CC BY
19
УДК 622.012:338.3
КОНЦЕПЦИЯ УСТОЙЧИВОГО ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ И РАЗВИТИЯ ГОРНОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ В ПЕРЕХОДНЫЕ ПЕРИОДЫ
С.Е. Гавришев, К.В. Бурмистров, Н.А. Осинцев
Проведен обзор терминологической базы устойчивого функционирования и развития применительно к горнодобывающим предприятиям и горнотехническим системам. Рассмотрена структура горнотехнической системы, определено, что основной ее подсистемой, влияющей на эффективность ее функционирования, является система вскрытия, а также то, что основные принципы устойчивого функционирования и развития разработаны для систем высокого иерархичного уровня и недостаточно проработаны для систем более низкого уровня. На основе выполненного анализа предложены концепция и основные принципы проектирования и реализации устойчивого функционирования и развития горнотехнических систем.
Ключевые слова: горнотехническая система, система вскрытия, устойчивое развитие, устойчивое функционирование, принципы, концепция.
Переходные процессы, происходящие в горнотехнической системе (ГТС), приводят к изменению параметров и показателей ее функционирования как самой ГТС, так и её подсистем - системы вскрытия, транспортной и др. Изменение системы вскрытия меняет технологические (расстояние транспортирования, объемы вскрышных работ и т.д.), экономические (капитальные и эксплуатационные затраты) показатели, влияет на состояние окружающей среды (выбросы вредных веществ, размещение вскрышных пород и т.д.). Поскольку данные параметры и показатели задаются проектами, и должны соответствовать регламентам и нормам, недопустимо чтобы внешние и внутренние изменения, происходящие в ГТС, приводили к отклонению от заданных параметров и показателей, и тем самым снижали устойчивость ГТС.
Применительно к техническим системам понятие устойчивость рассматривается как: способность системы сохранять текущее состояние при наличии внешних воздействий [1], способность системы, возвращаться в исходное состояние после внешних воздействий и продолжать работу без изменения функциональных характеристик [2]. В работе [3] устойчивость горного объекта рассматривают, как способность функционировать c заданными параметрами в определённых условиях в течение требуемого отрезка времени. Авторами [4, 5] выполнен обзорный анализ принципов и механизмов устойчивого развития горно-металлургических холдингов, транспортных и логистических систем. В [4] отмечается, что множество трактовок устойчивого развития связано с попытками исследователей обобщить понимание устойчивости как способности системы к адаптации в условиях внешних и внутренних воздействии на систему и применить ко
всем возможным вариантам развития частные случаи определения, основываясь на конкретных моделях и примерах. В исследованиях [6] авторы выделяют два подхода к понятию устойчивости деятельности промышленного предприятия - устойчивое развитие и устойчивое функционирование. Понятие устойчивое развитие является более распространенным, в настоящее время насчитываются десятки различных определений применительно к различным системам. Некоторые исследователи объединяют данные понятия, говоря об устойчивом функционировании и развитии предприятий.
Большинство существующих формулировок понятия «устойчивое развитие» соответствует определению, изложенному в Концепции устойчивого развития в Программе «Повестка дня на ХХ1 столетие» [7] и предполагает функционирование экономической системы на благо социума без нарушения окружающей экологической среды, в результате чего существующие в мире ресурсы должны быть сохранены для будущих поколений. Применительно к ГДП это означает проектирование и планирование горных работ на месторождении для достижения разумного баланса между экономическим, социальным, экологическим развитием предприятия и потребностями потребителей сырья. В соответствии с данной программой различные государства мира [8], регионы [9, 10] и предприятия начали активно разрабатывать стратегии по приведению своей экономической деятельности к принципам устойчивого развития. Многие крупные горнодобывающие компании и холдинги разрабатывают собственные программы устойчивого развития (Русская медная компания, Норильский никель и
др.).
На уровне компаний концепция устойчивого развития рассматривается как «Концепция тройного критерия» (Triple Bottom Line), согласно которой в корпоративном процессе принятия решений учитываются не только финансовые показатели, но также социальные и экологические результаты деятельности компании [11]. В зарубежных исследованиях, активно развиваются подходы, основанные на использовании понятий «зелёная» добыча (Green Mining) [12, 13] и геометаллургия (Geometallurgy) [14, 15], доказано, что их реализация в значительной степени будет определять развитие горнодобывающей промышленности в будущем. В соответствии с данными подходами горнодобывающим предприятиям (ГДП) необходимо ориентироваться не на получение прибыли в краткосрочной перспективе, а на успех в бизнесе и экологическое выживание в долгосрочном периоде, что требует изменения финансовых показателей и расходов в краткосрочной перспективе. Другими словами, цели, структура и функции ГТС современных ГДП должны соответствовать целям концепции устойчивого развития, и тем самым обеспечивать устойчивое функционирование и развитие ГДП.
