Classification of backfill mining systems for underground mining of salt deposits
M.V. Rylnikova1, R.V. Berger2, I.V. Yakovlev1, E.M. Sakharov3
1 Institute of Comprehensive Exploitation of Mineral Resources of Russian Academy of Sciences, Moscow, Russian Federation
2 EuroChem VolgaKaliy LLC, Kotelnikovo, Volgograd Region, Russian Federation
3 EuroChem SaratovKaliy LLC, Saratov, Saratov Region, Russian Federation
Russian Mining Industry №5 / 2024 p.64-70
Abstract: A classification of backfilling technologies has been proposed for underground mining of deep-seated salt deposits. An in-depth analysis of approaches to organizing mining operations in complex geological conditions has been conducted, considering the physical, mechanical properties and structural features of salt rocks, as well as the stringent requirements for maintaining the integrity of the water-protective layer. The main technological schemes for backfilling operations in deposits of water-soluble minerals have been reviewed, with their efficiency and impact on the stability of underground workings being evaluated. Key criteria for selecting the mining system have been identified, depending on the depth of occurrence and morphology of the ore body. Special attention has been given to the comparative analysis of various backfilling technologies, their applicability at great depths, and under varying physical and mechanical characteristics of the host rocks.
Keywords: classification of mining systems, deep-seated salt deposits, backfilling operations, monolithic consolidating backfill, hydraulic backfill, dry backfill
For citation: Rylnikova M.V., Berger R.V., Yakovlev I.V., Sakharov E.M. Classification of backfill mining systems for underground mining of salt deposits. Russian Mining Industry. 2024;(5S):64–70. (In Russ.) https://doi.org/10.30686/1609-9192-2024-5S-64-70
Article info
Received: 13.08.2024
Revised: 08.10.2024
Accepted: 16.10.2024
Information about the authors
Marina V. Rylnikova – Dr. Sci. (Eng.), Professor, Institute of Comprehensive Exploitation of Mineral Resources of Russian Academy of Sciences, Moscow, Russian Federation; https://orcid.org/0000-0002-9984-5980; e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
Roman V. Berger – Cand. Sci. (Eng.) Director of Production, EuroChem VolgaKaliy LLC, Kotelnikovo, Volgograd Region, Russian Federation
Ilya V. Yakovlev – Postgraduate Student, Institute of Comprehensive Exploitation of Mineral Resources of Russian Academy of Sciences, Moscow, Russian Federation
Evgeny M. Sakharov – Deputy Executive Director, EuroChem SaratovKaliy LLC, Saratov, Saratov Region, Russian Federation.
References
1. Барях А.А., Смирнов Э.В., Квиткин С.Ю., Тенисон Л.О. Калийная промышленность России: проблемы рационального и безопасного недропользования. Горная промышленность. 2022;(1):41–50. https://doi.org/10.30686/16099192-2022-1-41-50 Baryakh А.А., Smirnov E.V., Kvitkin S.Y., Tenison L.O. Russian potash industry: Issues of rational and safe mining. Russian Mining Industry. 2022;(1):41–50. (In Russ.) https://doi.org/10.30686/1609-9192-2022-1-41-50
2. Ломакин И.С., Евсеев А.В. Экспериментальное и численное исследование влияния подстилающего слоя мергеля на несущую способность междукамерных целиков. Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2010;(2):143–151. Lomakin I.S., Evseev A.V. Experimental and numerical researches on underlying marl strata influence on load-carrying ability of rib pillars. Izvestiya Tulskogo Gosudarstvennogo Universiteta. Nauki o Zemle. 2010;(2):143–151. (In Russ.)
3. Еремин Н.И. Неметаллические полезные ископаемые. М.: Изд-во Моск. ун-та; 2004. 259 с. Режим доступа: https://www.geokniga.org/books/15521 (дата обращения: 12.08.2024).
4. Агошков М.И. Конструирование и расчеты систем и технологии разработки рудных месторождений. М.: Наука; 1965. 219 с. Режим доступа: https://www.geokniga.org/books/16266 (дата обращения: 12.08.2024).
5. Агошков М.И., Борисов С.С., Боярский В.А. Разработка рудных и нерудных месторождений. М.: Недра; 1983. 424 с. Режим доступа: https://www.geokniga.org/books/6330 (дата обращения: 12.08.2024).
6. Brady B.H.G., Brown E.T. Rock mechanics for underground mining. 3rd ed. Dordrecht: Springer; 2006. 628 p. Available at: https://www.geokniga.org/books/33894 (accessed: 12.08.2024).
