Научная статья на тему 'СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ОТРАБОТКИ ПОЛОГИХ ЗАЛЕЖЕЙ БЕДНЫХ КОМПЛЕКСНЫХ РУД'

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ОТРАБОТКИ ПОЛОГИХ ЗАЛЕЖЕЙ БЕДНЫХ КОМПЛЕКСНЫХ РУД Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
0
0
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
бедные комплексные руды / пологие залежи / система разработки / показатели извлечения / poor complex ores / gently sloping deposits / mining system / extraction indicators

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Антипин Юрий Георгиевич, Барановский Кирилл Васильевич, Никитин Игорь Владимирович, Соломеин Юрий Михайлович

Истощение минерально-сырьевой базы богатых медно-никелевых руд диктует необходимость вовлечения в отработку бедных участков месторождений, в том числе пологих маломощных рудных тел, ранее относимых к забалансовым запасам. Традиционной для выемки маломощных пологих залежей является камерно-столбовая система разработки, характеризующаяся весьма высокими потерями руды (до 60%). Таким образом, для эффективного функционирования горнотехнических систем в сложных горно-геологических и горнотехнических условиях освоения пологих залежей бедных комплексных руд необходимо совершенствование традиционно применяемых систем разработки или переход на новые технологии, обеспечивающие лучшие технико-экономические показатели. Для условий пологих залежей мощностью от 6 до 12 м с устойчивыми рудами и налегающими породами сконструирован вариант комбинированной системы разработки с выемкой камер увеличенной ширины, заполнением их пустой породой и последующей отработкой целиков. Увеличение ширины камер обеспечивается путем исключения присутствия людей в очистном пространстве за счет использования погрузо-доставочных машин с дистанционным управлением и отказа от мелкошпуровой отбойки. Отработка целиков ведется технологией этажного обрушения с отбойкой рудного массива совместно с налегающими породами. Установлено, что предлагаемый вариант относительно камерно-столбовой системы разработки позволяет сократить удельный объем подготовительно-нарезных работ в 2,7 – 3,4 раза и потери руды в 3,4 – 3,9 раза.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Антипин Юрий Георгиевич, Барановский Кирилл Васильевич, Никитин Игорь Владимирович, Соломеин Юрий Михайлович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

IMPROVEMENT OF MINING TECHNOLOGY OF GENTLY SLOPING DEPOSITS OF POOR COMPLEX ORE

The depletion of the mineral resource base of rich copper-nickel ores dictates the need to involve in the mining of poor areas of deposits, including gently sloping thin ore bodies, previously classified as off-balance reserves. Room-and-pillar mining system, characterized by very high ore losses (up to 60%), is traditional for the extraction of gently sloping deposits. Thus, for the effective functioning of mining systems in hard conditions of gently sloping deposits of poor complex ores, it is necessary to improve the traditionally used mining systems or switch to new technologies that provide better technical and economic indicators. For the conditions of gently sloping deposits with a thickness of 6 to 12 m with stable ores and overlying rocks, a variant of a combined mining system was designed with extraction of chambers of increased width, filling them with waste rock and subsequent mining of pillars. The increase in the width of the chambers is ensured by eliminating the presence of people in the treatment area through the use of load-dump machines with remote control and the rejection of small-hole breaking. Pillars is carried out by the technology of level caving with breaking of the ore mass together with overlying rocks. It has been established that the proposed option regarding the room-and-pillar mining system allows to reduce the specific volume of preparatory-cutting work by 2.7-3.4 times and the loss of ore by 3.4-3.9 times.

Текст научной работы на тему «СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ОТРАБОТКИ ПОЛОГИХ ЗАЛЕЖЕЙ БЕДНЫХ КОМПЛЕКСНЫХ РУД»

