Анализ зависимостей смещения горной массы от применяемых параметров буровзрывных работ и геологических характеристик горных пород

Проведен анализ смещения горных пород и рудных тел при производстве массовых взрывов на открытых горных работах применительно к условиям нескольких горнодобывающих предприятий, имеющих различные геологические характеристики горных пород и параметры буровзрывных работ. При проведении аналитической работы по определению зависимостей смещения горной массы учитывались параметры буровзрывных работ, геологические и геомеханические свойства горных пород. Результаты горизонтального смещения горной массы основаны на результатах смещения маркеров различных типов. Представлены основные зависимости горизонтального смещения горной массы от параметров буровзрывных работ, геологических параметров взрываемых блоков. Выявлена непредсказуемость и несистематичность зависимостей смещения горной массы от параметров буровзрывных работ, что определяет невозможность достоверного прогнозирования значений смещения с использованием только данных параметров. На основании предоставленной геолого-геомеханической блочной модели одного из предприятий выявлены дополнительные зависимости горизонтального смещения горных пород от их плотности и характеристик трещиноватости массива. Полученные обобщенные результаты показывают, что величина смещения горной массы частично зависит как от применяемых параметров буровзрывных работ, так и от геологических характеристик горных пород. Прослеживается закономерная связь между смещением горной массы и рядом указанных выше параметров, что позволяет выдвинуть гипотезу о том, что с высокой вероятностью возможно построить прогнозную модель по определению смещений горной массы и рудных тел при использовании комплексных параметров и высокопрофессиональных подходов.

Некрасов А. В., Ческидов В. В., Некрасова А. Ю. Анализ зависимостей смещения горной массы от применяемых параметров буровзрывных работ и геологических характеристик горных пород // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2025. – № 1. – С. 80–99. DOI: 10.25018/0236_1493_2025_1_0_80.

Некрасов Андрей Владимирович¹ — аспирант, e-mail: m2311920@edu.misis.ru, ORCID ID: 0009-0007-9614-6440,
Ческидов Василий Владимирович¹ — канд. техн. наук, доцент, e-mail: vcheskidov@misis.ru, ORCID ID: 0000-0001-6165-5439, Scopus Author ID: 57197715574,
Некрасова Алена Юрьевна¹ — аспирант, e-mail: m2400143@edu.misis.ru, ORCID ID: 0009-0003-5459-7316,
¹ НИТУ МИСИС.

Некрасов А.В., e-mail: m2311920@edu.misis.ru.

1. Camara T. R., Leal R. S., Peroni R. L., Capponi L. N. Controlling operational dilution in open-pit mining // Mining Technology. 2018, vol. 128, no. 4, pp. 1—8. DOI: 10.1080/25726668.2018.1470275.

2. Kala V., Kubat E., Jabalbarzai G. R., Nikkhah A., Saeedi G. R., Hakimi J., Tahernejad Javazm P. Modelling and determining the effective parameters in ore dilution in Sarcheshmeh copper mine // EFEE World Conference on Explosives and Blasting. Netherlands, Maastricht. 2022, pp. 50—60.

3. Zhi Y., Xiu-Zhi S., Zong-Xian Z., Yong-Gang G., Xiao-Hu M., Jin-Zhou T. Using a dividing openpit blast (DOPB) method to reduce ore loss and dilution caused by blast-induced rock movement // Acta Geotechnica. 2023, vol. 18, pp. 4311—4327. DOI: 10.1007/s11440-023-01826-3.

4. La Rosa D., Julian L., Ruiseco J., Hunt T. Advances in blast movement modelling and its application to next generation grade control / 26th World Mining Congress (WMC 2023). Brisbane, Australia, pp. 2241—2253. https://www.orica.com/Products-Services/Digital-Solutions/orepro-3d.

5. Ковлеков И. И., Тарасов А. С. Методы контрастных маркеров для повышения качества руды при совместной отбойке с вмещающими породами // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2012. — № 11. — С. 401—404.

6. Хохлов С. В., Виноградов Ю. И., Носков А. П., Баженова А. В. Прогнозирование смещения рудных контуров при формировании развала взорванной горной массы // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2023. — № 3. — С. 40—56. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_3_0_40.

7. Engmann E., Ako S., Bisiaux B., Rogers W., Kanchibotla S. Measurement and modelling of blast movement to reduce ore losses and dilution at Ahafo gold mine in Ghana // Ghana Mining Journal. 2013, pp. 27—36.

8. Хохлов С. В., Рахманов Р. А., Аленичев И. А., Баженова А. В., Маккоев В. А. Исследование вопроса управления и контроля за смещением взорванной рудной массы // Взрывное дело. — 2021. — № 132. — С. 59—76.

9. Tetteh G. M. Blast induced ore movement prediction using rock strength parameters — A case study // Journal of Environment and Earth Science. 2016, vol. 6, no. 3, available at: www.iiste.org.

10. Poupeau B., Hunt W., La Rosa D. Blast induced ore movement: The missing step in achieving realistic reconciliations. https://www.orica.com/Products-Services/Digital-Solutions/orepro-3d.

11. Loeb J., Thornton D. A cost benefit analysis to explore the optimal number of blast movement monitoring locations / 9th International Mining Geology Conference. Adelaide, 2014, pp. 1—9.

12. Magohe S. P., Shoo N., Mapogha E., Kinabo C., Chambulikazi C. Monitoring rock movement and controlling ore loss and dilution associated with blasting at Geita and North Mara Gold mines, Tanzania // Mining Technology. 2022, vol. 131, no. 2, pp. 90—103. DOI: 10.1080/25726668.2022.2046684.

