, г. Екатеринбург
В.С. Коваленко, д.т.н., проф., заведующий кафедрой МГГУ, г. Москва
В.А. Коротеев, д.т.н., проф., академик, советник РАН ИГГ УрО РАН, г. Екатеринбург
М.В. Курленя, д.т.н., проф., академик, директор ИГД СО РАН, г. Новосибирск
С.В. Лукичев, д.т.н., проф., заместитель директора ГоИ КНЦ РАН, г. Апатиты
В.В. Мельник, к.т.н., заведующий лабораторией ИГД УрО РАН, г. Екатеринбург
И.Ю. Рассказов, д.т.н., директор ИГД ДВО РАН, г. Хабаровск
И.В. Соколов, д.т.н., заведующий лабораторией ИГД УрО РАН, г. Екатеринбург
С.М. Ткач, д.т.н., директор ИГДС СО РАН, г. Якутск
С.И. Фомин, д.т.н., проф. кафедры, НМСУ «Горный», г. Санкт-Петербург
А.В. Яковлев, к.т.н., заведующий лабораторией ИГД УрО РАН, г. Екатеринбург
В.Л. Яковлев, д.т.н., проф., чл.-корр., советник РАН, ИГД УрО РАН, г. Екатеринбург
Издатель: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки
Институт горного дела Уральского отделения РАН
Все статьи проходят обязательное рецензирование
Адрес редакции: 620075, г. Екатеринбург, ул. Мамина-Сибиряка, д. 58, тел. (343)350-35-62
Сайт издания: trud.igduran.ru
Выпускающий редактор: О.В. Падучева
Редактор: О.А. Истомина
Компьютерный набор и верстка: Т.Н. Инякина, Я.В. Неугодникова, Т.Г. Петрова
Верстка сайта: М.В. Яковлев
16+

3. ПРОБЛЕМЫ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЯ № 3, 2016 г.
3С е т е в о е п е р и о д и ч е с к о е н а у ч н о е и з д а н и е
Содержание
ПРОБЛЕМЫ ГОРНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Далатказин Т. Ш. Литологические особенности горного массива г. Березовский в прогнозе активизации
процесса сдвижения горных пород в случае затопления подземного рудника………………………………… 5
Баяндина Э. О., Кудряшов А. И., Клепцова Н. К. Недостатки разведки Верхнекамского месторождения
солей и пути их устранения ………………………………………………………………………………………. 9
ГЕОМЕХАНИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Исмаилов А. С., Меликулов А. Д., Садинов Ш. М., Султанов К. С., Салямова К. Д., Гасанова Н. Ю.
Особенности процессов длительного деформирования массивов скальных пород и их мониторинг
при отработке глубоких карьеров ………………………………………………………………………………… 18
Савинцев И. А., Борисихина О. А., Шевалдин Д. А. Особенности физико-механических свойств пород,
подвергшихся метасоматическим изменениям ………………………………………………………………….. 24
Рахимов З. Р. Выявление факторов, способствующих возникновению деформаций
нагруженных глинистых откосов ………………………………………………………………………………... 29
Далатказин Т. Ш. Исследование причин неожиданных деформаций поверхности на участке
железнодорожного поста в районе борта Главного карьера Высокогорского месторождения ...…………… 34
МОДЕЛИРОВАНИЕ
Веселов О. В., Казаков А. И. Моделирование термального поля в зонах современной
тектоно-магматической активности по результатам малоглубинной термосъемки ………………………...... 40
Городилов Л. В., Вагин Д. В. Архитектура программного обеспечения для моделирования
гидравлических приводов исполнительных органов горных и строительных машин…………………………. 48
Моисеева Ю. А. Моделирование гидрометеорологических условий, оказывающих влияние на развитие
негативных геологических процессов в районе реки Чулым в пределах Томской области ……………...…… 53
Хаустов А. П., Редина М. М., Лущенкова Е. О., Черепанский М. М. Моделирование углеводородных
загрязнений в рамках экспертной системы по реабилитации геологической среды ………………………...... 58
Терещенко М. В., Гриб Н. Н. Моделирование сейсмической активности с целью оценки воздействия
землетрясений на промышленные объекты ……………………………………………………………………… 64
РАЗРУШЕНИЕ ГОРНЫХ ПОРОД
Флягин А. С., Жариков С. Н. Контурное взрывание при разработке месторождений
полезных ископаемых …............................................................................................................................................ 70
Жариков С.Н., Матухно Н. С. Шахматные сетки расположения скважин при ведении
взрывных работ на карьерах ………………………………………………………………………………………. 74
Кутуев В. А., Меньшиков П. В., Жариков С. Н. Анализ методов исследования
детонационных процессов ВВ .................................................................................................................................. 78
ГЕОИНФОРМАТИКА
Лукичёв С. В., Дьяков А. Ю., Шишкин А. С. Геоинформационные методы анализа результатов
геодезических и геофизических исследований при оценке результатов карьерных
массовых взрывов …………………………………………………………………………………………………... 89
ЭКОЛОГИЯ
Коновалов В. Е. Использование земельных ресурсов на существующих
горнопромышленных комплексах ………………………………………………………………………………… 97
Шкиль И. Э., Поршнев А. И., Малов А. И. Изменение гидрогеоэкологических условий при осушении
карьеров южной группы трубок месторождения им. М. В. Ломоносова ……………………………………..... 105

4. ПРОБЛЕМЫ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЯ №3, 2016 г.
С е т е в о е п е р и о д и ч е с к о е н а у ч н о е и з д а н и е
ПРОБЛЕМЫ ГОРНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

5. ПРОБЛЕМЫ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЯ №3, 2016 г.
5С е т е в о е п е р и о д и ч е с к о е н а у ч н о е и з д а н и е
УДК 622.834 : 622.847 DOI: 10.18454/2313-1586.2016.03.005
Далатказин Тимур Шавкатович
кандидат технических наук,
старший научный сотрудник
лаборатории сдвижения горных пород,
Институт горного дела УрО РАН,
620075, г. Екатеринбург,
ул. Мамина-Сибиряка, 58
e-mail: 9043846175@mail.ru
ЛИТОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ
ГОРНОГО МАССИВА Г. БЕРЕЗОВСКИЙ
В ПРОГНОЗЕ АКТИВИЗАЦИИ ПРОЦЕССА
СДВИЖЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД
В СЛУЧАЕ ЗАТОПЛЕНИЯ ПОДЗЕМНОГО
РУДНИКА
Dalatkazin Timur Sh.
Candidate of technical sciences,
senior researcher of the laboratory
of rocks’ displacement,
The Institute of mining UB RAS,
620075, Yekaterinburg,
Mamin Sibiryak st., 58
e-mail: 9043846175@mail.ru
LITHOLOGICAL PECULIARITIES OF
BERJOZOVSKY TOWN ROCK MASS IN
THE FORECAST OF ACTIVATING ROCKS
DISPLACEMENT PROCESS IN CASE
OF MINE SUBMERSION
Аннотация:
Представлены результаты исследований гор-
ного массива г. Березовский. Исследования по-
священы инженерно-геологическому прогнозу в
случае затопления подземного рудника, терри-
ториально совпадающего с инфраструктурой
города. Была выявлена катастрофическая опас-
ность для города в случае затопления рудника,
определяемая комплексом техногенных и при-
родных особенностей изучаемого горного мас-
сива.
Ключевые слова: шахта, водоотлив, затопле-
ние, глины, тиксотропия, геодинамика
Abstract:
The results of rock mass researches in Berjozovsky
town are presented. The studies are devoted to engi-
neering and geological forecasting in case of mine
.submersion coinciding in the area with town infra-
structure.
Researches revealed catastrophic danger existence
for the town in case of mine submersion that is de-
termined by the complex of technologic and natural
peculiarities of rock mass under study.
Key words: mine, water pumping, submerging,
clays, thixotropy, geo-dynamics
При ликвидации отработанных горнодобывающих предприятий прекращается ра-
бота водоотливного оборудования, что приводит к затоплению горных выработок. Это
вызывает ряд гидрогеологических, инженерно-геологических и экологических процес-
сов, оказывающих негативное влияние на селитебные территории, что определяет значе-
ние достоверности прогноза последствий затопления. Одним из необходимых для каче-
ственного прогноза факторов является учет литологического состава
коры выветривания в пределах рудного поля. Показательными в этом отношении явля-
ются особенности вещественного состава глинистых пород коры выветривания террито-
рии г. Березовский, социальная и промышленная инфраструктура которого расположена
на территории разрабатываемого месторождения.
Березовское месторождение находится в пределах зоны, сложенной осадочными
и субвулканическими образованиями, которые вмещают интрузии основного и кислого
составов, и представляет собой совокупность многочисленных крутопадающих даек бе-
резитизированных гранитоидов, к которым приурочены сульфидно-кварцевые золото-
носные жилы (рис. 1). Длина жил изменяется в пределах 10 – 30 м, а их мощность от
долей сантиметров до 1,5 м [1].
По данным кандидата геолого-минералогических наук А.В. Коровко, рыхлые
мезокайнозойские отложения в пределах Березовского рудного поля представлены
глинистой корой выветривания. Мощность коры выветривания, развитой повсеместно,