УДК 622.274

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ОТРАБОТКИ ПОЛОГИХ ЗАЛЕЖЕЙ БЕДНЫХ КОМПЛЕКСНЫХ РУД

Ю.Г. Антипин, К.В. Барановский, И.В. Никитин, Ю.М. Соломеин

Истощение минерально-сырьевой базы богатых медно-никелевыхруд диктует необходимость вовлечения в отработку бедных участков месторождений, в том числе пологих маломощных рудных тел, ранее относимых к забалансовым запасам. Традиционной для выемки маломощных пологих залежей является камерно-столбовая система разработки, характеризующаяся весьма высокими потерями руды (до 60%). Таким образом, для эффективного функционирования горнотехнических систем в сложных горно-геологических и горнотехнических условиях освоения пологих залежей бедных комплексных руд необходимо совершенствование традиционно применяемых систем разработки или переход на новые технологии, обеспечивающие лучшие технико-экономические показатели. Для условий пологих залежей мощностью от 6 до 12 м с устойчивыми рудами и налегающими породами сконструирован вариант комбинированной системы разработки с выемкой камер увеличенной ширины, заполнением их пустой породой и последующей отработкой целиков. Увеличение ширины камер обеспечивается путем исключения присутствия людей в очистном пространстве за счет использования погрузо-доставочных машин с дистанционным управлением и отказа от мелкошпуровой отбойки. Отработка целиков ведется технологией этажного обрушения с отбойкой рудного массива совместно с налегающими породами. Установлено, что предлагаемый вариант относительно камерно-столбовой системы разработки позволяет сократить удельный объем подготовительно-нарезных работ в 2,7 - 3,4 раза и потери руды в 3,4 - 3,9 раза.

Ключевые слова: бедные комплексные руды, пологие залежи, система разработки, показатели извлечения.

Введение

Истощение минерально-сырьевой базы богатых медно-никелевых руд диктует необходимость вовлечения в отработку бедных участков месторождений, в том числе пологих маломощных рудных тел, ранее относимых к забалансовым запасам [1 - 3]. Характерное для таких условий увеличение эксплуатационных затрат и снижение эффективности переработки сырья должно быть компенсировано повышением объемов добычи, комплексностью и полнотой извлечения запасов из недр [4]. Для эффективного функционирования горнотехнических систем в сложных горногеологических и горнотехнических условиях освоения пологих залежей бедных комплексных руд необходимо совершенствование применяемых систем разработки или переход на новые технологии, обеспечивающие лучшие технико-экономические показатели [5 - 8].

Состояние изученности вопроса

Наиболее распространенной в практике отработки пологих залежей малой мощности является камерно-столбовая система разработки (КССР) с

регулярным оставлением ленточных или столбчатых целиков. На Мирга-лимсайском месторождении выемка рудных тел мощностью 6-12 м велась камерами с оставлением столбчатых целиков прямоугольной формы. В эксплуатации находились одновременно две камеры - в верхней отрабатывался нижний уступ, в нижней производилась верхняя подсечка. Это обеспечивало необходимый фронт работы для самоходного оборудования. Потери руды при добыче составляли 20...35 %, разубоживание 11 % [9]. На Жезказганском месторождении выработанное пространство поддерживается регулярно оставленными целиками цилиндрической формы. Система разработки характеризуется потерями 35.40 %. [10]. На руднике «Лайсвалль» (Швеция) при мощности рудных тел 8 м выемка камер осуществлялась одним слоем, при мощности более 8 м - несколькими слоями с верхней подсечкой. Потери руды при добыче составляли 30 % (из них в целиках 12.20 %), разубоживание 5.15 % [11]. На руднике «Панаскей-ра» (Португалия) с целью интенсификации очистных работ на первом этапе оформляются целики размером 11*11 м. На втором этапе вынимается камера шириной 5 м и оформляются два целика 3*11 м. На последнем этапе вкрест простирания этих целиков вынимается еще одна камера шириной 5 м, тем самым формируя четыре прямоугольных целика размером 3*3 м. Потери руды при добыче составляют 16 % [12]. На рудниках Канады («Де-нисон», «Нью-Квирк» и «Вабана») и Польши («Любин», «Польковице», «Серошовице», «Рудна») [13, 14] для снижения потерь в целиках применяется временное поддержание очистного пространства опорными МКЦ уменьшенного размера с последующим обрушением налегающей толщи в отступающем порядке. Основное условие его применения - залегание рудных тел в осадочных породах, плавно опускающихся при подработке. На руднике «Заполярный» отработка маломощных участков ведется камерами шириной 6 - 12 м с оставлением ленточных междукамерных целиков (МКЦ) шириной 4 - 10 м. Для сохранения доставочной выработки оставляется междублоковый целик (МБЦ) шириной 26 м. Кровля камер закрепляется штангами. Погрузка и доставка отбитой руды осуществляется по-грузо-доставочными машинами (ПДМ). Потери достигают 50.70 %, разубоживание 8 % [15, 16].

