| 1. | Наименование проекта | Исследование процессов обрушения подработанной толщи пород при отработке удароопасных месторождений Хибинского массива с целью снижения техногенного воздействия на природно-технические системы Арктического региона |
|---|---|---|
| 2. | Регистрационный номер ЦИТИС: | 122052000091-6 |
| 3. | Исполнитель | ФИЦ "Кольский научный центр РАН" |
| 4. | Ведомственная принадлежность | Минобрнауки России - наука |
| 5. | Заказчик | РНФ |
| 6. | Вид финансирования | грант |
| 7. | Вид НИОКТР | Фундаментальная НИР |
| 8. | Приоритетное направление (основное) | Рациональное природопользование |
| 9. | Приоритетное направление (дополнительное) | Нет данных |
| 10. | Критическая технология (основная) | Технологии поиска, разведки, разработки месторождений полезных ископаемых и их добычи |
| 11. | Критическая технология (дополнительная) | Нет данных |
| 12. | Приоритет Стратегии НТР России | Возможность эффективного ответа российского общества на большие вызовы с учетом возрастающей актуальности синтетических научных дисциплин, созданных на стыке психологии, социологии, политологии, истории и научных исследований, связанных с этическими аспектами научно-технологического развития, изменениями социальных, политических и экономических отношений |
| 13. | Общее тематическое направление | Рациональное природопользование, климат, экология |
| 14. | Приоритетное арктическое направление (основное) | Геофизика, геодинамика |
| 15. | Приоритетное арктическое направление (дополнительное) | |
| 16. | Аннотация | Одним из наиболее значимых вызовов с точки зрения научно-технологического развития Российской Федерации является возрастание антропогенных нагрузок на окружающую среду до масштабов, угрожающих воспроизводству природных ресурсов. При этом треть разведанных запасов полезных ископаемых планеты сосредоточена в недрах уязвимой Арктической зоны. Необходимость эффективного освоения и использования пространства Арктического региона при минимизации техногенных угроз ставит перед горными предприятиями сложную задачу отработки месторождений полезных ископаемых в условиях экологических и горнотехнических ограничений. В последние годы все более явной становится проблема истощения наиболее богатых и легкодоступных для освоения участков месторождений и увеличения глубины горных работ, что ведет к росту себестоимости добычи полезных ископаемых и отрицательно влияет их безопасность. Дополнительными ограничениями в условиях отработки месторождений Кольского полуострова являются: местонахождение ряда месторождений в непосредственной близости друг от друга, и как следствие, значительный объем запасов в охранных целиках; залегание отдельных месторождений вблизи природоохранных зон (постановление правительства РФ о создании национального парка «Хибины» от 8 февраля 2018 г., № 130) и объектов промышленной и городской инфраструктуры; действие высоких тектонических напряжений, обуславливающее удароопасность отрабатываемых месторождений. Глубина ведения горных работ на апатит-нефелиновых месторождениях Хибинского массива, являющегося основным объектом исследований данной работы, достигает сегодня 1000м. Причем увеличение интенсивности горных работ при уменьшении мощности рудных тел приводит к необходимости вскрытия новых горизонтов и росту скорости углубления очистной выемки. В связи с этим меняются процессы деформирования и обрушения налегающего массива. Их развитие во времени и в пространстве зависит от ряда горнотехнических, горно-геологических и геомеханических факторов. Горнотехнические факторы поддаются управлению, другая же группа факторов имеет вероятностную природу и управление ими практически невозможно. Прочностные и деформационные свойства пород, параметры трещиноватости могут существенно изменяться как по площади, так и по глубине массива; в условиях гористого рельефа меняется также и мощность толщи покрывающих пород; параметры тектонических напряжений на больших глубинах мало изучены. Одним из возможных путей дальнейшего освоения запасов является переход в основном на подземный способ отработки полезных ископаемых с максимально возможным сохранением дневной поверхности, что требует комплексного изучения геомеханических и геотехнологических процессов в толще подработанного массива и учета специфики геологических и геомеханических факторов при обосновании оптимальных параметров подземной геотехнологии. Исходя из вышесказанного, исследование процессов деформирования, сдвижения и обрушения подработанной толщи пород на удароопасных месторождениях Хибинского массива с учетом геодинамических и геомеханических рисков является актуальной задачей, решение которой позволит вести отработку запасов апатит-нефелиновых руд при минимизации опасности негативных техногенных явлений и сохранении экономической эффективности разработки месторождений. Научной новизной предлагаемого проекта являются: - учет горнотехнических и экологических ограничений при отработке удароопасных месторождений Хибинского массива; - исследование взаимного и совместного влияния отработки сближенных удароопасных месторождений на геомеханическое состояние и геодинамический режим природно-технических систем Хибинского массива; - развитие методики прогнозирования параметров обрушения налегающих пород по данным математического моделирования напряженно-деформированного состояния (НДС) и параметров сейсмичности для конкретных условий подработки, учитывающей абсолютные величины и ориентировку площадок растягивающих напряжений и критических касательных напряжений, а также параметры структурной нарушенности массива; - обоснование принципиальной возможности и границ ведения горных работ в охранных зонах удароопасных месторождений с дифференциацией участков по условиям их отработки на основе прогностических 3D моделей НДС массива горных пород с учетом основных геологических и горнотехнических факторов; - разработка инновационных схем подготовки и нарезки очистных блоков удароопасных месторождений при применении погрузочно-доставочного оборудования на дистанционном управлении; - разработка схем утилизации породы от ведения горнопроходческих работ в выработанном пространстве очистных камер при эксплуатации погрузочно-доставочного оборудования на дистанционном управлении и формирование предохранительной породной подушки; - разработка комплексного методологического подхода к проектированию параметров малолюдной подземной технологии на основе моделирования геомеханического состояния массива при ведении горных работ в охранных зонах удароопасных месторождений. |
| 17. | Начало проекта | 16.05.2022 |
| 18. | Завершение проекта | 31.12.2024 |