METHODOLOGY FOR CONSIDERING SPECIFIC FACTORS IN ASSESSING THE QUALITY OF FLAT-BOTTOM STOP DESIGN FORMATION
DOI:
https://doi.org/10.25635/2313-1586.2026.03.006Keywords:
open stoping mining, flat-bottom design, remote-controlled load-haul-dump machines, incomplete breakage zone, floor unevenness irregularity coefficient, ore losses, economic damage, recoverable value, ore densityAbstract
The paper addresses the problem of operational losses of unbroken ore in open stop mining of flatly dipping, limited-thickness ore bodies using a flat-bottom design and remotely operated load-haul-dump machines. It is shown that the key factor in loss formation is the quality of the stope floor shaping, specifically surface irregularities and the incomplete breakage zone at the contact with the footwall rocks. A methodology for quantitative loss assessment has been developed, which is distinguished by taking into account the general angle of formation and the maximum height of the incomplete breakage zone. A method is proposed for calculating the floor unevenness coefficient, defined through the irregularity depth and the average volume of an incomplete breakage zone segment bounded in length by the line of least resistance and in width by the distance between hole ends. The influence of the irregularity depth and the maximum height of the incomplete breakage zone on the floor irregularity coefficient has been studied. It was established that at the minimum zone height (1 m) the coefficient values range from 0.67 to 0.87, and at the maximum height (3 m) – from 0.89 to 0.96. An example is given of estimating the volume of unbroken ore losses for rooms 30 to 100 m in length and 12 m in width, with an irregularity depth of 0.3 m resulting in loss volumes ranged from 144 to 1,680 m³. Based on volumetric indicators, an estimate of the economic damage is provided: for the extracted value of 1 t of ore of 10,000 rubles and for the ore density from 2.5 to 4.0 t/m³ – from 3.6 to 67.2 million rubles. The obtained results allow improving the accuracy of quantitative ore loss assessment and can be used in designing open stope with a flat bottom.
References
1. Яковлев В.Л., 2022. Основные этапы и результаты исследований по разработке методологических основ стратегии развития горнотехнических систем при освоении глубокозалегающих месторождений твердых полезных ископаемых. Горная промышленность, № S1, С. 34-45. DOI: 10.30686/1609-9192-2022-1S-34-45.
2. Каплунов Д.Р., Айнбиндер И.И., Федотенко В.С., Юков В.А., 2021. Актуальные геотехнологии подземной добычи руд, проблемы устойчивого развития и перехода к новому технологическому укладу. Горный журнал, № 9, С. 4-11. DOI 10.17580/ gzh.2021.09.01.
3. Рыльникова М.В., 2025. Переход к роботизированным и цифровым геотехнологиям – производственная необходимость и объективная реальность. Горная промышленность, № S5, С. 4-8. DOI 10.30686/1609-9192-2025-5S-04-08.
4. Неверов А.А., Неверов С.А., 2010. К вопросу об автоматизации очистных работ при освоении систем разработки с обрушением и закладкой. Вестник Кузбасского государственного технического университета, № 4(80), С. 3-10.
5. Павленко С.В., Котов А.А., 2022. Система дистанционного управления погрузочно-доставочной машиной при подэтажном торцевом выпуске руды на подземном руднике «Удачный». Горный информационно-аналитический бюллетень, № S6, С. 3-10.
6. Tampier C., Mascaró M., Ruiz-Del-solar J., 2021. Autonomous Loading System for Load-Haul-Dump (LHD) Machines Used in Underground Mining. Applied Sciences (Switzerland), Vol. 11, No. 18, P. 8718. DOI 10.3390/app11188718.
7. Fernando H., Marshall J.A., Larsson J., 2019. Iterative Learning-Based Admittance Control for Autonomous Excavation. Journal of Intelligent and Robotic Systems, Vol. 96, No. 3, P. 493-500. DOI 10.1007/s10846-019-00994-3
8. Каплунов Д.Р., Радченко Д.Н., Сыровацкий Р.А., 2025. Разработка и анализ схем формирования опасностей в очистных камерах при торцевом выпуске и отгрузке рудной массы из открытого очистного пространства. Горный информационно-аналитический бюллетень, № 12, С. 5-16. DOI 10.25018/0236_1493_2025_12_0_5.
9. Вохмин С.А., Требуш Ю.П., Курчин Г.С., 2010. Расчет показателей извлечения при разновременной выемке запасов камер нерудных месторождений. Известия высших учебных заведений. Горный журнал, № 7, С. 4-13.
10. Боровиков Е.В., Мажитов А.М., 2023. Технология формирования закладочного массива с заданными геотехническими характеристиками. Известия высших учебных заведений. Горный журнал, № 2, С. 52-61. DOI 10.21440/0536-1028-2023-2-52-61.
11. Рожков А.А., Барановский К.В., 2024. Снижение потерь руды в условиях от-работки пологих месторождений ограниченной мощности камерами с плоским дни-щем. Известия высших учебных заведений. Горный журнал, № 6, С. 47-58. DOI 10.21440/0536-1028-2024-6-47-58.
12. Криницын Р.В., Полховский В.И., Худяков С.В., 2018. Повышение устойчивости кровли камер при отработке месторождений подземным способом. Проблемы недропользования, № 1(16), С. 22-28.
13. Валиев Н.Г., Пропп В.Д., Колесников А.А., Беркович В.Х., Шадрин Д.М., 2022. Совершенствование технологии подземной добычи полиметаллических руд на Корбалихинском руднике АО «Сибирь-полиметаллы». Известия вузов. Горный жур-нал, № 2, С. 36-47. DOI: 10.21440/0536-1028-2022-1-36-47.