Достоинствами КССР является высокое качество добываемой рудной массы, возможность оставлять в целиках некондиционные участки и вести селективную выемку, высокая производительность труда на проходческих и очистных работах, проветривание очистных работ за счет общешахтной депрессии. Недостатки технологии - высокие потери руды (до 30.40 % при оставлении столбчатых МКЦ и 50.70 % при оставлении ленточных МКЦ), высокий удельный объем подготовительно-нарезных работ (ПНР), необходимость крепления кровли камер, применение мелкошпуровой отбойки и нахождение горнорабочих в открытом очистном пространстве.

Разработка технологических решений

Перспективным путем совершенствования является сохранение преимуществ существующей технологий в части камерной выемки, и отработка МКЦ технологией с обрушением руды. В данном случае, такое сочетание технологий разных классов следует рассматривать как комбинированную систему разработки (КСР), поскольку подготовка, нарезка и очистная выемка в камере и МКЦ, составляющих вместе выемочный блок, взаимосвязаны, конструктивно неделимы и технологически едины [17]. При этом КСР обладает широкими возможностями управления горным давлением и не предусматривает оставление неизвлекаемых целиков, что позволяет достичь более высоких показателей извлечения [18-20].

С учетом имеющегося опыта [21 - 25], для условий рудника «Заполярный» сконструирован вариант КСР с выемкой камер увеличенной ширины, заполнением их пустой породой и последующей отработкой МКЦ и МБЦ технологий этажного обрушения для следующих горногеологических условий: мощность залежи от 6 до 12 м, угол падения 7°, глубина залегания 350 м; налегающие породы - крепкие и устойчивые, подстилающие породы - сильнотрещиноватые и слабоустойчивые (рис. 1).

Рис. 1. КСР с выемкой камер увеличенной ширины, заполнением их пустой породой и последующей отработкой целиков технологией

этажного обрушения

Предлагаемый вариант предусматривает комбинацию отличных друг от друга технологий очистной выемки - с открытым очистным пространством и с обрушением, а также способов погашения выработанного пространства - сухой закладкой и принудительно обрушенными породами. Безопасность очистных работ обеспечивается применением ПДМ с дистанционным управлением (ДУ).

Подготовка блока состоит в проведении следующих выработок:

- на транспортном горизонте, располагаемом в подстилающих породах - транспортный штрек и транспортный орт;

- на рудном вентиляционно-буровом горизонте, формируемом на контакте залежи с налегающими породами - вентиляционный штрек по оси МБЦ, буровентиляционный орт с уклоном 7° по оси камеры;

- на рудном доставочном горизонте (горизонте выпуска запасов камер), располагаемом на контакте залежи с подстилающими породами - заезд в камеру и доставочный штрек по оси МБЦ;

- на полевом доставочном горизонте (горизонте выпуска запасов МКЦ и МБЦ) - доставочный штрек по оси МБЦ и буро-доставочный орт с уклоном 7° по оси МКЦ;

- вентиляционно-ходовые восстающие и рудоспуски между венти-ляционно-буровым и транспортным горизонтами;

- отрезной восстающий и отрезной штрек для камеры.

Порядок отработки добычного блока:

1. Выемка запасов камеры методом секционной отбойки нисходящих вееров скважин, разбуренных из буродоставочного орта, располагаемого в кровле камеры, с последующим выпуском и доставкой руды из камеры до рудоспуска с помощью ПДМ с ДУ. Для повышения устойчивости кровли камеры производится ее крепление штангами из буро-вентиляционного орта до начала производства буровзрывных работ в камере.

2. Закладка (заполнение) отработанной камеры пустыми породами от проходческих работ и из выпускной траншеи МКЦ и МБЦ путем отсыпки из буровентиляционного орта, располагаемого в кровле камеры.

3. Выемка запасов сначала МБЦ, а затем МКЦ путем послойной отбойки восходящих вееров скважин, разбуренных из буродоставочного орта, располагаемого в подстилающих породах, с последующим торцовым выпуском руды под обрушенными породами и ее доставкой до рудоспуска с помощью ПДМ. Совместно с отбойкой рудного массива МБЦ и МКЦ за счет перебура скважин принудительно обрушаются налегающие породы.

Камеры и МКЦ имеют прямоугольную форму, осью ориентированы по падению залежи, аналогично традиционному варианту КССР. Параметры камер и целиков для сравниваемых вариантов в зависимости от мощности залежи представлены в таблице.

