ООО «Институт Гипроникель», Санкт-Петербург, Россия:

А. В. Трофимов, заведующий центром, канд. техн. наук, эл. почта: trofimovav@nornik.ru
А. Е. Румянцев, ведущий научный сотрудник, канд. техн. наук, эл. почта: rumyantsevae@nornik.ru

Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия:

А. П. Господариков, профессор, докт. техн. наук, эл. почта: kafmatem@spmi.ru

ООО «Институт Гипроникель», Санкт-Петербург, Россия¹ ; Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия²:
А. П. Киркин, младший научный сотрудник¹, аспирант², эл. почта: alexkirkin2011@gmail.com

При разработке месторождений полезных ископаемых подземным способом с закладкой выработанного пространства требуется проводить качественную оценку закладочного массива. Поскольку выбуривание керна с последующим проведением комплекса испытаний является сложным процессом, необходимо применение экспресс-метода. Так как механические экспресс-методы оценки имеют невысокую точность, наилучшим вариантом является способ акустической качественной оценки закладочного массива. Последний, в свою очередь, требует проведения серии лабораторных исследований для определения эмпирической связи между прочностными и акустическими свойствами. В статье представлены результаты лабораторных испытаний образцов из закладочного бетона для определения акустических и прочностных свойств через 7, 28, 45, 70, 90 сут твердения. Выявлены связи между прочностью закладки на одноосное сжатие и скоростями распространения ультразвуковых волн. Проведены полевые замеры скоростей распрост ранения продольных и поперечных волн в закладочном массиве. Определены градуировочные зависимости по продольным и поперечным волнам. Установлено, что в закладочном массиве в «возрасте» до 90 сут наибольшую корреляцию с прочностными свойствами имеет скорость распространения поперечных волн, а в случае более 90 сут — продольных.

1. Golik V. I., Lukianov V. G. Strength optimization of the backfill material accounting for the rock stress level. Izvestiya Tomskogo politekhnicheskogo universiteta. Inzhiniring georesursov. 2016. Vol. 327, No. 6. pp. 6–14.
2. Komurlu E., Kesimal A. Sulfide-rich mine tailings usage for short-term support purposes: An experimental study on paste backfill barricades. Geomechanics and Engineering. 2015. Vol. 9, Iss. 2. pp. 195–205.
3. Marysyuk V. P., Darbinyan T. P., Andreev A. A., Noskov V. A. Analyzing the efficiency of changing the development system for mining of copper-nickel sulphide ores at the Oktyabrsky Mine. Gornyi Zhurnal. 2019. No. 11. pp. 19–23.
4. Vasilyeva M. A. Magnetic peristatic pumps for backfill. Eurasian Mining. 2019. No. 1. pp. 34–36. DOI: 10.17580/em.2019.01.08.
5. Voronov E. T., Tyupin V. N. Substantiation of strength of filling mass by taking a blast effect into account for the room-and-pillar methods. Journal of Mining Institute. 2018. Vol. 229. pp. 22–26. DOI: 10.25515/PMI.2018.1.
6. Shaposhnik Yu. N., Shaposhnik S. N. Feasible backfilling methods for Kazzinc’s underground mines. Vestnik Rossiiskogo Universiteta Druzhby Narodov. Seriya: Inzhenernye Issledovaniya. 2009. No. 3. pp. 72–78.

7. Rubchevskiy Yu. I. The practice of using non-destructive methods for testing the backfilling mass at the Yakovlevsky mine. Estestvennye i tekhnicheskie nauki. 2015. No. 3. pp. 86–93.
8. Potapov A. I., Kondratev A. V. Non-destructive testing of multilayer medium by the method of velocity of elastic waves hodograph. Journal of Mining Institute. 2020. Vol. 243. pp. 348–356. DOI: 10.31897/PMI.2020.3.348.
9. Rajaoalison H., Zlotkowski A., Rambolamanana G. Mechanical properties of sandstone using non-destructive method. Journal of Mining Institute. 2020. Vol. 241. pp. 113–117. DOI: 10.31897/PMI.2020.1.1133.
10. GOST 17624–2012. Concrete. Ultrasonic method of strength determination. Introduced: 01.01.2014.
11. Sinyakin K. G. Determining the strength of the backfilling material at the Yakovlevsky iron ore mine. Zapiski Gornogo instituta. 2011. Vol. 189. pp. 248– 251.
12. Xu S., Suorineni F. T., Li K., Li Y. Evaluation of the strength and ultrasonic properties of foam-cemented paste backfill. International Journal of Mining, Reclamation and Environment. 2017. Vol. 31, Iss. 8. pp. 544–557.
13. Jiang H., Han J., Li Y., Yilmaz E. et al. Relationship between ultrasonic pulse velocity and uniaxial compressive strength for cemented paste backfill with alkali-activated slag. Nondestructive Testing and Evaluation. 2020. Vol. 35, Iss. 4. pp. 359–377.
14. Feng G., Du X., Zhand Y. Optical-acoustic-stress responses in failure progress of cemented gangue-fly ash backfill material under uniaxial compression. Nondestructive Testing and Evaluation. 2019. Vol. 34, Iss. 2. pp. 135–146.
15. Du X., Feng G., Zhang Y., Wang Z. et al. Bearing mechanism and stability monitoring of cemented gangue-fly ash backfill column with stirrups in partial backfill engineering. Engineering Structures. 2019. Vol. 188. pp. 603–612.
16. Xu W., Li Q., Liu B. Coupled effect of curing temperature and age on compressive behavior, microstructure and ultrasonic properties of cemented tailings backfill. Construction and Building Materials. 2020. Vol. 237. Article 117738.
17. Wu J., Jing H., Yin Q., Yu L. et al. Strength prediction model considering material, ultrasonic and stress of cemented waste rock backfill for recycling gangue. Journal of Cleaner Production. 2020. Vol. 276. Article 123189.
18. Zhu P., Song W., Cao S., Wan F. et al. Tensile mechanical response mechanism of cemented backfills under blasting load. Caikuang yu Anquan Gongcheng Xuebao. Journal of Mining and Safety Engineering. 2018. Vol. 35, Iss. 3. pp. 605–611.
19. Montyanova A. N., Trofimov A. V., Rumyantsev A. E., Vilchinskiy V. B. Development and pilot testing of plasticized backfill material at the mines of Norilsk Nickel’s Polar Branch. Gornyi Zhurnal. 2019. No. 11. pp. 28–32.
20. GOST 21153.7–75. Rocks. Method for determining the propagation rates of longitudinal and transverse elastic waves. Introduced: 30.06.1976.
21. GOST 10180–12. Concretes. Methods for strength determination using reference specimens. Introduced: 01.07.2013.
22. GOST 28570–2019. Concretes. Methods of strength determination on cores selected from structures. Introduced: 01.09.2019.