Работа выполнена в рамках Государственного задания 2016 – 2018 гг. «Исследования эволюции дефор-
мационных полей на земной поверхности при недропользовании маркшейдерско-геодезическими мето-
дами»

6. ПРОБЛЕМЫ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЯ №3, 2016 г.
6С е т е в о е п е р и о д и ч е с к о е н а у ч н о е и з д а н и е
составляет 2 – 3 м. По вещественному составу среди глинистых продуктов в зависимости
от состава исходного субстрата выделяется несколько типов: каолинитовый, каолин-
гидрослюдистый, каолин-монтмориллонитовый, нонтронитовый.
Рис. 1 – Фрагмент плана застройки Березовского золоторудного месторождения
Дайки
Мощные (25 – 50 м) коалиновые коры выветривания сформировались по
гранитоидам даек. Линейные коры выветривания развиты (до глубин 70 - 100 – 120 м)
вдоль зон тектонических нарушений и ослабленных зон на контактах пород. Линейные
коры особенно хорошо проработаны в верхней части разреза и имеют в основном
каолиновый состав.
Гидрослюды являются промежуточным продуктом выветривания слюд. Разруше-
ние кристаллической решетки слюд (на примере мусковита) –
K Al2 (OH) 2Al Si3 O10 – происходит по схеме замещения ионов калия (К+1) на связанные
молекулы воды (Н2О). Кристаллическая структура гидрослюды незначительно отлича-
ется от структуры слюды и является переходной к структуре монтмориллонита. Имеет
место переслаивание пакетов слюд с пакетами монтмориллонита.
Молекулы Н2О располагаются в межпакетных пространствах, т. е. проникают
вдоль плоскостей, разграничивающих плоские пакеты кристаллической структуры. Каж-
дый пакет с обеих сторон на внешних плоскостях содержит гидроксильные ионы и, сле-
довательно, пакеты примыкают друг к другу по поверхностям. Поэтому при проникно-
вении воды происходит раздвижение этих пакетов. При этом межплоскостные расстоя-
ния кристаллической решетки могут колебаться в значительных пределах – от 9,6 до 28,4
А в зависимости от количества молекул Н2О, участвующих в кристаллической структуре
минерала.
Таким образом, характерным признаком минералов монтмориллонитовой
группы является переменное содержание в них воды, сильно изменяющееся в зависимо-
сти от влажности окружающей среды – из-за особенности строения кристаллической ре-
шетки монтмориллонит очень гидрофилен. Вода проникает в кристаллическую решетку
монтмориллонита, раздвигает ее, что и обусловливает сильную его набухаемость.

7. ПРОБЛЕМЫ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЯ №3, 2016 г.
7С е т е в о е п е р и о д и ч е с к о е н а у ч н о е и з д а н и е
Образования кайнозоя на изучаемой территории представлены преимущественно
образованиями четвертичной системы. Четвертичные образования различного генезиса
покрывают мезозойские породы практически сплошным чехлом.
История возникновения и развития г. Березовский связана с добычей золота с
1747 г. Пространственно город формировался вблизи объектов золотодобычи. В резуль-
тате вся его центральная часть расположена на подработанной территории. Только не-
которые окраинные районы расположены вне зоны влияния подземных разработок. За
время разработки месторождения применялись различные технологии добычи. Первые
150 лет разработки государственная добыча осуществлялась в приповерхностной зоне
на глубинах не более 45 – 50 м. Глубина разработки ограничивалась гидрогеологиче-
скими условиями. В этот период было построено более 1000 шахт, пройденных по дай-
кам и жилам. В это же время повсеместно велась старательская добыча небольшими гор-
ными выработками – шурфами, штольнями, небольшими шахтами. Горнотехническая
документация по этим выработкам отсутствует, информация об их существовании появ-
ляется лишь при возникновении провалов (рис. 2).
Рис. 2 – Территория г. Березовский. Образование провала над старательской горной вы-
работкой. Горнотехническая документация по данной выработке отсутствует [2]
В настоящее время добыча золота осуществляется двумя шахтами – «Южной» и
«Северной». Шахта «Южная» разрабатывает южную часть месторождения на глубинах
до 314 м, шахта «Северная» – северную часть месторождения до глубины 512 м. На руд-
нике работает комплекс шахтного водоотлива, который обеспечивает осушенное состо-
яние вмещающего горного массива [2 – 5].
В случае затопления рудника после замачивания верхней части разреза проявится
свойство монтмориллонита и гидрослюд активно адсорбировать молекулы воды и набу-

8. ПРОБЛЕМЫ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЯ №3, 2016 г.
8С е т е в о е п е р и о д и ч е с к о е н а у ч н о е и з д а н и е
хать при этом. Обводненные глинистые породы, содержащие монтмориллонит и гид-
рослюды, при внешнем механическом воздействии легко разжижаются, а после прекра-
щения этого воздействия быстро восстанавливают прочность, т. е. они подвержены про-
явлению тиксотропии [6, 7].
Таким образом, горный массив территории г. Березовский характеризуется следу-
ющими особенностями:
– многочисленными пустотами, которые буквально пронизывают горный массив
в результате добычи золота по дайкам;
– присутствием в верхней части разреза, в местах непосредственной добычи зо-
лота, вдоль тектонических нарушений каолин-гидрослюдистых и каолин-монтморилло-
нитовых глин – пород, склонных к проявлению тиксотропии при увлажнении;
– проявлением современной геодинамической активности.
Сочетание перечисленных характеристик является предпосылкой к природно-
техногенной катастрофе: затопление рудника приведет к резкой активизации процесса
сдвижения, что для инфраструктуры г. Березовского будет иметь крайне негативные по-
следствия. Это будет выражаться в образовании воронок обрушения, провалов, трещин
и плавных деформаций, превышающих предельно допустимые значения. Внезапность
проявления деформационных процессов определяет их опасность для жителей города, а
масштаб деформаций приведет к значительному экономическому ущербу.
Приведенные особенности горного массива г. Березовский необходимо учиты-
вать в долгосрочной стратегии градостроительной политики.
Литература
1. Бородянский Н.И. Березовское рудное поле / Н.И. Бородянский, М.Б. Боро-
дянская. – М: Металлургиндустрия, 1947. - 264 с.
2. Усанов С.В. Методика оценки безопасности застройки территорий над ста-
рыми горными выработками / С.В. Усанов // Горный информационно-аналитический
бюллетень. - 2011. - Отд. вып. Проблемы недропользования. - № 11. - C. 260 - 266.
3. Драсков В.П. Обеспечение безопасности эксплуатации сооружений шахты на
Сарановском месторождении хромитов / В.П. Драсков // Горный информационно-анали-
тический бюллетень. - 2010. - № 6. - C. 309 - 316.
4. Усанов С.В. Подработанные подземными работами территории в г. Березов-
ский и оценка возможности их использования/ С.В. Усанов // Горный информационно-
аналитический бюллетень. - 2010. - № 10. - C. 349 - 352.
5. Ручкин В.И. Исследование динамики массива горных пород / В.И. Ручкин //
Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2011. - Отд. вып. № 11. Проблемы
недропользования. - C. 213 - 224.
6. Ломтадзе В.Д. Инженерная геология. Инженерная петрология / В.Д. Ломтадзе.
- М: Недра, 1970. – 528 с.
7. Бетехтин А.Г. Курс минералогии / А.Г. Бетехтин. – М: ГНТИ литературы по
геологии и охране недр, 1956. – 558 с.

