Формализация процесса выбора технологий отработки месторождений полезных ископаемых

Проведен анализ применяемых систем разработки при добыче полезных ископаемых. Сформулированы основные проблемы, возникающие в процессе разработки месторождений полезных ископаемых. Предложена методика, позволяющая решить задачу выбора технологии разработки месторождения полезных ископаемых и подбора рационального состава закладочной смеси при заданных параметрах закладки. Рассмотрен вопрос разработки методики перехода к цифровым моделям решения поставленных задач (на примере выбора состава закладочной смеси). Данная методика включает нечеткие модели и алгоритмы, которые способны обеспечить обработку больших массивов информации, сформировать факторы внешней среды (горно-геологические, организационные, экономические и производственно-технические). Цифровые модели определяют области внутренней среды, являющиеся приоритетными при выборе решения, и с учетом конструктивных и технологических параметров системы разработки дают возможность установить основные взаимозависимости между ними. Цифровая модель, в отличие от существующих, позволит произвести оценку интегральных показателей проекта уже на первых этапах подбора состава закладочной смеси. Cформулировано cтруктурное представление цифровой модели проектного решения (выбора состава закладочной смеси). Цифровая модель базируется на основе системного анализа и формализации горно-геологических, технологических и внешних условий месторождения, что делает возможной сравнительную оценку интегральных показателей различных решений. Рекомендована информационная структура проектного варианта. Предложено применить коэффициент значимости технико-экономических показателей эффективности. Показано, что при совершенствовании решения задачи (на примере подбора состава закладочной смеси) цифровизация является не революционным методом, отрицающим прежние наработки, а нейтральным ускорителем поэтапного развития.

Каунг П. А., Зотов В. В., Гаджиев М. А., Артемов С. И., Гиреев И. А. Формализация процесса выбора технологий отработки месторождений полезных ископаемых // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2022. – № 2. – С. 124–138. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_2_0_124.

Каунг Пьей Аунг¹ — канд. техн. наук, докторант, e-mail: kaungpyae05@gmail.com, ORCID ID: 0000-0003-0123-7176,
Зотов Василий Владимирович¹ — канд. техн. наук, доцент, e-mail: zotov.vv@misis.ru,
Гаджиев Магомед Абубакарович¹ — аспирант, e-mail: gadjiev.ma@edu.misis.ru,
Артемов Станислав Игоревич¹ — аспирант, e-mail: artemov.si@edu.misis.ru,
Гиреев Илез Аюпович¹ — аспирант, e-mail: gireev.ia@edu.misis.ru,
¹ НИТУ «МИСиС».

Каунг Пьей Аунг, e-mail: kaungpyae05@gmail.com.

1. Temkin I., Myaskov A., Deryabin S., Konov I., Ivannikov A. Design of a digital 3D model of transport–technological environment of open-pit mines based on the common use of telemetric and geospatial information // Sensors. 2021, vol. 21, no. 18, article 6277. DOI: 10.3390/ s21186277.

2. Хайрутдинов М. М., Конгар-Сюрюн Ч. Б., Хайрутдинов А. М., Тюляева Ю. С. Повышение безопасности при извлечении водорастворимых руд путем оптимизации параметров закладочного массива // Безопасность труда в промышленности. — 2021. — № 1. — С. 53—59. DOI: 10.24000/0409-2961-2021-01-53-59.

3. Myaskov A., Temkin I., Deryabin S., Marinova D. Factors and objectives of sustainable development at the implementation of digital technologies and automated systems in the mining industry // E3S Web of Conferences. 2020, vol. 174, article 04023. DOI: 10.1051/e3sconf/202017404023.

4. Sychev A. E., Zaytseva E. V., Tolkachyov P. S. Economic digitalization: contradictions and prospects // Studies in Systems, Decision and Control. 2021, vol. 314, pp. 353–359. DOI: 10.1007/978-3-030-56433-937.

5. Голик В. И., Дмитрак Ю. В., Габараев О. З., Кожиев Х. Х. Минимизация влияния горного производства на окружающую среду // Экология и промышленность России. — 2018. — Т. 22. — № 6. — С. 26—29. DOI: 10.18412/1816-0395-2018-6-26-29.