Параметры конструктивных элементов рассматриваемых

систем разработки

Вариант Мощность залежи, м Длина, м Ширина, м

Камера и МКЦ МБЦ Камера МКЦ МБЦ

КССР 6 64 10 6 4 26

8 14 8 6

10 18 10 8

12 22 12 10

КСР 6 64 12 8 4 26

8 16 10 6

10 20 12 8

12 24 14 10

Расчет устойчивых параметров камер и целиков выполнен в работе [26] на основе статистических данных и зависимостей, изложенных в «Методических указаниях по определению размеров камер и целиков при подземной разработке руд цветных металлов».

Вариант КСР не предполагает нахождение людей в очистной камере, что обеспечивается за счет использования ПДМ с ДУ и отказа от мелкошпуровой отбойки в пользу скважинной. В данных условиях величина допустимого пролета обнажения принята максимальной, что позволяет увеличить ширину камеры относительно традиционного варианта КССР на 2 м. Ширина МКЦ соответствует минимально допустимой по условию устойчивости, что позволяет организовать траншейное днище с углом откоса 55...65° и обуривание рудного массива совместно с налегающими породами.

Результаты исследований

Сравнение вариантов систем разработки проведено по основным технологическим критериям - удельному объему ПНР (рис. 2а) и показателям извлечения руды (рис. 2б) в зависимости от мощности залежи с учетом параметров камер и целиков, приведенных в таблице.

Анализ графиков показывает, что с увеличением мощности залежи от 6 до 12 м удельный объем ПНР закономерно снижается при обоих рассматриваемых вариантах за счет прироста эксплуатационных запасов блока: для КССР - в 3,6 раза, для КСР - 2,8 раза. При этом удельный объем ПНР при традиционной технологии выше чем при КСР в 3,4 раза при минимальной рассматриваемой мощности залежи, и в 2,7 раза при максимальной.

Потери по вариантам систем разработки незначительно снижаются с увеличением мощности залежи: для КССР - на 1,4 % (абс.), для КСР - на 2,7 %. При этом потери по традиционной технологии выше в 3,4 - 3,9 раза.

6

е-о о о

£

си

=13

с

>>

Мощность зал ежи, м

1-ПНР (КССР) ¡-ПНР (КСР) -л-

-Погери (КССР) 'Потери (КСР)

Мощность залежи, н

-Разубоживание (КССР) -РазубожиЕание (КСР)

Рис. 2. Зависимость удельного объема ПНР (а), потерь и разубоживания (б) от мощности залежи при традиционной (КССР)

и предлагаемой (КСР) технологии

Разубоживание при КССР за счет применения только камерной выемки достаточно невелико, и снижается с ростом мощности залежи в 1,3 раза. При КСР показатель разубоживания с ростом мощности снижается в 1,7 раза, однако за счет применения элементов системы с обрушением руды и налегающих пород - выше в 2,5 - 3,3 раза, чем при традиционной технологии.

Заключение

Для условий отработки маломощных участков залежи на руднике «Заполярный» предложен вариант КСР с выемкой камер увеличенной ширины, заполнением их пустой породой и последующей отработкой МКЦ и МБЦ технологий этажного обрушения. Установлено, что, несмотря на снижение качества рудной массы при отработке МКЦ, относительно традиционной технологии предлагаемый вариант позволяет:

- значительно повысить полноту извлечения за счет вовлечения в эксплуатацию запасов целиков;

- снизить затраты на основные технологические процессы за счет меньшего объема проводимых выработок и перехода на скважинную отбойку;

- повысить безопасность горных работ за счет отказа от нахождения горнорабочих в очистном пространстве и надежного способа управления

горным давлением путем принудительного погашения устойчивых налегающих пород.

Исследования выполнены в рамках Госзадания №075-00412-22 ПР. Тема 1 (2022-2024). Методологические основы стратегии комплексного освоения запасов месторождений твердых полезных ископаемых в динамике развития горнотехнических систем (FUWE-2022-0005), рег. №1021062010531-8-1.5.1

Список литературы

1. Каплунов Д.Р., Рыльникова М.В., Радченко Д.Н. Реализация концепции устойчивого развития горных территорий - базис расширения минерально-сырьевого комплекса России // Устойчивое развитие горных территорий. 2015. № 3. С. 46-50.