В понимании авторов настоящей статьи, горнотехническая система
рассматривается как совокупность технической, технологической организационной, экономической, социальной, экологической подсистем, а также системы вскрытия, обеспечивающих ее устойчивое функционирование и развитие на всех этапах разработки месторождения. Одной из основных задач, объединяющих все подсистемы, является эффективная работа с информационными (анализ конъюнктуры сырьевых рынков), финансовыми (стоимость ресурсов и т.п.) и материально-техническими потоками (оборудование, материалы и т.п.), поступающими из внешней среды на ГДП, а также потоками, поступающими из ГДП во внешнюю среду (товарная продукция в заданном объёме и требуемого качества, различного рода отчисления, техногенные объекты и выбросы в окружающую среду и т.п.). Основной системой в структуре ГТС, объединяющим техническую, технологическую и организационную подсистемы, является система вскрытия. Данные подсистемы являются внутренними для ГТС. Экологическая, экономическая и социальная системы рассматриваются и как внешние и как внутренние для ГТС, внутри ГТС они выполняют определенные функции присущие ГТС, а вне - функции, характерные для среды функционирования горнодобывающего предприятия (рис. 1). Основной функцией внутренних подсистем является обеспечение устойчивости функционирования ГТС, а взаимодействие внутренних и внешних подсистем направлено на обеспечение устойчивого развития ГТС.
Рис. 1. Структура горнотехнической системы, обеспечивающая устойчивое функционирование и развитие
- Горнотехническаясистема -Прямые связи -Обратныесвязи
-Уровень обеспечения устойчивого функционирования ГТС -Уровень обеспечения устойчивого развитияГТС
Основные элементы и параметры горнотехнической системы определяются на стадии проектирования и реализуются в виде достижения определенных показателей на этапе разработки месторождения. В основу функционирования ГТС и ее основных подсистем положено множество различных принципов. Однако, анализ работ отечественных и зарубежных учёных показал, что в настоящее время в научной литературе отсутствуют чётко сформулированные принципы устойчивого развития для горной отрасли, реализация которых позволила достигать целей устойчивого развития, установленных в [16].
Авторами данной работы выполнен анализ существующих принципов проектирования и развития горного производства. Предлагается сгруппировать существующие принципы в четыре группы: общесистемные принципы управления, которые характерны для систем всех уровней управления от горно-металлургического холдинга до подсистем ГТС [17]; принципы развития ГДП; принципы развития ГТС - группа принципов, направленная на развитие карьера или шахты как самостоятельной единицы; принципы развития подсистем ГТС, в частности системы вскрытия, т.е. это группа принципов, ориентированная на развитие отдельных систем составляющих ГТС (рис 2). В основу группировки принципов заложена идея обеспечения устойчивого функционирования и развития систем в соответствии с уровнями управления ГДП и ГТС.
С ^Принципы развития предприятия [18, 19] |
Принципы управления качеством [20] | Принципы устойчивого развития геотехнологий [18, 21] | Принципы планирования работ [22-25]
Принципы функционирования и развития структурных подразделений [18]
Принципы проектирования объектов [26, 21, 27-29]
Принцип повторного использования пространства и техногенного сырья [30-32]
Принципы системного потока [33]
Принципы геометаллургии [14-16]
Принципы экономической, экологической и социально-культурной устойчивости [17, 34, 35]
Принципы комплексного освоения [36]
Принципы полного цикла освоения месторождения [28]
Принципы организации ГТС [37, 38]
< Принципы проектирования ГТС [39] |
Принципы обеспечения устойчивости объектов ГТС [30, 40, 41, 42]
Принципы формирования технологических схем [43, 44] |
Принципы формирования грузопотоков [45, 46] |
Принцип формирования схемы вскрытия [47] |
Принципы эксплуатации транспорта [48, 49, 50] |
Принцип управления оборудованием [51, 52] |
< Принцип замещения видов транспорта [53] |
Р Принципы разви-_тия ГДП_
Рис. 2. Основные принципы устойчивого функционирования и развития
горного производства
Таким образом, обеспечению устойчивого функционирования и
развития ГДП должна предшествовать реализация соответствующих принципов устойчивого функционирования и развития ГТС, достижение устойчивого функционирования и развития ГТС предшествует реализация принципов устойчивого развития подсистем ГТС (системы вскрытия и других подсистем). При этом достижение целей устойчивого развития ГДП осуществляется приведением в соответствие целей всех подсистем нижестоящих уровней управления целям и задачам вышестоящих уровней.
Устойчивость функционирования горнотехнических систем нарушается в переходные периоды разработки месторождений. Сложность обеспечения устойчивости функционирования и развития горнотехнических систем возрастает с ростом глубины веления горных работ. Наиболее сложными являются переходные периоды на заключительные этапы открытой разработки карьеров, когда текущие глубины ведения открытых горных работ могут превышать 500 м, а конечные - приближаются к 1000 м, а также периоды перехода от открытых горных работ к открыто-подземным или подземным. Достижению целей устойчивого функционирования препятствует усложнение горнотехнических условий разработки, не позволяющих обеспечить проектные показатели добычи руды, а целей устойчивого развития - возрастающие объемы выбросов загрязняющих веществ, увеличение объема размещения вскрышных пород при разносе бортов карьера, ухудшение условий работы персонала, рост эксплуатационных затрат на разработку, необходимость крупных инвестиций, особенно при строительстве подземного рудника, сложность обеспечения безопасности горных работ. В таких условиях особую актуальность приобретает разработка технологических решений на уровне подсистем ГТС, направленных на достижение целей устойчивого функционирования и развития горнотехнической системы и горнодобывающего предприятия в целом.
