Мы рады сообщить, что выпустили очередное обновление Prorock. В новой версии мы добавили много новых возможностей, которые делают нашу программу более удобной и функциональной.

Наиболее важные улучшения

• Добавлена возможность импортировать свойства из блочной геомеханической модели. Импортируются показатели критериев прочности Мора-Кулона и Хука-Брауна.
• Добавлена возможность автоматического поочерёдного запуска вычислений для нескольких проектов.
• Для видов стадий Excavation (Экскавация) и Change Properties (Замена свойств) добавлена возможность задания нескольких областей.
• Продолжительность стадий отработки теперь заполняется полностью автоматически.

Также с обновлением добавлено много небольших улучшений, которые запрашивались пользователями. С полным списком можно ознакомиться по ссылке:

🔗 Prorock Updates

Посмотрите короткое видео об импорте свойств из блочной модели:

🔗 YouTube

В журнале Mining (MDPI) опубликована статья «Integrated Physical and Numerical Assessment of the Formation of Water-Conducting Fracture Zones in Deep Ore Mines with Structural Faults». Авторы статьи - Одинцов Егор и Гусев Владимир Николаевич, представляющие Кафедру маркшейдерского дела Санкт-Петербургского горного университета.

Работа посвящена оценке развития водопроводящей зоны в подработанном массиве при ведении очистных работ. Исследования выполнены на примере глубокого полиметаллического рудника, характеризующегося сложными гидрогеологическими условиями, наличием водоносных горизонтов и тектонических нарушений.

К водопроводящей зоне относятся раскрытые трещины, которые полностью пересекают отдельные слои и соединяют соседние стратиграфические единицы. Именно такие трещины могут формировать непрерывные пути миграции флюида через перекрывающую толщу.

В работе применён комплексный подход: физическое моделирование, моделирование расчёты в UDEC и Prorock. Такая схема позволила сопоставить наблюдаемое развитие трещин в физической модели с механизмом разрушения, полученным в численном расчёте.

Физическое моделирование показало поэтапное развитие трещиноватости: от локального обрушения непосредственной кровли и раскрытия отдельных трещин до их восходящего распространения, объединения и формирования связанной зоны трещиноватости.

В Prorock была построена двумерная конечно-дискретная модель массива. В модели задали граничные условия, физико-механические свойства пород и последовательность выемки. Калибровку выполнили по физическому эксперименту — по высоте зоны обрушения на шестом этапе выемки.

После калибровки модель использовали для оценки того, как изменяется высота водопроводящей зоны трещиноватости при увеличении длины зоны выемки.

Численное моделирование в Prorock воспроизвело развитие этой зоны в перекрывающей толще и позволило построить зависимость высоты водопроводящей зоны трещиноватости от длины зоны выемки:

Высокая согласованность между физическими наблюдениями, откалиброванными численными расчетами показывает, что предложенная схема моделирования достоверна для оценки развития водопроводящих зон трещиноватости в конкретных геологических и горнотехнических условиях, рассмотренных в данном примере.

Отдельный результат связан с влиянием тектонического нарушения. В рассмотренной модели деформации и интенсивное трещинообразование были локализованы по одну сторону разлома. Нарушение сплошности проявило себя как структурный экран, ограничивающий распространение деформаций через плоскость разлома.

При этом такой вывод нельзя автоматически переносить на все разломы. В других условиях разлом может, работать как водопроводящий канал. Его роль зависит от геометрии, раскрытости и положения относительно зоны выемки.

Таким образом была проведена оценка высоты водопроводящей зоны и прослеживание механизма её формирования: от локального обрушения кровли до объединения раскрытых трещин в связанную проводящую систему.

Моделирование в ПО Prorock позволило выявить потерю сплошности массива и формирование потенциальных путей фильтрации флюида в перекрывающей толще.

Источники:

🔗 Integrated Physical and Numerical Assessment of the Formation of Water-Conducting Fracture Zones in Deep Ore Mines with Structural Faults

В структурной геологии и геомеханике картирование трещин — это не просто описание нарушений сплошности. Оно нужно для понимания того, каким образом эти нарушения сформировались и как они могут влиять на поведение массива, его проницаемость, устойчивость откосов, выработок и проектирование крепи.

