Исследование проведено при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках государственного задания.
Главным вызовом при освоении Верхнекамского месторождения калийных солей остаются водонасыщенные пласты, расположенные над соляными залежами. Чтобы минимизировать риски затопления и обеспечить безопасную добычу, специалисты применяют камерную систему разработки. Этот метод предполагает создание сети очистных забоев — камер, разделённых соляными целиками. Эти устойчивые массивы становятся естественной опорой для вышерасположенных пород, предотвращая образование трещин и проникновение воды в подземные выработки.
Ключевым аспектом безопасности остается точный расчёт несущей способности целиков. На их устойчивость влияет слоистая структура породы, особенно наличие глинистых прослоев между пластами сильвинита и каменной соли. В большинстве зон месторождения толщина таких прослоев не превышает нескольких сантиметров, но в аномальных участках она может достигать десятков сантиметров, что существенно снижает надёжность конструкции.
Традиционные методы расчёта показывали неточности в условиях повышенной глинизации, что подтолкнуло учёных Пермского Политеха и Горного Института УрО РАН к разработке усовершенствованной методики. Для экспериментов они создали свыше 1000 многослойных образцов, имитирующих разные геологические условия, и провели перегрузочные тесты в лаборатории. Это позволило выявить закономерность: чем тоньше слабый глинистый слой, тем выше прочность всего массива. При этом деформации концентрируются именно в глинистых прослойках, запуская процесс разрушения.
«На основе полученных данных мы разработали новую формулу, которая учитывает не только разнородность слоёв, но и влияние глинистых включений разной мощности. Это настоящий прорыв в прогнозировании устойчивости целиков», — делится успехами Артём Ударцев, старший преподаватель кафедры «Разработка месторождений полезных ископаемых» ПНИПУ.
Тестирование методики на реальных участках с разной концентрацией глины подтвердило её эффективность. Новая формула обеспечивает более точный расчёт несущей способности по сравнению с традиционными подходами, что открывает путь к повышению безопасности горных работ. Внедрение разработки сократит риски аварий и создаст надёжную основу для устойчивой добычи калийных солей.
Источник: naked-science.ru
