Обоснование подземной геотехнологии отработки месторождений со сложной морфологией на примере рудника Акжал

Рассмотрена задача горнодобывающей промышленности, направленная на научно-техническое обоснование выбора оптимальной подземной геотехнологии для месторождений со сложной морфологией с учетом усложненных геолого-структурных и характерных особенностей, имеющих разнообразования и различные горно-геологические и горнотехнические условия, на примере рудника Акжал (Казахстан), являющийся типичным месторождением со сложной морфологией. Процесс исследовательской работы включал комплекс методов исследований, в котором проведены анализ и научное обобщение отечественного и зарубежного опыта в данном направлении, рассмотрены подходы к подземной разработке глубоко залегающих и морфологически сложных рудных тел, обобщены научные труды, заложившие методологическую базу для оптимизации подземной добычи руд, проанализированы факторы, влияющие на выбор системы разработки по геотехническим и экономическим аспектам, предложен обоснованный подход к выбору подземной геотехнологии и параметров подземной добычи руды на месторождениях со сложной морфологией, определены наиболее значимые научные и технологические вопросы. В геомеханической части приведены необходимые расчеты параметров, а также технико-экономическое обоснование приемлемости рекомендуемой системы разработки. В процессе работы были обоснованы рекомендуемые системы разработки согласно классификации рудных тел по мощности и углу падения и разработана Концепция по обоснованию метода выбора системы подземной геотехнологии при отработке рудных месторождений с усложненными формами залегания, направленные на повышение эффективности добычи и снижение производственных рисков при освоении месторождений со сложной морфологией. 

Бекбергенов Д. К., Зейнуллин А. А., Джангулова Г. К., Жанакова Р. К., Бектибаев У. А. Обоснование подземной геотехнологии отработки месторождений со сложной морфологией на примере рудника Акжал // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2025. – № 12-2. – С. 33–70. DOI: 10.25018/0236_1493_2025_122_0_33.

Данная статья представлена в рамках Министерства науки и высшего образования Республики Казахстан по грантовому финансированию для реализации научно-исследовательских задач по календарному плану на 2024–2026 годы, проводимой ИГД им. Д.А. Кунаева по теме НИР (ГФ 24–26, ИРН АР 23488767) – «Разработка и обоснование эффективных систем отработки рудных залежей сложной морфологии», являющейся актуальной и направленной на решение проблемы по обоснованию выбора эффективной системы отработки рудных залежей в условиях сложной морфологии месторождений Казахстана.

Бекбергенов Досанбай Калдарбаевич — канд. техн. наук, зав. лабораторией, Институт горного дела им. Д.А. Кунаева, член-корреспондент Национальной академии горных наук Республики Казахстан, Алматы, Казахстан, e-mail: kdbekbergen@mail.ru, ORCID ID: 0000-0002-7866-1031,
Зейнуллин Абдикарим Абжалелович — д-р техн. наук, профессор, Казахский университет технологии и бизнеса им. К. Кулжанова, Астана, Казахстан, e-mail: karim57@mail.ru, ORCID ID: 0000-0001-8069-0037,
Джангулова Гульнар Кабатаевна — канд. техн. наук, профессор, Казахский национальный университет им. аль-Фараби, Алматы, Казахстан, e-mail: gulnarzan@gmail.com, ORCID ID: 0000-0002-7866-1031,
Жанакова Раиса Кульмахановна — PhD, ассоциированный профессор, Казахский национальный исследовательский технический университет имени К.И. Сатпаева, Алматы, Казахстан, e-mail: zhanakovaraisa@mail.ru, ORCID ID: 0000-0003-0845-8449, 
Бектибаев Уайс Амандыкович — зав. лабораторией, Институт горного дела им. Д.А. Кунаева, Алматы, Казахстан, e-mail: uays.bektibaev@mail.ru, ORCID ID: 0000-0003-0273-9657.