7. Пермяков Р.С., Ковалев О.В., Пинский В.Л., Романов В.С., Нестеров М.П., Проскуряков Н.М. Справочник по разработке соляных месторождений. М.: Недра; 1986. 212 с. Режим доступа: https://www.geokniga.org/books/9265 (дата обращения: 12.08.2024).
8. Батурин Е.Н., Меньшикова Е.А., Блинов С.М., Наумов Д.Ю., Белкин П.А. Проблемы освоения крупнейших калийных месторождений мира. Современные проблемы науки и образования. 2012;(6):613. Режим доступа: https://scienceeducation.ru/ru/article/view?id=7513 (дата обращения: 12.08.2024). Baturin E.N., Menshikova E.A., Blinov S.M., Naumov D.Yu., Belkin P.A. Problems of the development of the world largest potash deposits. Modern Problems of Science and Education. 2012;(6):613. (In Russ.) Available at: https://science-education.ru/ru/article/view?id=7513 (accessed: 12.08.2024).
9. Соловьев В.А., Секунцов А.И. Разработка калийных месторождений. Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та; 2013. 265 с. Режим доступа: https://www.geokniga.org/books/13881 (дата обращения: 12.08.2024).
10. Смычник А.Д., Морев А.Б., Васько М.В. Системы разработки калийных месторождений: технологические схемы, оборудование, эффективность. Горная механика. 2008;(4):16–28. Smychnik A.D., Morev A.B., Vasko M.V. Potash mining systems: technological schemes, equipment, efficiency. Gornaya Mekhanika. 2008;(4):16–28. (In Russ.)
11. Ковальский Е.Р., Громцев К.В. Разработка технологии закладки выработанного пространства при выемке. Записки Горного института. 2022;254:202–209. https://doi.org/10.31897/PMI.2022.36 Kovalskii E.R., Gromtsev K.V. Development of the technology of stowing the developed space during mining. Journal of Mining Institute. 2022;254:202–209. https://doi.org/10.31897/PMI.2022.36
12. Радченко Д.Н., Бергер Р.В., Татарников В.И., Зубков П.О. Экспериментальное исследование характера и последствий взаимодействия соляных пород с гидрозакладочными рассолами при подземной разработке месторождений калийных солей. Маркшейдерия и недропользование. 2023;(6):60–67. Radchenko D.N., Berger R.V., Tatarnikov V.I., Zubkov P.O. Experimental study of the nature and consequences of interaction of salt rocks with hydrofilling brines during underground development of potassium salt deposits. Mine Surveying and Subsurface Use. 2023;(6):60–67. (In Russ.)
13. Радченко Д.Н. Совершенствование параметров технологии подземной разработки месторождений калийных солей на базе формирования консолидированных закладочных массивов. В кн.: Проблемы освоения недр в XXI веке глазами молодых: материалы 16-й Междунар. науч. школы молодых ученых и специалистов, г. Москва, 23–27 окт. 2023 г. М.: ИПКОН РАН; 2023. С. 3–6.
14. GFR Gesellschaft fuer die Aufbereitung und Verwertung von Reststoffen mbH. DE202005015134U1. Hydraulicallytransportable, self-leveling mine backfilling material, used for filling underground rock salt caverns, contains residue from (quasi)dry flue gas desulfurization of coal-fired power station plus binder, salt and mixing water. Anmeldetag: 24.09.2005; Eintragungstag: 01.12.2005; Bekanntmachung im Patentblatt: 05.01.2006.
15. Голик В.И., Дмитрак Ю.В., Качурин Н.М., Стась Г.В. Параметры активации золы уноса в качестве вяжущего при изготовлении бетонов. Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2019;330(8):173– 179. https://doi.org/10.18799/24131830/2019/8/2223 Golik V.I., Dmitrak Yu.V., Kachurin N.M., Stas G.V. Parameters of ash drain activation as a binder when making a concrete. Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. Geo Assets Engineering. 2019;330(8):173–179. (In Russ.) https://doi.org/10.18799/24131830/2019/8/2223
16. Kelly C., Gerhardt D., Unrau J. Using Ground Penetrating Radar for In-Seam Crack Detection in Potash. Recorder. 2005;30(9). Available at: https://csegrecorder.com/articles/view/using-ground-penetrating-radar-for-in-seam-crack-detection-inpotash (accessed: 20.09.2024).
17. Рыльникова М.В., Сахаров Е.М., Есина Е.Н. Перспективы совершенствования способов крепления горных выработок в соляных породах разной прочности. Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2023;(3):268–279. Rylnikova M.V., Sakharov E.M., Esina E.N. Perspective for improving the methods of fixing mine workings in salt rocks of different strength. Izvestiya Tulskogo Gosudarstvennogo Universiteta. Nauki o Zemle. 2023;(3):268–279. (In Russ.)