Существует несколько классификаций трещин: геометрические, генетические и специальные. Эти классификации дополняют друг друга и описывают трещины с разных точек зрения.

Тектонические трещины

Эти трещины формируются под действием тектонических напряжений и движений земной коры. Они часто отличаются большой глубиной развития, значительной протяжённостью и образуют системы с устойчивой ориентировкой. Во многих случаях они структурно связаны со складками, разломами и региональными полями напряжений.

Для инженерной практики такие трещины особенно важны, поскольку именно они нередко определяют крупномасштабную анизотропию массива, формирование неустойчивых блоков и развитие потенциальных поверхностей разрушения в откосах и подземных выработках.

Нетектонические трещины

Эти трещины не связаны напрямую с региональной тектонической деформацией.

К ним относятся:

• контракционные трещины, формирующиеся при остывании магматических пород; в интрузивах они часто образуют почти ортогональные системы, а в лавовых потоках могут развиваться в столбчатую структуру с шестиугольным сечением;
• литогенетические (диагенетические) трещины, возникающие в процессе уплотнения осадков и диагенеза;
• трещины выветривания, формирующиеся при разрушении пород в приповерхностной зоне;
• трещины разгрузки, возникающие вследствие снятия напряжений, расширения, гидратации или упругой отдачи;
• гравитационные трещины, связанные с оползнями, обвалами и локальным перераспределением напряжений.
  

Литогенетические, контракционные трещины и трещины разгрузки обычно являются наиболее протяженными, в связи с чем они могут вызывать наиболее крупные обрушения на откосах и в подземных выработках.

Искусственные трещины

Это техногенные трещины, возникающие в результате взрывных работ, выемки, бурения и других горных операций.

С геомеханической точки зрения крайне важно отличать природные трещины от наведённых. Искусственные трещины могут искажать структурную интерпретацию, влиять на оценку качества массива и приводить к ошибкам при выборе крепления и расчётах устойчивости.

Именно поэтому классификацию трещин не следует рассматривать как сугубо геологическое описание. Это рабочий инженерный инструмент, необходимый для прогноза поведения массива и снижения неопределённости при проектировании.

Трещины классифицируют:

• по степени открытости и проявленности (скрытые, закрытые, открытые);
• по отношению к оруденению (дорудные, внутрирудные, послерудные);
• по характеру действия сил выделяют трещины отрыва и трещины скалывания.
  

Трещины отрыва (раскола) формируются в плоскости, которая параллельна сжимающим силам и перпендикулярна растягивающим силам. Они возникают, когда растягивающие усилия превышают предел прочности породы на отрыв. В момент появления трещины остаются открытыми. Перемещения вдоль стенок трещин отрыва незначительны, так как они происходят перпендикулярно к стенкам.

Трещины скалывания имеют прямолинейную форму, а их стенки ровные, притёртые и часто отполированные. Трещины скалывания обычно имеют большую протяжённость и образуют системы трещин. Они слабо водоносны или вовсе не водоносны и обладают низкой водопроницаемостью.

Кливаж — это особый тип трещиноватости в горных породах, который можно рассматривать и как морфологический элемент, и как процесс образования трещин, и как способность пород раскалываться на пластины. Морфологически кливаж представляет собой систему примерно параллельных трещин, которые разделяют горную породу на серию пластин без видимого смещения их друг относительно друга.

Существуют различные типы кливажа, включая кливаж течения, кливаж разлома, кливаж скалывания, волнистый кливаж (кливаж скольжения) и кливаж осевой плоскости.

В геомеханике существует широкий набор эмпирических рейтинговых систем, созданных для быстрой оценки качества массива и опасности разрушения откосов.

Эти системы развивались параллельно и решают разные задачи:

• одни ориентированы на структурно-контролируемые механизмы (плоскостное скольжение, клин, опрокидывание),
• другие — на общую устойчивость в сильно нарушенных массивах.
  

Поэтому корректная практика заключается в выборе рейтинговой системы под ожидаемый механизм разрушения и доступные исходные данные. Современные рейтинговые системы, рассмотренные в статье: SMR, Q-slope, SSPC, SSR, HI.

SMR (Slope Mass Rating)

По набору учитываемых параметров SMR состоит из двух частей:

• базовый рейтинг RMRb (прочность породы, RQD, шаг трещин, состояние трещин, водоприток);
• поправки на кинематику и метод формирования откоса.