14. Кульминский А.А., Котенков А.В., Шевляков Е.В., Русских И.Л., 2024. Применение камерной системы разработки с закладкой при выемке запасов рудника «Мир-Глубокий». Известия высших учебных заведений. Горный журнал, № 3, С. 38-49. DOI 10.21440/0536-1028-2024-3-38-49.
15. Соколов И.В., Антипин Ю.Г., Рожков А.А., 2020. Модернизация системы разработки маломощного месторождения богатых медно-колчеданных руд. Устойчивое развитие горных территорий, Т. 12, № 3(45), С. 444-453. DOI 10.21177/1998-4502-2020-12-3-444-453.
16. Сашурин А.Д., Мельник В.В., Балек А.Е. и др., 2022. Геомеханические аспекты недропользования. Екатеринбург: Уральское отделение РАН, 256 с. DOI: 10.25635/j5035-6134-1492-n
17. Харисов Т.Ф., Харисова О.Д., 2025. Влияние мощности целика между откаточным горизонтом и подсечкой на устойчивость подготовительных выработок. Физи-ко-технические проблемы разработки полезных ископаемых, № 6, С. 55-63. DOI 10.15372/ FTPRPI20250606.
18. Соколов И.В., Смирнов А.А., Антипин Ю.Г., Барановский К.В., 2014. Совершенствование конструкции днища блока при выпуске руды самоходными погрузочно-доставочными машинами. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых, № 6, С. 125-133.
19. Villaescusa E., 2014. Geotechnical Design for Sublevel Open Stoping. Boca Raton: CRC Press, 541 p.
20. Смирнов А.А., Рожков А.А., Барановский К.В., 2025. Лабораторное моделирование гравитационного движения рудной массы применительно к технологиям с вы-пуском. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых, № 6, С. 73-83. DOI 10.15372/FTPRPI20250608.
21. Радченко Д.Н., Федотенко В.С., Аверин А.П., 2024. Особенности проектиро-вания горнотехнических систем с автономным и дистанционно управляемым оборудованием в связи с добычей твердых полезных ископаемых подземным способом в условиях экстремальных сред. Экстремальная робототехника, № 1(35), С. 479-483.
22. Li C., Liu G., Guo L., Zheng D., Yuan X., 2024. A New CRITIC-GRA Model for Stope Dimension Optimization Considering Open Stoping Stability, Mining Capacity and Costs. Appl. Sci., 14, 5249. https://doi.org/10.3390/app14125249
23. Huang M., Wang X., Qiu J., et al., 2024. Optimization of mining method for stage open-stoping with backfill of inclined medium-thick orebody. Journal of Mining Science and Technology, 9(4), 483-492.
24. Xu P., Wang J, Hou K., Qiao D-P, Yang T., 2025. Two-step sublevel open stoping with backfilling technology and application for low-grade orebody. Frontiers of Earth Sci-ence, 13:1561516. doi: 10.3389/feart.2025.1561516
25. Барановский К.В., Рожков А.А., 2025. Особенности цифровизации и автоматизации подземной геотехнологии при переходе к роботизированным технологическим процессам на действующих рудниках. Горная промышленность, № S5, С. 64-68. DOI 10.30686/1609-9192-2025-5S-64-68.
26. Булатов К.В., Дик Ю.А., Котенков А.В., Танков М.С., Кульминский А.С., Тишков М.В., Кульминский А.А., 2022. Новые технологические решения разработки кимберлитовых месторождений Якутии. Екатеринбург: Уралмеханобр: Уральский рабочий, 540 с.
27. Mantey S., Amponsah O.G., & Attipoe I.S.K., 2026. Optimising longhole open stoping design using geospatial techniques: a case study from Ghana. Nova Geodesia, 6(1), 554. https://doi.org/10.55779/ng61554
28. Mabeti D., Krisha R., Chanda E., 2026. Evaluation of the stability and suitability of artificial concrete pillars in long-hole open stoping at Al Masane Mine, Saudi Arabia. Discover Concrete and Cement, 2. 10.1007/s44416-026-00086-0.
29. Сосновская Е.Л., Сосновский Л.И., Авдеев А.Н., 2015. Оценка геомеханических условий отработки пологих и наклонных жил Ирокиндинского золоторудного месторождения в криолитозоне. Вестник Иркутского государственного технического университета, № 10(105), С. 99-107.
30. Смирнов А.А., Барановский К.В., Рожков А.А., 2020. Применение принципов ресурсосбережения при отбойке крепких трещиноватых руд веерами скважинных зарядов. Горный информационно-аналитический бюллетень, № 3-1, С. 300-312. DOI 10.25018/0236-1493-2020-31-0-300-312.
31. Глотов В.В., Пахалуев Б.Г., 2016. Оптимизация расстояния между стенками желобов при гидрозачистке выемочных блоков. Вестник Забайкальского государ-ственного университета, Т. 22, № 4, С. 4-9.
32. Wu J., 2020. Research on sublevel open stoping recovery processes of inclined medium thick ore body on the basis of physical simulation experiments. PLoS ONE, Vol. 15(5), Р. e0232640. DOI 10.1371/journal.pone.0232640
33. Попов Н.И., Иванов А.А., 1979. Снижение потерь отбитой руды при разработке наклонных залежей. Магадан: Книжное изд-во, 62 с.