Джангулова Г.К., Жанакова Р.К., e-mail: gulnarzan@gmail.com, zhanakovaraisa@mail.ru.

1. Потвин Ю., Гудыма М. Проектирование и внедрение крепи для сложных условий подземной добычи полезных ископаемых // Механика горных пород и геотехническая инженерия. — 2021. — Т. 13(3). — С. 654—667. DOI: 10.1016/j.jrmge.2020.12.004.

2. Ляшенко В. И., Хоменко О. М., Чекушина Т. А., Топольный Ф. Ф. Обоснование безопасной подземной разработки горных месторождений сложного строения геофизическими методами // Технологический аудит и резервы добычи. — 2020. — № 5/3(55). — С. 38—42. DOI: 10.15587/2706-5448.2020.214920.

3. Lei Q. H., Malan D. F., Sornette D. Endo exo classification of episodic rock creep in deep mines: Implications for forecasting catastrophic failure. arXiv preprint, 2025. URL: https: //arxiv.org/abs/2506.12547.

4. Бекбергенов Д. К. Обзорно-аналитический анализ подземной разработки рудных запасов Восточной части месторождения «Акжал» в сложных морфологических условиях / Материалы международной научно-практической конференции «Инновации и комплексная переработка минерального сырья — актуальные составляющие диверсификации экономики», посвященной 30-летию РНП «РКЦ РК» и 15-летию Казначейства Республики Казахстан, Т. 1. — Алматы, 2024. — С. 55—58.

5. Brown A. A review of laser scanning applications in underground mining // Journal of Geotechnical Engineering. 2021, vol. 67, no. 4, pp. 305—320. 

6. Joughin W. C., Roberts M. K., van Aswegen G. Design and implementation of underground mining systems in deep and complex orebodies in South Africa // International Journal of Mining Science and Technology. 2020, vol. 30, no. 1, pp. 45—56. DOI: 10.1016/j.ijmst.2019.11.004.

7. Kostović M. Paste backfill materials for underground mining: Experiences in Serbia (Part I) // Mining and Metallurgy Engineering Bor. 2019, vol. 3, pp. 15—24. https://www.researchgate.net/publication/338870120.

8. Cai M., Kaiser P. K. Numerical simulation of underground excavation and support in jointed rock masses // International Journal of Mining Science and Technology. 2020, vol. 30, no. 3, pp. 291—300. DOI: 10.1016/j.ijmst.2020.02.004.

9. Almenov T., Zhanakova R., Sarybayev M., Shabaz D.-M. A novel approach to selecting rational supports for underground mining workings // Civil Engineering Journal. 2025, vol. 11, no. 3, pp. 1217—1241. DOI: 10.28991/CEJ-2025-011-03-022.

10. Almenov T. M., Zhanakova R. K., Askarova G. E., Shautenov M. R., Amantayuly K. Comprehensive assessment of ore losses and dilution impacting vasilkovsky gold deposit profitability // News of the National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan, Series of Geology and Technical Sciences. 2025, no. 4, pp. 27—46. DOI: 10.32014/2025.2518-170X.528.

11. Li X., Li Q., Hu Y., Teng L. Evolution characteristics of mining fissures in overlying strata of stope after converting from open pit to underground // Arabian Journal of Geosciences. 2021, vol. 14, article 2795. 

12. Guo Q., Li W., Zhang Z., Chen H. Sublevel stoping with cemented paste backfill in weak rock mass zones // Sustainability. 2022, vol. 14, no. 5, article 2794. DOI: 10.3390/su14052794.

13. Худыма М., Потвин Ю. Проектирование методов подземной добычи сложных рудных тел с учетом геомеханики // Механика горных пород и геотехническая инженерия. — 2021. — Т. 13(4). — С. 834—847. DOI: 10.1016/j.jrmge.2021.02.009.

14. Jing L., Hudson J. A. Numerical modelling in geomechanics for underground excavations in structurally complex rock masses // Tunnelling and Underground Space Technology. 2022, vol. 119, article 104259. DOI: 10.1016/j.tust.2021.104259.

