Методика определения оптимальных параметров породной выпускной траншеи при комбинированной системе разработки пологопадающих месторождений

Ю.Г. Антипин, А.А. Смирнов, И.В. Никитин, Ю.М. Соломеин
Институт горного дела Уральского отделения Российской академии наук, г. Екатеринбург, Российская Федерация
Горная Промышленность №5 / 2024 стр.116-121

Резюме: Специфической особенностью комбинированных систем разработки в условиях пологопадающих месторождений средней мощности является необходимость формирования траншеи для выпуска руды междукамерного целика в подстилающих породах. Объем породной выпускной траншеи является одним из основных факторов, влияющих на эффективность комбинированной системы разработки. Уменьшение угла откоса и высоты выпускной траншеи, с одной стороны, позволяет снизить эксплуатационные затраты на отбойку, выпуск и доставку руды, обрушение налегающих пород, с другой стороны, приводит к ухудшению показателей извлечения руды. Определение оптимальных параметров выпускной траншеи в зависимости от ширины междукамерного целика является актуальной научно-технической задачей. Для её решения разработана методика оценки эффективности и определения оптимальных параметров породной выпускной траншеи по критерию прибыли на 1 т погашаемых балансовых запасов, включающая установленные функциональные зависимости показателей извлечения руды и эксплуатационных затрат на основные технологические процессы добычи руды от мощности и угла падения залежи, ширины междукамерного целика, угла откоса и высоты выпускной траншеи. Установлено, что оптимальные угол откоса и высота выпускной траншеи при ширине междукамерного целика 8–18 м составляют 65° и 4,8–16,1 м, при ширине 18–20 м – 60° и 13,2–15,1 м соответственно.

Ключевые слова: пологая залежь, комбинированная система разработки, междукамерный целик, выпускная траншея, показатели извлечения, эксплуатационные затраты

Благодарности: Работа выполнена в рамках государственного задания Министерства образования и науки №07500412-22 ПР. Тема 1. FUWE-2022-0005.

Для цитирования: Антипин Ю.Г., Смирнов А.А., Никитин И.В., Соломеин Ю.М. Методика определения оптимальных параметров породной выпускной траншеи при комбинированной системе разработки пологопадающих месторождений. Горная промышленность. 2024;(5S):116–121. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2024-5S-116-121

Информация о статье

Поступила в редакцию: 18.08.2024

Поступила после рецензирования: 02.10.2024

Принята к публикации: 08.10.2024

Информация об авторах

Антипин Юрий Георгиевич – кандидат технических наук, заведующий лабораторией, Институт горного дела Уральского отделения Российской академии наук, г. Екатеринбург, Российская Федерация; https://orcid.org/0000-0002-3564-0310; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Смирнов Алексей Алексеевич – кандидат технических наук, старший научный сотрудник, Институт горного дела Уральского отделения Российской академии наук, г. Екатеринбург, Российская Федерация

Никитин Игорь Владимирович – научный сотрудник, Институт горного дела Уральского отделения Российской академии наук, г. Екатеринбург, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Соломеин Юрий Михайлович – научный сотрудник, Институт горного дела Уральского отделения Российской академии наук, г. Екатеринбург, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Список литературы

1. 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;(1S):34–45. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2022-1S-34-45 Yakovlev V.L. Key stages and results of research to formulate methodological basis for the strategy to develop mining systems for deep seated deposits of solid minerals. Russian Mining Industry. 2022;(1 Suppl.):34–45. (In Russ.) https://doi.org/10.30686/1609-9192-2022-1S-34-45

2. Габараев О.З., Кожиев Х.Х., Хулелидзе К.К., Битаров В.Н. Ресурсосберегающие технологии закладки выработанного пространства при добыче богатых медно-никелевых руд. Устойчивое развитие горных территорий. 2012;4(4):31–34. Режим доступа: http://naukagor.ru/ru-ru/articles/ArtMID/2504/ArticleID/328/site-map (дата обращения: 13.09.2024). Gabaraev O.Z., Kozhiev K.K., Khulelidze K.K., Bitarov V.N. Resource-saving technologies backfilling during the mining of valuable copper-nickel ores. Sustainable Development of Mountain Territories. 2012;4(4):31–34. (In Russ.) Available at: http://naukagor.ru/ru-ru/articles/ArtMID/2504/ArticleID/328/site-map (accessed: 13.09.2024).

