Влияние особенностей управления состоянием массива горных пород на рудниках Талнахского рудного узла на показатели разубоживания

Отмечены высокие значения коэффициента разубоживания руды и тенденция к снижению содержания полезных компонентов в горной массе, добываемой в течение последних 14 лет. Приведены результаты геотехнического описания керна, полученного при бурении ориентированных скважин, и данные микросейсмического мониторинга. Рассмотрены рейтинговые методы оценки нарушенности массива горных пород и основанные на них методы прогноза самопроизвольных обрушений пород в очистных камерах. Сделан вывод о том, что основными причинами существенного увеличения коэффициента разубоживания (до 30% и более) в условиях рудника «Октябрьский» являются вовлечение в отработку вкрапленных руд, характеризующихся повышенной интенсивностью трещин природного и техногенного происхождения, а также неучет этого фактора при определении параметров камерной системы разработки и расположения очистных камер относительно ориентации трещин основных систем. Установлено, что при принятой высоте камер (до 25 м) следствиями повышенной интенсивности трещин являются обрушения боков камер. Образовавшиеся при этом полости заполняются закладочным материалом, который обрушается при проходке вторичных (присечных) камер буровзрывными работами, что в конечном итоге приводит к увеличению коэффициента разубоживания. Обоснованы организационно-технические рекомендации по снижению разубоживания руды закладочным материалом в условиях рудника «Октябрьский».

Зубов В. П., Трофимов А. В., Колганов А. В. Влияние особенностей управления состоянием массива горных пород на рудниках Талнахского рудного узла на показатели разубоживания // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2024. – № 12-1. – С. 87–106. DOI: 10.25018/0236_1493_2024_121_0_87.

Зубов Владимир Павлович¹ — д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой, e-mail: Zubov@spmi.ru, ORCID ID: 0000-0001-7557-9801,
Трофимов Андрей Викторович — канд. техн. наук, зав. лабораторией, ООО «Институт Гипроникель», e-mail: TrofimovAV@nornik.ru, ORCID ID: 0000-0001-7557-9801,
Колганов Артем Владимирович¹ — аспирант, e-mail: artemkolganov2011@yandex.ru, ORCID ID: 0000-0003-4844-7824,
¹ Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II.

Колганов А.В., e-mail: artemkolganov2011@yandex.ru.

1. Голик В. И., Габараев О. З., Кожиев Х. Х., Гашимова З. А. К проблеме снижения разубоживания руды компонентами твердеющей закладочной смеси // Известия ТулГУ. Науки о Земле. — 2021. — № 2 (168). — С. 123.

2. Горбачев С. А., Дарбинян Т. П., Баландин В. В. Становление и развитие рудника «Октябрьский» // Горный журнал. — 2015. — № 6. — С. 15—18.

3. Айнбиндер И. И., Пацкевич П. Г., Овчаренко О. В. Перспективы развития геотехнологий подземной добычи руд на глубоких рудниках Талнахского и Октябрьского месторождений // Горная промышленность. — 2021. — № 5. — С. 70—75.

4. Трофимов А. В., Вильчинская О. В., Бреус К. Э., Амосов И. В. Комплексное изучение физико-механических свойств горных пород современными методами и средствами для оптимизации процессов горно-металлургического производства // Цветные металлы. 2014. — № 9. — С. 16—23.

5. Tolstykh N. D., Krivolutskaya N. A., Kanhimbue L. S., Gongalsky B. I., Kuz'min I. A. Mineralogical zoning of the PGE-Cu-Ni orebodies at the central part of Oktyabr'sky deposit, Norilsk district, Russia // Mineralogical Magazine. 2024, vol. 88, no. 4. DOI: 10.1180/mgm.2024.20.

6. Налдретт А. Дж. Магматические сульфидные месторождения медно-никелевых и платинометальных руд. — СПб.: СПбГУ, 2003. — 487 p.

7. Геология Норильской металлогенетической провинции / Под. ред. И. И. Никулина. — М.: МАКС Персс, 2020. — 524 p.

8. Радько В. А. Фации интрузивного и эффузивного магматизма Норильского района. — СПб.: Картографическая фабрика ВСЕГЕИ, 2016. — 226 p.

9. Марысюк В. П., Муштекенов Т. С., Трофимов А. В., Колганов А. В. Применение модифицированного метода Мэтьюза–Потвина при геотехническом обосновании параметров очистных камер с учетом эквивалентного линейного перебора сечения // Горный журнал. — 2023. — № 1. — С. 92—96. DOI: 10.17580/gzh.2023.01.15.

10. Read J., Stacey P. Guidelines for open pit slope design. Clayton: CSIRO Publishing, 2009, 496 p. DOI: 10.1071/9780643101104.

11. Дарбинян T. П., Цымбалов А. А., Зубов В. П., Колганов А. В. Влияние трещиноватости горного массива на разубоживание медно-никелевых вкрапленных руд при их добыче на руднике «Октябрьский» // Горный журнал. — 2023. — № 6. — С. 19—25. DOI: 10.17580/gzh.2023.06.03.

12. Edwards A. C. Mineral resource and ore reserve estimation: the AusIMM guide to good practice. Australasian Institute of Mining and Metallurgy, 2001.

