Дослідження екологічно безпечного відкрито-підземного видобутку з утилізацією гірничих відходів у виробленому просторі шахт та кар’єрів

М. Ступнік В. Калініченко О. Калініченко О. Шепель І. Кушнерьов М. Федько В. Пільчик
Отримано 09.01.2024, Доопрацьовано 25.03.2024, Прийнято 26.04.2024
Анотація

Мета. Метою даної роботи є дослідження напружень та деформацій конструктивних елементів гірничих технологій при переході з відкритого на підземний спосіб видобутку корисних копалин. Методи дослідження. Використані наступні методи: аналіз актуальних досліджень напружено-деформованого стану масиву в зонах контакту відкритих робіт з підземними, математичне моделювання технологічної системи «кар’єр – шахта», дослідження варіацій напружень і деформацій в залежності від стадії відпрацювання родовища; стандартні методи аналізу та оброблення результатів досліджень. Наукова новизна. Встановлені нові закономірності зміни напружено деформованого стану масиву під час різних технологічних фаз переходу з відкритого на підземний спосіб видобутку. Встановлені характер і параметри розвитку напружень та деформацій масиву в залежності від черговості відпрацювання камер, потужності, міцності та кута падіння покладу. Практична значимість. Створена методика дослідження напружено-деформованого стану масиву при поєднанні з технологій відкритого та підземного видобутку залізорудної сировини, інтегрована з математичним моделюванням комбінованих масивів для візуалізації завдань та розв’язання задач поставлених в роботі. На базі встановлених основних характеристик напружено-деформованого стану масиву під дном кар’єру запропонована технологія комбінованого відпрацювання покладу з переходом на підземний спосіб видобутку. Після переходу на підземний видобуток магнетитових кварцитів запропоновано технологію з утилізацією пустих порід у виробленому просторі підземних очисних камер та на дні кар’єру. Результати. Виконаними аналітичними дослідженнями напружено-деформованого стану гірського масиву встановлено, що застосування технологій з закладкою виробленого простору дозволяє стабілізувати рівень напружень та деформацій в гірському масиві. Встановлено, що залежність величини максимальних вертикальних зсувів елементів борта кар’єру від глибини розробки добре описується логарифмічною функцією. Доведено, що утилізація відходів гірничого виробництва в виробленому просторі шахт та кар’єрів дозволяє зменшити негативний вплив гірничодобувних підприємств на довкілля Криворізького залізорудного басейну

Ключові слова:
руда; відкрито-підземний видобуток; аналітичні дослідження; напруження; деформації; утилізація відходів; екологія

Взято з Том 22, № 1, 2024

Сторінки 3–9

Використані джерела ЦИТУВАТИ

[1] Калініченко О.В. Удосконалення концепції управління напружено-деформованим станом гірського масиву при підземних гірничих роботах / Сборник научных трудов «Научно-исследовательского горнорудного института». Кривой Рог, 2015. С. 104–111.

[2] Ступнік М.І., Калініченко В.О., Калініченко О.В. Економічна оцінка ризиків можливих геомеханічних порушень денної поверхні в полях шахт Кривбасу / Науковий вісник Національного гірничого університету. Дніпропетровськ, 2012. №6(132). С. 126–130.

[3] Ступнік М.І., Калініченко В.О., Музика І.О., Калініченко О.В. [та ін.]. Інформаційні технології – складова процесів моніторингу та керування напружено-деформованим станом масиву / Розробка родовищ: щорічний наук.- техн. зб. Дніпропетровськ: Літограф, 2015. С. 175–181.

[4] Stupnik N., Kalinichenko V., Kalinichenko E., Muzika І., Fed'ko М., Pis'menniy S. The research of strain-stress state of magnetite quartzite deposit massif in the condition of mine “Gigant-Gliboka” of central iron ore enrichment works (CGOK) / Metallurgical and mining industry, 2015. No.7. Р. 377–382.

[5] Ступнік М.І., Калініченко В.О., Калініченко О.В. Дослідження напружено-деформованого стану гірського масиву покладу магнетитових кварцитів в умовах шахти «Гігант-Глибока» ПАТ «ЦГЗК» / Металлургическая и горнорудная промышленность, 2015. №5. С. 85–88.

[6] Stupnik N., Kalinichenko V. Parameters of shear zone and methods of their conditions control at underground mining of steep-dipping iron ore deposits in Kryvyi Rig basin / Geomechanical Processes During Underground Mining. School of Underground Mining. Dnipropetrovsk, 2012. Р. 15–19.

[7] Четверик М.С., Бубнова О.А., Бабій К.В., Батур М.О. Швидкість розвитку деформацій у підробленому гірському масиві при підземному вийманні корисних копалин на основі маркшейдерських спостережень / Геотехническая механика. Днепропетровск: НАН ИГТМ, 2016. №130. С. 3–12.

[8] Цариковский В.В., Булат А.Ф., Приходченко B.JI. Контроль процессов разрушения руд Кривбасса геофизическими методами для повышения эффективности их отработки / Проблемы горнодобывающей промышленности металлургического комплекса Украины. Кривой Рог: НИГРИ, 1998. С. 21–24.

[9] Несмашный Е.А., Ткаченко Г.И., Болотников А.В. Обзор технологий и технических средств для геомеханического мониторинга состояния бортов карьеров и отвалов / Разработка рудных месторождений. Кривой Рог, 2010. Вып. 93. С. 89–94.

[10] Ritter W. Die statish der Tunnelgewolbe. Berlin, 1979. 346 р.

[11] Talobre J.A. La mécanique des roches. Paris: Dunod, 1967. 443 p.

[12] Parisean W.G. Estimation of support load refuirements of underground mine openings by computer simulation of mining sequence / Truns. foc. MiningEng. AJME, 1987. Vol. 262. №2 (june). P. 100–109.

Stupnik, M., Kalinichenko, V., Kalinichenko, O., Shepel, О., Kushneriov, І., Fedko, M., & Pilchyk, V. (2024). Study of environmentally safe open-pit and underground mining with mining waste disposal in the worked-out space of underground mines and open pits. Journal of Kryvyi Rih National University, 22(1), 3-9. https://doi.org/10.31721/2306-5451-2024-1-58-3-9
uk