УДК 550.832.75 DOI: 10.21440/0536-1028-2018-5-55-63

РАТУШНЯК А. Н., БАЙДИКОВ С. В., ТЕПЛУХИН В. К.
Исследованы возможности индукционного каротажа из обсаженных геологоразведочных сква-
жин для определения удельного сопротивления горных пород с помощью индукционных им-
пульсных зондирований (EMMR). Предложен компенсационный способ измерений с несимме-
тричной питающей индукционной установкой, имеющей два магнитных диполя с различными
по величине встречными моментами, компенсирующими вклад в измеряемое поле от прово-
дящей обсадной колонны. Показана информативность измеряемой ЭДС спада несимметрич-
ной индукционной установки при определении удельного сопротивления среды в условиях ском-
пенсированного влияния проводящей обсадной колонны. Определена дальность исследований
заколонного пространства в зависимости от размера установки. Компенсационный способ
измерений с несимметричной питающей индукционной установкой позволяет определять
удельное электрическое сопротивление вмещающей среды за обсадной колонной скважины по
экстремальным значениям ЭДС, измеряемой на ограниченном спектре времен спада.
К л ю ч е в ы е с л о в а : нестационарное электромагнитное поле; проводящая обсадная колон-
на; индукционные импульсные зондирования; квадрупольный индукционный источник.

Работа выполнена при частичной поддержке программы фундаментальных
исследований УрО РАН (проект № 18-5-5-38).
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Способ индукционного каротажа из обсаженных скважин и устройство для его осуществле-
ния: пат. 2614853 Рос. Федерация № 2015107806; заявл. 05.03.2015; опубл. 29.03.2017. Бюл. № 10.
10 с.
2. Ратушняк А. Н., Байдиков С. В., Теплухин В. К. Индукционный каротаж в обсаженных сква-
жинах // Уральский геофизический вестник. 2016. № 2 (28). С. 98–107.
3. Ратушняк А. Н., Теплухин В. К. Теоретические и экспериментальные основы индукционных
методов исследований скважин. Екатеринбург: УрО РАН, 2017. 127 с.
4. Ваньян Л. Л. Основы электромагнитных зондирований. М.: Недра, 1965. 109 с.
5. Атабеков Г. И. Теоретические основы электротехники. Ч. 1. Линейные электрические цепи.
М.: Энергия, 1978. 592 с.
6. Способ импульсного индукционного каротажа из обсаженных скважин: заявка на пат.
№ 2017140399, 2017.
7. Шейнманн С. М. Об установлении электромагнитных полей в земле // Прикладная геофизика.
1947. Вып. 3. С. 3–55.
8. Ваньян Л. Л. Основы электромагнитных зондирований. М.: Недра, 1965. 109 с.
9. Уэйт Дж. Р. Геоэлектромагнетизм. М.: Недра, 1987. 235 с.
Поступила в редакцию 28 февраля 2018 года

УДК 624.074.43 DOI: 10.21440/0536-1028-2018-5-40-48

БЯКОВ Н. С., КОРНИЛКОВ М. В., КАРЯКИН А. Л., РАЕВСКАЯ Л. Т.
Методом конечных элементов проведен анализ напряженно-деформированного состояния же-
лезобетонного блока вертикального ствола, находящегося под действием горного давления и
собственного веса крепи ствола. Элемент ствола шахты выбирался в форме цилиндрической
оболочки. На выделенный элемент железобетона прикладывались изгибающий и крутящий
моменты, а также нормальные и сдвигающие силы, приложенные к боковым сторонам эле-
мента. В данной работе расчет проводился в комплексе программ Лира-САПР. Расчет основан
на принципе возможных перемещений. Определялся минимум функционала полной энергии.
При расчете принималась гипотеза плоских сечений и учитывались диаграммы, связывающие
напряжения и деформации в бетоне и арматуре. Выполнена оптимизация параметров данной
конструкции по критерию минимума стоимости с соблюдением требований норм по надеж-
ности и несущей способности сооружения.
К л ю ч е в ы е с л о в а : подземные железобетонные сооружения; метод конечных элементов;
оптимизация.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Залесов А. С., Мухамедиев Т. А. Настоящее и будущее расчета железобетона // Бетон и желе-
зобетон. 2005. № 4. С. 3–6.
2. Городецкий А. С., Евзеров И. Д. Компьютерные модели конструкций. Киев: Факт, 2005. 344 с.
3. Бондаренко В. М., Суворкин Д. Г. Железобетонные и каменные конструкции: учеб. для вузов.
М.: Высшая школа, 1987. 384 с.
Поступила в редакцию 27 февраля 2018 года