13. Брагин В. И., Харитонова М. Ю., Мацко Н. А. Вероятностный подход к оценке динамического бортового содержания // Записки Горного института. — 2021. — Т. 251. — С. 617—625. DOI: 10.31897/PMI.2021.5.1

14. Марысюк В. П., Трофимов А. В., Андреев А. А., Колганов А. В. Опыт применения данных микросейсмического мониторинга для прогноза величины зоны влияния очистных работ на руднике «Октябрьский» // Горный журнал. — 2024. — № 3. DOI: 10.17580/gzh.2024.03.05.

15. Захаров В. Н., Рыльникова М. В., Клебанов Д. А., Радченко Д. Н. Гипотезы оптимизации параметров функционирования горнотехнических систем с применением методов прогнозной аналитики // Горная промышленность. — 2023. — № 5. — С. 38—42. DOI: 10.30686/1609-91922023-5-38-42.

16. Xiaoming Sun, Gan Li, Chengwei Zhao, Yangyang Liu, Chengyu Miao Investigation of deep mine shaft stability in alternating hard and soft rock strata using three-dimensional numerical modeling // Processes. 2019, vol. 7, no. 1, article 2. DOI: 10.3390/pr7010002.

17. Marinin M., Marinina O., Wolniak R. Assessing of losses and dilution impact on the cost chain: Case study of gold ore deposits // Sustainability. 2021, vol. 13, no. 7, article 3830.

18. Ayuk E. T., Pedro A. M., Ekins P. Mineral resource governance in the 21st century: Gearing extractive industries towards sustainable development. Nairobi: International Resource Panel, United Nations Envio, 2020. URL: https://wedocs.unep.org/bitstream/handle/20.500.11822/31639/MR21. pdf?sequence=1&isAllowed=y (accessed 18.11.2022).

19. Конгар-Сюрюн Ч. Б., Ковальский Е. Р. Твердеющие закладочные смеси на калийных рудниках: перспективные материалы, регулирующие напряженно-деформированное состояние массива // Геология и геофизика Юга России. — 2023. — № 13(4). — С. 177—187. DOI: 10.46698/ VNC.2023.34.99.014.

20. Карасев М. А., Нгуен Т. Т. Метод прогноза напряженного состояния обделки подземных сооружений квазипрямоугольной и арочной форм // Записки Горного института. — 2022. — Т. 257. — С. 807—821. DOI: 10.31897/PMI.2022.17.

21. Гендлер С. Г., Крюкова М. С. Управление тепловым режимом линий метрополитена, включающих в себя двухпутные и однопутные тоннели // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2023. — № 9-1. — С. 248—269. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_91_0_248.

22. Казанин О. И., Ильинец А. А. Обеспечение устойчивости выемочных выработок при подготовке выемочных участков пологих угольных пластов тремя выработками // Записки Горного института. — 2022. — Т. 253. — С. 41—48. DOI: 10.31897/PMI.2022.1.

23. Protosenya A., Vilner M. Assessment of excavation intersections’ stability in jointed rock masses using the discontinuum approach // Rudarsko-geološko-naftni zbornik. 2022, vol. 37, no. 2, pp. 137—147. DOI: 10.17794/rgn.2022.2.12.

24. Марысюк В. П., Сабянин Г. В., Андреев А. А., Васильев Д. А. Оценка напряженного состояния рудного массива при ведении очистных работ на глубоких рудниках Талнаха // Горный журнал. — 2020. — № 6. — С. 17–22. DOI: 10.17580/gzh.2020.06.02.

25. Kovalsky E. R., Gromtsev K. V., Sokol D. G., Popova Y. V. Research of the influence of the goaf stowing on the height of the water-conducting discontinuities during the development of the potashmagnesium fields // International Journal of Advanced Research in Engineering and Technology. 2020, vol. 5, pp. 116—121. DOI: 10.34218/IJARET.11.5.2020.013.

26. Федотов Г. С., Сапронова Н. П. Горно-геологические информационные системы как инструмент цифровой трансформации производственных процессов горнодобывающих предприятий // Маркшейдерия и недропользование. — 2021. — № 4. — С. 54—59. DOI: 10.17580/gzh. 2022.01.08.

27. Barton N., Lien R., Lunde J. Engineering classification of rock masses for the design of tunnel support // Rock Mechanics. 1974, vol. 6, no. 4, pp. 189—236. DOI: 10.1007/s12594-019-1336-0.

28. Maleki M., Emery X. Joint simulation of grade and rock type in a stratabound copper deposit // Mathematical Geosciences. 2014, vol. 47, no. 4. DOI: 10.1007/s11004-014-9556-8.

29. Семенцов В. В., Осминин Д. В., Нифанов Е. В. Устойчивость выемочных горных выработок при отработке пластов с труднообрушающимися кровлями // Вестник научного центра ВостНИИ по промышленной и экологической безопасности. — 2021. — № 3. — С. 14—25. DOI: 10.25558/VOSTNII.2021.47.12.002.

30. Greenwood J. H., Meyer A. I., McLahan J. R. Statistical analysis of data in economics. 5th ed. Cambridge, Cambridge University Press, 2010, 626 p.

31. Sabir M. A. Digital transformation in the mining industry: A review // Journal of Cleaner Production. 2021, vol. 288, article 125024. DOI: 10.1016/j.jclepro.2020.125024.

32. Aras A. M. Sustainable mining: A review of current practices and future directions // Resources, Conservation and Recycling. 2021, vol. 162, article 104868. DOI: 10.1016/j.resconrec.2020. 104868.