FORMATION OF MINING CONDITIONS FOR INTENSIFICATION OF THE PROCESS OF HIGHLY FRACTURED ORE DRAWING DURING UNDERGROUND MINING
DOI:
https://doi.org/10.25635/2313-1586.2025.03.018Keywords:
technological development, self-caving, ore drawing, bottom design, vibratory feeders, highly fractured ores.Abstract
In order to improve safety and efficiency of stoping in difficult mining, geological and mining-engineering conditions caused by fracturing and weak stability of the ore massif, this paper addresses the urgent task of substantiating the parameters of underground geotechnology that ensures intensification of the ore drawing process. Based on the analysis of underground mining experience, it was found that the goal is achieved by improving the block bottom design and intensifying the ore drawing process by increasing the distances between workings and using more efficient equipment. As a result of the work, rational options for the floor salve caving mining system with a modernized block bottom design for placing vibratory units and electric locomotive haulage of ore were developed, allowing for a significant increase in the intensity of deposit reserve mining by reducing the volume of preparatory and cutting work, increasing the stability of workings and labor productivity in stoping. It is shown that in comparison with the traditional technology based on scraper drawing and delivery of ore mass, the developed options allow to reduce the volume of preparatory and cutting workings in a block by 20-25 %; to increase the shift productivity of ore drawing and delivery by 1.9 times and labor productivity in the mining system by 1.6-1.7 times. Taking into account the great complexity and resource intensity of maintaining large-section workings in the considered conditions, the transition to vibratory ore drawing in conditions of thick deposits of highly fractured and weakly stable ores with fine-grained granulometric composition is a competitive and low-cost alternative to self-propelled equipment.
References
1. Балек А.Е., Харисов Т.Ф., 2021. Выявление геодинамически активных блоковых структур в массивах горных пород. Горный информационно-аналитический бюллетень, № 5-2, С. 30-41. DOI 10.25018/0236_1493_2021_52_0_30.
2. Соколов И.В., Смирнов А.А., Антипин Ю.Г., Кульминский А.С., 2011. Отработка подкарьерных запасов трубки «Удачная» в сложных климатических, горно- и гидрогеологических условиях. Горный журнал, № 1, С. 63-66.
3. Насыров Р.Ш., Третьяк А.В., Неугомонов С.С., Мажитов А.М., 2024. Разработка технологии проведения и крепления горной выработки в зоне тектонически-ослабленных пород. Горная промышленность, № 3, С. 126-130. DOI 10.30686/1609-9192-2024-3-126-130
4. Харисов Т.Ф., Сосновская Е.Л., Авдеев А.Н., Харисова О.Д., 2024. Комплекс-ная методика выбора параметров крепления подготовительно-нарезных выработок. Из-вестия Тульского государственного университета. Науки о Земле, № 1, С. 376-387.
5. Kaplunov D., Bekbergenov D., Djangulova G., 2018. Particularities of solving the problem of sustainable development of chromite underground mining at deep horizons by means of combined geotechnology. E3S Web of Conference, Vol. 56, 01015. DOI:10.1051/E3SCONF/20185601015
6. Бекбергенов Д., Джангулова Г., Абаканов А., Сейдахметова Ж., 2019. Оценка геотехнической ситуации в зоне выпускных выработок при системе самообрушения руды для безопасного и устойчивого развития добычи хромитов на глубоких горизонтах шахт ДонГОКа. Промышленность Казахстана, № 1, С. 57-59.
7. Яковлев В.Л., 2022. Основные этапы и результаты исследований по разработ-ке методологических основ стратегии развития горнотехнических систем при освое-нии глубокозалегающих месторождений твердых полезных ископаемых. Горная про-мышленность, № S1, С. 34-45. DOI 10.30686/1609-9192-2022-1S-34-45.
8. Яковлев В.Л., 2023. Обсуждение назревшей проблемы особенности современного периода исследований по проблемам комплексного освоения недр и развития минерально-сырьевой базы России. Проблемы недропользования, №3(38), С. 21-34. DOI 10.25635/2313-1586.2023.03.021.
9. Смирнов А.А., Барановский К.В., Рожков А.А., 2025. Уточнение методики расчета показателей извлечения с учетом увеличенного расстояния между выработками выпуска руды. Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле, №1, С. 611-625. EDN ETRQGO.
10. Еременко А.А., Еременко В.А., Гайдин А.П., 2008. Совершенствование гео-технологии освоения железорудных удароопасных месторождений в условиях дей-ствия природных и техногенных факторов. Новосибирск: Наука, 312 с.