Область применения — оценка устойчивости скальных откосов при структурно-контролируемых механизмах разрушения.
Система позволяет получить класс устойчивости откоса и ориентировочные меры крепления или защиты.

Q-slope: развитие системы Q для откосов

По набору учитываемых параметров Q-slope опирается на базовые компоненты Q-system, адаптированные под откосы:

• RQD
• Jn (число систем трещин)
• Jr (шероховатость)
• Ja (изменённость или заполнитель)
• O-factor (ориентация трещин)

Дополнительно учитываются внешние факторы через

• Jwice (климатические условия)
• SRFslope (влияние выветривания, напряжений и разломов).

Метод применим практически к любым видам скальных массивов.
На основе полученного значения Q-slope можно определить рекомендованный угол откоса, а также оценить уровень риска и классифицировать состояние откоса.

SSPC (Slope Stability Probability Classification)

Метод предполагает три этапа работы:

• Фиксация параметров массива в обнажении
• Корректировка с учётом выветривания и техногенной нарушенности, получение эталонного состояния
• Введение поправок на метод разработки откоса и прогнозируемое выветривание в течение срока службы.

При расчёте учитываются:

• ориентация разрывов относительно откоса
• геометрия откоса
• показатели состояния трещин (TC и CD)
• прочность породы (IRS)
• размер блока (SPA).

Система не применяется, если поведение массива определяется пластичностью или вязко-пластической деформацией нетронутого материала.

Результатом является вероятность возникновения различных механизмов разрушения и классификация устойчивости.

SSR (Slope Stability Rating)

Система ориентирована на крупномасштабную устойчивость откосов в сильнотрещиноватых массивах при неструктурно-контролируемых разрушениях.

В качестве базового показателя используется GSI, дополнительно вводятся корректирующие параметры:

• прочность
• тип породы
• метод разработки
• обводнённость
• сейсмическое воздействие.

По результатам SSR определяется допустимый безопасный угол откоса при заданной высоте и коэффициенте запаса.

HI (Hazard Index)

Индекс HI рассчитывается как произведение двух составляющих:
состояния массива (fNC) и триггерного механизма (fTM) для семи типов разрушений.

В расчёте учитываются:
для fNC:

• запас устойчивости
• ориентация трещин
• GSI
• объём потенциально неустойчивой массы

для fTM:

• среднегодовые осадки
• их критическое значение
• дренажный фактор.

Метод ориентирован на районы, где вода выступает основным триггером разрушения.

Ограничения рейтинговых систем

Следует учитывать, что все рассмотренные системы, кроме SSR, не рассчитаны на откосы высотой более 45 м. Для большинства разработаны модификации, расширяющие область применения.

Рейтинговые системы основаны на эмпирических наблюдениях и отражают средние условия и допущения авторов. Даже в пределах заявленной области применения их нельзя использовать механически.

Результаты требуют калибровки под конкретное месторождение и подтверждения дополнительными методами:

• обратными расчётами
• кинематическим анализом
• расчётами предельного равновесия
• численным моделированием.

Только в этом случае рейтинг становится рабочим инженерным инструментом.

Источники:

🔗 A Geomechanical Classification for Slopes Slope Mass Rating🔗 The Q-Slope Method for Rock Slope Engineering
🔗 A new approach to rock slope stability - a probability classification (SSPC)
🔗 Assessment of the Stability of Rock Slopes by the Slope Stability Rating Classification System
🔗 An alternative rock mass classification system for rock slopes

При построении геомеханической модели месторождения мы работаем с двумя типами доменов. Их часто путают, хотя они решают разные задачи.

Определения

Структурный домен — это область с однородной ориентацией трещин: системы имеют схожие азимуты и углы падения, а разброс значений остаётся постоянным. Структурные домены нужны для кинематического анализа. На карьерах один и тот же набор трещин может давать устойчивые уступы в одном направлении и неустойчивые — в другом. Мы анализируем сочетания направлений уступов и трещин, чтобы выявить потенциально неустойчивые блоки: плоскостной сдвиг, клин, опрокидывание.

