Розробка природоохоронних технологій підземного видобутку руд у енергонарушенних масивах

Автор(и)

  • Vasil Lyashenko Державне підприємство «Український науково-дослідний і проектно-розвідувальний інститут промислової технології», бул. Свободи, 37, м. Жовті Води, Дніпропетровська обл., Україна, 52204, Україна https://orcid.org/0000-0001-8361-4179
  • Oleh Khomenko Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», пр. Д. Яворницького, 19, м Дніпро, Україна, 49005, Україна https://orcid.org/0000-0001-7498-8494
  • Fedor Topolnij Державний вищий навчальний заклад «Центральноукраїнський національний технічний університет», пр. Університетський, 8, м. Кропивницький, Україна, 25006, Україна https://orcid.org/0000-0002-3363-4646
  • Vladimir Golik Геофізичний інститут Федеральна державна бюджетна установа науки Федерального наукового центру «Владикавказький науковий центр Російської академії ааук», вул. Маркова, 93 а, м. Владикавказ, Російська Федерація, 362002, Україна https://orcid.org/0000-0002-1181-8452

DOI:

https://doi.org/10.15587/2312-8372.2020.195946

Ключові слова:

напруженно-деформаціонний стан, гірський масив, підземна розробка, природоохоронна технологія, геомеханічна збалансованість

Анотація

Об'єктом дослідження є технологія і технічні засоби для підземного видобутку руд в енергонарушенних масивах. Одним із найбільш проблемних місць є утворення техногенних порожнеч, які впливають на виникнення і перерозподіл напряженно-деформаціонного стану (НДС) масиву гірських порід. Їх існування в земній корі провокує вплив геомеханічних і сейсмічних явищ, аж до рівня землетрусів.

В ході дослідження використовувалися:

– дані літературних джерел і патентної документації в області технологій і технічних засобів для підземного видобутку руд в енергонарушенних масивах, обґрунтування технологічних параметрів експлуатаційних блоків;

– лабораторні та виробничі експерименти;

– фізичне моделювання і підбір складів твердіючих сумішей.

Виконано аналітичні дослідження, порівняльний аналіз теоретичних і практичних результатів за стандартними і новими методиками за участю авторів.

Розглянуто питання сейсмогеодинамічного моніторингу НДС масиву гірських порід при безпечній розробці рудних родовищ скельного типу. Показано взаємодію природних і техногенних систем, що забезпечують геомеханічну збалансованість рудовміщующих масивів. Досліджено можливості управління геомеханіки масиву із заповненням техногенних порожнеч різноміцними сумішами і хвостами підземного вилуговування металів із некондиційних руд. Дана типізація процесів і сформульовані відмінні ознаки підземного блокового вилуговування металів із скельних руд в аспекті управління геодинамікою масиву. Показана принципова оцінка комбінованих технологій із раціоналізацією використання НДС гірського масиву для регулювання знаку і величини напружень в природних і штучних умовах. Зроблено висновки щодо ефективності керованої взаємодії природних і техногенних систем, що забезпечують геомеханічну збалансованість масивів і земної поверхні в районі освоєння надр протягом довгого періоду часу. Результати досліджень можуть бути використані при підземній розробці рудних родовищ складної структури України, Російської Федерації, Республіки Казахстан та інших розвинених гірничодобувних країн світу.

Біографії авторів

Vasil Lyashenko, Державне підприємство «Український науково-дослідний і проектно-розвідувальний інститут промислової технології», бул. Свободи, 37, м. Жовті Води, Дніпропетровська обл., Україна, 52204

Кандидат технічних наук, старший науковий співробітник, начальник відділу

Науково-дослідний відділ

Oleh Khomenko, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», пр. Д. Яворницького, 19, м Дніпро, Україна, 49005

Доктор технічних наук, професор

Кафедра гірничої інженерії та освіти

Fedor Topolnij, Державний вищий навчальний заклад «Центральноукраїнський національний технічний університет», пр. Університетський, 8, м. Кропивницький, Україна, 25006

