№58-14
Геомеханічні проблеми стійкості природно-техногенних масивів рудних родовищ
О.О. Шустов1, М.В. Петльований1, С.А. Зубко1, Є.А. Шерстюк1
1Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна
coll.res.pap.nat.min.univ. 2019, 58:154-165
http://doi.org/10.33271/crpnmu/58.154
Full text (PDF)
АНОТАЦІЯ
Мета. Навести найбільш вагомі проблеми розроблення рудних родовищ України із точки зору збереження стійкості природно-техногенних масивів і розробити рекомендації щодо вирішення вказаних проблем.
Методика. Для розрахунку параметрів стійкості відвалу № 2 Петровського кар'єра ПрАТ «ЦГЗК» застосовується метод алгебраїчного додавання сил по найбільш напруженій поверхні. При виборі доцільного варіанту ліквідації наслідків зсуву застосовується метод техніко-економічного порівняння. Геомеханічні проблеми та наслідки зниження стійкості вміщуючих порід, руди та закладного масиву при підземній розробці було систематизовано методом узагальнення.
Результати. За результатами аналізу шахтної документації і маркшейдерських зйомок очисних просторів камер у поверсі майже відпрацьованому на теперішній час поверсі 640-740 м випадків обвалення закладки зафіксовано не менш ніж в 18 камерах, причому основними зонами вивалам є покрівля та боки камер. Встановлено, що сукупні витрати на ліквідацію наслідків утворення зсуву площею 2,5 га складають 66,8 і 60,2 млн. грн. відповідно за варіантом із прибиранням тіла зсуву та варіантом із використанням порушеної площі для додаткового складування порід розкриву.
Наукова новизна. Встановлено, що величини осідання масиву гірських порід досягли 70-195 мм. Швидкість осідань масиву на окремих ділянках досягла величини 4 – 6 мм/міс. Наведено класифікацію геомеханічних проблем та наслідків зниження стійкості природно-техногенного масиву при підземній розробці залізних руд із закладанням.
Практична значимість. Виявлені геомеханічні проблеми розробки рудних покладів із закладанням корисні для розробки заходів з підвищення стійкості елементів систем розробки. Запропоновано чотири варіанти ліквідації наслідків зсуву: прибирання тіла зсуву до ліцензованої кордону земельного відводу і розвантаження укосу відвалу на ділянці зсуву до стійкого стану; залучення порушеною площі в земельний відвід; використання площі, порушеною зсувом для складування гірської маси; прибирання зсуву до межі земельного відводу без виположування укосу. Із точки зору стійкості гірничого масиву та економічної доцільності до застосування рекомендовано третій варіант.
Ключові слова:стійкість породного масиву, розробка рудних родовищ, осідання гірського масиву, ліквідація наслідків зсуву, закладення виробленого простору.
Перелік посилань:
1. USGS – United States Geological Survey. (2018). Mineral Resources Program. [online]. Available at: http://minerals.usgs.gov/
2. Державна фіскальна служба України. (2019). Available at: http://sfs.gov.ua/
3. Petlovanyi, M., Kuzmenko, O., Lozynskyi, V., Popovych, V., Sai, K., &Saik, P. (2019). Review of man-made mineral formations accumulation and prospects of their developing in mining industrial regions in Ukraine. Mining of Mineral Deposits, 13(1), 24–38.
https://doi:10.33271/mining13.01.024
4. Булат, А.Ф., Четверик, М.С., Бубнова, Е.А., & Левченко, Е.С. (2017). Проблемы и перспективы использования нарушенных открытыми и подземными разработками геологических сред. Металлургическая и горнорудная промышленность, (1), 90-97.
5. Peregudov, V.V., Gritsina, A.E., & Dragun, B.T. (2010). Current state and future development of iron-ore industry in Ukraine. Metallurgical and Mining Industry, 2(2), 145-151.
6. Ступник, Н.И., & Письменный, С.В. (2012). Перспективные технологические варианты дальнейшей отработки железорудных месторождений системами с массовым обрушением руды. Вісник Криворізького Національного Університету, (30), 3-6.