Геомеханический домен — это область с однородными физико-механическими свойствами и характеристиками породного массива, используемая как расчётная единица модели. Строгого определения этого термина в нормативных документах нет — его содержание зависит от решаемой задачи.

На практике геомеханический домен чаще всего представляет собой совокупность усреднённых свойств, характерных для данной области:
🔸физико-механические свойства пород (прочность, объёмный вес)
🔸рейтинговые характеристики массива (RMR, GSI, MRMR)
🔸степень трещиноватости и выветрелости

В простейших моделях геомеханические домены совпадают с литологическими: физико-механические свойства задаются для каждого литотипа, и домен фактически определяется границами залегания породы.

В более сложных моделях геомеханические домены выделяются по совокупности свойств: литологии, степени выветрелости, трещиноватости, рейтинговых характеристик. При максимальном усложении — в блочной геомеханической модели, каждый блок фактически является отдельным доменом, поскольку несёт усреднённые свойства именно для своего объёма породы. Выделение укрупнённых доменов в таком случае — это осознанное упрощение, необходимое для практических расчётов.

Практическое применение

Объединение участков в домены решает и практическую задачу: упрощает модель, снижает вычислительную нагрузку и делает интерпретацию результатов более чёткой — вне зависимости от сложности самой модели.

Структурный домен определяет кинематику разрушения, геомеханический — описывает состояние и свойства породного массива.

Границы этих домены чаще всего не совпадают. Два участка с разной ориентацией трещин могут иметь одинаковые физико-механические свойства и войти в один геомеханический домен. И наоборот — в пределах одного структурного домена GSI может существенно меняться из-за выветривания или других изменений пород.

Как на практике определяются границы структурных доменов — расскажем в следующих публикациях.

Источник:
🔗 https://www.lopproject.com/guidelines-for-open-pit-slope-design-2009/

Численные методы применяются в задачах, когда простые расчётные схемы неприменимы или не дают достаточной точности. Они позволяют учитывать практически любые влияющие факторы, такие как геологическая неоднородность массива, трещиноватость и блочность, сложная форма откосов и выработок, напряжённое состояние, изменение нагрузок во времени, влияние подземных работ, а также деформационные и прочностные свойства пород.

При расчётах устойчивости численные методы применяются когда:
• массив имеет неоднородное строение;
• геометрия откосов сложная или ведутся подземные горные работы;
• требуется учитывать деформации и смещения, а не только факт устойчивости.

Основные подходы численного моделирования

🔸 Методы механики сплошной среды

В этих методах массив рассматривается как непрерывное тело. Предполагается, что его свойства изменяются плавно. Модели сплошной среды основаны на теориях упругости и пластичности и хорошо подходят для описания напряжений и деформаций.

Особенности:
• позволяют учитывать напряжённо-деформированное состояние;
• просты в применении и не требуют больших вычислительных ресурсов;
• могут использоваться как для статических так и для динамических расчётов.

🔸 Методы механики дискретной среды

В этих методах массив представляется как совокупность отдельных элементов или блоков, контактирующих друг с другом. Эти методы основаны на принципах взаимодействия тел и особенно эффективны при анализе трещиноватых массивов и сыпучих сред.

Особенности:
• хорошо описывают смещения и повороты блоков;
• позволяют анализировать потерю прочности по контактам, поведение сыпучей массы;
• чаще применяются для динамических задач;
• требовательны к вычислительным ресурсам.

🔸 Гибридные методы

Воспроизводят трансформацию массива от сплошной среды к дискретной.

Особенности:
• воспроизводят напряженно-деформированное состояние;
• хорошо описывают смещения и повороты блоков;
• позволяют анализировать потерю прочности по контактам, поведение сыпучей массы;
• выполняют динамическое решение;
• наиболее требовательны к вычислительным ресурсам.

В Scientia мы развиваем набор инструментов, которые работают как единая система и помогают на всем пути работы с геомеханическими данными. Он начинается со сбора информации в поле и продолжается анализом, расчётами и наблюдением за состоянием массива.

Работа начинается со сбора данных.

— Для работы с цифровыми моделями используется ScientiaJoints. Этот инструмент помогает анализировать структурные данные прямо на трёхмерных моделях. Он дополняет полевое структурное картирование, позволяет контролировать количество измерений в процессе работы и сразу видеть общую картину трещиноватости. Результаты можно сохранить и использовать дальше в других программах.