9. ПРОБЛЕМЫ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЯ №3, 2016 г.
9С е т е в о е п е р и о д и ч е с к о е н а у ч н о е и з д а н и е
УДК 553.632 (470.53) DOI: 10.18454/2313-1586.2016.03.009
Баяндина Элиза Олеговна
главный геолог,
ООО «Научно-производственная фирма
«Геопрогноз»,
614010 г. Пермь, ул. Клары Цеткин, 9
e-mail: geoprognoz@inbox.ru
Кудряшов Алексей Иванович
доктор геолого-минералогических наук,
директор, ООО «Научно-производственная
фирма «Геопрогноз»
e-mail: geoprognoz@inbox.ru
Клепцова Надежда Константиновна
старший геолог,
ООО «Научно-производственная фирма
«Геопрогноз»
e-mail: geoprognoz@inbox.ru
НЕДОСТАТКИ РАЗВЕДКИ
ВЕРХНЕКАМСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
СОЛЕЙ И ПУТИ ИХ УСТРАНЕНИЯ
Bayandina Eliza O.
chief geologist,
JSC «Research and Production
Company «Geoprognoz»,
614010, Perm, 9 Klary Tsetkin st.
е-mail: geoprognoz@inbox.ru
Kudryashov Alexey I.
Doctor of geological and mineralogical sciences,
director, JSC «Research and Production Company
«Geoprognoz»
е-mail: geoprognoz@inbox.ru
Kleptsova Nadezhda K.
senior geologist, JSC «Research and Production
Company «Geoprognoz»
е-mail: geoprognoz@inbox.ru
DRAWBACKS OF THE VERKHNEKAMSKY
SALT DEPOSIT EXPLORATION
AND SOLUTIONS OF THEIR ELIMINATION
Аннотация:
Приведены некоторые недостатки методики
разведки Верхнекамского месторождения, оха-
рактеризованы их причины и пути возможного
устранения, рассмотрена проблема избира-
тельного истирания керна при бурении скважин
и представлена новая методика, позволяющая
корректировать содержание нерастворимого в
воде остатка в промышленных пластах сильви-
нитового состава по данным разведки с поверх-
ности при помощи поправочных уравнений.
Ключевые слова: разведка, зоны замещения ка-
менной солью, смешанные соли, не растворимый
в воде остаток солей, сильвинит, промышлен-
ные пласты, сопоставление данных разведки и
эксплуатации, избирательное истирание керна,
корректировка данных разведки, Верхнекамское
месторождение солей
Abstract:
Some drawbacks of the Verkhnekamsky salt deposit
exploration technique are introduced. The causes
and possible solutions of their elimination are de-
fined. The problem of core sample selective grinding
during wells drilling is considered. The new tech-
nique is presented that allows to correct the content
of insoluble in water salts residue in the pay beds of
sylvinite composition according to surface explora-
tion data using the correction equations.
Key words: exploration, zones of salt rock replace-
ment, mixed salts, insoluble in water salts , residue,
sylvinite, pay beds, comparison of exploration and
field exploitation data, core sample selective grind-
ing, exploration data updating, the Verkhnekamsky
salt deposit.
Разведка Верхнекамского месторождения солей (ВКМС) осуществляется путем
проходки с поверхности скважин колонкового бурения, которые располагаются по ши-
ротным профилям на расстояниях не менее чем 0,8 – 1,0 км. Эксплуатационная разведка
выполняется путем проходки подземных субгоризонтальных горных выработок (штре-
ков), а опробование – путем отбора бороздовых проб из стенок штреков либо опробова-
ния керна скважин подземного бурения.
Методика разведки ВКМС имеет следующие основные недостатки:
– низкую достоверность выявления и оконтуривания зон замещения продуктив-
ных пластов каменной солью;
– отсутствие учета обязательного присутствия участков, сложенных смешанными
солями, как переходной зоны между карналлитовыми породами и сильвинитами;
– занижение содержания нерастворимого в воде остатка (НО) в рудах промыш-
ленных пластов.

10. ПРОБЛЕМЫ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЯ №3, 2016 г.
10С е т е в о е п е р и о д и ч е с к о е н а у ч н о е и з д а н и е
Первый недостаток проявляется в том, что при ведении эксплуатационной раз-
ведки и очистных горных работ обнаруживаются новые зоны замещения каменной со-
лью. Неожиданное появление этих зон снижает количество балансовых запасов и нару-
шает планомерность добычных работ. Яркими иллюстрациями этого недостатка явля-
ются северо-восточная часть Дурыманского участка (рис. 1) и некоторые количествен-
ные данные по центральной части ВКМС (табл. 1). Причиной этого недостатка является
несоответствие параметров разведочной сети размерам зон замещений, что уже не раз
отмечалось в ряде публикаций [1 – 3]. К сожалению, методики прогнозирования зон
замещений в пределах участков ВКМС до сих пор нет. Не исключено, что эта проблема
будет решена на основе статистического подхода.
Рис. 1 – Фрагмент схемы расположения зон замещения сильвинитов пласта КрII камен-
ной солью на Дурыманском участке (по материалам рудника БКПРУ-2)
Известно, что в продуктивных пластах карналлитовой пачки между полями раз-
вития карналлитовых пород и пестрых сильвинитов всегда имеется переходная зона,
представленная смешанными солями (карналлитовая порода + сильвинит). В целом эти
пласты на 35 – 47 % площади их распространения представлены смешанными солями
[4]. Отсутствие учета этой зональности лежит в основе второго недостатка разведки
ВКМС, когда поля распространения пестрых сильвинитов непосредственно граничат
с площадями распространения карналлитовых пород. В дальнейшем при проведении
эксплуатационной разведки и очистных работ вблизи границы этих двух типов руд
вскрывается зона смешанных солей, что приводит к уменьшению площадей развития
как пестрых сильвинитов, так и карналлитовых пород и, соответственно, уменьшению
их запасов (рис. 2).

11. ПРОБЛЕМЫ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЯ №3, 2016 г.
11С е т е в о е п е р и о д и ч е с к о е н а у ч н о е и з д а н и е
Таблица 1
Сопоставление количества и суммарной площади зон замещения в пределах
Соликамских участков ВКМС, оконтуренных по данным разведки и разработки
(по материалам А.И. Петрика, 2006 г.)
Пласт
Количество зон
по данным:
Суммарная площадь зон (км2
)
по данным:
Занижение
по разведке
разведки разработки разведки разработки абс., км2 отн., %
АБ 5 33 2,87 7,28 –4,41 –154
КрII 15 85 12,23 19,01 –6,78 –55
Рис. 2 – Фрагмент плана подсчета запасов солей пласта В Ново-Соликамского участка
(по Петрику А.И. и др., 2006, с дополнениями)
На практике при геометризации распространения типов руд в пластах карналли-
товой пачки необходимо выделять зону смешанных солей. В случаях, когда одной сква-
жиной вскрыта карналлитовая порода, а соседней скважиной – пестрый сильвинит, рас-
стояние между скважинами необходимо делить на три отрезка, средний из которых со-
ответствует наиболее вероятному положению зоны смешанных солей.
Снижение содержания НО против истинного (третий недостаток разведки) ведет
к отсутствию достижения основных проектных технико-экономических показателей но-

