Development of combined subsurface mining method with targeted change of the rock mass structure

DOI: https://doi.org/10.30686/1609-9192-2024-1-105-110

Читать на русскоя языкеA.M. Mazhitov, R.V. Kulsaitov, R.S. Kozitsina, S.A. Korneev
Nosov Magnitogorsk State Technical University, Magnitogorsk, Russian Federation
Russian Mining Industry №1 / 2024 стр. 105-110

Abstract: The paper presents the design of a combined mining system that ensures favourable mining conditions for the development of ore reserves in conditions of unstable host rocks. The technology provides targeted transformation of the rock mass structure through the use of various technological solutions, which contribute to increasing the productivity of stoping, creation of a enclosing layer with increased strength to enable application of the high-performance room-and-pillar mining system. This approach allows efficient extraction of reserves located within an unstable host rock mass. Application of the developed option of the combined room-and-pillar system results in improved mining conditions and enhanced efficiency of stoping. The idea that when each subsequent section of the deposit located in ever more challenging conditions and having ever lower ore grades is introduced into mining, it is necessary to carry out a targeted technogenic transformation of the rock mass, i.e. to create favourable mining, geological, engineering and geomechanical conditions of its operation, is an important scientific and practical task of mining technology

Keywords: increase in production capacity, combined mining method, man-made transformation of the rock mass

For citation: Mazhitov A.M., Kulsaitov R.V., Kozitsina R.S., Korneev S.A. Development of combined subsurface mining method with targeted change of the rock mass structure. Russian Mining Industry. 2024;(1):105–110. (In Russ.) https://doi.org/10.30686/1609-9192-2024-1-105-110

Article info

Received: 16.12.2023

Revised: 31.01.2024

Accepted: 03.02.2024

Information about the authors

Artur M. Mazhitov – Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor, Department of Mineral Deposits Development, Nosov Magnitogorsk State Technical University, Magnitogorsk, Russian Federation

Ravil V. Kulsaitov – Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor, Department of Mineral Deposits Development, Nosov Magnitogorsk State Technical University, Magnitogorsk, Russian Federation

Regina S. Kozitsina – Student at the Department of Geology, Mine Surveying and Mineral Processing, Nosov Magnitogorsk State Technical University, Magnitogorsk, Russian Federation

Sergey A. Korneev – Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor, Department of Mineral Deposits Development, Nosov Magnitogorsk State Technical University, Magnitogorsk, Russian Federation

References

1. Орлов В.П. Проблемы оценки воспроизводства минерально-сырьевой базы. Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. 2010;(3):2–5. Orlov V.P. The problems of assessing the replacement of the mineral resource base. Mineral Recourses of Russia. Economics and Management. 2010;(3):2–5. (In Russ.)

2. Шарф И.В., Михальчук А.А., Филимонова И.В. Динамическая эффективность воспроизводственных процессов на ресурсодобывающих территориях. Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2019;330(10):102–110. https://doi.org/10.18799/24131830/2019/10/2302 Sharf I.V., Mikhalchuk A.A., Filimonova I.V. Dynamic effectiveness of reproduction in resource producing regions. Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. Geo Assets Engineering. 2019;330(10):102–110. (In Russ.) https://doi.org/10.18799/24131830/2019/10/2302

3. Бавлов В.Н., Михайлов Б.К. Основные результаты изучения и направления дальнейшего развития минеральносырьевой базы твердых полезных ископаемых России. Руды и металлы. 2009;(1):6–9. Bavlov V.N., Mikhailov B.K. Major results of studies and future views for the Russian mineral base development. Ores and Metals. 2009;(1):6–9. (In Russ.)

4. Чмыхалова С.В. Перспективы развития рудно-сырьевой базы АО «Апатит» и способы ее улучшения. Научные исследования: от теории к практике. 2016;(4-1):103–106. Chmykhalova S.V. Prospects for the development of the Apatit JSC ore and raw material base and ways to improve it. Nauchnye Issledovaniya: ot Teorii k Praktike. 2016;(4-1):103–106. (In Russ.)