— Полевые измерения выполняются с помощью JointExplorer. Электронный горный компас используется для фиксации ориентации трещин и других структурных элементов прямо на объекте. Мобильное приложение позволяет сразу просмотреть собранные данные и подготовить их для дальнейшей работы.

— Отдельный блок данных связан с анализом керна. Здесь используется Magicore. Инструмент работает с фотографиями керна, автоматически выделяет трещины, делит керн на интервалы и формирует структурированное описание. Это удобно при работе с архивными материалами и при большом объёме данных.

Все собранные данные объединяются на этапе анализа.

— Для этого используется Planet. Наша новая программа помогает увидеть общую картину трещиноватости и изучить основные закономерности строения массива.

Далее данные применяются для расчётов и моделирования.

— Prorock помогает понять, как массив может вести себя при разработке месторождения, где возможны деформации и какие участки требуют повышенного внимания. Prorock позволяет принимать более точные решения.
— Для оценки устойчивости уступов карьеров используется Digger Slope. Программа помогает подбирать безопасные параметры откосов, оценивать риски и заранее выявлять проблемные зоны. Это упрощает проектирование и делает расчёты более детализированными и наглядными.

Завершающий элемент системы это мониторинг геомеханических рисков, выявленных в результате аналитических расчётов.

— Для этого применяется NUR. Прибор дистанционно измеряет смещения и передаёт данные онлайн. Он работает автономно и позволяет контролировать состояние массива без постоянного присутствия специалистов на объекте.

Так все решения Scientia связаны между собой и дополняют друг друга. Вместе они формируют единую систему, в которой данные последовательно собираются, анализируются, используются для расчётов и затем проверяются в реальных условиях.

← к сайту

На результаты съёмки влияют не только измеренные параметры, но и условия, в которых они были получены. Даже небольшие методические ошибки могут привести к искажённым выводам. Ниже - ключевые моменты, на которые стоит обращать внимание.

1. Слишком мелкий масштаб наблюдений

Если рассматривать массив только в пределах части уступа, оценка трещиноватости будет некорректной.

Что происходит:

• не видна реальная картина систем трещин
• каждая новая система воспринимается как отдельный домен
  

2. Учет техногенных трещин от БВР

Трещины, возникшие из-за буровзрывных работ, часто попадают в замеры наравне с естественными.

Это приводит к тому, что:

• на стереограмме появляется шум
• при большом количестве замеров они могут формировать ложные скопления и интерпретироваться как отдельная система

В результате формируется система, которой фактически не существует в природе, что искажает оценку трещиноватости массива.

3. Искажение параметров из-за эрозионных процессов

Поверхности уступов постоянно изменяются под воздействием среды.

Из-за этого сложно корректно определить:

• ширину раскрытия
• материал заполнителя
• состояние поверхностей трещин

При возможности откос уступа следует очистить от изменённой или разрушенной породы и проводить оценку по неизменённым поверхностям трещин. Это позволяет получить более достоверные параметры.

4. Игнорирование магнитного склонения

Поправка на магнитное склонение часто забывается неопытными специалистами.

Если её не внести, то появится систематическая погрешность. Такая ошибка может долго оставаться незамеченной, но при анализе ориентаций приводит к расхождениям в данных.

Итог

Ошибки при описании трещиноватости чаще всего связаны не с точностью измерений, а с методикой их сбора и интерпретации.

Корректный масштаб наблюдений, отделение природных и техногенных трещин и учёт состояния массива позволяют получить данные, которые действительно отражают реальную структуру массива и пригодны для дальнейшего анализа.

Больше полезной информации у нас в телеграм канале и на сайте!

Введение

Данная статья написана на основе доклада Ивана Гузеева, который был представлен на летнем митапе. В нем собран рабочий подход к тому, как превратить поиск статей в понятную исследовательскую систему.

Поиск научной информации часто приводит к хаосу. Запросы получаются расплывчатыми, вкладки множатся, PDF копятся без структуры и нужные материалы ускользают. Вместо цельной картины появляется набор случайных ссылок. Ситуация меняется, когда у процесса появляется логика.