На основе предложенного в настоящей статье подхода и сформулированных принципов был разработан проект вскрывающей выработки, которая может быть применена в переходный период на заключительный этап открытого способа разработки и на открыто-подземный способ разработки месторождения (рис. 3) [54].
Известно, что использование карьерных подъемников различных видов позволяют повысить эффективность разработки месторождений, в том числе в переходные периоды от открытого к открыто-подземному способу разработки [55, 56]. Однако, строительство подъемников в карьере подразумевает также наличие вскрывающих выработок для движения автомобильного транспорта, что существенно подразумевает дополнительные объемы вскрышных работ для обеспечения конструктивного угла нерабочего борта карьера. В переходный период от открытого к подземному способу разработки предлагается формировать схему вскрытия, таким образом с использованием разработанной вскрывающей выработки с карьер-
ным подъемником, размещенным на борту карьера без необходимости поддержания системы карьерных вскрывающих выработок для автомобильного транспорта. При этом, в переходный период, формируется карьерная вскрывающая выработка, которая представляет собой карьерный подъемник, соединенный единым приводом с подъемным устройством, обслуживающим подземный рудник. Данное подъемное устройство позволяет производить подъем и спуск оборудования и материалов для подземного рудника без использования автотранспорта и автомобильных карьерных съездов. С учетом того, что для рекомендуемых видов переходных периодов характерно значительное сокращение объемов перевозки (до 10 раз и более), данная выработка обеспечит необходимый грузооборот по основным и вспомогательным материалам. Было выполнено моделирование применения данной вскрывающей выработки для условий глубоких карьеров имеющих округлую и вытянутую формы в плане. В ходе моделирования изменялась конечная глубина карьера, а также глубина расположения перегрузочного пункта. Результаты моделирования для карьеров глубиной 300 м представлены на рис 4.
Рис. 3. Проект карьерной вскрывающей выработки для подземного
рудника
1 - карьерный подъемник; 2 - тяговая часть подъемника; 3 - транспортируемая горная масса; 4 - трасса подъемника; 5 - погрузочный бункер; 6 - разгрузочная башня; 7 -разгрузочный бункер; 8 - подъемное устройство; 9 - направляющие для шахтного оборудования; 10 - стальной канат подъемного устройства; 11 - площадка приема и подачи оборудования на нерабочем борту карьера; 12 - площадка приема и подачи оборудования на поверхности; 13 - автосамосвал с породой из рудника; 14 - самоходное транспортное оборудование; 15 - поверхность; 16 - подземная выработка
о 2
а: о
£ и
1 §
Я =
О со
20
Глубина карьера 300м вытянутой формы со спиральной формой трассы
100 80 60 40
1009-:
□ Карьер без подъемника
■ Карьер с подъемником 50% от глубины карьер«
■ Карьер с подъемником 80% от глубины карьер«
0,5
Нпп/Нк, дол ед.
0,8
Глубина карьера 300м округлой формы со спирал ной формой трассы
3 о
009! 91%
78% -
-
0 0,5 0,8
Нпп/Нк, дол.ед.
■ Карьер без подъемника
■ Карьер с подъемником 50% от глубины карьера
■ Карьер с подъемником 80% от глубины карьера
Рис. 4. Результаты моделирования применения вскрывающей
выработки в карьере
Реализация предлагаемых в работе принципов и концепции устойчивого функционирования и развития позволяет улучшить показатели экономической, экологической и социальной подсистем горнотехнической системы (таблица).
Реализация принципов устойчивого функционирования и развития ГТС
(на примере реализации проекта вскрывающей выработки _ с использованием карьерных подъемников)_
Цели устойчи- Результаты дости- Принципы устойчивого развития
вого развития жения целей ГДП ГТС Система
ГДП вскрытия
1 2 3 4 5
Экономические Снижение затрат принципы устой- принцип принципы
на транспортиро- чивого развития эффек- формирова-
вание горной мас- геотехнологий, тивности ния схемы
сы до 70 % и со- принцип ресур- и безо- вскрытия
кратить затраты на сосбережения, пасности
вскрышные рабо- принцип опти-
ты от разноса бор- мальности
тов карьера на 25-
45 %
Экологические Сокращение вы- принцип миними- рацио- принцип за-
бросов загрязняю- зации воздействия нальности мещения ви-
щих веществ до принцип принцип дов транс-
50 %, снижение замкнуто- порта
отходов в среднем сти прин-
на 30 %. цип ин- новацион ности
Социальные Повышение безо- принцип взаимо- принципы принцип
пасности работ, действия принцип обеспече- управления
улучшение усло- гуманизации ния безо- оборудова-
вий труда персо- пасности нием
нала, автоматиза-
ция работ
Авторами настоящей работы разработаны концепция и принципы устойчивого функционирования и развития горнотехнических систем в переходные периоды, обеспечивающие согласование экономических целей подсистем ГТС с целями в области социального развития горнодобывающего предприятия и охраны окружающей среды. Существующие принципы проектирования и развития горного производства систем сгруппированы в соответствии с уровнями управления ГДП и ГТС в четыре группы: общесистемные принципы управления, принципы развития ГДП, принципы развития ГТС, принципы развития подсистем ГТС. Такой подход позволят осуществлять реализацию принципов на всех этапах проектирования и эксплуатации ГДП, учитывая экономические, социальные и экологические аспекты функционирования ГДП.