Доктор біологічних наук, професор

Кафедра загального землеробства

Vladimir Golik, Геофізичний інститут Федеральна державна бюджетна установа науки Федерального наукового центру «Владикавказький науковий центр Російської академії ааук», вул. Маркова, 93 а, м. Владикавказ, Російська Федерація, 362002

Доктор технічних наук, професор

Посилання

  1. Protodiakonov, M. M. (1933). Davlenie gornykh porod i rudnichnoe kreplenie. Ch. 1: Davlenie gornykh porod. Moscow: Izd. GNTGI, 128.
  2. Slesarev, V. D. (1948). Opredelenie optimalnykh razmerov celikov razlichnogo naznacheniia. Moscow: Ugletekhizdat, 57.
  3. Vetrov, S. V. (1975). Dopustimye razmery obnazhenii gornykh porod pri podzemnoi razrabotke rud. Moscow: Nauka, 223.
  4. Borisov, A. A. (1980). Mekhanika gornykh porod. Moscow: Nedra, 359.
  5. Fisenko, G. L. (1980). Predelnoe sostoianie gornykh porod vokrug vyrabotok. Moscow: Nedra, 359.
  6. Slepcov, M. N., Azimov, R. Sh., Mosinec, V. N. (1986). Podzemnaia razrabotka mestorozhdenii cvetnykh i redkikh metallov. Moscow: Nedra, 206.
  7. Chernova, A. P. (Ed.) (2001). Dobycha i pererabotka uranovykh rud. Kyiv: «Adef–Ukraina», 238.
  8. Liashenko, V. I., Golik, V. I. (2006). Prirodookhrannye tekhnologii podzemnoi razrabotki uranovykh mestorozhdenii. Gornii zhurnal, 2, 89–92.
  9. Liashenko, V. I., Golik, V. I. (2008). Tekhnologii upravleniia neodnorodnymi skalnymi massivami uranovykh mestorozhdenii pri podrabotke. Naukovii vіsnik NGU, 8, 37–47.
  10. Bariakh, A. A. (2010). Geomekhanika: sintez teorii i eksperimenta. Strategiia i processy osvoeniia georesursov. Materialy sessii Gornogo instituta UrO RAN. Perm: Gornii in-t Ur O RAN, 78–79.
  11. Bondarenko, V., Kovalevs’Ka, I., Svystun, R., Cherednichenko, Y. (2013). Optimal parameters of wall bolts computation in the united bearing system of extraction workings frame-bolt support. Mining of Mineral Deposits, 5–10. doi: http://doi.org/10.1201/b16354-2
  12. Golik, V. I., Komaschenko, V. I., Morkun, B. C., Liashenko, V. I. (2015). Povyshenie polnoty ispolzovaniia nedr s uchetom napriazhenii pri kombinirovannoi razrabotke mestorozhdenii. Gіrnichii vіsnik, 100, 68–74.
  13. Dmitrak, Iu. V., Kamnev, E. N. (2016). AO «Veduschii proektno-izyskatelskii i nauchno-issledovatelskii institut promyshlennoi tekhnologii» – Put dlinoi v 65 let. Gornii zhurnal, 3, 6–12.
  14. Kuzmin, Iu. O., Zhukov, V. C. (2012). Sovremennaia geodinamika i variacii fizicheskikh svoistv gornykh porod. Moscow: Gornaia kniga, 264.
  15. Burdzieva, O. G., Zaalishvili, V. B., Beriev, O. G., Kanukov, A. S., Maisuradze, M. V. (2016). Mining impact on environment on the north ossetian territory. International Journal of Geomate, 10 (1), 1693–1697. doi: http://doi.org/10.21660/2016.19.5327
  16. Bucher, R., Cala, M., Zimmermann, A., Balg, C., Roth, A. (2013). Large scale field tests of hightensile steel wire mesh in combination with dynamic rock bolts subjected to rock burst loading. 7th Int. Symp. on Ground Support in Mining and Underground construction. Perth, 56–65. doi: http://doi.org/10.36487/acg_rep/1304_14_bucher
  17. Haeri, H., Shahriar, K., Marji, M. F., Moarefvand, P. (2014). Experimental and numerical study of crack propagation and coalescence in pre-cracked rock-like disks. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 67, 20–28. doi: http://doi.org/10.1016/j.ijrmms.2014.01.008