5. Шеломенцев А.Г., Дорошенко С.В., Козлова О.А., Беляев В.Н., Тоскунина В.Э., Проворова А.А. и др. Формирование социально-экономической политики северных регионов России с учётом фактора освоения природных ресурсов. Екатеринбург: Ин-т экономики УрО РАН; 2011. 140 с. Shelomentsev A.G., Doroshenko S.V., Kozlova O.A., Belyaev V.N., Toskunina V.E., Provorova A.A. et al. Formation of the social and economic policy in the Northern regions of the Russian Federation with account of the natural resources development factor. Yekaterinburg, Institute of Economics, Urals Branch of the Russian Academy of Sciences, 2011, 140 p. (In Russ.).

6. Бавлов В.Н. О состоянии отечественной минерально-сырьевой базы твердых полезных ископаемых и перспективах ее развития. Руды и металлы. 2006;(1):5–10. Bavlov V.N. State of domestic non-fuel minerals base and prospects of its development. Ores and Metals. 2006;(1):5–10. (In Russ.)

7. Каплунов Д.Р., Рыльникова М.В. Развитие научно-методических основ устойчивости функционирования горнотехнических систем в условиях внедрения нового технологического уклада. Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2020;(4):24–39. Kaplunov D.R., Rylnikova M.V. Development of scientific and methodological foundations for the sustainability of mining systems in the context of the introduction of a new technological structure. Izvestiya Tulskogo Gosudarstvennogo Universiteta. Nauki o Zemle. 2020;(4):24–39. (In Russ.)

8. Айнбиндер И.И., Пацкевич П.Г., Родионов Ю.И., Кисиличин С.А. Совершенствование подземной геотехнологии отработки трубки «Интернациональная» системами разработки с закладкой выработанного пространства и комбайновой отбойкой руды. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2010;(9):203–211. Ainbinder I.I., Patskevich P.G., Rodionov Y.I., Kisilichin S.A. Perfection of underground mining geotechnology of “International” tube development by the systems of developed space laying and combined ore breaking. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2010;(9):203–211. (In Russ.)

9. Раимжанов Б.Р., Мухитдинов А.Т., Хасанов А.Р. Исследование напряженно-деформированного состояния массива горных пород месторождения Чармитан, влияющие на выбор технологии отработки запасов нижних горизонтов. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2016;(5):282–292. Raimzhanov B.R., Muhitdinov A.T., Khasanov A.R. Research of the is intense-deformed condition of a file of rocks of a deposit Charmitan, technologists of working off of stocks of the bottom horizons influencing a choice. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2016;(5):282–292. (In Russ.)

10. Валиев Н.Г., Беркович В.Х., Пропп В.Д., Боровиков Е.В. Практика совершенствования системы разработки горизонтальными слоями с гидрозакладкой при отработке крутопадающего жильного месторождения. Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2020;(1):171–182. https://doi.org/10.46689/2218-5194-2020-1-1-171-182 Valiev N.G., Berkovich V.Kh., Propp V.D., Borovikov E.V. Practice of improving the system of developing horizontal layers with waterproof when exploiting a low-resident residential deposit. Izvestiya Tulskogo Gosudarstvennogo Universiteta. Nauki o Zemle. 2020;(1):171–182. (In Russ.) https://doi.org/10.46689/2218-5194-2020-1-1-171-182

11. Балек А.Е. Управление напряженно-деформированным состоянием скального массива путем регулируемых подвижек консолидированных геоблоков. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2005;(6):164–170. Balek A.E. Management of the stress-and-strain state of a rock mass by regulated movements of the consolidated geoblocks. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2005;(6):164–170. (In Russ.)

12. Зубков А.В., Смирнов О.Ю. Управление напряженным состоянием рудного массива при отработке этажнокамерной системой с закладкой крутопадающих мощных рудных тел. Безопасность труда в промышленности. 2011;(1):43–47. Zubkov A.V., Smirnov O.Yu. Management of the stress state of an ore mass when mining by the level room-and-pillar method with backfilling of the steeply dipping thick ore bodies. Occupational Safety in Industry. 2011;(1):43–47. (In Russ.)

13. Сентябов С.В. Выбор методов управления горным давлением в горных конструкциях камерной системы разработки. Проблемы недропользования. 2021;(1):73–80. https://doi.org/10.25635/2313-1586.2021.01.073 Sentyabov S.V. Selection of methods for control of mountain pressure in mining structures of the chamber development system. Problems of Subsoil Use. 2021;(1):73–80. (In Russ.) https://doi.org/10.25635/2313-1586.2021.01.073

14. Матвеев А.А. Исследование параметров трещинной структуры горных пород и породных массивов. Известия высших учебных заведений. Горный журнал. 2012;(2):64–67. Matveev А.А. Investigation of parameters if fracture structure of rocks and rock masses. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Gornyi Zhurnal. 2012;(2):64–67. (In Russ.)