Реализация предлагаемого в работе подхода позволила разработать проект вскрывающей выработки с использованием карьерных подъемников различных видов. Соблюдение принципов устойчивого функционирования и развития ГТС на всех уровнях управления горнодобывающим предприятием позволяет снизить затраты на транспортирование горной массы до 70 %, на выполнение вскрышных работ - до 45 %, сократить объемы выбросов загрязняющих веществ до 50 %, а также значительно улучшить условия труда персонала предприятия и повысить безопасность производства работ.
Дальнейшие исследования предполагают разработку системы показателей оценки устойчивости функционирования и развития горнотехнических систем и математической модели управления устойчивостью развития ГТС. Это позволит, учитывая изменчивость факторов внутренней и внешней среды функционирования горнодобывающих предприятий достигать целей концепции устойчивого развития.
Список литературы
1. Политехнический терминологический толковый словарь. Сост. В. Бутаков, И. Фаградянц. М., 2014.
2. Невдяев Л.М. Телекоммуникационные технологии: англорусский толковый словарь-справочник / под ред. Ю.М. Горностаева. М.: Междунар. центр научной и технической информации, 2002. 592 с.
3. Горная энциклопедия / под ред. Е.А. Козловского. М.: Советская энциклопедия, 1984-1991. 560 с.
4. Алтушкин И.А., Череповицын А.Е., Король Ю.А. Практическая реализация механизма устойчивого развития в создании и становлении горно-металлургического холдинга медной отрасли России. М.: Издательский дом «Руда и металлы», 2016. 232 с.
5. Green Logistics: Element of the Sustainable Development Concept. Part 1/ A. Rakhmangulov, A. Sladkowski, N. Osintsev, D. Muravev // Nase
More. 2017. № 64(3). P. 120-126.
6. Ряховская А.Н. Устойчивое функционирование и развитие предприятий: основные механизмы, принципы, критерии оценки // Эффективное антикризисное управление. 2012. №2(71). С.58-66.
7. Conference of the Parties - Twenty-first session. Paris, 30.1111.12.2015. Available at: http://unfccc.int/resource/docs/2015/cop21/eng/ l09r01.pdf.
8. Галиев С.Ж., Юсупова Л.И. Проблемы устойчивого развития горнодобывающего комплекса Казахстана: доклад на Minex Центральная Азия, Казахстан. 2013.
9. Устойчивое развитие горнодобывающих предприятий и регионов в рамках концепции synchro-mining / А.Н. Шашенко [и др.]// Сб. науч. тр. 8-ой междунар. науч.-практ. конф. молодых ученых, аспирантов и студентов «Перспективы развития строительных технологий» (24-25 апр. 2014 г., г. Днепропетровск): Национальный горный университет. Д., 2014. С. 184191.
10. Ускова Т.В. Управление устойчивым развитием региона: монография. Вологда: ИСЭРТ РАН, 2009. 355 с.
11. Инновации в области зелёной логистики / Н.А. Осинцев, А.Н. Рахмангулов, В.В. Багинова // Мир транспорта. 2018. Т.16 № 2(75). С. 196211.
12. Shi, H.-q. Mine green mining // Energy Procedia. 2012. Vol.16. P.409-416.
13. Dubinski J. Sustainable development of mining mineral resources // Journal of Sustainable Mining. 2013. Vol.12, №1. P.1-6.
14. Geometallurgy - a route to more resilient mine operations / S. Domi-ny, L. O'Connor, A. Parbhakar-Fox [et al.] // Minerals. 2018. Vol.8. №12. 560 p.
15. Aasly K., Ellefmo S. Geometallurgy applied to industrial minerals operations // Mineralproduksjon. 2014. Vol.5. A21-A34.
16. Transforming our world: the 2030 Agenda for Sustainable Development. 2015 [Электронный ресурс]. URL: https://sustainabledevelopment. un.org/ post2015/transformingourworld (дата обращения 31.07.2019).
17. Green Logistics: Element of the Sustainable Development Concept. Part 1/ A. Rakhmangulov, A. Sladkowski, N. Osintsev, D. Muravev // Nase More. 2017. №64(3). P. 120-126.
18. Юн А.Б. Разработка и обоснование параметров горнотехнической системы комплексного освоения Жезказганского месторождения в условиях восполнения выбывающих мощностей рудников: дис. ... д-ра техн. наук. Караганда, 2016. 333 с.
19. Jeswiet J. Including Towards Sustainable Mining in Evaluating Mining Impacts // Procedia CIRP. 2017. Vol.62. P.494-499.
20. Федаш А.В. Принципы создания системы управления качеством проектов угледобывающих предприятий // Уголь. 2013. №1 (1042). С. 73-74.
21. Каплунов Д.Р., Чаплыгин Н.Н., Рыльникова М.В. Принципы проектирования комбинированных технологий при освоении крупных месторождений твердых полезных ископаемых // Горный журнал. 2003. №12. С. 21-25.
22. Molotilov S.G, Cheskidov V.I., Norri V.K. Methodical principles for planning the mining and loading equipment capacity for open cast mining with the use of dumpers. Part I // Journal of Mining Science. 2008. Vol. 44. No. 4. P. 376-385.