12. ПРОБЛЕМЫ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЯ №3, 2016 г.
12С е т е в о е п е р и о д и ч е с к о е н а у ч н о е и з д а н и е
вого предприятия. Особенно отчетливо это расхождение проявляется в пределах разве-
данных участков южной части ВКМС. Сводные результаты сопоставления данных раз-
ведки и эксплуатации в пределах участков (шахтных полей) южной части ВКМС приве-
дены в табл. 2.
Таблица 2
Средние содержания НО (масс. %) в сильвинитах
по данным разведки и разработки
Шахтное
поле
Пласт
Содержание НО
по данным:
Расхождение,
%
Год, автор
разведки разработки абсол. относ.
БКПРУ-1
КрII
1,37 1,85 –0,48 –35 1982, Олифиренко О.В. и др.
1,28 1,87 –0,59 –46 2010, Романов В.Л. и др.
АБ
1,59 1,99 –0,40 –25 1982, Олифиренко О.В. и др.
1,59 1,82 –0,23 –14 2010, Романов В.Л. и др.
БКПРУ-2
КрII
2,11 4,42 –2,31 –109 1982, Олифиренко О.В. и др.
2,36 4,07 –1,71 –72 2007, Елкин Ю.М. и др.
АБ
4,60 6,80 –2,20 –48 1982, Олифиренко О.В. и др.
4,60 6,33 –1,73 –38 2007, Елкин Ю.М. и др.
БКПРУ-3
КрII
3,95 5,69 –1,74 –44 1982, Олифиренко О.В. и др.
3,80 6,23 –2,43 –64 1984, Пятаев И.А., Сапегин Б.И.
АБ
7,36 8,55 –1,19 –16 1982, Олифиренко О.В. и др.
6,33 8,55 –2,22 –35 1984, Пятаев И.А., Сапегин Б.И.
Из этой таблицы следует, что на Дурыманском участке (шахтное поле БКПРУ-2)
относительное расхождение содержаний этого компонента превысило даже 100 %
(относ.).
Причиной столь высокого расхождения содержаний является избирательное ис-
тирание керна при проходке скважин, что присуще колонковому бурению. Несмотря на
то что эта проблема стояла перед геологами Верхнекамского месторождения довольно
продолжительное время, очень мало работ, посвященных изучению причин и самой при-
роды этого явления. В 60-х годах прошлого века ей занимались В.Ф. Мягков и В.И. Ра-
евский [5, 6]. В работе [6] для корректировки содержаний НО, полученных при бурении
скважин с применением бурового раствора (рассола), на основании результатов экспе-
риментальных данных для красных сильвинитов авторами было получено корректиро-
вочное уравнение, имеющее следующий вид:
y = 0,74x + 0,29, (1)
где y – истинное содержание НО в пласте, масс. %; x – содержание НО в пласте по
керну, масс. %.
В комментариях к этому уравнению авторы отмечают, что систематическое зани-
жение содержания этого компонента имеет место, если его содержание в породе состав-
ляет менее 1 %. «При больших количествах, что обычно, пробы керна показывают завы-
шенные данные» [6, с. 11]. Вполне очевидно, что это уравнение неудачно, так как про-
тиворечит многим фактическим данным.

13. ПРОБЛЕМЫ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЯ №3, 2016 г.
13С е т е в о е п е р и о д и ч е с к о е н а у ч н о е и з д а н и е
В 1972 г. Пермский госуниверситет выпустил отчет о НИР (Мягков В.Ф., 1972), в
котором на основании сопоставления данных разведки и эксплуатационного опробова-
ния в пределах трех шахтных полей (СКРУ-1, БКПРУ-1, БКПРУ-2) было предложено
поправочное уравнение второго порядка:
y = 2,25x – 0,14x2
– 0,56. (2)
Это уравнение легло в основу «Методики переоценки качества сильвинитов при
проектировании рудников на Верхнекамском месторождении», утвержденной Со-
юзгорхимпромом 26.07.1974. Впоследствии эта методика вошла в нормативный доку-
мент [7].
Анализ этого уравнения свидетельствует, что оно полноценно «работает» только
при значении х < 5,0 %. При значении х в интервале 5,0 – 8,5 % поправка быстро умень-
шается, а при значении х > 8,5 % поправка идет уже со знаком минус, что противоречит
прямому назначению уравнения.
Сотрудниками Пермского госуниверситета и Уральского филиала ВНИИГ был
выпущен отчет о НИР (Мягков В.Ф., Кудряшов А.И., 1976), в котором предложены урав-
нения для корректировки данных разведки о содержаниях НО в двух рабочих пластах в
пределах Быгельско-Троицкого участка (шахтное поле БКПРУ-4):
для пласта КрII: y = 1,36x + 0,12, (3)
для пласта АБ: y = 1,16x + 0,20. (4)
Позднее [8] для корректировки содержания НО в пласте КрII в пределах шахтного
поля БКПРУ-2 было предложено уравнение:
у = 2,7 + 0,62х, (5)
где х – содержание НО по данным разведки.
Графическое выражение поправочных уравнений 1 – 5 приведено на рис. 3.
Рис. 3 – Графики уравнений 1 – 5
(НОи – истинное содержание НО в пласте; НОР – содержание по разведке)
НОи
НОр, %

14. ПРОБЛЕМЫ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЯ №3, 2016 г.
14С е т е в о е п е р и о д и ч е с к о е н а у ч н о е и з д а н и е
Общим недостатком уравнений 3 – 5 является следующее:
– малый объем использованного фактического материала;
– динамика избирательного истирания керна в зависимости от содержания НО в
исследуемых пластах не определена, т. е. на всем интервале содержаний НО, согласно
представленным уравнениям, процесс избирательного истирания является прогрессиру-
ющим.
Необходимо отметить, что все ранее проведенные сопоставления велись по сред-
ним значениям содержания НО в пределах отдельных геологических блоков или их се-
рии, по пластам или по шахтному полю в целом. Это вызвано невозможностью простран-
ственного совмещения точек наблюдения (опробования) при разведке и последующего
изучения месторождения (поскольку вокруг скважин, пройденных с поверхности земли,
оставляются охранные целики радиусом до 120 м). Нами же за основу принято сопостав-
ление содержания НО в промышленных пластах по конкретным скважинам, пройден-
ным с поверхности, и среднего содержания этого компонента в элементарной ячейке ме-
сторождения (ЭЯМ), определенного по данным эксплуатационной разведки. ЭЯМ – бли-
жайшие окрестности разведочной скважины на уровне промышленного пласта в форме
круга радиусом 500 м. Часть этой площади занимает околоскважинный целик. На осталь-
ной ее части размещается от 2 до 40 сечений эксплуатационной разведки (рис. 4).
Рис. 4 – Пример опробования ЭЯМ (скв. 492, пласт А)
Мерой расхождения данных разведки и эксплуатации является разница между со-
держаниями НО в пласте, определенными по данным разведки (НОР) и эксплуатацион-
ного опробования, обозначаемая буквой греческого алфавита Δ (Δ = НОР – НОи). За ис-
тинное (НОи) принято среднее значение, вычисленное по данным эксплуатационной раз-
ведки, поскольку плотность наблюдений при эксплуатации более чем на порядок выше,
чем при разведке.
Для изучения динамики расхождения в зависимости от истинного содержания
НО в пласте строились графики расхождения данных (ГРД), в которых по оси Х откла-
дывались значения НОи, а по оси Y – значения Δ.
Обработка огромного фактического материала с применением новой методики,
детали которой изложены в работах [9, 10], дала возможность получить ряд ранее неиз-
вестных закономерностей и зависимостей, основными из которых являются следующие:
– характер расхождения данных разведки и эксплуатации по содержанию НО не
зависит от текстурно-структурных особенностей сильвинитов;

