ПЕРСПЕКТИВЫ МОДЕРНИЗАЦИИ И ИННОВАЦИОННОГО ГЕОТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ ЗАО АК «АЛРОСА» А.Д. Рубан, член-корр. РАН В.Н. Захаров. проф., д.т.н. И.И. Айнбиндер, д.т.н.

СТРУКТУРА УРАН ИПКОН РАН Отдел 1 "Теории проектирования освоения недр" Отдел 2 "Стратегии освоения и сохранения недр" Отдел 3 "Геотехнологических проблем комплексного освоения недр" Лаборатория геотехнологий глубоких горизонтов месторождений твердых полезных ископаемых Лаборатория геоинформационных систем геотехнологий Отдел 4 "Проблем комплексного извлечения минеральных компонентов из природного и техногенного сырья": Лаборатория теории разделения минеральных компонентов Лаборатория комплексной переработки нетрадиционного минерального сырья Отдел 5 "Проблем геомеханики и разрушения горных пород" Отдел 6 "Проблем горной аэрогазопылединамики и безопасности освоения недр" Отдел 7 "Аналитический центр изучения природных веществ при комплексном освоении недр" Отдел 8 "Научной информации и проблем управления освоением недр" Отдел 9 "Горной экологии« Отдел 1 "Теории проектирования освоения недр" Отдел 2 "Стратегии освоения и сохранения недр" Отдел 3 "Геотехнологических проблем комплексного освоения недр" Отдел 4 "Проблем комплексного извлечения минеральных компонентов из природного и техногенного сырья" Лаборатория теории разделения минеральных компонентов Отдел 5 "Проблем геомеханики и разрушения горных пород" Отдел 6 "Проблем горной аэрогазопылединамики и безопасности освоения недр" Отдел 7 "Аналитический центр изучения природных веществ при комплексном освоении недр" Отдел 8 "Научной информации и проблем управления освоением недр" Отдел 9 "Горной экологии«

ОСНОВНЫЕ ОСЛОЖНЯЮЩИЕ ФАКТОРЫ АЛМАЗОДОБЫЧИ сокращение сырьевой базы, переход от открытой к подземной отработки месторождений усложнение горно-геологических условий разработки месторождений, отставание прироста разведанных запасов от темпов их погашения в недрах, снижение содержание полезных компонентов в добываемых рудах, неблагоприятные географо-экономические условия осваиваемых месторождений

Направления дальнейшего развития (создание «Интеллектуального рудника») Модернизация существующих и разработка инновационных технологий отработки месторождений Якутии повышающих сохранность алмазов Разработка комплекса геоинформационного обеспечения подземных горных работ, позволяющий сопоставлять информационные потоки, поступающие от мониторинговых систем природной среды (массив горных пород, рудничная атмосфера, гидросфера) и технологических процессов, с данными геопространственной модели развития горного производства; Разработка концепции единой распределенной по полномочиям диспетчерской информационной системы, обеспечивающей мониторинг и управление в режиме реального времени основными и вспомогательными геотехнологическими процессами;

Разработка системы подземной рудоподготовки и транспорта, позволяющей обеспечить максимальное извлечение полезных компонентов при последующей переработке сырья; Разработка технологии закладочных работ, позволяющей за счет утилизации в составе закладочных смесей отходов горного производства и создания закладочного массива с заданными физико-механическими свойствами формировать новый георесурс в виде техногенного месторождения; Создание роботизированных и автоматизированных технологических комплексов Разработка и внедрение геотехнологий минимизирующих потери и разубоживание особо ценного минерального компонента Модернизация и разработка инновационных технологий крепления и поддержания горных выработок Разработка интеллектуальных систем мониторинга газодинамических, геомеханических, гидродинамических и геодинамических процессов в массивах горных пород при эксплуатации рудных месторождений

ОБОБЩЕННАЯ СТРУКТУРА ПОСТРОЕНИЯ «ИТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО РУДНИКА»

Обоснование необходимости геомониторинга. Развитие горных работ на рудниках осуществляется в условиях действия трех основных осложняющих факторов, обуславливающих возможность возникновения опасных проявлений техногенных геомеханических и гидродинамических процессов в рудном и закладочном массивах: Высокие концентрация, интенсивность и темпы развития горных работ в плане и разрезе по слоевой камерно-целиковой системе разработки с твердеющей закладкой при ограниченных размерах рудного тела в плане. Наличие масштабной (глобальной) зоны техногенной разгрузки массива, неопределенность ее размеров и как следствие широкий диапазон физико- механических характеристик рудного тела и вмещающих пород, характер и изменчивость которых не исследованы. Наличие сезонного и суточного колебания температуры, наличие водоносных комплексов оказывают негативное воздействие на борта карьеров и охранных целиков, а именно: активное участие воды в конвекционном переносе тепла и в формировании переменного поля термонапряжений; химическое действие воды, приводящее к уменьшению контактной прочности различных агрегатов породы; суффозия и растворение; воздействие замерзшей воды и др.

Цели и задачи мониторинга – обеспечение безопасности, рационального планирования и ведения горных работ на основе создания систем контроля и прогноза геодинамических явлений и горно-геологических условий разработки месторождений подземным способом, обеспечивающих: 1.Выявление зон структурного ослабления техногенного происхождения в рудном и закладочном массиве, геологических объектов типа тектонических нарушений (зон повышенной трещиноватости) и др., представляющих технологическую опасность, пространственная оценка физико-механических и реологических свойств рудного и закладочного массивов с использованием компьютерного моделирования, цифровой регистрации и обработки экспериментальных данных и построения прогнозных карт строения, свойств и состояния горного и закладочного массивов рудников на основе методов сейсмической томографии. 2.Мониторинг и прогноз геодинамических процессов и их катастрофических проявлений в горном массиве в процессе развития очистных работ на рудниках с использованием цифровой регистрации и обработки в режиме реального времени информации о напряженно-деформированном состоянии горного массива в пределах поля рудника распределенной системой геомеханических, сейсмоакустических и сейсмических наблюдений.

1.Создание трехмерной полноразмерной модели отрабатываемой кимберлитовой трубки (Строение, нарушенность, физико-механические свойства, результаты отработки и закладки) 2.Моделирование объемного напряженно- деформированного состояния и возможных процессов разрушения массива рудного тела и вмещающих пород 3.Контроль и локация процессов разрушения и перенос их в объемную модель 4.Разработка прогнозных оценок развития негативных геомеханических процессов

Геофизические исследования Геомеханические наблюдения Геологические исследования Гидрогеологические наблюдения Геопространственная модель рудника Математическое моделирование напряженно-деформированного состояния Текущий контроль (раздельный и комбинированный ) Управление массивом и технологическим процессом Автоматизированная сейсмоакустическая система мониторинга Диагностика и оценка опасности геодинамических явлений Структурная схема системы мониторинга техногенного состояния массива горных пород.