23. Methodical principles for planning the mining and loading equipment capacity for open cast mining with the use of dumpers. Part II: Engineering capacity calculation / S.G. Molotilov, V.I. Cheskidov, V.K. Norri, A.A. Botvin-nik / Journal of Mining Science. 2009. Vol. 45. No. 1. P. 43-58.
24. Methodical principles for planning the mining and loading equipment capacity for open cast mining with the use of dumpers. Part III: Service capacity determination / S.G. Molotilov, V.I. Cheskidov, V.K. Norri, A.A. Bot-vinnik, Il'bul'din D.Kh // Journal of Mining Science. 2010. Vol. 46. No. 4. P. 38-49.
25. Ramani R.V. Surface mining technology: progress and prospects // Procedia Engineering. 2012. Vol. 46. P.9-21.
26. Соколовский А.В. Методология проектирования технологического развития действующих карьеров: автореф. дисс. ... докт. техн. наук. Москва, 2009. 38 с.
27. Ракишев Б.Р. Проектирование карьеров: учеб. пособие / Алматы: КазНТУ, 2013. 298 с.
28. Каплунов Д.Р., Рыльникова М.В. Принципы проектирования и реализации горнотехнических систем с полным циклом освоения рудных месторождений // ГИАБ. 2013. №27. С. 3-11.
29. Хохряков B.C. Проектирование карьеров: учебник для вузов. М.: Недра, 1992. 383 с.
30. Williams D.J. Applying geomechanics principles to mine waste management // 7th International Congress on Environmental Geotechnics: 7ICEG 2014. Engineers Australia. 2014. P. 198-205.
31. Обоснование принципов развития геотехнологии подземной разработки жильных месторождений / Г. А. Курсакин, А. А. Фаткулин, В.Н. Макишин, А.В. Жуков // Проблемы освоения георесурсов Дальнего Востока. ГИАБ. 2013. Вып. 4: № 12. С. 61-74.
32. Argimbaev K.R., Yakubovskiy M.M. Economic Substantiation of a Quarry Usage and an Overburden Dumps, Considering the Disposal of Industrial Waste in them // World Applied Sciences Journal, 2014. 29(12). P. 16211625.
33. Claassen J.O. Application of systemic flow-based principles in mining // Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy. 2015. Vol. 115. №8. P. 747-754.
34. https://www.icmm.com/en-gb/members/member-commitments/icmm -10- principles.
35. Трубецкой К.Н., Каплунов Д.Р., Рыльникова М.В. Принципы обоснования параметров устойчивого и экологически сбалансированного освоения месторождений твердых полезных ископаемых. Условия устойчивого функционирования минерально-сырьевого комплекса России // ГИАБ. М., 2014. С. 3-10.
36. Каплунов Д.Р., Радченко Д.Н. Обоснование полного цикла комплексного освоения недр при разработке месторождений твердых полезных ископаемых // ГИАБ, 2011. Отд. вып. №1. Труды научного симпозиума «Неделя горняка - 2011». С.447-455.
37. Ютяев А.В. Комплексное обоснование параметров горнотехнических систем высокопроизводительных угольных шахт: дис. ... канд. техн. наук. Москва, 2017. 129 с.
38. Принципы управления безопасностью производства при совершенствовании технологических схем карьеров / А.В. Цыганов, Н.А. Осин-цев, К.В. Бурмистров, А.А. Колонюк, В.Ю. Заляднов // Сб. науч. тр. 4. все-рос. конф. «Проблемы повышения экологической и промышленной безопасности производственно-технических комплексов промышленных регионов». Магнитогорск: МГТУ, 2004. С. 66-68.
39. Лапаев В.Н., Пикалов В.А. Принципы проектирования высокопроизводительных горнотехнических систем карьеров // ГИАБ. 2011. № S11. С. 429-435
40. Fleurisson J.-A. Slope design and implementation in open pit mines: geological and geomechanical approach // Procedia Engineering. 2012. Vol. 46. P. 27-38.
41. Open pit mine waste dump area design based on stability principles / C.A. Ozturk, S. Ercelebi, I.E. Onsel [et al.] // International Mining Congress and Exhibition of Turkey: 24th International Mining Congress and Exhibition of Turkey, IMCET'15. 2015. P. 570-578.
42. Paramonov G.P., Mysin A. V., Babkin R. S. Formation of Load Parameters of Destroyed Massife in Explosion of Multicharge Composition with Separation of its Parts by Profile Inert Interval // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. № 87. Т 5. 2017. P. 11-16.
43. Формирование технологических схем безопасной работы карьеров: монография / А.В. Цыганов, Н.А. Осинцев, С.Е. Гавришев, А.Н. Рах-мангулов. Магнитогорск: Гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2014. 166 с.
44. Selyukov A.V. Advanced technology based on new technological and organization principles of spatial development of front of mining operation at open pits // Taishan Academic Forum - Project on Mine Disaster Prevention and Control "Chinese coal in XXI century: mining, green and safety", 17-20 October 2014. Qindao, China. P. 156-160.
45. Ржевский В.В. Открытые горные работы: учебник для вузов в 2 ч.
Ч. 2. Технология и комплексная механизация. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Недра, 1985. 549 с.