15. Кузьмин М.Б. Перспективы совершенствования системы разработки подэтажного обрушения с торцовым выпуском руды. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2003;(4):177–181. Kuzmin M.B. Prospects for enhancement of underground sub-level caving systems with front ore drawing. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2003;(4):177–181. (In Russ.)

16. Ермеков Т.М., Яковлев Ю.И., Исаев М.А., Шашкин В.Н., Просеков А.Г. Днище блока для интенсивного выпуска при отработке неустойчивых руд системами с обрушением. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2000;(12):174–178. Ermekov T.M., Yakovlev Yu.I., Isaev M.A., Shashkin V.N., Prosekov A.G. Bottom of the block for intensive ore drawing when mining unstable ores with caving systems. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2000;(12):174–178. (In Russ.)

17. Мещеряков Э.Ю., Угрюмов А.Н. Геомеханическое обоснование области применения систем разработки с обрушением руд и пород при освоении месторождения «Чебачье». Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2009;(3):8–11. Meshcheryakov E.Yu., Ugryumov A.N. Geomechanical justification of the application area for mining systems with ore and rock caving when developing the Chebachye deposit. Vestnik of Nosov Magnitogorsk State Technical University. 2009;(3):8–11. (In Russ.)

18. Голик В.И., Белодедов А.А., Логачев А.В., Шурыгин Д.Н. Совершенствование параметров выпуска руд при подэтажном обрушении с торцовым выпуском. Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2018;(1):150–159. Golik V.I., Belodedov A.A., Logachev A.V., Shurygin D.N. Improvement of parameters of production of ores at the subfloor collapse with face release. Izvestiya Tulskogo Gosudarstvennogo Universiteta. Nauki o Zemle. 2018;(1):150–159. (In Russ.)

19. Мажитов А.М. Оценка влияния подземных горных работ на напряженно-деформированное состояние прикарьерного массива месторождения Камаганское. Актуальные проблемы горного дела. 2016;(1):29–35. Mazhitov A.M. Assessment of the underground mining impact on the stress-and-strain state of the near-pit rock mass of the Kamaganskoye deposit. Aktualnye Problemy Gornogo Dela. 2016;(1):29–35. (In Russ.)

20. Мажитов А.М., Корнеев С.А., Пыталев И.А., Кравчук Т.С. Обоснование устойчиво-безопасных параметров откосов бортов карьера «Камаган» при подземной доработке месторождения. Горный журнал. 2018;(2):27–30. https://doi.org/10.17580/gzh.2018.02.03 Mazhitov A.M., Korneev S.A., Pytalev I.A., Kravchuk T.S. Evaluation of stable and safe pit wall slope design for underground extraction of mineral reserves under Kamagan open pit mine bottom. Gornyi Zhurnal. 2018;(2):27–30. (In Russ.) https://doi.org/10.17580/gzh.2018.02.03

21. Калмыков В.Н., Волков П.В., Мажитов А.М. Обоснование технологии выемки целиков, оставленных на границе карьера, при комбинированной разработке месторождений. В кн.: Валиев Н.Г., Шорина Э.В., Кокарев К.В. (ред.). Инновационные геотехнологии при разработке рудных и нерудных месторождений: сб. докл. 2-й междунар. науч.-техн. конф., г. Екатеринбург, 3–4 апр. 2013 г. Екатеринбург: Уральский государственный горный университет; 2013. С. 48–50. Kalmykov V.N., Volkov P.V., Mazhitov A.M. Justification of the pillar extraction technology for pillars left at the open pit boundary in combined development of deposits. In: Valiev N.G., Shorina E.V., Kokarev K.V. (ed.). Innovative geotechnologies in development of ore and nonmetallic deposits: Proceedings of the 2nd International Research and Technical Conference, Yekaterinburg, April 3-4, 2013, Yekaterinburg, Urals State Mining University, 2013, pp. 48-50. (In Russ.).