Обоснование параметров и технологии безопасной выемки целиков при подземной разработке золоторудного месторождения

С целью восполнения сырьевой базы при разработке Ветренского золоторудного месторождения были проведены геологоразведочные работы, в результате которых установлено наличие перспективных к отработке запасов в нескольких рудных телах на нижних горизонтах подземного рудника. В связи с увеличением глубины горных работ было необходимо определить устойчивые конструктивные параметры системы подэтажных штреков — размеры междуэтажных и междукамерных целиков. В результате определены размеры вышеуказанных целиков в зависимости от мощности и угла падения рудного тела и область применения данной технологии. Для условий отработки характерного рудного тела был сконструирован вариант системы разработки подэтажных штреков с площадным выпуском руды и формированием междуэтажного и междукамерного целиков. Выемка временно неактивных запасов целиков производится путем их массового обрушения на днище камеры и выпуска руды под обрушенными породами. Предложены мероприятия по снижению потерь руды в гребнях между погрузочными заездами. Поскольку на руднике практически отсутствует опыт массового обрушения целиков, были выполнены расчеты границ опасной зоны по воздействию ударной воздушной волны. Установлена зависимость избыточного давления на фронте ударной воздушной волны от расстояния от места массового взрыва. С учетом того, что разработка месторождения ведется в условиях криолитозоны и отсутствия крепления горных выработок, в качестве руководящего выбрано расчетное значение избыточного давления на фронте ударной воздушной волны без учета местных сопротивлений. Из соображений предотвращения несчастных случаев при массовом взрыве все люди выводятся на поверхность из рудника на расстояние не менее 50 м от устья штольни.

Рожков А. А., Барановский К. В., Смирнов А. А., Соломеин Ю. М. Обоснование параметров и технологии безопасной выемки целиков при подземной разработке золоторудного месторождения // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 5—1. — С. 41—54. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_51_0_41.

Исследования выполнены в рамках Госзадания №075—00581—19—00. Тема №0405—2019—0005.

Рожков Артём Андреевич¹ — канд. техн. наук, старший научный сотрудник лаборатории подземной геотехнологии, geotech@igduran.ru;
Барановский Кирилл Васильевич¹ — канд. техн. наук, старший научный сотрудник лаборатории подземной геотехнологии;
Смирнов Алексей Алексеевич¹ — канд. техн. наук, старший научный сотрудник лаборатории подземной геотехнологии;
Соломеин Юрий Михайлович¹ — научный сотрудник лаборатории подземной геотехнологии;
¹ Институт горного дела Уральского отделения Российской академии наук (ИГД УрО РАН), Екатеринбург, Россия.

1. Аксенов А. А., Ожиганов И. А. Совершенствование практики отнесения месторождений к склонным по горным ударам // Безопасность труда в промышленности. — 2018. — № 1. — С. 58—60.

2. Соколов И. В., Смирнов А. А., Антипин Ю. Г., Барановский К. В., Никитин И. В., Рожков А. А., Соломеин Ю. М., Дедов О. Ю. Особенности подземной разработки Ветренского золоторудного месторождения // Известия высших учебных заведений. Горный журнал. — 2018. — № 4. — С. 12—22.

3. Соколов И. В., Антипин Ю. Г., Рожков А. А. Модернизация системы разработки маломощного месторождения богатых медноколчеданных руд // Устойчивое развитие горных территорий. — 2020. — Т. 12. — № 3 (45). — С. 444—453.

4. Необутов Г. П., Зубков В. П., Петров Д. Н. Оценка устойчивости обнажений массива горных пород в условиях подземной разработки месторождений криолитозоны // Научное обозрение. — 2014. — № 8—3. — С. 941—943.

5. Сосновская Е. Л. Оценка техногенных напряжений на контуре очистных камер при разработке крутопадающих золоторудных жил малой мощности // Вестник ИрГТУ. — 2014. — № 12 (95). — С. 82—88.