46. Яковлев В.Л. Теория и практика выбора транспорта глубоких карьеров. Новосибирск: Наука, 1989. 240 с.
47. Трубецкой К.Н., Краснянский Г. Л., Хронин В.В. Проектирование карьеров: учеб. для вузов в 2 т. 2-е изд., перераб. и доп. 2001. Т. II. М.: Академии горных наук, 535 с.
48. Яковлев В.Л., Бахтурин Ю.А., Журавлев А.Г. Основные аспекты формирования и новые научные направления исследований транспортных систем карьеров // Наука и образование. 2015. №4. C. 67-72.
49. Взаимодействие транспортных звеньев в комбинированных транспортных системах глубоких карьеров / Ю.И. Лель, С.В. Исаков, А. Л. Костин, О.Э. Ширинкин // Сб. науч. тр. междунар. науч.-практич. конф. «Уральская горная школа - регионам», г. Екатеринбург, 11-12 апреля 2016 г. Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2016. C. 400-401.
50. Энергетический принцип оценки и оптимизации параметров транспортных систем карьеров / Ю. И. Лель, Е.С. Калюжный, С.В. Исаков, О.А. Иванова // Сб. науч. тр. междунар. науч.-практич. конф. «Уральская горная школа - регионам», г. Екатеринбург, 11-12 апреля 2016 г. Екатеринбург: УГГУ, 2016. C. 417-418.
51. Baranov E.G., Tangaev I.A. Energy principles for analysis and optimization of mining and ore preparation processes // Soviet Mining Science. 1989. Vol. 25. № 4. P. 334-345.
52. Open-pit Mine truck real-time dispatching principle under macroscopic control / Q. Wang, Y. Zhang, C. Chen, W. Xu / First International Conference on Innovative Computing, Information and Control - Vol. I (ICICIC'06), 2006. P. 702-706.
53. Громов Е.В. Повышение эффективности разработки месторождений бедных руд в условиях экологических ограничений (на примере апатит-нефелинового месторождения «Партомчорр»): дис. ... канд. техн. наук. Апатиты, 2016. 164 с.
54. Карьерное подъемное устройство: пат. 186195 РФ; опубл. 11.01.2019. Бюл. №2.
55. Burmistrov K.V., Osintsev N.A., Shakshakpaev A.N. The Selection of Open-pit Dump Trucks at the Reconstruction of Quarry // Procedia Engineering. 2017. Vol. 206. P. 1696-1702.
56. Обоснование технологических схем транспортирования горной массы с применением карьерных подъемников при разработке месторождений открыто-подземным способом / С.Е. Гавришев, К.В. Бурмистров, С.Н. Корнилов, Н.Г. Томилина // Горный журнал. 2016. №5 (2226). С. 41-47.
Гавришев Сергей Евгеньевич, д-р техн. наук, проф., директор, ormpi-cg@mail.ru, Россия, Магнитогорск, Магнитогорский государственный технический университет им Г. И. Носова,
Бурмистров Константин Владимирович, канд. техн. наук, доц., проф., burmi-strov_kv@mail.ru, Россия, Магнитогорск, Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова,
Осинцев Никита Анатольевич, канд. техн. наук, доц., nikita.osintsev@gmail.com, Россия, Магнитогорск, Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова
SUSTAINABLE DEVELOPMENT CONCEPT OF MINING AND TECHNICAL SYSTEMS IN TRANSITIONAL PERIODS
S.E. Gavrishev, K.V. Burmistrov, N.A. Osintsev
The article provides an overview of the sustainable functioning and development terminological bases for mining enterprises and mining systems. It is considered the structure of the mining system, and determined that the main subsystem, which affects the efficiency of its functioning, is the opening-up of an opencast system. It is determined that the basic principles of sustainable functioning and development are developed for systems of a high hierarchical level and are not sufficiently developed for systems of a lower level. Based on the analysis, a concept and basic principles for the design and implementation of stable functioning and development of mining systems are proposed.
Key words: mining and technical system, opening-up of an opencast system, sustainable development, sustainable functioning, principles, concept.
Gavrishev Sergey Evgenievich, doctor of technical sciences, professor, director, ormpi-cg@mail.ru, Russia, Magnitogorsk, Nosov Magnitogorsk State Technical University
Burmistrov Konstsntin Vladimirovich, candidate of technical sciences, professor, burmistrov_kv@,mail.ru, Russia, Magnitogorsk, Nosov Magnitogorsk State Technical University
Osintsev Nikita Anatolevich, candidate of technical sciences, docent, niki-ta.osintsev@gmail.com, Russia, Magnitogorsk, Nosov Magnitogorsk State Technical University
Reference
1. Polytechnic terminological dictionary. Preparation: B. Butakov, I. Fagradiants. M.
2014.
2. Avdeev L. M. Telecommunications technology. English-Russian dictionary-reference / edited by Yu. M. Ermine-VA. M.: International. center for scientific and technical information, 2002. 592 p.
3. The mountain encyclopedia / under the editorship of E. A. Kozlovskiy. M.: Soviet encyclopedia, 1984-1991. 560 PP.
4. Altushkin I. A., Cherepovitsyn A. E., King J. A. Practical implementation of sustainable development in creating and development of mining and smelting holding company copper industry. M.: Publishing house "Ore and Metals", 2016. 232 PP.