6. Кашников Ю. А., Ермашов А. О., Ефимов А. А. Геолого-геомеханическая модель участка Верхнекамского калийного месторождения // Записки Горного института. — 2019. — Т. 237. — C. 259–267. DOI: 10.31897/PMI.2019.3.259.

7. Голик В. И., Дмитрак Ю. В., Комащенко В. И., Разоренов Ю. И. Экологические аспекты хранения хвостов обогащения руд в горном регионе // Экология и промышленность России. — 2018. — Т. 22. — № 6. — С. 35—39. DOI: 10.18412/1816-0395-2018-6-35-39.

8. Grayson R. L. Addressing the dual challenges of meeting demand for minerals and sustainable development // Minerals. 2011, vol. 1, no. 1, pp. 1—2. DOI: 10.3390/min1010001.

9. Ловчиков А. В. Горно-тектонические удары на Ловозерском редкометальном месторождении // Вестник Мурманского государственного технического университета. Науки о Земле и смежные экологические науки. — 2008. — Т. 11. — № 3. — C. 385—392.

10. Маловичко А. А., Блинова Т. С., Лебедев А. Ю., Некрасова Л. В. Соликамское землетрясение 5 января 1995 г. / Проблемы безопасности при отработке месторождений полезных ископаемых в зонах градопромышленных агломераций: Материалы международного симпозиума SPM-95. — Екатеринбург: УрО РАН, 1997. — С. 307–315.

11. Адигамов А. Э., Юденков А. В. Модель напряженно-деформированного состояния нарушенного породного массива с учетом анизотропии и неоднородностей // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 8. — С. 93–103. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_8_0_93.

12. Herbut A., Khairutdinov M. M., Kongar-Syuryun Ch., Rybak J. The surface wave attenuation as the effect of vibratory compaction of building embankments // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2019, vol. 362, no. 1, article 012131. DOI: 10.1088/17551315/362/1/012131.

13. Dobrzycki P., Kongar-Syuryun Ch., Khairutdinov А. Vibration reduction techniques for Rapid Impulse Compaction (RIC) // Journal of Physics: Conference Series. 2020, vol. 1425, no. 1), 012202. DOI: 10.1088/1742-6596/1425/1/012202.

14. Хайрутдинов М. М., Конгар-Сюрюн Ч. Б., Тюляева Ю. С., Хайрутдинов А. М. Планетная технология. Предпосылки формирования новой научной дисциплины // Горная промышленность. — 2020. — № 3. — C. 113–120. DOI: 10.30686/1609-9192-2020-3-113-120.

15. Gugunskiy D., Chernykh I., Khairutdinov A. Legal models for activities on the exploration and utilization of space resources: Towards the «Space-2030» agenda // Advances in Intelligent Systems and Computing. 2020, vol. 1100 AISC, pp. 657—664. DOI: 10.1007/9783-030-39319-973.

16. Khayrutdinov A. Current issues of mining activities on celestial bodies: International law aspects // The Advances in the Astronautical Sciences. 2020, vol. 170, pp. 895–902.

17. Khairutdinov A., Tyulyaeva Y., Kongar-Syuryun Ch., Rybak A. Extraction of minerals on celestial bodies as a new scientific direction // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021, vol. 684, no. 1, article 012004. DOI: 10.1088/1755-1315/684/1/012004.

18. Хайрутдинов А. М., Конгар-Сюрюн Ч. Б., Kowalik T., Тюляева Ю. С. Управление напряженно-деформационным состоянием массива горных пород путем формирования разнопрочностной закладки // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 10. — С. 42–55. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-10-0-42-55.

19. Kowalik T., Ubysz A. Waste basalt fibers as an alternative component of fiberconcrete // Materials Today: Proceedings. 2021, vol. 38, pp. 2055—2058. DOI: 10.1016/j.matpr.2020.10.140.

20. Lyashenko V. I., Khomenko O. E., Golik V. I. Friendly and resource-saving methods of underground ore mining in disturbed rock masses // Mining Science and Technology (Russian Federation). 2020, vol. 5, no. 2, pp. 104—118. DOI: 10.17073/2500-0632-2020-2-104-118.

21. Papán D., Valašková V., Drusa M. Numerical and experimental case study of blasting works effect // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2016, vol. 44, no. 5, article 052052. DOI: 10.1088/1755-1315/44/5/052052.