2. Исследование влияния показателей извлечения на эффективность подземной отработки месторождений бедных комплексных руд / Ю.Г. Антипин [и др.] // Горная промышленность. 2022. № S1. С. 46-52. DOI: 10.30686/1609-9192-2022-1S-46-52.

3. Обоснование параметров подземной геотехнологии освоения рассредоточенных рудных тел ярусного залегания / A.M. Мажитов, С.А. Корнеев, Д.В. Доможиров, П.В. Волков // Известия Уральского государственного горного университета. 2019. № 1(53). С. 121-127. DOI: 10.21440/2307-2091-2019-1-121-127.

4. Яковлев В.Л. Основные этапы и результаты исследований по разработке методологических основ стратегии развития горнотехнических систем при освоении глубокозалегающих месторождений твердых полезных ископаемых // Горная промышленность. 2022. №S1. С. 34-45. DOI: 10.30686/1609-9192-2022-1S-34-45.

5. Айнбиндер И.И., Пацкевич П.Г., Овчаренко О.В. Перспективы развития геотехнологий подземной добычи руд на глубоких рудниках Тал-нахского и Октябрьского месторождений // Горная промышленность. 2021. №5. С. 70-75. DOI: 10.30686/1609-9192-2021-5-70-75.

6. Li J.-G., Zhan K. Intelligent Mining Technology for an Underground Metal Mine Based on Un-manned Equipment // Engineering. 2018. Vol. 4. No.3. P. 381-391.

7. Соколов И.В., Антипин Ю.Г., Рожков А.А. Модернизация системы разработки маломощного месторождения богатых медноколчеданных руд // Устойчивое развитие горных территорий. 2020. Т. 12. № 3 (45). С. 444-453.

8. Design and dimensioning of sublevel stoping for extraction of thin ore (< 12 m) at very deep level: a case study of Konkola copper mines (kcm), Zambia / N. Dzimunya, K. Radhe, M. Chanda, C.M. William // Mathematical Mod-

elling of Engineering Problems. 2018. Vol. 5. No. 1. Р. 27-32. DOI: 10.18280/mmep.050104.

9. Совершенствование технологии разработки Миргалимсайского месторождения на основе внедрения самоходного оборудования / Л.И. Бурцев [и др.]. М., 1967. 54 с.

10. Рыльникова М.В., Юн А.Б., Терентьева И.В. Перспективы и стратегия освоения Жезказганского месторождения // Горный журнал. 2015. №5. С. 44-49.

11. Musa A.I., Saiang D., Nordlund E. Stochastic assessment of pillar stability at Laisvall mine using Artificial Neural Network // Tunnelling and Underground Space Technology. 2015. Vol. 49. P. 307-319. DOI: 10.1016/j.tust.2015.05.003

12. Franco A., Vieira R., Bunting R. The Panasqueira mine at a glance // Tungsten. 2014. Vol. 3. Р. 1-12.

13. К обоснованию выбора и определению параметров геотехнологий добычи руд с учетом вида напряженно-деформированного состояния горных пород / А.М. Фрейдин, С.А. Неверов, А.А. Неверов, А.И. Конурин // Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. 2017. Т. 4. № 3. С. 180-185.

14. Esterhuizen G.S., Dolinar D.R., Ellenberger J.L. Pillar strength in underground stone mines in the United States // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2011. Vol. 48. Iss. 1. P. 42-50. DOI: 10.1016/j.ijrmms.2010.06.003.

15. Актуализация нормирования запасов полезных ископаемых по степени подготовленности к выемке на рудниках ГМК «Норильский никель» / Н.В. Подкуйко, П.В. Симонин, С.А. Вохмин, Е.В. Зайцева // Горный журнал. 2015. №6. С. 51-54. DOI 10.17580/gzh.2015.06.10.

16. Влияние системы разработки на потери и разубоживание при подземной добыче вкрапленных руд / Н.А. Туртыгина, А.В. Охрименко, Н.А. Фролов, М.Е. Мельницкая // Научный вестник Арктики. 2023. № 15. С. 5-14. DOI 10.52978/25421220_2023_15_5-14.

17. Горное дело: терминологический словарь. Под науч. ред. акад. РАН Трубецкого К.Н., чл.-корр. РАН. Каплунова Д.Р. 5-е изд., перераб. и доп. М.: Изд-во «Горная книга», 2016. 635 с.