  18. Stefanov, Y. P., Chertov, M. A., Aidagulov, G. R., Myasnikov, A. V. (2011). Dynamics of inelastic deformation of porous rocks and formation of localized compaction zones studied by numerical modeling. Journal of the Mechanics and Physics of Solids, 59 (11), 2323–2340. doi: http://doi.org/10.1016/j.jmps.2011.08.002
  19. Zaalishvili, V. B., Mel’kov, D. A. (2014). Reconstructing the Kolka surge on September 20, 2002 from the instrumental seismic data. Izvestiya, Physics of the Solid Earth, 50 (5), 707–718. doi: http://doi.org/10.1134/s1069351314050097
  20. Komaschenko, V. I. (2016). Razrabotka vzryvnoi tekhnologii, snizhaiuschei vrednoe vozdeistvie na okruzhaiuschuiu sredu. Izvestiia Tulskogo gosudarstvennogo universiteta. Nauki o Zemle, 1, 34–43.
  21. Lyashenko, V. I., Golik, V. I. (2017). Scientific and engineering supervision of uranium production development. Achievements and challenges. Mining Informational and Analytical Bulletin, 7, 137–152. doi: http://doi.org/10.25018/0236-1493-2017-7-0-137-152
  22. Kaplunov, D. R., Radchenko, D. N. (2017). Principy proektirovaniia i vybor tekhnologii osvoeniia nedr, obespechivaiuschikh ustoichivoe razvitie podzemnykh rudnikov. Gornii zhurnal, 11, 121–125.
  23. Khomenko, O. E., Kononenko, M. N., Lyashenko, V. I. (2018). Safety Improving of Mine Preparation Works at the Ore Mines. Occupational Safety in Industry, 5, 53–59. doi: http://doi.org/10.24000/0409-2961-2018-5-53-59
  24. Rudmin, M. A., Mazurov, A. K., Reva, I. V., Steblecov, M. D. (2018). Perspektivy kompleksnogo osvoeniia Bakcharskogo zhelezorudnogo mestorozhdeniia (Zapadnaia Sibir, Rossiia). Izvestiia Tomskogo politekhnicheskogo universiteta. Inzhiniring georesursov, 10, 87–99.
  25. Mukhametshin, V. V., Andreev, V. E. (2018). Povyshenie effektivnosti ocenki rezultativnosti tekhnologii, napravlennykh na rasshirenie ispolzovaniia resursnoi bazy mestorozhdenii s trudnoizvlekaemymi zapasami. Izvestiia Tomskogo politekhnicheskogo universiteta. Inzhiniring georesursov, 329 (8), 30–36.
  26. Khomenko, O. E., Lyashenko, V. I. (2019). Improvement of the Mine Technical Safety for the Underground Workings. Occupational Safety in Industry, 4, 43–51. doi: http://doi.org/10.24000/0409-2961-2019-4-43-51
  27. Lyashenko, V. I., Khomenko, O. E. (2019). Enhancement of confined blasting of ore. Mining Informational and Analytical Bulletin, 11, 59–72. doi: http://doi.org/10.25018/0236-1493-2019-11-0-59-72
  28. Lyashenko, V., Topolnij, F., Dyatchin, V. (2019). Development of technologies and technical means for storage of waste processing of ore raw materials in the tailings dams. Technology Audit and Production Reserves, 5 (3 (49)), 33–40. doi: http://doi.org/10.15587/2312-8372.2019.184940

##submission.downloads##

Опубліковано

2019-12-24

Як цитувати

Lyashenko, V., Khomenko, O., Topolnij, F., & Golik, V. (2019). Розробка природоохоронних технологій підземного видобутку руд у енергонарушенних масивах. Technology Audit and Production Reserves, 1(3(51), 17–24. https://doi.org/10.15587/2312-8372.2020.195946

Номер

Том 1 № 3(51) (2020): Хімічна інженерія

Розділ

Екологія та технології захисту навколишнього середовища: Оригінальне дослідження

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 Vasil Lyashenko, Oleh Khomenko, Fedor Topolnij, Vladimir Golik

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.