15. ПРОБЛЕМЫ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЯ №3, 2016 г.
15С е т е в о е п е р и о д и ч е с к о е н а у ч н о е и з д а н и е
– график расхождения содержаний НО в промышленных пластах по данным раз-
ведки и эксплуатации неоднороден, а его четыре участка (по содержанию НОи) имеют
свои особенности, приведенные на рис. 5 и в табл. 3.
Рис. 5 – Идеализированный ГРД (вне масштаба)
Таблица 3
Характеристика участков ГРД
№ участка
ГРД
Особенность
участка
Интервал участка
(по НОи), %
Поправочное
уравнение
1
Загрязнение проб
нерастворимыми
примесями
< 0,8 НОи = НОР – 0,42
2 Отсутствие расхождений 0,8 – 2,0 -
3
Прогрессирующее
избирательное истирание
керна
2,0 – 10,0 НОи = 2,58∙НОР – 3,05
4
Предел избирательного
истирания керна 10,0– 20,0 НОи = НОР + 5,10
Вследствие незначительного загрязнения «чистых» сильвинитов (1-й участок
ГРД), поправочные уравнения предлагается применять только при НОр>2 %.
По результатам проведенных работ были составлены карты районирования по
применению поправочных уравнений для всех пластов сильвинитового состава промыш-
ленного горизонта ВКМС.
Литература
1. Андреев П.С. Совершенствование разведки Верхнекамского месторождения
калийных солей / П.С. Андреев // Научные труды ПермНИУИ. - 1964. - Сб. IV. – С. 5 - 26.
2. Копнин В.И. Плотность разведочной сети в стадии детальной разведки Верхне-
камского месторождения / В.И. Копнин, В.И. Раевский, Л.А. Леденцов // Труды Перм-
НИУИ. - 1962. - Сб. 4. – С. 30 - 39.
НОи, %

16. ПРОБЛЕМЫ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЯ №3, 2016 г.
16С е т е в о е п е р и о д и ч е с к о е н а у ч н о е и з д а н и е
3. Месторождения калийных солей СССР / В.И. Раевский, М.П. Фивег, В.В. Гера-
симова и др. - Л.: Недра, 1973. – 344 с.
4. Кудряшов А.И. Верхнекамское месторождение солей / А.И. Кудряшов. -– 2-е
изд., перераб. - М.: ООО «РПФ» Эпсилон Плюс, 2013. – 368 с.
5. Мягков В.Ф. К вопросу об определении поправочного коэффициента к данным
поверхностной разведки шахтных полей Верхнекамского калийного месторождения /
В.Ф. Мягков // Сборник научных трудов ППИ. - 1961. - № 8. – С. 95 - 101.
6. Мягков В.Ф. Избирательное разрушение кернов сильвинитов и карналлитовых
пород при бурении скважин на Верхнекамском месторождении / В.Ф. Мягков, В.И. Ра-
евский // Изв. вузов. Горный журнал. - 1964. - № 5. – С. 8 - 12.
7. Нормы технологического проектирования предприятий калийной промышлен-
ности. Ч. 1. Нормы технологического проектирования калийных рудников. – Л., 1976.
8. Кудряшов А.И. Прогнозирование содержания нерастворимого остатка в
калийных рудах и вмещающих породах шахтного поля БКРУ-2 (Верхнекамское
месторождение) / А.И. Кудряшов, Е.Б. Шмагина, Г.В. Рунец // Материалы научно-
технической конференции молодых специалистов и ученых-галургов 20 - 21 окт. 1977,
г. Березники. – Пермь, УФ ВНИИГ, 1978. – С. 107 - 109.
9. Баяндина Э.О. Новая методика сопоставления содержаний водонерастворимого
остатка солей по данным разведки и эксплуатации Верхнекамского месторождения /
Э.О. Баяндина // Геология и полезные ископаемые Западного Урала: статьи по материа-
лам Всеросс. науч.-практ. конф. с междунар. участием. - Пермь: ПГНИУ, 2015. – С. 6 - 7.
10. Баяндина Э.О. Нерастворимый остаток солей Верхнекамского месторождения
/ Э.О. Баяндина, А.И. Кудряшов. - Пермь: ООО «Типограф», 2015. – 102 с.

17. ПРОБЛЕМЫ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЯ №3, 2016 г.
С е т е в о е п е р и о д и ч е с к о е н а у ч н о е и з д а н и е
ГЕОМЕХАНИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

18. ПРОБЛЕМЫ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЯ №3, 2016 г.
18С е т е в о е п е р и о д и ч е с к о е н а у ч н о е и з д а н и е
УДК 622.831.1 DOI: 10.18454/2313-1586.2016.03.018
Исмаилов Анварбек Суннатуллаевич
кандидат технических наук, доцент,
заведующий кафедрой «Геотехнология
угольных и пластовых месторождений»,
Ташкентский государственный
технический университет,
100095, Республика Узбекистан, г. Ташкент,
ул. Университетская, 2
e-mail: anvarbek_ismailov@mail.ru
Меликулов Абдусаттар Джаббарович
кандидат технических наук, доцент,
зам. генерального директора,
ООО «Спецуправление № 75»,
100104, Республика Узбекистан, г. Ташкент,
ул. Биллур, 53
e-mail: konchilik@mail.ru
Садинов Шухрат Марданович
главный маркшейдер,
Навоийский горно-металлургический комбинат,
210100, Республика Узбекистан, г. Навои,
ул. Навои, 27
e-mail: shuhrat.sadinov@mail.ru
Султанов Карим Султанович
доктор технических наук,
ведущий научный сотрудник,
Институт сейсмостойкости сооружений АН РУз,
100125, Республика Узбекистан, г. Ташкент,
ул. Дурмон йули, 31
e-mail: sultanov.karim@mail.ru
Салямова Клара Джаббаровна
доктор технических наук,
ведущий научный сотрудник,
Институт сейсмостойкости сооружений АН Руз
e-mail: klara_51@mail.ru
Гасанова Надежда Юнисовна
старший преподаватель,
кафедра математики и механики,
Ташкентский государственный
технический университет
e-mail: lima-07@mail.ru
ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССОВ
ДЛИТЕЛЬНОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ
МАССИВОВ СКАЛЬНЫХ ПОРОД
И ИХ МОНИТОРИНГ ПРИ ОТРАБОТКЕ
ГЛУБОКИХ КАРЬЕРОВ
Ismailov Anvarbek S.
candidate of technical sciences,
associate professor, the head of geo-technology of coal
and bedded deposits department,
The Tashkent State Technical University,
100095, the Republic of Uzbekistan,
Tashkent, 2 University st..
е-mail: anvarbek_ismailov@mail.ru;
Melikulov Abdusattar D.
candidate of technical sciences,
associate professor, deputy general director,
Co.Ltd “Special Administration No 75”,
100104, the Republic of Uzbekistan,
Tashkent, 53 Billur st.
е-mail: konchilik@mail.ru
Sadinov Shukhrat M.
chief surveyor,
The Navoi mining & metallurgical integrated works,
210100, the Republic of Uzbekistan,
Navoi, 27 Navoi st.
е-mail: shuhrat.sadinov@mail.ru
Sultanov Karim S.
Doctor of technical sciences,
professor; leading researcher
The Institute of Seismic Stability of Structures,
Science academy of Uzbekistan republic,
100125, the Republic of Uzbekistan,
Tashkent, 31 Durmonyuli st.
е-mail: sultanov.karim@mail.ru
Salyamova Klara D.
Doctor of technical sciences, professor,
leading researcher,
The Institute of Seismic Stability of Structures,
Science academy of Uzbekistan republic
е-mail: klara_51@mail.ru
Gasanova Nadejda Yu.
senior instructor, the department
of mathematics & mechanics,
The Tashkent state technical university
е-mail: lima-07@mail.ru
FEATURES OF HARD ROCK MASS LONG-TERM
DEFORMATION PROCESSES AND THEIR
MONITORING BY DEEP OPEN PITS
DEVELOPMENT
Аннотация:
В статье рассматриваются вопросы, связанные с
особенностями деформирования массивов скальных
пород бортов глубоких карьеров, приводятся при-
меры из практики карьера Мурунтау. Приведены за-
кономерности поведения массивов пород, некоторые
случаи деформации бортов, информация о системе
мониторинга состояния бортов, включая сейсмиче-
ские и маркшейдерские способы. Дана информация о
возможности устройства внутренних отвалов на не-
которых уступах бортов отработанной части карь-
ера.
Ключевые слова: глубокий карьер, массив горных по-
род, деформации, маркшейдерская служба, долго-
срочный мониторинг, ползучесть пород.
Abstract:
The article discusses issues related to the features of hard
rock mass deforming of deep open pit edges. The examples
from the Muruntau open pit operation are cited.. The reg-
ularities of rock mass behavior, some cases of edges de-
formation, as well as the information on the state of edges
monitoring system, including seismic and surveying meth-
ods are adduced. The information on the chances of inter-
nal dumps arrangement on some benches of the exhausted
open pit area is given in the article.
Key words: deep open pit,, rock mass, deformation, sur-
veying service, long-term monitoring, creepage