18. Обзор комбинированных систем подземной разработки рудных месторождений / Ю.Г. Антипин, К.В. Барановский, А.А. Рожков, М.В. Клюев // Проблемы недропользования. 2020. № 3. С. 5-22.

19. Тапсиев А.П., Усков В.А., Уфатова З.Г. Обоснование параметров камер при отработке рудных залежей на руднике «Октябрьский» с частичной закладкой и обрушением // Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. 2015. № 2. С. 279-283.

20. Обоснование параметров камерно-столбовой выемки с регулярным извлечением целиков и обрушением пород кровли в условиях боль-

ших глубин / А.А. Неверов [и др.] // Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2018. № 1. С. 5-13. DOI: 10.26730/19994125-2018-1-5-13.

21. Balt K., Goosen R.L. MSAHP: An approach to mining method selection // Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy. 2020. Vol. 120. Iss. 8. P. 451-460. DOI: 10.17159/2411-9717/1072/2020.

22. Повышение эффективности комбинированной геотехнологии жильных золоторудных месторождений / К.В. Барановский, А.А. Смирнов, А.А. Рожков, М.В. Клюев // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2021. № 3. С. 117-129.

23. Вохмин С.А., Малиновский Е.Г., Курчин Г.С. Повышение полноты извлечения нерудного сырья при подземной добыче камерно-столбовыми системами разработки // Известия высших учебных заведений. Горный журнал. 2008. № 3. С. 8-13.

24. Лукичёв С.В., Любин А.Н. Повышение полноты извлечения и качества руд при разработке тонких пологих месторождений // Проблемы недропользования. 2016. № 4. С. 69-73.

25. Соколов И.В., Барановский К.В. Выбор эффективной технологии подземной разработки месторождения кварца // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2016. № 2. С. 10-17.

26. Обоснование конструкции и параметров комбинированной системы разработки пологой залежи бедных комплексных руд / И.В. Соколов, Ю.Г. Антипин, И.В. Никитин, Р.В. Криницын // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2021. № 51. С. 88-104. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_51_0_88.

Антипин Юрий Георгиевич, канд. техн. наук, зав. лабораторией, [email protected], Россия, Екатеринбург, Институт горного дела УрО РАН,

Барановский Кирилл Васильевич, канд. техн. наук, ст. науч. сотр., agenturoran@yandex. ru, Россия, Екатеринбург, Институт горного дела УрО РАН,

Никитин Игорь Владимирович, науч. сотр., [email protected], Россия, Екатеринбург, Институт горного дела УрО РАН,

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Соломеин Юрий Михайлович, науч. сотр., [email protected], Россия, Екатеринбург, Институт горного дела УрО РАН

IMPROVEMENT OF MINING TECHNOLOGY OF GENTLY SLOPING DEPOSITS

OF POOR COMPLEX ORE

Yu.G. Antipin, K.V. Baranovsky, I.V. Nikitin, Yu.M. Solomein

The depletion of the mineral resource base of rich copper-nickel ores dictates the need to involve in the mining of poor areas of deposits, including gently sloping thin ore

bodies, previously classified as off-balance reserves. Room-and-pillar mining system, characterized by very high ore losses (up to 60%), is traditional for the extraction of gently sloping deposits. Thus, for the effective functioning of mining systems in hard conditions of gently sloping deposits of poor complex ores, it is necessary to improve the traditionally used mining systems or switch to new technologies that provide better technical and economic indicators. For the conditions of gently sloping deposits with a thickness of 6 to 12 m with stable ores and overlying rocks, a variant of a combined mining system was designed with extraction of chambers of increased width, filling them with waste rock and subsequent mining of pillars. The increase in the width of the chambers is ensured by eliminating the presence of people in the treatment area through the use of load-dump machines with remote control and the rejection of small-hole breaking. Pillars is carried out by the technology of level caving with breaking of the ore mass together with overlying rocks. It has been established that the proposed option regarding the room-and-pillar mining system allows to reduce the specific volume ofpreparatory-cutting work by 2.7-3.4 times and the loss of ore by 3.4-3.9 times.

Key words: poor complex ores, gently sloping deposits, mining system, extraction indicators.

Antipin Yury Georgievich, candidate of technical sciences, head of the laboratory, [email protected], Russia, Yekaterinburg, Institute of Mining of Ural Branch of RAS,

Baranovsky Kirill Vasilievich, candidate of technical sciences, senior research worker, [email protected], Russia, Yekaterinburg, Institute of Mining of Ural Branch of RAS,

Nikitin Igor Vladimirovich, researcher, [email protected], Russia, Yekaterinburg, Institute of Mining of the Ural Branch of RAS.

