Вестник Кольского научного центра РАН. 2011, №3.

УДК 622.831 ПРИМЕНЕНИЕ СЕИСМОТОМОГРАФИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИИ ДЛЯ ГЕОМЕХАНИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА УЧАСТКА БОРТА КАРЬЕРА Э.В. Каспарьян, В.В. Рыбин, Ю.А. Старцев Горный институт КНЦ РАН Аннотация Приведены результаты геомеханического мониторинга прибортового массива пород в окрестности крупной карьерной выемки с использованием сейсмотомографического метода. Показано, что с использованием метода сейсмической томографии можно получать достаточно надежные данные о динамике изменения геомеханического состояния приконтурного массива на достаточно большой площади и тем самым осуществлять геомеханический мониторинг устойчивости приконтурного массива карьера. Ключевые слова: открытые горные работы, геомеханическое состояние массива пород, сейсмическая томография. В настоящее время при ведении крупномасштабных открытых горных работ практически повсеместно происходит значительное углубление карьерных выемок. При этом возникает вопрос об оптимизации конструкции бортов карьеров и, в частности, возможности увеличения углов откосов уступов и, как следствие, увеличения генеральных углов наклона бортов действующих карьеров. Экономический эффект от повышения генеральных углов наклона бортов даже для среднего по масштабам карьера может быть весьма значителен за счет прироста запасов и уменьшения объема вскрыши. При этом для обоснования параметров уступов и бортов карьеров, обеспечивающих безопасность производства горных работ, необходимо детально исследовать свойства, структурные особенности и напряженное состояние приконтурного массива пород. Учитывая высокую значимость определения оптимальных углов наклона бортов в предельном положении, Горный институт КНЦ РАН с начала 1990-х гг. проводит исследования в этой области с учетом фактического напряженно-деформированного состояния (НДС) вмещающего массива горных пород и параметров нарушенной зоны в приконтурной зоне карьеров [1-3]. При этом одним из основных вопросов, который приходится решать при формировании бортов карьеров на конечном контуре с повышенными углами откосов, является вопрос организации геомеханического мониторинга массива пород в окрестности карьерных выемок. Для решения этой задачи Горным институтом КНЦ РАН была разработана комплексная методика, включающая в себя ряд методов локального мониторинга геомеханического состояния массива пород, таких как метод разгрузки, телесъемки стволов скважин, ультразвукового каротажа, контроля разрушения скважин и др. Одним из применяемых методов мониторинга является метод сейсмической томографии, который обладает существенными преимуществами перед другими локальными методами, поскольку позволяет получить картину состояния массива пород на достаточно большой его площади (в варианте 2D-измерений) или объеме (в варианте 3D-измерений) и проследить изменения состояния массива в различные моменты времени [4]. В связи с решением о строительстве крупного и глубокого карьера и формированием борта высотой около 800-900 м особую значимость приобретают вопросы организации геомониторинга в условиях карьера рудника «Железный» ОАО «Ковдорский ГОК» [5]. Объектом геомониторинга сейсмотомографическим методом на руднике «Железный» является прибортовый массив пород, в первую очередь, на участках борта с вертикальными углами откоса уступов. 30