Обґрунтування безпечної підземної розробки рудних родовищ складної структури геофізичними методами

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
  • Tatiana Chekushina Інститут проблем комплексного освоєння надр імені академіка Н. В. Мельникова Російської академії наук, Крюківський туп., 4, м. Москва, Росія, 111020, Російська Федерація https://orcid.org/0000-0001-9261-1105
  • 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

DOI:

https://doi.org/10.15587/2706-5448.2020.215737

Ключові слова:

рудні родовища, підземна розробка, геомеханіка гірських масивів, буровибухові роботи, технологічна та екологічна безпека.

Анотація

Об'єктом дослідження є технологія та технічні засоби для підземного видобутку руд в енергопорушених масивах складної структури. Одним із найпроблемніших місць є утворення техногенних порожнин, що впливають на виникнення та перерозподіл напружено-деформаційного 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 та технічних засобів для підземного видобутку руд в енергопорушених масивах складної структури, обґрунтування безпечних технологічних параметрів експлуатаційних блоків;

– лабораторні та виробничі експерименти;

– фізичне моделювання та підбір складів твердіючих сумішей.

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

Розглянуто питання геодинамічного моніторингу НДС масиву гірських порід для безпечної розробки рудних родовищ скельного типу. Показано взаємодію природних і техногенних факторів для забезпечення геомеханічної збалансованості рудовміщующих масивів і земної поверхні в районі освоєння надр протягом тривалого періоду часу. Обґрунтовано безпечні геометричні та технологічні параметри камерної системи розробки рудних родовищ складної структури із закладенням виробленого простору сумішами, що твердіють, включаючи екологічну безпеку, а також соціальний фактор, які реалізовані в інструкціях, стандартах і практиці роботи рудних шахт України. Результати досліджень можуть бути використані під час підземної розробки 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

Tatiana Chekushina, Інститут проблем комплексного освоєння надр імені академіка Н. В. Мельникова Російської академії наук, Крюківський туп., 4, м. Москва, Росія, 111020