УДК 556.343 DOI: 10.21440/0536-1028-2018-5-49-54

ТАГИЛЬЦЕВ С. Н., ТАГИЛЬЦЕВ В. С.
При проведении гидрогеологических исследований на стадиях разведки и подготовки к эксплу-
атации месторождений твердых полезных ископаемых фильтрационные опробования имеют
существенные отличия от опытно-фильтрационных работ, которые выполняются при раз-
ведке подземных вод. Основные особенности определяются отличительными чертами геоло-
гической среды вблизи земной поверхности и организационно-методическими традициями
гидрогеологических исследований, такими как двухслойное строение пласта, низкие фильтра-
ционные свойства горных пород, небольшие дебиты фильтрационных опробований, кратко-
временность откачек, влияние емкости ствола скважин на получаемые данные. Снижение
погрешности и обеспечение необходимой точности определения гидродинамических пара-
метров обеспечивается реализацией специального алгоритма действий при проведении и обра-
ботке данных откачек. Анализ гидрогеологической ситуации и профессиональный подход
к проведению работ позволяют получить всю гидрогеодинамическую информацию, необходимую
для обеспечения проектирования и эксплуатации горнодобывающих объектов.
К л ю ч е в ы е с л о в а : фильтрационные опробования; месторождения твердых полезных
ископаемых; двухслойное строение пласта; низкие фильтрационные свойства; влияние
емкости ствола скважин.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Изучение гидрогеологических и инженерно-геологических условий месторождений твердых
полезных ископаемых / отв. ред. Г. Н. Кашковский. М.: Недра, 1986. 172 с.
2. Лехов М. В. Методы расчета и причины ошибочных результатов экспресс-откачек из сква-
жин. М.: Инженерные изыскания, 2017. С. 38–50.
3. Moench A. F. Transient flow to a large-diameter well in an aquifer with storative semiconfining
layers // Water Resources Research. 1985. Vol. 21. No. 8. P. 1121–1131.
4. Опытно-фильтрационные работы: учеб. пособие / С. Н. Тагильцев [и др.]. Екатеринбург:
УГГУ, 2005. 67 с.
5. Тагильцев С. Н., Тагильцев В. С. Особенности проведения и интерпретации фильтрационных
опробований при инженерных изысканиях // Инженерные изыскания в строительстве: матер.
XII Общерос. конф. изыскательских организаций. М.: Геомониторинг, 2016. С. 409–415.
54 «Известия вузов. Горный журнал», № 5, 2018 ISSN 0536-1028
6. Синдаловский Л. Н. Справочник аналитических решений для интерпретации опытно-
фильтрационных опробований. СПб: СПбГУ, 2006. 396 с.
7. Шестаков В. М. Гидрогеодинамика. М.: МГУ, 2009. 368 с.
8. Тагильцев В. С. Оценка взаимосвязи размеров депрессионной воронки и дебита скважин в
типовых гидрогеологических условиях // Известия вузов. Горный журнал. 2012. № 6. С. 103–107.
9. Technical Review. Practical guidelines for test pumping in water wells. International Committee
of the Red Cross (ICRC), 2011. 104 р.
10. Тагильцев С. Н., Тагильцев В. С. Оценка степени гидродинамического несовершенства раз-
ведочных и эксплуатационных скважин // Известия вузов. Горный журнал. 2013. № 5. С. 171–176.
Поступила в редакцию 16 февраля 2018 года