15. FLAC3D — Fast lagrangian analysis of continua in 3 dimensions: Theory and background. Minneapolis: Itasca. Itasca Consulting Group, 2023. https://www.itascacg.com/software/flac3d.

16. Hudson J. A., Jing L., Shen B. Numerical methods in rock mechanics and rock engineering // Rock Mechanics and Rock Engineering. 2020, vol. 53, no. 2, pp. 375—400. DOI: 10.1007/s00603-019-01929-w.

17. Бекбергенов Д. К. Внедрение технологического регламента разработки проекта увеличения добычи восточной части месторождения «Акжал» (промежуточный, 9 этап). — Алматы: Филиал РГП «Национальный центр по комплексной переработке минерального сырья» РК «Горный институт» имени Д.А. Кунаева, 2022. — 48 с.

18. He M., Liu X., Chen W. Application of UDEC for modeling fault-affected rock masses in sublevel stoping mines // Tunnelling and Underground Space Technology. 2022, vol. 123, article 104410. DOI: 10.1016/j.tust.2022.104410.

19. Бекбергенов Д. К. Внедрение технологического регламента на разработку проекта увеличения добычи восточной части месторождения «Акжал» (промежуточный, этап 4). — Алматы: Филиал РГП «Горный институт» РК «Национальный центр по комплексной переработке минерального сырья» им. Д.А. Кунаева, 2022. — 94 с.

20. Проект горных работ на подземную отработку месторождения «Акжал» (изменение). ТОО «СП Вектор», Т. 1, книга 1, Пояснительная записка. — 2021. — 289 с.

21. Mishra B., Deb D. Challenges in underground mining of complex ore bodies: A review // Journal of Mining Science. 2021, vol. 57, no. 4, pp. 613—624. DOI: [10.1134/S1062739121040108.

22. Дегтерев А. Ю., Кузьмин С. В. Построение многовариантной блочной геомеханической модели в программном комплексе тНавигатор // Горный журнал. — 2024. — № 1. — С. 100—108. DOI: 10.17580/gzh.2024.01.16.

23. Локальный проект разработки горизонтальных выемочных комплексов восточной части подземного рудника «Акжал» +450 м, 500 м. — Караганда: ООО «Новая раковина», ООО «МБС Консалтинг», 2020. — 66 с.

24. Жаксылык А. Т. Обоснование параметров подземного оседания с учетом конечного выхода руды на основе компьютерного прогнозирования потерь и обгорания // Горное дело и устойчивое развитие. — 2022. — № 4. — С. 31—39.

25. Сулейменов К. К., Бекмагамбетов К. М. Геомеханическое моделирование подземной разработки на примере месторождения Акжал // Известия НАН РК. Серия «Геологические и технические науки». — 2023. — № 1(451). — С. 45—52. — С. 1079—1080. — С. 296—299. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMR.1079-1080.296.

26. Именитов В. Р. Процессы подземных горных работ при разработке рудных месторождений. — М.: Недра, 1984. — 504 с.

27. Агошков М. И., Борисов С. С. Разработка рудных и нерудных месторождений. — М.: Ералты, 1970. — 505 с.

28. Наметов В. Р. Подземные горные процессы при разработке рудных месторождений. — М.: Ералты, 1984. — 504 с.

29. Байконуров О. А. Классификация подземных способов разработки месторождений при отборе месторождений. — Алма-Ата: Элм, 1969. — 606 с.

30. Бекбергенов Д. К., Джангулова Г. К., Насыров Р. Ш., Бектур Б. К., Абаканов А. Т. Возможность применения искусственных забоев в выемочных столбах для обеспечения устойчивой очистной выработки с обрушением на глубоких горизонтах шахт // Серия конференций «Науки об окружающей среде и Земле». — 2022. — Т. 991(1). — 012047.