Solomein Yury Mikhailovich, researcher, [email protected], Russia, Yekaterinburg, Institute of Mining of the Ural Branch of RAS

Reference

1. Kaplunov D.R., Rylnikova M.V., Radchenko D.N. Implementation of the concept of sustainable development of mountain territories - the basis for expanding the mineral resource complex of Russia // Sustainable development of mountain territories. 2015. No. 3. pp. 46-50.

2. Investigation of the effect of extraction indicators on the efficiency of underground mining of deposits of poor complex ores / Yu.G. Antipin [et al.] // Mining industry. 2022. No. S1. pp. 46-52. DOI: 10.30686/1609-9192-2022-1S-46-52.

3. Substantiation of the parameters of underground geotechnology for the development of dispersed ore bodies of longline occurrence / A.M. Mazhitov, S.A. Korneev, D.V. Domozhirov, P.V. Volkov // Izvestia of the Ural State Mining University. 2019. No. 1(53). pp. 121-127. DOI: 10.21440/2307-2091-2019-1-121-127.

4. Yakovlev V.L. The main stages and results of research on the development of methodological foundations for the development of mining engineering systems in the development of deep-lying deposits of solid minerals // Mining Industry. 2022. No.S1. pp. 34-45. DOI: 10.30686/1609-9192-2022- 1S-34-45.

5. Einbinder I.I., Patskevich P.G., Ovcharenko O.V. Prospects for the development of geotechnologies for underground ore mining at deep mines of Talnakhsky and Oktyabrsky deposits // Mining industry. 2021. No.5. pp. 70-75. DOI: 10.30686/1609-9192-2021 -5-70-75.

6. Li J.-G., Zhan K. Intelligent Mining Technology for an Under-ground Metal Mine Based on Un-manned Equipment // Engineering. 2018. Vol. 4. No.3. P. 381-391.

7. Sokolov I.V., Antipin Yu.G., Rozhkov A.A. Modernization of the development system of a low-power deposit of rich copper ores // Sustainable development of mountainous territories. 2020. Vol. 12. No. 3 (45). pp. 444-453.

8. Design and dimensioning of sublevel stopping for extraction of thin ore (< 12 m) at very deep level: a case study of Konkola copper mines (kcm), Zambia / N. Dzimunya, K. Radhe, M. Chanda, C.M. William // Math-ematical Modeling of Engineering Problems. 2018. Vol. 5. No. 1. pp. 27-32. DOI: 10.18280/mmep.050104.

9. Improving the technology of development of the Mirgalimsayskoye field based on the introduction of self-propelled equipment / L.I. Burtsev [et al.] // Moscow, 1967. 54 p.

10. Rylnikova M.V., Yun A.B., Terentyeva I.V. Prospects and strategy of development of the Zhezkazgan deposit // Mining Journal. 2015. No.5. pp. 44-49.

11. Musa A.I., Saiang D., Nordlund E. Stochastic assessment of pil-lar stability at Laisvall mine using Artificial Neural Network // Tunnelling and Underground Space Technology. 2015. Vol. 49. P. 307-319. DOI: 10.1016/j.tust.2015.05.003

12. Franco A., Vieira R., Bunting R. The Panasqueira mine at a glance // Tungsten. 2014. Vol. 3. Pp. 1-12.

13. To substantiate the choice and determination of parameters of geotechnologies of ore extraction, taking into account the type of stress-strain state of rocks / A.M. Freydin, S.A. Neverov, A.A. Neverov, A.I. Konurin // Fundamental and applied issues of mining sciences. 2017. Vol. 4. No. 3. pp. 180-185.

14. Esterhuizen G.S., Dolinar D.R., Ellenberger J.L. Pillar strength in underground stone mines in the United States // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2011. Vol. 48. Iss. 1. P. 42-50. DOI: 10.1016/J.ijrmms.2010.06.003.

15. Updating the rationing of mineral reserves according to the degree of preparedness for excavation at the mines of MMC Norilsk Nickel / N.V. Podkuiko, P.V. Simonin, S.A. Vokhmin, E.V. Zaitseva // Mining Journal. 2015. No.6. pp. 51-54. DOI 10.17580/gzh.2015.06.10.