5. Green Logistics: Element of the Sustainable Development Concept. Part 1/ A. Rakhmangulov, A. Sladkowski, N. Osintsev, D. Muravev // Nase More. 2017. No. 64(3). P. 120-126.
6. Ryakhovskaya A. N. Sustainable functioning and development of enterprises: basic mechanisms, principles, evaluation criteria // Effective crisis management. 2012. №2(71). P. 58-66.
7. Conference of the Parties - Twenty-first session. Paris, 30.11-11.12.2015. Available at: http://unfccc.int/resource/docs/2015/cop21/eng/ l09r01.pdf.
8. Galiev S. Zh., Yusupova L. I. Problems of sustainable development of the mining complex of Kazakhstan / Report at Minex Central Asia, Kazakhstan. 2013.
9. Sustainable development of mining enterprises and regions within the synchro-mining concept / A. N. Shashenko [et al.]// Sat. nauk. Tr. 8th international. science.-prakt. Conf. young scientists, postgraduates and students "Prospects of development of construction technologies" (24-25 APR. 2014, Dnepropetrovsk): national mining University. D., 2014. P. 184-191.
10. Uskova T. V. Management of sustainable development of the region: mono-graphy. Vologda: itsed RAS, 2009. 355 p.
11. Innovations in the field of green logistics / N. A. Osintsev, A. N. Rahmangulov, V. V. Baginova // World of transport. 2018. Vol. 16 No. 2(75). P. 196-211.
12. Shi, H.-q. Mine green mining // Energy Procedia. 2012. Vol.16. P. 409-416.
13. Dubiñski J. Sustainable development of mining mineral resources // Journal of Sustainable Mining. 2013. Vol.12, №1. P. 1-6.
14. Geometallurgy - a route to more resilient mine operations / S. Dominy, L. o'connor, A. Parbhakar-Fox et al. // Minerals. 2018. Vol.8. No. 12. 560 p.
15. Aasly K., Ellefmo S. Geometallurgy applied to industrial minerals operations // Mineralproduksjon. 2014. Vol.5. A21-A34.
16. Transforming our world: the 2030 Agenda for Sustainable Development. 2015 [Electronic resource]. URL: https://sustainabledevelopment. un.org/ post2015/transformingourworld (accessed 31.07.2009).
17. Green Logistics: Element of the Sustainable Development Concept. Part 1/ A. Rakhmangulov, A. Sladkowski, N. Osintsev, D. Muravev // Nase More. 2017. No. 64(3). P. 120-126.
18. A. young B. Development and validation of the parameters of hometechnique-tion of a system of complex development of the Zhezkazgan Deposit in terms of replenishment of retired capacities of mines: thesis. ... Dr. Techn. sciences'. Karaganda, 2016. 333 PP.
19. Jeswiet J. Including Towards Sustainable Mining in Evaluating Mining Impacts // Procedia CIRP. 2017. Vol.62. P. 494-499.
20. Fedash V. A. the Principles of a system of quality control projects of coal mines // Coal. 2013. №1 (1042). P. 73-74.
21. Kaplunov D. R., Chaplygin N. N., Ryl'nikova, M. V., Principles of design of combined technologies during the development of major mineral deposits // Mining magazine. 2003. No. 12. P. 21-25.
22. S. G Molotilov, V. I. Cheskidov, V. K. Norri Methodical principles for planning the mining and loading equipment capacity for open cast mining with the use of dumpers. Part I // Journal of Mining Science. 2008. Vol. 44. No. 2. 4. P. 376-385.
23. Methodical principles for planning the mining and loading equipment capacity for open cast mining with the use of dumpers. Part II: Engineering capacity calculation / S. G. Molotilov, V. I. Cheskidov, V. K. Norri, A. A. Botvinnik / Journal of Mining Science. 2009. Vol. 45. No. 2. 1. P. 43-58.
24. Methodical principles for planning the mining and loading equipment capacity for open cast mining with the use of dumpers. Part III: Service capacity determination / S. G. Molotilov, V. I. Cheskidov, V. K. Norri, A. A. Botvinnik, Il'bul'din D.Kh // Journal of Mining Science. 2010. Vol. 46. No. 2. 4. P. 38-49.
25. Ramani R. V. Surface mining technology: progress and prospects // Procedia Engineering. 2012. Vol. 46. P. 9-21.
26. Sokolovsky A.V. design Methodology of technological development of existing quarries: autoref. Diss. ... Doct. Techn. sciences'. Moscow, 2009. 38 PP.
27. Rakishev B. R. Design of quarries: studies. benefit / Alma-Ty: KazNTU, 2013.
298 p.
28. Kaplunov D. R., Ryl'nikova, M. V., Principles of design and implementation of mining systems with a full cycle of development of ore deposits, GORN. 2013. No. 27. P. 311.
29. Khokhryakov B. C. career Design: textbook for universities. M.: Nedra, 1992.
383 p.
30. Williams D. J. Applying geomechanics principles to mine waste management // 7th International Congress on Environmental Geotechnics: 7ICEG 2014. Engineers Australia. 2014. P. 198-205.