19. ПРОБЛЕМЫ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЯ №3, 2016 г.
19С е т е в о е п е р и о д и ч е с к о е н а у ч н о е и з д а н и е
Крупнейшее на Евроазиатском континенте месторождение Мурунтау в Централь-
ных Кызылкумах (Узбекистан) входит в число уникальных месторождений мира по за-
пасам и добыче золота. Детальное геологическое изучение Мурунтауского рудного поля
с прогнозной оценкой флангов и глубоких горизонтов в масштабе 1:10000, а также глу-
бинного строения земной коры на основе бурения сверхглубокой скважины СГ-10 на
глубину 4294 м выполнено в основном во второй половине прошлого века [1, 2].
Золотодобывающий карьер Мурунтау с размерами в плане 3,3×2,5 км глубиной
более 600 м является в настоящее время крупнейшим по объемам и глубине выемки гор-
ной массы. За время разработки этого карьера с 1967 г. извлечено 1,5 млрд м3
горной
массы при максимально достигнутой годовой производительности 53,6 млн м3
. Проек-
том намечается довести глубину карьера до 900 – 950 м, суммарная площадь поверхно-
сти породных обнажений оценивается более 10 кв. км.
В геолого-структурном отношении условия расположения карьера определяются
сетью тектонических разломов, пронизывающих месторождение в субширотном направ-
лении и играющих определенную роль в формировании напряженно-деформированного
состояния массива в региональном масштабе. Значительную роль в современной геоди-
намической активности района играет участие Южного разлома, о чем свидетельствуют
дифференцированные смещения породных масс (блоков) в горизонтальном и вертикаль-
ном направлениях, а также сейсмическая активность. Длинная ось карьера совпадает с
осью синклинальной складки, крылья которой имеют падение в сторону выработанного
пространства. Район отнесен к семи-восьмибалльной сейсмической зоне.
В современной геомеханике отмечается ряд закономерностей проявления свойств
реальных горных пород и массивов, объясняющих их поведение, которое существенным
образом отличается от поведения большинства других твердых тел (металлов, строи-
тельных и искусственных композитных материалов). В этой связи значительное место
занимают проблемы изучения закономерностей деформирования и разрушения пород-
ного массива, формирования его напряженно-деформированного состояния при ведении
горных работ, оценки механического состояния породного массива и управления этим
состоянием с учетом механических последствий как открытых, так и подземных горных
работ. Множество задач геомеханики связано, с одной стороны, с повышением эффек-
тивности разрушения горных пород при их разработке, и, с другой, – с обеспечением
надежной устойчивости техногенных породных обнажений в течение необходимого вре-
меннóго периода.
Расчетные методы не учитывают, что при формировании рассматриваемых пара-
метров карьера (при достигнутых глубинах 500÷600 м) в течение 40 лет были некоторые
предыдущие состояния бортов карьера (например, вначале при глубине до 200 – 300 м,
затем последовательно изменялись до нынешнего состояния), когда естественным обра-
зом поэтапно непрерывно происходили деформации во вскрытой на тот момент верхней
части будущего 600-метрового борта. Эти деформации, независимо от их природы (упру-
гие, пластические и т. д.), уже привели к дезинтеграции структуры и связанной с ней
релаксации напряжений, тем самым создали условия, в определенной степени предупре-
ждающие и в принципе препятствующие возникновению где-либо в прибортовом мас-
сиве зон чрезмерной концентрации напряжений [3, 4].
Разработка глубоких карьеров увеличивает неравномерность всестороннего сжа-
тия пород, что приводит к росту касательных напряжений в прибортовой зоне, возмож-
ности достижения ими предельных значений, следствием чего является появление раз-
личного рода деформаций. В процессе горных работ постепенно высвобождается упру-
гая энергия, накопившаяся под воздействием геостатической нагрузки и тектонических
сил и расходуемая на деформацию массива, образуя трещины бортового и донного от-
пора за счет раскрытия тектонических трещин, трещин выветривания и появления но-
вых. Процесс деформирования массива обычно носит неравномерный характер как по
величине, так и по направлению вектора деформаций [5, 6, 7, 8].

20. ПРОБЛЕМЫ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЯ №3, 2016 г.
20С е т е в о е п е р и о д и ч е с к о е н а у ч н о е и з д а н и е
Особое место в этих процессах, происходящих в течение длительного времени,
занимает явление ползучести горных пород [9]. Даже поверхности ослабления или
напластования, имеющие наклон от выработанного пространства карьера в сторону мас-
сива, традиционно оцениваемые как более устойчивые геологические структуры, при
наличии нескольких систем трещин, во-первых, становятся поверхностями, служащими
дезинтеграции сплошности массива, и, во-вторых, путями проникновения и распростра-
нения влаги. Известно, что у большинства горных пород-заполнителей трещинного про-
странства при увеличении их влажности резко снижаются сцепление и коэффициент тре-
ния.
Таким образом, деформации массива горных пород являются проявлением есте-
ственных свойств, во-первых, горных пород; во-вторых, природных и техногенных кон-
струкций, какими являются борта карьеров; в-третьих, мерой реакции породных обна-
жений на целый ряд периодически повторяющихся (циклических) воздействий от мас-
совых взрывов, сейсмических процессов при землетрясениях; вибрации от деятельности
большегрузной горной техники, природно-климатических явлений и т. д. Таким образом,
деформации являются природным атрибутом массивов пород откосов бортов карьеров,
т. е. они неизбежны. Правда, глубокие карьеры отличаются не только масштабом, мас-
сивностью, они имеют также соответствующую продолжительность «жизненного» пе-
риода, или срока службы. В связи с этим возрастает значимость задач жизнеобеспечения
таких объектов как в инженерно-техническом аспекте, так и в экономическом выраже-
нии. В практических условиях работы карьеров весьма сложно разграничить деформа-
ции как «дыхание» крупномасштабного объекта и деформации, которые впоследствии
могут привести к нежелательным результатам или даже к катастрофе, повлечь лишние
расходы (сил, средств, времени).
Анализ материалов многолетних наблюдений за состоянием бортов карьеров как
в странах СНГ, так и в других странах с развитой горнодобывающей промышленностью
показывает, что деформации различных объемов происходят практически при любой вы-
соте борта, причем параметры этих деформаций (высота, ширина по простиранию,
объем) также отмечаются разные вне зависимости от глубины карьера. Так, на медно-
порфировых карьерах при углах заложения бортов в пределах 35÷40 градусов одинаково
отмечены деформации при высоте бортов 200 – 250 м и 450 – 650 м (карьеры Escondida,
Toquepelata, Chuquicamata) [10]. За 30–40 лет строительства и эксплуатации железоруд-
ных карьеров Кривбасса отмечено более 500 случаев оползневых явлений (деформаций)
суммарным объемом 20 млн м3
, которые причинили ощутимый вред производству. Один
из крупнейших оползней в практике открытых горных работ отмечен на карьере № 3
месторождения Меловое при высоте борта 110 м и угле наклона 22 градуса (1987 г.).
Длина зоны деформаций достигла 950 м, объем – 25 млн м3
. Основной причиной дефор-
маций отмечено «гравитационно-тектоническое разуплотнение слагающих пород по си-
стеме непрогнозируемых тектонических трещин и поверхностей напластования, что
привело к снижению прочностных характеристик пород». Правда, этот масштабный
оползень не доставил значительного ущерба, так как он не повлиял существенно на про-
изводительную работу карьера [11].
За время функционирования карьера Мурунтау (с 1967 г.) зафиксировано 54 слу-
чая различных деформаций. В общем количестве зарегистрированных деформаций в глу-
боком карьере объемы нарушенных пород варьируют в пределах от 0,9 тыс. м3
до
230 тыс. м3
, при этом оползни составляют 18,5 %, обрушения – 81,5 %. Длина всех раз-
рушающих деформаций по фронту превышает высоту деформированного уступа в
2 – 5 раз.
Организованная на карьере Мурунтау система геодинамического мониторинга
предусматривает непрерывное выполнение системы взаимоувязанных мероприятий, ко-
торые позволят развивать, дополнять и углублять методы интерпретации результатов