7. Khomenko, O., Kononenko, M., & Myronova, I. (2017). Ecological and technological aspects of iron-ore underground mining. Mining of Mineral Deposits, 11(2), 59–67.
https://doi.org/10.15407/mining11.02.059
8. Kuzmenko, O., Petlyovanyy, M., & Heylo, A. (2014). Application of fine-grained binding materials in technology of hardening backfill construction. Progressive Technologies of Coal, Coalbed Methane, and Ores Mining, 465-469.
https://doi.org/10.1201/b17547-79
9. Кузьменко, А.М., Петлёваный, М.В., & Усатый, В.Ю. (2010). Влияние тонкоизмельченных фракций шлака на прочностные свойства твердеющей закладки. В Матеріалах Міжнародної науково-практичної конференції «Школа підземної розробки» (с. 383-386). Дніпропетровськ: Національний гірничий університет.
10. Зубко, С.А., & Петлёваный, М.В. (2018). Экономическая целесообразность оптимизации параметров системы разработки рудной залежи в неустойчивых вмещающих породах. Збірник наукових праць Національного гірничого університету, (55), 39-52.
11. Forster, K., Milne, D., & Pop, A. (2007). Mining and rock mass factors influencing hangingwall dilution. Rock Mechanics: Meeting Society’s Challenges and Demands, 1361-1366.
https://doi.org/10.1201/noe0415444019-c169
12. Urli, V., & Esmaieli, K. (2016). A stability-economic model for an open stope to prevent dilution using the ore-skin design. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, (82), 71-82.
https://doi.org/10.1016/j.ijrmms.2015.12.001
13. Petlovanyi, M., Lozynskyi, V., Zubko, S., Saik, P., & Sai, K. (2019). The influence of geology and ore deposit occurrence conditions on dilution indicators of extracted reserves. Rudarsko Geolosko Naftni Zbornik, 34(1), 83-91.
https://doi.org/10.17794/rgn.2019.1.8
14. Кузьменко, А.М., & Петлёваный, М.В. (2014). Влияние структуры горного массива и порядка отработки камерных запасов на разубоживание руды. Геотехнічна механіка, (118), 37-45.
15. Chistyakov, E., Ruskih, V., & Zubko, S. (2012). Investigation of the Geomechanical Processes while Mining Thick Ore Deposits by Room Systems with Backfill of Worked-Out Area. Geomechanical Processes During Underground Mining –Proceedings of the School of Underground Mining, 127-132.
https://doi.org/10.1201/b13157-23
16. Khomenko, O., Kononenko, M., & Petlovanyi, M. (2015). Analytical modeling of the backfill massif deformations around the chamber with mining depth increase. New Developments in Mining Engineering, 265-269.
https://doi.org/10.1201/b19901-47
17. Emad, M.Z. (2017). Numerical modelling approach for mine backfill. Sādhanā, 42(9),1595-1604.
https://doi.org/10.1007/s12046-017-0702-0
18. Кузьменко, О.М., & Петльований, М.В. (2017). Стійкість штучного масиву при підземній розробці потужного рудного покладу на великій глибині. Збірник наукових праць Національного гірничого університету, (50), 56-62.
19. Кононенко, М.М., Петльований, М.В., & Зубко, С.А. (2014). Напружено-деформований стан масиву навколо камер другої черги відпрацювання. Геотехнічна механіка, (115), 120-130.
20. Timoshuk, V., Demchenko, J., & Sherstuk, Y. (2010). The role of natural and technogenic components in failure of geomechanical stability of the territories which are in the influence zone of mining objects. New Techniques and Technologies in Mining, 189–192.
https://doi.org/10.1201/b11329-31
21. Kuzmenko, O., & Petlovanyi, M. (2015). Substantiation the expediency of fine gridding of cementing material during backfill works. Mining of Mineral Deposits, 9(2), 183-190.
https://doi.org/10.15407/mining09.02.183
22. ДриженкоА.Ю., Шустов, А.А., Адамчук, А.А., & Никифорова, Н.А. (2017). Cовершенствование технологии открытой разработки железорудных карьеров Украины при их углубке. Зб. наук праць НГУ, 52. 79-86.