6. Avdeev A.,  Sosnovskaya  E.  Geomechanical  Conditions  of Vein  Gold  Deposits in Permafrost Zone // E3S Web of Conferences. VIII International Scientific Conference “Problems of Complex Development of Georesources” (PCDG 2020). Vol. 192. 2020. P. 01026. https: // doi.org/10.1051/e3sconf/202019201020.

7. Athey J. E., Werdon M. B., Twelker E., Henning M. W. Alaska’s Mineral Industry 2015. AK: Alaska Division of Geological & Geophysical Survey, Fairbanks. 2016. 45 p. DOI: 10.14509/29687.

8. Хохолов Ю. А., Соловьев Д. Е. Прогноз теплового режима рудника с учетом динамики развития горных работ // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). — 2013. — № 10. — С. 30—36.

9. Методические указания по определению размеров камер и целиков при подземной разработке руд цветных металлов. — Чита: Читинский филиал ВНИПИгорцветмет, 1988. — 126 с.

10. Методические указания по установлению размеров камер и целиков при камерных системах разработки руд цветных металлов. — Ленинград : ВНИМИ, 1972. — 85 с.

11. Massabki R. F. Panel opening in sublevel open stope mining using modeling software / 24th World Mining Congress, 2016, Rio de Janeiro, Brazil. pp. 358—364.

12. Барановский К. В., Соломеин Ю. М., Антипин Ю. Г. Совершенствование технологии выемки запасов целиков и способа погашения выработанного пространства в условиях Кыштымского подземного рудника // Проблемы недропользования. — 2018. — № 1 (16). — С. 5—12.

13. Тапсиев А. П., Фрейдин А. М., Филиппов П. А., Усков В. А., Неверов А. А., Артеменко Ю. В., Вдовин Г. К., Садабаев К. Т. Обоснование параметров и проведение крупномасштабного взрыва на Макмальском руднике в условиях сейсмоопасной высокогорной зоны Тянь-Шаньского хребта // Взрывное дело. — 2012. — № 108—65. — С. 316—332.

14. Shekhar G., Gustafson A., Boeg-Jensen P., Malmgren L., Schunnesson H. Draw control strategies in sublevel caving mines — A baseline mapping of LKAB’s Malmberget and Kiirunavaara mines // The Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy, 2018, Vol. 118, Iss. 7, P. 723—733.

15. Lapčević V., Torbica S. Numerical Investigation of Caved Rock Mass Friction and Fragmentation Change Influence on Gravity Flow Formation in Sublevel Caving // Minerals, 2017, Vol. 7, Iss. 4. https: // doi.org/10.3390/min7040056

16. Савич И. Н., Нестеров Ю. И. Обоснование режима фронтально-торцевого выпуска руды // Маркшейдерия и недропользование. — 2018. — № 1 (93). — С. 21—23.

17. Fowler A. C., Scheu B. A theoretical explanation of grain size distributions in explosive rock fragmentation // Proceedings of The Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 2016, Vol. 472, Iss. 2190. DOI: 10.1098/rspa.2015.0843.

18. Садовский М. А. Избранные труды: Геофизика и физика взрыва / М. А. Садовский; Отв. ред. В. В. Адушкин. — М.: Наука, 2004. — 440 с.

19. Zharikov S., Kutuev V. On the Issue of Defining Safe Distances and Overpressure Under Impact of Shock Air Blast Wave (Magnesitovaya Mine) // E3S Web of Conferences. VIII International Scientific Conference “Problems of Complex Development of Georesources” (PCDG 2020). Vol. 192. 2020. P. 01027. https: // doi.org/10.1051/e3sconf/202019201027.

20. Налисько Н. Н. Защита персонала от ударных воздушных волн путем управлением их распространением в протяженных сооружениях // Вісник Придніпровської державної академії будівництва та архітектури. — 2018. — № 3 (241—242). — С. 102—114.

21. Morel G., Pillay M. The Occupational Risk Assessment Method: A Tool to Improve Organizational Resilience in the Context of Occupational Health and Safety Management // Advances in Safety Management and Human Factors : Proceedings of the AHFE 2019 International Conference on Safety Management and Human Factors. Series: Advances in Intelligent Systems and Computing. — Cham : Springer, 2019. Vol. 969. P. 367—376.