22. Мельник В. В., Васючков Ю. Ф. Принципы повышения безопасности при разработке угольных месторождений // Безопасность труда в промышленности. — 2016. — № 8. — С. 51—54.

23. Ivannikov A., Chumakov A., Prischepov V., Melekhina K. Express determination of the grain size of nickel-containing minerals in ore material // Materials Today: Proceedings. 2021, vol. 38, pp. 2059—2062. DOI: 10.1016/j.matpr.2020.10.141.

24. Кононов А. В., Гончаренко С. Н., Асанов Д. А., Масленников О. О. Исследование ультразвукового воздействия на ионообменные процессы при производстве урана методом подземного скважинного выщелачивания // Цветные металлы. — 2020. — № 4. — C. 50–57. DOI: 10.17580/tsm.2020.04.06.

25. Vinnikov V. A., Silberschmidt M. G., Bocharov V. A., Ignatkina V. A., Gzogyan T. N. Environmental resource — Economized processes of recycling mineral raw materials of complex composition // Environment, Technology, Resources. 2015, vol. 1, pp. 209–215. DOI: 10.17770/etr2013vol1.837.

26. Кузиев Д. А., Пятова И. Ю., Клементьева И. Н., Пихторинский Д. Алгоритм определения максимальной мощности привода подачи карьерного бурового станка // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2019. — № 1. — С. 128–133. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-01-0-128-133.

27. Khairutdinov A., Ubysz A., Adigamov A. The concept of geotechnology with a backfill is the path of integrated development of the subsoil // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021, vol. 684, no. 1, article 012007. DOI: 10.1088/1755-1315/684/1/012007.

28. Куприянов В. В., Бондаренко И. С. Обеспечение безопасности железнодорожных перевозок промышленных грузов на горнодобывающих предприятиях // Безопасность труда в промышленности. — 2021. — № 4. — С. 56—62. DOI: 10.24000/0409-2961-2021-4-56-62.

29. Evsukov S. G., Sigarev A. V., Ustyuzhanina E. V., Zaytseva E. V. Comparative analysis of pricing policies in the market for network goods // Journal of Internet Banking and Commercethis. 2016, vol. 21, no. S6.

30. Kim M. L., Pevzner L. D., Temkin I. O. Development of automatic system for unmanned aerial vehicle (UАV) motion control for mine conditions // Mining Science and Technology (Russian Federation). 2021, vol. 6, no. 3, pp. 203—210. DOI: 10.17073/2500-0632-2021-3-203-210.

31. Куприянов В. В., Бондаренко И. С. Применение нечеткой логики для оценки достоверности моделей краткосрочного прогноза состояния горношахтного оборудования // Горный журнал. — 2021. — № 5. — C. 75–79. DOI: 10.17580/gzh.2021.05.08.

32. Klimov I. Yu. Analysis of soft skills-based approach effectiveness in advanced training program for mining company // Mining Science and Technology (Russian Federation). 2020, vol. 5, no. 1, pp. 56—68. DOI: 10.17073/2500-0632-2020-1-56-68.

33. Temkin I., Klebanov D., Deryabin S., Konov I. Predictive analytics in mining. dispatch system is the core element of creating intelligent digital mine // Communications in Computer and Information Science. 2020, 1201 CCIS, pp. 365–374. DOI: 10.1007/978-3-030-46895-828.

34. Томилин А. В. Создание технико-экономического обоснования при проектировании подземных сооружений с использованием экспертных систем // Естественные и технические науки. — 2016. — № 4(94). — С. 228—232.

35. Кудяков В. А., Минаев Н. Н., Копаница Н. О., Жарова Е. А. Технико-экономическое обоснование инфраструктурных проектов в производстве строительных материалов // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. — 2015. — № 1. — С. 235—239.

36. Vostrikov A. V., Prokofeva E. N., Goncharenko S. N., Gribanov I. V. Analytical modeling for the modern mining industry // Eurasian Mining. 2019, no. 2019, no. 2, pp. 30–35. DOI: 10.17580/em.2019.02.07.

37. Малкин А. С. Разработка методов поэтапного проектирования оптимизации параметров и интегральной оценки проектов угольных шахт: Дис. … докт. техн. наук — М.: МГИ, 1972. — 321 с.