21. ПРОБЛЕМЫ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЯ №3, 2016 г.
21С е т е в о е п е р и о д и ч е с к о е н а у ч н о е и з д а н и е
наблюдений и прогнозирования устойчивости прибортового массива, одновременно со-
вершенствуя саму систему наблюдений [12].
Система контроля включает следующие основные компоненты: сейсмические
наблюдения (стационарные сейсмостанции в 4-х различных точках по наружному пери-
метру карьера, находящиеся в автоматическом «ждущем» режиме); станции для произ-
водства наблюдений методом вертикального электрозондирования (ВЭЗ); наблюдения в
скважинах (как в разведочных, так и в специально оборудованных для периодических
наблюдений); профильные маркшейдерские наблюдения на специально оборудованных
полигонах [13,14].
Системные инструментальные наблюдения за состоянием бортов карьера позво-
ляют установить количественные показатели деформаций отдельных участков бортов в
течение времени в зависимости от геологических условий и развития горных работ.
Наиболее полные данные о характере деформаций откосов получают путем наблюдения
за смещением реперов, заложенных по профильным линиям, расположенным вкрест
простирания бортов.
Зафиксированы случаи, когда после ликвидации или стабилизации деформации
через некоторое время наблюдалось развитие в этой зоне деформаций с новыми пара-
метрами. Например, оползень № 33 на северном борту карьера с расчетным объемом
деформации 18,0 тыс. м3
на откосе нерабочего уступа с гор. +345,0 м по гор. +315,0 м
длиной по фронту 72 м выполненными горными работами в июле 1996 г. был стабили-
зирован, затем здесь вновь в 2007 г. активизировались обрушения на участке по фронту
340 м, что было ликвидировано в октябре 2007 г. Аналогично повела себя деформация
№ 53 откоса с гор. +405,0 м по гор. +300,0 м нерабочего уступа на северном борту дли-
ной по фронту 70 м с расчетным объемом деформации 10,0 тыс. м3
: первоначально акти-
визировалась в январе 2011 г., была стабилизирована (разгружена верхняя часть), затем
вновь проявила активность в мае 2013 г., увеличившись по фронту до 80 м, и была лик-
видирована в октябре 2013 г. В зоне интенсивного влияния Южного разлома на южном
борту в марте 2014 г. активизировался оползень № 54 на откосе нерабочего уступа с гор.
+513,6 м по гор. +465,0 м на участке длиной по фронту 361 м с расчетным объемом воз-
можной деформации в границах потенциальной поверхности скольжения 673,0 тыс. м3
.
В результате горных работ в течение года фронт участка деформации удалось сократить
до 200 м, при этом расчетный объем возможной деформации в границах потенциальной
поверхности скольжения сократился до 394,7 тыс. м3
. В течение 2015 г. были выполнены
горные работы в верхней части южного борта карьера на трех горизонтах
(гор. +500,0 м, +490,0 м и гор. +480,0 м) для обеспечения безопасности ведения горных
работ на нижних горизонтах, и к концу 2015 г. было достигнуто уменьшение скорости
смещения.
Вместе с тем имеются другие примеры практического использования геомехани-
ческого мониторинга во взаимосвязи с технологическим циклом работ на карьере. Так,
карьер на западном фланге вышел на проектный контур, который в дальнейшем на этом
участке не будет смещаться в плане, а будет продолжать развиваться в глубину. Откос
борта на этом участке имеет угол наклона несколько меньше угла естественного откоса
взорванных пустых пород, что делает его перспективным для размещения внутреннего
отвала. Однако ситуация осложняется тем, что прибортовой массив имеет блочное стро-
ение, которое способствует развитию деформаций, и в рабочей зоне карьера продолжа-
ются горные работы. Поэтому при использовании откоса борта для складирования
вскрышных пород формируемый внутренний отвал будет «нависать» над рабочей зоной
карьера, а его размещение на блоках прибортового массива может инициировать разви-
тие деформации. Тем не менее потенциальные выгоды от размещения такого отвала де-
лают предлагаемое техническое решение весьма привлекательным [15, 16].

22. ПРОБЛЕМЫ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЯ №3, 2016 г.
22С е т е в о е п е р и о д и ч е с к о е н а у ч н о е и з д а н и е
На основании анализа опыта формирования внутренних отвалов на откосах бор-
тов глубоких карьеров, изучения условий формирования и развития деформаций участ-
ков борта карьера, изучения геологических и геомеханических характеристик Западного
борта карьера Мурунтау, анализа опыта формирования внутренних отвалов на откосах
бортов глубоких карьеров были рассмотрены возможные варианты размещения внутрен-
него отвала на откосе борта карьера. Для этого было выполнено математическое моде-
лирование и разработка компьютерной программы для расчетных схем различных сце-
нариев возможного развития деформаций при нагружении борта внутренним отвалом с
оценкой влияния внутреннего отвала на устойчивость откоса борта карьера. В результате
были количественно оценены условия безопасного формирования внутреннего отвала и
намечены варианты технических решений по размещению внутреннего отвала на откосе
борта карьера [17, 18]. По различным вариантам рассмотрено размещение во внутренних
отвалах 19 – 37 млн м3
пород, и эта программа уже частично реализована в карьере.
Перспективы дальнейшего увеличения глубины отработки карьера повышают
требования к обеспечению длительной устойчивости бортов. Геомеханическим бюро ка-
рьера (специальной внутренней мониторинговой службой) реализуется программа дол-
госрочного мониторинга карьера Мурунтау, внедряется комплекс мероприятий, направ-
ленный на прогноз и предотвращение самопроизвольных деформаций и уменьшение их
вредного воздействия на работу карьера. Например, наблюдательная сеть вдоль про-
фильной линии уникального крутонаклонного конвейерного комплекса КНК-270 охва-
тывает 8 уступов (горизонтов) и содержит более 50 реперов, размещенных в обоих (се-
верном и южном) направлениях от створа конвейера.
Прогнозирование потенциально опасных по деформациям участков месторожде-
ния позволяет на стадии планирования горных работ установить места возможных де-
формаций и принять меры по их предотвращению.
Литература
1. Рудные месторождения Узбекистана. – Ташкент: ГИДРОИНГЕО, 2001. –
611 с.
2. Скрытый Мурунтауский гранитоидный интрузив (по данным Мурунтауской
сверхглубокой скважины СГ-10) / И.Х. Хамрабаев, Ю.Н. Зуев и др. // Узбекский геоло-
гический журнал. – 1995. – № 4. – С. 45 - 59.
3. Быковцев А.С. Моделирование геодинамических и сейсмических процессов
при разработке месторождений полезных ископаемых / А.С. Быковцев, Г.А. Прохоренко,
В.Н. Сытенков. – Ташкент: Фан, 2000. – 271 с.
4. Управление долговременной устойчивостью откосов на карьерах Узбеки-
стана / А.А. Силкин, В.Н. Кольцов, П.А. Шеметов и др. – Ташкент: Фан, 2005. –229 с.
5. Яковлев А.В. Методика изучения прибортовых массивов для прогнозирова-
ния устойчивости бортов карьеров / А.В. Яковлев, Н.И. Ермаков. – Екатеринбург: ИГД
УрО РАН, 2008. – 78 с.
6. Тагильцев С.Н. Геомеханическая роль тектонических разломов и закономер-
ности их пространственного расположения / С.Н. Тагильцев, А.Е. Лукьянов // Геомеха-
ника в горном деле: доклады научно-технической конференции 12-14 октября 2011 г. –
Екатеринбург: ИГД УрО РАН, 2012. – С. 26 – 39.
7. Giani G. Rock slope stability analyses. – Rotterdam: A.A.Balkema, 1992. – 345 p.
8. Hoek E., Bray J. Rock slope engineering. Third edition. – London – New York:
Published in the Taylor & Francis, 2005. – 358 p.
9. Glamheden R., Hokmark H. Creep in jointed rock masses. – Stockholm: Swedish
Nuclear Fuel and Waste Management Co., 2010. –51 p.
10. Slope stability in surface mining // edited by Hustrulid W., McCarter M.K., Van Zyl
J. Published by the Society for Mining, Metallurgy and Exploration, Inc. – Littleton, Colorado,
USA, 2000. – 443 р.