УДК 622.83 DOI: 10.21440/0536-1028-2018-5-30-39

ХАРИСОВ Т. Ф., ХАРИСОВА О. Д., ЕФРЕМОВ Е. Ю., КОНОВАЛОВА Ю. П.
Согласно нормативным документам, для определения и обоснования параметров бортов и усту-
пов карьеров должен быть выполнен расчет коэффициента запаса устойчивости с помощью
классических методов предельного равновесия. Данные методы не учитывают такие факторы,
как современная геодинамика и параметры структурных нарушенностей в массиве, которые
оказывают негативное влияние на устойчивость бортов и уступов карьеров. В статье приведе-
ны результаты исследований устойчивости бортов карьера Киембаевского месторождения, где
произошло обрушение уступов на западном борту. Для выявления причин обрушения произведена
актуализация физико-механических свойств пород, слагающих прибортовой массив. На основа-
нии полученных данных выполнен расчет коэффициента запаса устойчивости по фактическо-
му контуру карьера. Результаты расчетов показали, что борта и уступы карьера находятся
в устойчивом состоянии, но в реальности это не подтверждается. Основной причиной наруше-
ния являются не низкие прочностные свойства массива, а образование протяженных трещин
сдвигового характера, вызванных процессами деформирования в условиях повышенного сжатия
в одном направлении и депрессией во втором, с нарушением первичной структуры массива гор-
ных пород. С учетом геомеханических условий отработки Киембаевского карьера была разрабо-
тана конструкция наблюдательной станции для мониторинга деформационных процессов при-
бортового массива, включающая две традиционные профильные линии и две локальные
наблюдательные станции. Наблюдения за состоянием прибортового массива далеко не всегда
дают возможность предотвратить обрушения и оползни, но позволяют снизить возможный
ущерб от них и особенно риск для людей, находящихся в карьере.
К л ю ч е в ы е с л о в а : устойчивость бортов; карьер; уступы; параметры бортов; трещинова-
тость; прибортовой массив; поверхность скольжения; коэффициент запаса устойчивости;
наблюдательная станция; реперы; мониторинг.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Ericsson M., Larsson V. E&MJ's annual survey of global mining investment // Engineering
& Mining Journal. 2013. Vol. 214. No. 1. P. 28–33.
2. Сашурин А. Д., Панжин А. А. Механизм формирования аварийных ситуаций различного мас-
штаба вследствие современных геодинамических движений // Черная металлургия. 2017. № 1
(1405). С. 21–25.
3. Sashurin A. D., Panzhin A. A., Kharisov T. F., Knyazev D. Yu. Innovative approaches to rock mass
stability in mining high-grade quartz veins // Eurasian Mining. 2016. No. 2 (26). P. 3–5.
4. Исследование инженерно-геологических условий разработки и обоснование предельных
углов наклона бортов карьера Киембаевского асбестового ГОКа: отчет о НИР / ИГД УрО РАН,
рук. Сашурин А. Д., Яковлев А. В. Екатеринбург, 2002. 164 с.
5. Инструкция по наблюдениям за деформациями бортов, откосов уступов и отвалов на карье-
рах и разработке мероприятий по обеспечению их устойчивости. Л.: ВНИМИ, 1971. 178 с.
6. Методические указания по расчету устойчивости и несущей способности отвалов. Л.:
ВНИМИ, 1987. 127 с.
7. Правила обеспечения устойчивости откосов на угольных разрезах. СПб: ВНИМИ, 1998. 208 с.
8. Исследование геомеханических условий, причин и закономерностей нарушения устойчиво-
сти бортов карьера АО «Оренбургские минералы» и разработка мероприятий по безопасному веде-
нию горных работ: отчет о НИР / ИГД УрО РАН, рук. Сашурин А. Д. Екатеринбург, 2017. 188 с.
9. Фисенко Г. Л. Устойчивость бортов карьеров и отвалов. М.: Недра, 1965. 378 с.
10. Хуан Я. Х. Устойчивость земляных откосов. М.: Стройиздат, 1988. 240 с.
11. Федоровский В. Г., Курилло С. В. Метод расчета устойчивости откосов и склонов // Геоэко-
логия. 1997. № 6. С. 95–106.
12. Федоровский В. Г., Курилло С. В. Метод переменной степени мобилизации сопротивления
грунту для расчета прочности грунтовых массивов // Основания, фундаменты и механика грунтов.
1998. № 4/5. С. 18–22.
13. Цирель С. В., Павлович А. А. Проблемы и пути развития методов геомеханического обо-
снования параметров бортов карьеров // Горный журнал. 2017. № 7. С. 39–45.
14. Кочарян Г. Г., Спивак А. А. Иерархия структурных и геодинамических характеристик зем-
ной коры // Геология, инженерная геология, гидрогеология, геокриология. 2002. № 6. С. 537–550.
15. Лукк А. А., Дещеревский А. В., Сидорин А. Я., Сидорин И. А. Вариации геофизических полей
как проявление детерминированного хаоса во фрактальной среде. М.: ОИФЗ РАН, 1996. 200 c.
16. Желтышева О. Д., Ефремов Е. Ю. Современные технологии мониторинга устойчивости бор-
тов карьеров // Маркшейдерия и недропользование. 2014. № 5 (73). С. 63–66.
17. Панжин А. А., Сашурин А. Д., Панжина Н. А. Геодинамический мониторинг на Узельгин-
ском месторождении // Маркшейдерия и недропользование. 2016. Т. 1. № 3 (83). С. 30–35.
18. Методические указания по наблюдениям за деформациями бортов разрезов и отвалов, ин-
терпретации их результатов и прогнозу устойчивости. Л.: ВНИМИ, 1987. 118 с.
Поступила в редакцию 29 января 2018 года