11. Славиковский О.В., 2015. Импортозамещающая техника и технология для рудных шахт. Известия высших учебных заведений. Горный журнал, № 7, С. 24-27.
12. Власов В.Н., Клишин В.И., 2004. Способы разработки месторождений с об-рушением и одновременным дозированным вибровыпуском руды под покрывающими породами. Горный информационно-аналитический бюллетень, № 7, С. 248-254.
13. Савич И.Н., Мустафин В.И., Савич А.О., 2024. Этажное обрушение с гравитационным перемещением рудной массы при вибрационном выпуске из приемных воронок днища блока. Горный журнал, № 10, С. 68-71. DOI 10.17580/gzh.2024.10.09.
14. Соколов И.В., Смирнов А.А., Антипин Ю.Г., Барановский К.В., 2013. Рациональная конструкция траншейного днища для выпуска руды при отработке переходной зоны подземного рудника «Удачный». Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых, № 1, С. 106-117.
15. Антипин Ю.Г., Барановский К.В., Рожков А.А., Клюев М.В., 2020. Обзор комбинированных систем подземной разработки рудных месторождений. Проблемы недропользования, № 3(26), С. 5-22. DOI 10.25635/2313-1586.2020.03.005. EDN NADOCP.
16. Савич И.Н., Бекбергенов Д.К., Насыров Р.Ш., Джангулова Г.К., 2022. Перспективы применения систем с самообрушением руды при искусственном днище бло-ков на глубоких горизонтах Донского хромитового рудника. Горный журнал, № 2, С. 35-40. DOI 10.17580/gzh.2022.02.06.
17. Насыров Р.Ш., Третьяк А.В., Неугомонов С.С., Мажитов А.М., 2024. Технологические решения адаптации системы разработки с блочным самообрушением для условий рудных тел Донского ГОКа. Известия высших учебных заведений. Горный журнал, № 4, С. 60-68. DOI 10.21440/0536-1028-2024-4-60-68.
18. Zhang Z.X, 2023. Lost-ore mining—A supplementary mining method to sublevel caving. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, Vol. 168, P. 105420. DOI 10.1016/j.ijrmms.2023.105420.
19. Солодянкин С.С., Бугаец П.В., Кубликов С.Н., 2017. Особенности скважин-ной отбойки и направления развития буровзрывных работ на шахте им. Губкина. Гор-ная промышленность, № 5(135), С. 74-76.
20. Учитель А.Д., Гущин В.В., 1981. Вибрационный выпуск горной массы. Москва: Недра, 232 с.
21. Вакулов Ю.В., 1999. Применение вибровыпуска руды в отечественной горнорудной практике. Горный информационно-аналитический бюллетень, № 7, С. 109 110.
22. Хартович Ю.И., Исаков В.А., 1974. Вибрационный выпуск руды. Алма-Ата: Наука, 126 с.
23. Бабаянц Г.М., Вертлейб Л.К., Журин Н.Я., 1988. Подземная разработка железистых кварцитов. Москва: Недра, 168 с.
24. Копытов А.И., Масаев Ю.А., 2016. Методические основы для выбора эффективной геотехнологии разработки опасных по горным ударам железорудных место-рождений Кузбасса. Вестник научного центра по безопасности работ в угольной про-мышленности, № 3, С. 28-36.
25. Каварма И.И., 1984. Научно-технические основы процессов и создание ком-плексов вибровыпуска – конвейерной доставки руды: дис. ... д-ра техн. наук: 05.05.06. Кривой Рог, 343 c.
26. Филиппов П.А., 2012. Разработка и научное обоснование геотехнологий добычи железных руд при освоении природных и техногенных месторождений Западной Сибири: дис. … д-ра техн. наук: 25.00.22. Новосибирск, 256 с.
27. Сапрыкин А.Н., Томаев В.К., 2005. Комбинат «КМАруда» в новом тысячелетии. Горная промышленность, № 2(60), С. 4-8.
28. Иофин С.Л., Шкарпетин В.В., Сергеев В.Е., 1979. Поточная технология под-земной добычи крепких руд. Москва: Недра, 278 с.
29. Именитов В.Р., Абрамов В.Ф., Хуцишвили В.Г., Блаев Б.Х., Пустовалов А.И., 1981. Применение вибровыпуска на руднике «Молибден». Горный журнал, № 2, С. 29 31.