Шаг 1: использование ИИ

При изучении зависимости устойчивости откосов от качества скального массива и рейтингов RMR, GSI и Q system сначала нужно разобраться в языке области. Здесь удобно использовать ИИ, потому что он помогает быстро собрать список ключевых терминов. В поиске могут появиться системы SMR, Q slope и GSI slope. Такие ориентиры задают правильное направление.

Но загвоздка в том, что ИИ не дает точных ссылок и смешивает старые методики с новыми, поэтому его задача ограничивается формированием отправной точки.

Шаг 2: получение доступа к платным источникам

Дальше возникает вопрос доступа к публикациям. Часть статей закрыта и процесс превращается в борьбу с платными источниками. Существуют инструменты, которые помогают обходить эти ограничения законными способами.

ResearchGate дает доступ к работам, которыми авторы делятся добровольно.

Unpaywall показывает, есть ли бесплатная версия публикации.

Sci-Hub позволяет получить текст по DOI, если другие варианты не сработали.

Цифровой идентификатор DOI выполняет ключевую роль, потому что по нему нужная статья находится быстрее.

Шаг 3: выстраиваем полную картину

После того как основные статьи собраны, важно увидеть всю научную картину.

Google Scholar помогает оценить значение работы по количеству цитирований и дате публикации.

Consensus помогает получить подборку статей по конкретному вопросу.

ResearchRabbit и Litmaps строят карту связей между публикациями и показывают корневые исследования, новые тенденции и скрытые кластеры.

Шаг 4: организация полученного материала

Следующий шаг связан с организацией собственной коллекции PDF. Хорошо работает связка Zotero и Obsidian.

Zotero хранит статьи и позволяет выделять ключевые фрагменты.

Obsidian превращает набор записей в связанную базу знаний, где нужные идеи быстро находятся через теги и внутренние ссылки.

Такая структура помогает сохранить порядок даже при большом объеме материалов.

Шаг 5: создаем стартовую точку для будущих исследований

Часто ценная информация остаётся в личных файлах и быстро теряется, чтобы этого избежать, удобнее формировать общий багаж знаний.

Создавайте страницы в Wiki Горной Геомеханики и переносите туда ключевые выводы. Фиксируйте источники, добавляйте ссылки на статьи, поясняйте сложные моменты простыми словами и при необходимости подключайте ИИ для коротких разъяснений.

Такой формат работает как эффект умножения: следующему специалисту не приходится начинать с нуля, исследуя тему. Он продолжает работу там, где она была остановлена.

Заключение

Предложенная методика формирует устойчивый цикл работы с информацией.

Исследователь перестает охотиться за отдельными статьями и начинает двигаться по понятной последовательности.

1. Сначала формируется язык темы.
2. Затем создается доступ к источникам.
3. Далее выстраивается обзор научного поля.
4. После этого материалы организуются в личную базу.
5. Финальным шагом является передача знаний коллегам.

Если в текущем исследовании возник вопрос, который упирается в поиск данных или отсутствие структуры, эта схема помогает сократить путь и сосредоточиться на сути анализа.

Больше полезной информации у нас в телеграм канале и на сайте scientia.ru!

С гордостью сообщаем: вышла новая версия веб-сервиса Magicore для автоматизированного документирования керна по фотографиям.

В новой версии полностью переработали бэкенд и фронтенд, благодаря чему сервис стал более удобным и точным. Кроме этого в Magicore 2.5:
➕улучшены алгоритмы детекции и классификации объектов на фото
➕определяется линия ориентирования и угол Beta
➕точнее определяется направление трещины (аппроксимация контура)
➕реализована алгоритмическая классификация раздробленных пород (искусственная/естественная)
➕усовершенствована работа с геомеханическими интервалами
➕добавлено склеивание изображений керна в единое фото
➕реализованы рекомендации интервалов дискования керна и отбора проб (в тестовом режиме)
➕появился функционал для сравнения имеющейся документации с результатами Magicore
➕считываются глубины из названий файлов
➕уточнён расчёт RQD

По публичному адресу http://magicore.ru продолжает работать предыдущая версия сервиса. Вы можете получить бесплатный пробный доступ к новой версии - для этого оставьте заявку на сайте https://scientia.ru/magicore.
Более подробно об обновлениях Magicore мы пишем в отдельном телеграм канале: @scientia_magicore

Работайте быстрее и эффективнее с Magicore!