16. The influence of the mining system on losses and dilution during underground extraction of interspersed ores / N.A. Turtygina, A.V. Okhrimenko, N.A. Frolov, M.E. Melnitskaya // Scientific Bulletin of the Arctic. 2023. No. 15. pp. 5-14. DOI 10.52978/25421220_2023_15_5-14.

17. Mining: a terminological dictionary. Under scientific ed. acad. RAS Trubetskoy K.N., Corresponding member of the Russian Academy of Sciences. Kaplunova D.R. 5th ed., reprint. and additional M.: Publishing house "Mountain book", 2016. 635 p.

18. Review of combined systems of underground mining of ore deposits / Yu.G. Antipin, K.V. Baranovsky, A.A. Rozhkov, M.V. Klyuyev // Problems of subsoil use. 2020. No. 3. pp. 5-22.

19. Tapsiev A.P., Uskov V.A., Ufatova Z.G. Justification of chamber meters during mining of ore deposits at the Oktyabrsky mine with partial laying and collapse // Fundamental and applied issues of mining sciences. 2015. No. 2. pp. 279-283.

20. Substantiation of the parameters of a chamber-pillar excavation with regular extraction of the pillars and collapse of roof rocks in conditions of great depths / A.A. Neverov [et al.] // Bulletin of the Kuzbass State Technical University. 2018. No. 1. pp. 5-13. DOI: 10.26730/1999-4125-2018-1-5-13.

21. Balt K., Goosen R.L. MSAHP: An approach to mining method selection // Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallur-gy. 2020. Vol. 120. Iss. 8. P. 451-460. DOI: 10.17159/2411-9717/1072/2020.

22. Improving the efficiency of combined geotechnology of vein gold deposits / K.V. Baranovsky, A.A. Smirnov, A.A. Rozhkov, M.V. Klyuyev // Izvestiya Tula State University. Earth Sciences. 2021. No. 3. pp. 117-129.

23. Vokhmin S.A., Malinovsky E.G., Kurchin G.S. Increasing the completeness of extraction of non-metallic raw materials during underground mining by chamber-column development systems // Izvestiya higher educational institutions. Mining magazine. 2008. No. 3. pp. 8-13.

24. Lukichev S.V., Lyubin A.N. Improving the completeness of extraction and quality of ores during the development of thin shallow deposits // Problems of subsoil use. 2016. No. 4. pp. 69-73.

25. Sokolov I.V., Baranovsky K.V. The choice of an effective technology for underground mining of quartz deposits // Bulletin of the Magnitogorsk State Technical University named after G.I. Nosov. 2016. No. 2. pp. 10-17.

26. Substantiation of the design and parameters of the combined system for the development of a shallow deposit of poor complex ores / I.V. Sokolov, Yu.G. Antipin, I.V. Nikitin, R.B. Krinitsyn // Mining information and analytical bulletin (scientific and technical journal). 2021. No. 5-1. pp. 88-104. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_51_0_88.

УДК 622.271:622.68

УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССОМ АДАПТАЦИИ АВТОМОБИЛЬНО-КОНВЕЙЕРНОГО ТРАНСПОРТА К РАЗВИВАЮЩЕМУСЯ КАРЬЕРНОМУ ПРОСТРАНСТВУ

А.В. Глебов

Исследование процессов взаимной адаптации системы автомобильно-конвейерного транспорта и развивающейся с ростом глубины горнотехнической системы карьера с целью управления взаимным соответствием этих систем, является актуальной научной проблемой, решение которой направлено на развитие теории формирования транспортных систем, позволяющее повысить эффективность применения автомобильно-конвейерного транспорта при разработке глубокозалегающих рудных месторождений полезных ископаемых.

Ключевые слова: горнотехническая система, автомобильно-конвейерный транспорт, геотехнические комплексы, процесс адаптации, управление, управляемость.

Введение

Изучение опыта эксплуатации автомобильно-конвейерного транспорта (АКТ) позволило выявить целый ряд проблем, обусловленных существенным увеличением затрат на добычу полезного ископаемого в связи с ростом глубины карьеров и невозможностью интенсификации горных работ на глубоких горизонтах по различным причинам. К ним относятся: ограниченность вскрытых рудных площадей и сокращение фронта работ, отсутствие опыта ведения горных работ на больших глубинах с примене-

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.