23. ПРОБЛЕМЫ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЯ №3, 2016 г.
23С е т е в о е п е р и о д и ч е с к о е н а у ч н о е и з д а н и е
11. Прогноз устойчивости и оптимизация параметров бортов глубоких карьеров
// С.З. Полищук, В.Т. Лашко, П.А. Шеметов и др. – Днепропетровск: Полиграфист, 2001.
– 371 с.
12. Рахимов В.Р. Прогноз устойчивости бортов глубоких карьеров и организация
системы геодинамического мониторинга / В.Р. Рахимов, П.А. Шеметов, А.С. Федянин //
Горный вестник Узбекистана. – 2003. - № 3. – С. 85–87.
13. Лукишов Б.Г. Совершенствование системы сейсмического контроля устой-
чивости бортов карьера «Мурунтау» / Б.Г. Лукишов, А.А. Тер-Семенов, А.С. Федянин //
Горный журнал. - № 5. - 2007. – С. 65 – 67.
14. Сытенков В.Н. Применение геофизических исследований при открытой раз-
работке сложноструктурных золоторудных месторождений / В.Н. Сытенков, А.С. Федя-
нин // Горный журнал. - № 5. - 2007. – С. 67 – 70.
15. Шеметов П.А. Разработка крутопадающего месторождения открытым спосо-
бом с поэтапным внутренним отвалообразованием / П.А. Шеметов, В.Н. Сытенков,
С.С. Коломников // Горный журнал. - № 5. - 2007. – С. 27 – 30.
16. Сытенков В.Н. Разработка технологических схем формирования внутренних
отвалов в отработанной части карьера Мурунтау / В.Н. Сытенков, С.С. Коломников,
Р.Ш. Наимова // Горный вестник Узбекистана. - 2009. – № 4. – С. 21 – 24.
17. Обоснование условий безопасного размещения отвалов на откосе борта глу-
бокого карьера: отчет о НИР: тема № 325-2009. Этапы 1-4 / А.Д. Меликулов, К.С. Сул-
танов, К.Д. Салямова и др. – Навои: Навоийский гос. горный ин-т, 2009–2010. – 218 с.
18. Программа для ЭВМ «USTBORT.FOR» (Свидетельство № DGU 01464 об
официальной регистрации) / А.Д. Меликулов, К.Д. Салямова, Н.Ю. Гасанова. – Ташкент:
Гос. патентное ведомство Респ. Узб., 2009.

24. ПРОБЛЕМЫ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЯ №3, 2016 г.
24С е т е в о е п е р и о д и ч е с к о е н а у ч н о е и з д а н и е
УДК 624.131.1 DOI: 10.18454/2313-1586.2016.03.024
Савинцев Иван Андреевич
кандидат геолого-минералогических наук,
доцент кафедры гидрогеологии,
инженерной геологи и геоэкологии,
Уральский государственный
горный университет,
620144 г. Екатеринбург, ул. Куйбышева, 30
e-mail: gingeo@mail.ru
Борисихина Ольга Александровна
аспирант,
Уральский государственный
горный университет
e-mail: gingeo@mail.ru
Шевалдин Дмитрий Александрович
студент,
Уральский государственный
горный университет
e-mail: gingeo@mail.ru
ОСОБЕННОСТИ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕС-
КИХ СВОЙСТВ ПОРОД, ПОДВЕРГШИХСЯ
МЕТАСОМАТИЧЕСКИМ ИЗМЕНЕНИЯМ
Savinzev Ivan A.
candidate of geological and mineralogical sciences,
the associate professor of hydrogeology,
engineering geology and geo-ecology department,
The Ural state mining university,
620144 Yekaterinburg, 30 Kuibyshev st.
е-mail: gingeo@mail.ru
Borisikhina Olga A.
post graduate,
The Ural state mining university
е-mail: gingeo@mail.ru
Shevaldin Dmitriy A.
student,
The Ural state mining university
e-mail: gingeo@mail.ru
FEATURES OF ROCKS’ PHYSICAL AND
MECHANICAL PROPERTIES SUBJECTED
TO METASOMATIC MODIFICATIONS
Аннотация:
Статья посвящена изучению закономерностей
формирования состава, строения и физико-ме-
ханических свойств вулканогенных пород под
воздействием гидротермально-метасоматиче-
ских процессов на примере Северо-Калугинского
медноколчеданного месторождения. Показано
влияние минералогических характеристик на
физико-механические свойства, прослежено их
изменение в ходе гидротермального процесса,
установлена зональность изменения физико-ме-
ханических свойств пород.
Ключевые слова: физико-механические свой-
ства, метасоматические породы, прочностные
и деформационные свойства.
Abstract:
The article is devoted to studying the formation of
volcanic rocks’ composition, structure and physical
and mechanical properties under the influence of
hydrothermal and meta-somatic processes on the
example of the North Kaluginsky copper pyrite de-
posit. The influence of mineralogical characteristics
on physical and mechanical properties is indicated;
their change in the course of hydrothermal process
is retraced. Modification zoning of rocks’ physical
and mechanical properties is set.
Key words: physical and mechanical properties,
meta-somatic rocks, strength and deformation
properties.
Особенностью строения рудных месторождений Урала является залегание руд-
ных тел в «оторочке» метасоматически измененных пород. Метасоматиты, имеющие от-
носительно хорошие прочностные характеристики в массиве, при обнажении подзем-
ными выработками, а также под воздействием подземных вод полностью или частично
теряют устойчивость [1].
Изучению физико-механических свойств метасоматически измененных пород по-
священы работы Е.А. Емельяненко, Г.Д. Замосковцевой, В.И. Кузькина, Е.В. Кузьмина,
Р.Ш. Маннанова, М.В. Рыльниковой, Л.В. Шаумян [2] и др. В них показано, что отличия
геологического, химического, структурного строений метасоматитов определяют боль-
шой разброс механических свойств и обусловливают необходимость дифференцирован-
ного подхода к управлению свойствами пород с различной степенью метасоматоза.
Генезис пород, их минеральный состав, структурно-текстурные особенности, сте-
пень исключительно высокой метасоматической и метаморфической проработки опре-

25. ПРОБЛЕМЫ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЯ №3, 2016 г.
25С е т е в о е п е р и о д и ч е с к о е н а у ч н о е и з д а н и е
деляют физико-механические свойства горных пород Северо-Калугинского месторожде-
ния и требуют индивидуального подхода к процессам проведения горнопроходческих
работ и креплению подземных выработок [3].
Геологическое строение месторождения определяет его положение в восточной
части основной зеленокаменной группы медноколчеданных месторождений. В геологи-
ческом строении Северо-Калугинского месторождения принимают участие породы ан-
дезитовой свиты ландоверийского (S1l) возраста, представленные, главным образом, ан-
дезитами, андезито-базальтами и их туфами. Породы центральной части изменены про-
цессами гидротермального метаморфизма и метасоматоза до образования серицитовых
и хлоритовых, кварц-серицитовых, кварц-хлорит-серицитовых пород, рассланцованы,
осветлены, серицитизированы, карбонатизированы.
Рис. 1 – Шлиф 18/6 (Скв. СК18, интервал 96,6 – 97,6 м).
Серицит-кварцевый метасоматит с карбонатом, пиритом и гидроокислами железа
(без анализатора – слева, с анализатором – справа; увеличение 100х)
Рис. 2 – Разрушения проб в процессе водонасыщения (10 минут после замачивания)

26. Рис. 3 – Схема пространственной неоднородности массива пород месторождения по прочности и состоянии
е (50-120 МПа)