Кандидат технічних наук, провідний науковий співробітник

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

Доктор біологічних наук, професор

Кафедра загального землеробства

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 tselikov 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. Khomiakov, V. I. (1984). Zarubezhnii opyt zakladki na rudnikakh. Moscow: Nedra, 224.
  7. Sleptsov, M. N., Azimov, R. Sh., Mosinets, V. N. (1986). Podzemnaia razrabotka mestorozhdenii tsvetnykh i redkikh metallov. Moscow: Nedra, 206.
  8. Chernov, A. P. (Ed.) (2001). Dobycha i pererabotka uranovykh rud. Kyiv: «Adef-Ukraina», 238.
  9. Golik, V. I., Komaschenko, V. I., Liashenko, V. I. (2020). Monitoring tekhnogennogo seismicheskogo vozdeistviia pri dobyche rud. Geofizika, 1, 42–48.
  10. Lyashenko, V., Khomenko, O., Topolnij, F., Golik, V. (2020). Development of natural underground ore mining technologies in energy distributed massifs. Technology Audit and Production Reserves, 1 (3 (51)), 17–24. doi: http://doi.org/10.15587/2312-8372.2020.195946
  11. Lyashenko, V., Khomenko, O., Golik, V., Topolnij, F., Helevera, O. (2020). Substantiation of environmental and resource-saving technologies for void filling under underground ore mining. Technology Audit and Production Reserves, 2 (3 (52)), 9–16. doi: http://doi.org/10.15587/2312-8372.2020.200022
  12. Liashenko, V. I., Golik, V. I. (2006). Prirodookhrannye tekhnologii podzemnoi razrabotki uranovykh mestorozhdenii. Gornii zhurnal, 2, 89–92.
  13. Bariakh, A. A. (2010). Geomekhanika: sintez teorii i eksperimenta. Strategiia i protsessy osvoeniia georesursov. Materialy sessii Gornogo instituta UrO RAN. Perm: Gornii in-t Ur O RAN, 78–79.
  14. Kuzmin, Iu. O., Zhukov, V. C. (2012). Sovremennaia geodinamika i variatsii fizicheskikh svoistv gornykh porod. Moscow: Gornaia kniga, 264.
  15. 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
  16. Liashenko, V. I., Skipochka, S. I., Ialanskii, A. A., Palamarchuk, T. A. (2012). Geomekhanicheskii monitoring pri podzemnoi razrabotke mestorozhdenii slozhnoi struktury. Izvestiia vysshikh uchebnykh zavedenii. Gornii zhurnal, 4, 109–118.
  17. Trubetskoi, K. N., Zakharov, V. N., Viktorov, S. D., Zharikov, I. F., Zakalinskii, V. M. (2014). Vzryvnoe razrushenie gornykh porod pri osvoenii nedr. Problemy nedropolzovaniia, 3, 80–95.
  18. Golik, V., Komashchenko, V., Morkun, V. (2015). Innovative technologies of metal extraction from the ore processing mill tailings and their integrated use. Metallurgical and Mining Industry, 3, 49–52.
  19. Chystiakov, E. P. (2006). Sovershenstvovanye sposobov podderzhanyia podzemnikh hornikh virabotok shakht Kryvorozhskoho basseina. Visnyk Kryvorizkoho tekhnichnoho universytetu, 13, 16–20.
  20. Eremenko, V. A., Esina, E. N., Semeniakin, E. N. (2015). Tekhnologiia operativnogo monitoringa napriazhenno-deformirovannogo sostoianiia razrabatyvaemogo massiva gornykh porod. Gornii zhurnal, 8, 42–47.
  21. 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.
  22. Stupnik, M., Kalinichenko, O., Kalinichenko, V., Pysmennyi, S., Morhun, O. (2018). Choice and substantiation of stable crown shapes in deep-level iron ore mining. Mining of Mineral Deposits, 12 (4), 56–62. doi: http://doi.org/10.15407/mining12.04.056
  23. Krupnik, L., Shaposhnik, Y., Shaposhnik, S., Konurin, A., Shokarev, D. (2018). Selection of accessing and development schemes for extracting reserves of ore body 2 in Irtysh deposit. Mining of Mineral Deposits, 12 (4), 108–114. doi: http://doi.org/10.15407/mining12.04.108
  24. Kulikovska, O., Sydorenko, V. (2017). Research into the influence of technical factors on rocks deformation during reworking of ore deposits. Mining of Mineral Deposits, 11 (3), 76–83. doi: http://doi.org/10.15407/mining11.03.076
  25. Petlovanyi, M., Lozynskyi, V., Zubko, S., Saik, P., Sai, K. (2019). The influence of geology and ore deposit occurrence conditions on dilution indicators of extracted reserves. Rudarsko Geolosko Naftni Zbornik, 34 (1), 83–91. doi: http://doi.org/10.17794/rgn.2019.1.8
  26. Petlovanyi, M., Kuzmenko, O., Lozynskyi, V., Popovych, V., Sai, K. (2019). Review of man-made mineral formations accumulation and prospects of their developing in mining industrial regions in Ukraine. Mining of Mineral Deposits, 13 (1), 24–38. doi: http://doi.org/10.33271/mining13.01.024
  27. Blyuss, B., Semenenko, Y., Medvedieva, O., Kyrychko, S., Karatayev, A. (2020). Parameters determination of hydromechanization technologies for the dumps development as technogenic deposits. Mining of Mineral Deposits, 14 (1), 51–61. doi: http://doi.org/10.33271/mining14.01.051
  28. Lyashenko, V., Vorob’ev, A., Nebohin, V., Vorob’ev, K. (2018). Improving the efficiency of blasting operations in mines with the help of emulsion explosives. Mining of Mineral Deposits, 12 (1), 95–102. doi: http://doi.org/10.15407/mining12.01.095
  29. 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
  30. Viktorov, S. D., Goncharov, S. A., Iofis, M. A., Zakalinskii, V. M. (2019). Mekhanika sdvizheniia i razrusheniia gornykh porod. Moscow: RAN, 360.
  31. Eremenko, V. A., Aibinder, I. I., Patskevich, P. G., Babkin, E. A. (2017). Otsenka sostoianiia massiva gornykh porod na rudnikakh ZF OAO «GMK «Norilskii Nikel». Gornii informatsionno-analiticheskii biulleten, 1, 5–17.
  32. Golik, V. I., Komaschenko, V. I. (2017). Otkhody obogascheniia zhelezistykh kvartsitov kak syre dlia doizvlecheniia metallov i ispolzovaniia v kachestve zakladochnykh smesei. Gornii zhurnal, 3, 43–47.
  33. Golik, V. I., Razorenov, Iu. I., Karginov, K. G. (2017). Osnova ustoichivogo razvitiia RSO – Alaniia – gornodobyvaiuschaia otrasl. Ustoichivoe razvitie gornykh territorii, 9 (2 (32)), 163–171.
  34. Kaplunov, D. R., Radchenko, D. N. (2017). Printsipy proektirovaniia i vybor tekhnologii osvoeniia nedr, obespechivaiuschikh ustoichivoe razvitie podzemnykh rudnikov. Gornii zhurnal, 11, 121–125.
  35. Sergei D., V., Vladimir M., Z., Ivan E., S., Rafael Ia., M. (2020). New aspect of drilling development and application in today’s mineral extraction. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Gornyi Zhurnal, 6, 5–13. doi: http://doi.org/10.21440/0536-1028-2020-6-5-13
  36. Andrei, Z. (2020). The criterion of block media strength and geomechanical back-calculation. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii Gornyi Zhurnal, 6, 37–47. doi: http://doi.org/10.21440/0536-1028-2020-6-37-47
  37. Khomenko, O. E., Liashenko, V. I. (2020). Novye tekhnologii i tekhnicheskie sredstva krepleniia gornykh vyrabotok s ispolzovaniem geoenergii. Marksheiderskii vestnik, 4 (137), 54–61.
  38. Izbachkov, Iu. S., Petrov, V. N. (2006). Informatsionnye sistemy. Saint Petersburg: Izd-vo Piter, 656.
  39. Serii, S. S., Gerasimov, A. V., Shaitan, O. B. et. al. (2007). Avtomatizirovannaia sistema informatsionnogo obespecheniia gornogo proizvodstva. Gornii zhurnal, 9, 81–85.
  40. Babina, T. O., Zhidkov, S. N., Kushnarev, P. І., Markova, N. S. (2007). Ob ispolzovanii kompiuternogo modelirovaniia pri podschete zapasov. Nedropolzovanie. XXІ vek, 6, 30–33.
  41. Bekmukhanova, R. Sh., Salanin, A. V., Riazantsev, R. G. (2008). Vnedrenie geoinformatsionnoi sistemy GEOMIKS na shakhte «Molodezhnaia». Gornii zhurnal, 5, 20–22.

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-10-31

Як цитувати

Lyashenko, V., Khomenko, O., Chekushina, T., & Topolnij, F. (2020). Обґрунтування безпечної підземної розробки рудних родовищ складної структури геофізичними методами. Technology Audit and Production Reserves, 5(3(55), 9–18. https://doi.org/10.15587/2706-5448.2020.215737

Номер

Том 5 № 3(55) (2020): Хімічна інженерія

Розділ

Екологія та технології захисту навколишнього середовища: Оригінальне дослідження

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 Vasil Lyashenko, Oleh Khomenko, Tatjna Chekushina, Fedor Topolnij

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.