3. Balt K., Goosen R.L. MSAHP: An approach to mining method selection. Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy. 2020;120(8):451–460. https://doi.org/10.17159/2411-9717/1072/2020

4. Лукичёв С.В., Любин А.Н. Повышение полноты извлечения и качества руд при разработке тонких пологих месторождений. Проблемы недропользования. 2016;(4):69–73. https://doi.org/10.18454/2313-1586.2016.04.069 Lukichev S.V., Ljubin A.N. Increase of ore extraction and quality when developing thin flat deposits. Problems of Subsoil Use. 2016;(4):69–73. (In Russ.) https://doi.org/10.18454/2313-1586.2016.04.069

5. Никольский А.М., Неверов С.А., Неверов А.А., Тишков М.В., Семенов Д.П. Обоснование конструкций днищ блоков при системах разработки с камерно-целиковым порядком выемки. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2018;(4):36–44. Режим доступа: https://giab-online.ru/files/Data/2018/4/36_44_4_2018.pdf (дата обращения: 13.09.2024). Nikolsky A.M., Neverov S.A., Neverov A.A., Tishkov M.V., Semenov D.P. Evaluation of bottom designs for extraction blocks in room-and-pillar mining. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2018;(4):36–44. (In Russ.) Available at: https://giabonline.ru/files/Data/2018/4/36_44_4_2018.pdf (accessed: 13.09.2024).

6. Неверов А.А. Геомеханическое обоснование нового варианта камерной выемки пологих мощных залежей с выпуском руды из подконсольного пространства. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2012;(6):87–97. Neverov A.A. Geomechanical substantiation of modified room-work in flat thick deposits with ore drawing under overhang. Journal of Mining Science. 2012;48(6):1016–1024. https://doi.org/10.1134/S1062739148060093

7. Соколов И.В., Антипин Ю.Г., Никитин И.В., Криницын Р.B. Обоснование конструкции и параметров комбинированной системы разработки пологой залежи бедных комплексных руд. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2021;(5-1):88–104. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2021_51_0_88 Sokolov I.V., Antipin Yu.G., Nikitin I.V., Krinitsyn R.V. Justification of design and parameters of mixed mining system for gently dipping low-grade complex ore body. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2021;(5-1):88–104. (In Russ.) https://doi.org/10.25018/0236_1493_2021_51_0_88

8. Соколов И.В., Антипин Ю.Г., Барановский К.В., Рожков А.А., Никитин И.В. Пути повышения эффективности подземной разработки пологих месторождений бедных комплексных руд. Проблемы недропользования. 2022;(4):33–43. https://doi.org/10.25635/2313-1586.2022.04.033 Sokolov I.V., Antipin Yu.G., Baranovsky K.V., Rozkov A.A., Nikitin I.V. Ways to improve the efficiency of underground mining of gently sloping deposits of low-grade complex ores. Problems of Subsoil Use. 2022;(4):33–43. (In Russ.) https://doi.org/10.25635/2313-1586.2022.04.033

9. Павленко С.В., Котов А.А. Система дистанционного управления погрузочно-доставочной машиной при подэтажном торцевом выпуске руды на подземном руднике «Удачный». Горный информационно-аналитический бюллетень. 2022;(S6):3–10. Pavlenko C.V., Kotov A.A. The system of remote control of the loading and delivery machine at the underground end ore release at the Udachny underground mine. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2022;(S6):3–10. (In Russ.)

10. Shimaponda-Nawa M., Nwaila G.T. Integrated and intelligent remote operation centres (I2ROCs): Assessing the human– machine requirements for 21st century mining operations. Minerals Engineering. 2024;207:108565. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2023.108565

11. Gaber T., El Jazouli Y., Eldesouky E., Ali A. Autonomous haulage systems in the mining industry: Cybersecurity, communication and safety issues and challenges. Electronics. 2021;10(11):1357. https://doi.org/10.3390/electronics10111357

12. Yu H., Zhao C., Li S., Wang Z., Zhang Y. Pre-Work for the birth of driver-less scraper (LHD) in the underground mine: The path tracking control based on an LQR controller and algorithms comparison. Sensors. 2021;21(23):7839. https://doi.org/10.3390/s21237839

13. Соколов И.В., Антипин Ю.Г., Никитин И.В. Методология выбора подземной геотехнологии при комбинированной разработке рудных месторождений. Екатеринбург: Изд-во Уральского университета; 2021. 340 с.

14. Барановский К.В., Антонов В.А., Соколов И.В. Закономерности изменения потерь и разубоживания в комбинированной системе подземной добычи кварцевого сырья. Проблемы недропользования. 2017;(1):29–37. https://doi.org/10.18454/2313-1586.2017.01.029 Baranovsky K.V., Antonov V.A., Sockolov I.V. The regularities of variation losses and dilution in the combined system of quartz raw material mining. Problems of Subsoil Use. 2017;(1):29–37. (In Russ.) https://doi.org/10.18454/2313-1586.2017.01.029