30. Белоусов В.В., Абрашитов А.Ю., Сахаров А.Н., 2014. Состояние и перспек-тивы развития подземной разработки глубокозалегающих месторождений апатит-нефелиновых руд Хибинского массива. Горный журнал, № 10. С. 28-33.
31. Балек А.Е., Харисов Т.Ф., Сосновская Е.Л., Харисова О.Д., 2022. Влияние последовательности выемки обособленного рудного блока на устойчивость подготовительно-нарезных выработок. Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле, № 4, С. 320-334.
32. Балек А.Е., Харисов Т.Ф., Авдеев А.Н., Харисова О.Д., 2023. Обоснование оптимального порядка отработки рудной залежи в условиях высоких напряжений и низкой прочности массива. Известия высших учебных заведений. Горный журнал, № 3, С. 55-65. DOI 10.21440/0536-1028-2023-3-55-65.
33. Laubscher D.H., 1990. A Geomechanics Classification System for the Rating of Rock mass in Mine Design. Journal of South Africa Institute of Mining and Metalurgy, Vol. 90, No. 10, P. 257-273.
34. Morales D., Castro R., Gomez R., 2024. A Methodology to Determine Undercut-ting Height in Block/Panel Caving. Mining, Vol. 4(2), P. 417-428. DOI 10.3390/mining4020024
35. Vasquez P., Díaz-Salas J., Barindelli G., 2023. Lecciones aprendidas, colapsos MB N01S02, Chuquicamata Subterránea. In 1o Congreso Chileno Mecánica de Rocas. Universidad de Santiago de Chile: Santiago, Chile, pp. 940–947.
36. Tishkov M., 2018. Evaluation of caving as mining method for the Udachnaya underground diamond mine project. Caving 2018: Proceedings of the Fourth International Symposium on Block and Sublevel Caving, Australian Centre for Geomechanics, pp. 835-846. DOI 10.36487/ACG_rep/1815_66_Tishkov
37. Zhang Ju., Zhou Z., Zhang Ji., Liu Yi., Liu Ya., 2023. Two-Stage Caving Characteristics of Complex Irregular Goaf: A Case Study in China. Advances in Civil Engineering, Vol. 4, P. 1-16. DOI 10.1155/2023/7471721
38. Соколов И.В., Рожков А.А., Барановский К.В., 2023. Параметризация технологии снижения ущерба от переизмельчения руды при подземной разработке месторождений. Горная промышленность, № 5, С. 78-82. DOI 10.30686/1609-9192-2023-5-78-82. EDN UYCLRI.
39. Соколов И.В., Рожков А.А., Барановский К.В., Соломеин Ю.М., 2025. Изыс-кание направлений снижения ущерба от переизмельчения металлических руд при си-стемах разработки с обрушением. Взрывное дело, № 146-103, С. 70-88. EDN AOXPYQ.
40. Соколов И.В., Рожков А.А., Антипин Ю.Г., 2023. Методический подход к обоснованию технологий снижения ущерба от переизмельчения руды при подземной разработке. Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле, № 3, С. 352-367. EDN NFGXWZ.
41. Рожков А.А., 2021. Систематизация способов снижения потерь рудной ме-лочи при подземной разработке месторождений. Проблемы недропользования, № 3(30), С. 16-28. DOI 10.25635/2313-1586.2021.03.016. EDN LPADUR.
42. Исследование и внедрение высокоэффективной технологии подземной разработки Донских хромитовых месторождений (шахта Молодежная). 1987. ИГД МЧМ СССР, Свердловск, Отчет о НИР: Рук. Болкисев В.С., 50 с.
43. Дубынин Н.Г., Храмцов В.Ф., 1970. Управление выпуском руды при подземной разработке. Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 119 с.
44. Стажевский С.Б., 1986. Об особенностях напряженно-деформированного состояния сыпучих материалов в сходящихся каналах и бункерах. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых, № 3, С. 15-24.
45. Мирный А.Ю., 2019. Исследования дилатансии в дисперсных грунтах и методы ее количественной оценки. Инженерная геология, Т. 14, № 2, С. 34-43. DOI 10.25296/1993-5056-2019-14-2-34-43.
46. Малахов Г.М., Безух Р.В., Петренко П.Д., 1968. Теория и практика выпуска руды. Москва: Недра, 311 с.
47. Куликов В.В., 1980. Выпуск руды. Москва: Недра, 303 с.