13. Julian L., Hunt W., La Rosa D., Ruiseco J. R. A novel innovation for reconciliation / International Mining Geology Conference 2022. Brisbane, Australia and Online, 2022. https://www.orica. com/Products-Services/Digital-Solutions/orepro-3d.

14. Русаков А., Лоеб Д., Гамбаль М., Косухин Н. Сокращение потерь руды и разубоживания: прямая оценка или моделирование перемещения руды взрывом // Золото и технологии. — 2021. — № 2 (52).

15. Yu Z., Shi X., Miao X., Zhou J., Khandelwal M., Chen X., Qiu Y. Intelligent modeling of blastinduced rock movement prediction using dimensional analysis and optimized artificial neural network technique // International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences. 2021, vol. 143, no. 2, article 104794. DOI: 10.1016/j.ijrmms.2021.104794.

16. Гамбаль М. Ю., Ручка А. С., Исмайлов М. А. Новые технологии на вооружении службы главного геолога по уменьшению потерь и разубоживания за счет фактического измерения перемещения рудных тел при производстве взрывных работ в карьере. Опыт применения на месторождении «Павлик» // Золото и технологии. — 2021. — № 3(53). — C. 114—121.

17. Кабелко С. Г., Дунаев В. А., Яницкий Е. Б., Рахманов Р. А. Компьютерное моделирование смещения горной массы и оценка разубоживания руды в результате массового взрыва при открытой разработке месторождений // Взрывное дело. — 2018. — № 120-77. — С. 94—108.

18. Казаков Н. Н. и др. Дробление горных пород взрывом в карьерах: монография. — М.: РАН, 2020. — 520 с.

19. Шевкун Е. Б., Леоненко Н. А., Плотников А. Ю. Взрывное рыхление горных пород с увеличенными интервалами замедлений // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 12-1. — С. 255—263. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_121_0_255.

20. Eshun P. A., Dzigbordi K. A. Control of ore loss and dilution at anglogold ashanti, iduapriem mine using blast movement monitoring system // Ghana Mining Journal. 2016, vol. 16, no. 1, pp. 49—59.

21. Loeb J., Silveira M. Minimizing mining dilution, ore loss, and misclassification by accounting for blast movement in south american porphyry-skarn and manto copper mines / Proceedings Perumin 33rd Mining Convention. Peru: Instituto De Ingenieros De Minas Del Peru, 2017.

22. Ghaffari M., Panahi A. M. M., Hassani M. Control of iron ore extraction to reduce dilution in GoharZamin mine // Journal of Critical Reviews. 2020, vol. 7, no. 8, pp. 3604—3607.

23. Yu Z., Shi X-Z., Zhang Z-X., Gou Y-G., Miao X-H., Kalipi I. Numerical investigation of blast-induced rock movement characteristics in open-pit bench blasting using bonded-particle method // Rock Mechanics and Rock Engineering. 2022, vol. 55, pp. 3599—3619. DOI: 10.1007/s00603-022-02831-w.

24. Fu W., Furtney J., Valencia J. Blast movement simulation through a hybrid approach of continuum, discontinuum, and machine learning modeling / ARMA 23-831. 57th US Rock Mechanics. Geomechanics Symposium held in Atlanta, Georgia, USA, 2023.

25. Vasylchuk Y. V., Deutsch C. V. Approximate blast movement modelling for improved grade control // Mining Technology. 2019, vol. 128, no. 3, pp. 152—161. DOI: 10.1080/25726668.2019.1583843.

26. Vasylchuk Y. V., Deutsch C. V. Improved grade control in open pit mines // Mining Technology. 2018, vol. 127, no. 2, pp. 84—91. DOI: 10.1080/14749009.2017.1363991.

27. Koprev I., Garkov I., Kaykov D., Terziyski D. Studying blast induced rock movement in open-pit mining with small benches / 11th EFEE World Conference. Maastricht, Netherlands, 2022, pp. 191—204.

28. Эткин М. Б., Азаркович А. Е. Взрывные работы в энергетическом и промышленном строительстве: Научно-практическое руководство. — М.: Изд-во МГГУ, 2004. — 317 с.

29. Аленичев И. А., Рахманов Р. А. Исследование эмпирических закономерностей сброса горной массы взрывом на свободную поверхность уступа карьера // Записки Горного института. — 2021. — T. 249. — C. 334—341. DOI: 10.31897/PMI.2021.3.2.

30. Мартьянов В. Л., Колесников В. Ф., Лапаев М. Н. Исследование параметров буровзрывных работ при комбинированной технологии разработки наклонных месторождений // Техника и технология горного дела. — 2022. — № 3(18). — C. 53—78. DOI: 10.26730/2618-7434-2022-3-53-78.

31. Менжулин М. Г., Молдован Д. В., Борисенко Ю. Н., Легкова О. Е. Модель влияния естественных трещиноватости и блочности на взрывное разрушение горных пород // Записки Горного института. — 2007. — T. 172. — C. 43—47.

32. Yang Y., Ding X., Zhou W., Lu X., Ebelia M., An W., Li J., Zhang X. Open-pit mine geological model construction and composite rock blasting optimization research // Shock and Vibration. 2022, article 1468388. DOI: 10.1155/2022/1468388.

33. Deere D. U., Deere D. W. The rock quality designation (RQD) index in practice / Rock Classification System for Engineering Purposes, ASTM STP 984, American Society for Testing and Materials, Philadelphia, 1988, pp. 91—101.

34. Ohadi B., Esmaeili K., Mohanty B. Influence of rock mass properties on blast-induced rock movement / 44th Annual Conference on Explosives and Blasting Technique. San Antonio, USA, 2018.