31. Justification of principles for the development of Geotechnology for underground mining in lode deposits / G. A. Kurakin, A. A. Fatkulin, V. N. Makyshyn, A. Zhukov, V. // Problems of development of geo-resources of the Far East. MINING. 2013. Issue. 4: № 12. P. 61-74.
32. Argimbaev K. R., Yakubovskiy M. M. Economic Substance of a Quarry Usage and an Overburden Pumps, Considering the Disposal of Industrial Waste in them // World Applied Sciences Journal, 2014. 29(12). P. 1621-1625.
33. Claassen J. O. Application of systemic flow-based principles in min-ing // Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy. 2015. Vol. 115. No. 8. P. 747754.
34. https://www.icmm.com/en-gb/members/member-commitments/ icmm-10 - principles.
35. Trubetskoy K. N., Kaplunov D. R., Ryl'nikova, M. V., Principles of substantiation of the parameters of a sustainable and ecologically balanced development of deposits of solid minerals. Conditions of stable functioning of the mineral complex of Russia // GIAB. M., 2014. C. 3-10.
36. Kaplunov D. R., Radchenko D. N. Justification of the full cycle of integrated subsoil development in the development of solid mineral deposits // GIAB, 2011. Otd. issue. No. 1. Proceedings of the scientific Symposium "week of the miner - 2011". P. 447-455.
37. Yutyaev A.V. Complex substantiation of parameters of mining systems of highperformance coal mines: dis. ... kand. Techn. sciences'. Moscow, 2017. 129 PP.
38. Principles of management of production safety, when the sover-the improvement of technological schemes of quarries / A. V. Tsyganov, N. And. Osintsev, K. V. Burmistrov, A. A. Colony, V. Y. Salamonov // Proc. scientific. Tr. 4. vseros. Conf. "Problems of increasing environmental and industrial safety of industrial complexes of industrial regions". Magnitogorsk: MSTU, 2004. P. 66-68.
39. Lapaev V. N., Pikalov V. A. design Principles of high-performance mining systems of quarries // GIAB. 2011. No. S11. P. 429-435
40. Fleurisson J.-A. Slope design and implementation in open pit mines: geological and geomechanical approach // Procedia Engineering. 2012. Vol. 46. P. 27-38.
41. Open pit mine waste dump area design based on stability principles / C. A. Oz-turk, S. Ercelebi, I. E. Önsel et al. // International Mining Congress and Exhibition of Turkey: 24th International Mining Congress and Exhibition of Turkey, IMCET'15. 2015. P. 570-578.
42. Paramonov G. P., Mysin A. V., Babkin R. S. Formation of Load Parameters of Destroyed Massife in Explosion of Multicharge Composition with Separation of its Parts by Profile Inert Interval // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. No. 87. T
5. 2017. P. 11-16.
43. Formation of technological schemes of safe operation of quarries: monograph / A.V. Tsyganov, N. A. Osintsev, S. E. Gavrishev, A. N. Rahmangulov. Magnitogorsk: State Techn. UN-TA im. G. I. Nosova, 2014. 166 p.
44. Selyukov A. V. Advanced technology based on new technological and organization principles of spatial development of front of mining operation at open pits // Taishan Academic Forum - Project on Mine Disaster Prevention and Control "Chinese coal in XXI century: mining, green and safety", 17-20 October 2014. Qindao, China. P. 156-160.
45. Rzhevsky V. V. Open-pit mining: studies. for universities. In 2 parts. Part 2. Technology and complex mechanization. 4-e Izd., re-slave. and EXT., M.: Nedra, 1985. 549 p.
46. Yakovlev V. L. Theory and practice of choice of transport for the deep open pits. Novosibirsk: Sib. otd. Science, 1989. 240 PP.
47. Trubetskoy K. N., G. L. Krasnyansky, Pronin V. V. quarries Design: proc. for universities in 2 volumes / 2nd ed., pererab. I DOP. 2001. Vol. II. M.: Academy of mining Sciences. 535 PP.
48. Yakovlev V. L., bakhturin Yu. a., Zhuravlev A. G. Basic aspects of formation and new scientific directions of research of transport systems of quarries // Science and education, 2015. No. 4. C. 67-72.
49. Interaction of transport links in combined transport systems of deep pits / Yu. I. LEL, S. V. Isakov, A. L. Kostin, O. E. Shirinkin // SB. nauch. Tr. international. science.-practical. Conf. "Ural mining school - regions", Ekaterinburg, April 11-12, 2016 Ekaterinburg: publishing House of ugsu, 2016. C. 400-401.
50. Energy principle of estimation and optimization of parameters of transport systems of quarries / Yu. I. LEL, E. S. Kalyuzhny, S. V. Isakov, O. A. Ivanov // SB. nauch. Tr. international. science.-practical. Conf. "Ural mining school - regions", Ekaterinburg, April 11-12, 2016 Ekaterinburg: ugsu, 2016. C. 417-418.
51. Baranov E. G., Tangaev I. A. Energy principles for analysis and optimization of mining and ore preparation processes // Soviet Mining Science. 1989. Vol. 25. No. 4. P. 334345.
52. Open-pit Mine truck real-time dispatching principle under macro-scopic control / Q. Wang, Y. Zhang, C. Chen, W. Xu / First International Con-ference on Innovative Computing, Information and Control - Vol. I (ICI-CIC'06), 2006. P. 702-706.
