Обоснование параметров ресурсосберегающей камерной системы разработки подкарьерных запасов крутых рудных залежей с комбинированной закладкой тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Кудря Александра Одиссеевна

• Кудря Александра Одиссеевна
• кандидат наук
• 2025

Оглавление диссертации кандидат наук Кудря Александра Одиссеевна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, АКТУАЛЬНОСТЬ, ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Состояние отечественной и зарубежной практики отработки подкарьерных запасов крутопадающих рудных залежей

1.2. Теория и практика применения бутобетонной закладки

1.3. Теоретические и практические основы выбора и обоснования систем разработки при подземной добыче подкарьерных запасов

1.4. Перспективы развития и совершенствование систем разработки при выемке подкарьерных запасов крутых рудных залежей

1.5. Цели, задачи и методы исследования

ГЛАВА 2. ГЕОМЕХАНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ И ВЫБОР БЕЗОПАСНЫХ ПАРАМЕТРОВ КАМЕРНОЙ СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ С КОМБИНИРОВАННОЙ ЗАКЛАДКОЙ ПРИ ВЫЕМКЕ ПОДКАРЬЕРНЫХ ЗАПАСОВ КРУТЫХ РУДНЫХ ЗАЛЕЖЕЙ МАЛОЙ И СРЕДНЕЙ МОЩНОСТИ

2.1. Общие положения

2.2. Метод исследования, постановка задачи, выбор критериев устойчивости массива пород и закладки

2.3. Анализ результатов математического моделирования напряженно-деформированного состояния массива пород в конструктивных элементах подземной геотехнологии

2.4. Оценка устойчивости конструктивных элементов подземной геотехнологии

2.5. Выводы по главе

ГЛАВА 3. ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЕФОРМАЦИОННО -ПРОЧНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК БУТОБЕТОННОЙ ЗАКЛАДКИ, ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ ЕЁ ПАРАМЕТРОВ

3.1. Общие положения

3.2. Определение крепости породы, используемой в качестве заполнителя при приготовлении бутобетонной закладочной смеси

3.3. Разработка рецептур и изготовление образцов бутобетонной закладки

3.4. Определение деформационно-прочностных свойств бутобетонной твердеющей закладки

3.4.1. Предел прочности бутобетона при одноосном сжатии

3.4.2. Деформационные характеристики бутобетонной закладки при одноосном сжатии

3.4.3. Исследование влияния масштабного фактора на деформационно -прочностные свойства бутобетонных кубических образцов

3.5. Анализ результатов испытаний бутобетонных образцов и оценка влияющих факторов на их деформационно-прочностные свойства

3.5.1. Влияние крупности заполнителя

3.5.2. Влияние крепости заполнителя

3.5.3. Влияние дозировки вяжущего и водоцементного соотношения

3.5.4. Влияние срока схватывания (время твердения)

3.4.5. Влияние масштабного эффекта

3.5. Выводы по главе

ГЛАВА 4. ОБЛАСТЬ БЕЗОПАСНОГО ПРИМЕНЕНИЯ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩЕЙ ТЕХНОЛОГИИ ОТРАБОТКИ ПОДКАРЬЕРНЫХ ЗАПАСОВ КРУТЫХ РУДНЫХ ЗАЛЕЖЕЙ МАЛОЙ И СРЕДНЕЙ МОЩНОСТИ С БУТОБЕТОННОЙ И ПОРОДНОЙ ЗАКЛАДКОЙ В УСЛОВИЯХ ИЗМЕНЧИВОСТИ ПРИРОДНЫХ И ТЕХНОГЕННЫХ ФАКТОРОВ

4.1. Основные положения

4.2. Безопасные параметры конструктивных элементов технологии выемки в условиях крутых рудных залежей

4.3. Выводы по главе

ГЛАВА 5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБАЛСТИ ЭФФЕКТИВНОГО ПРИМЕНЕНИЯ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩЕЙ ТЕХНОЛОГИИ ОТРАБОТКИ ПОДКАРЬЕРНЫХ ЗАПАСОВ КРУТЫХ РУДНЫХ ЗАЛЕЖЕЙ МАЛОЙ И СРЕДНЕЙ МОЩНОСТИ С БУТОБЕТОННОЙ И ПОРОДНОЙ ЗАКЛАДКОЙ

5.1. Исходные данные, методология решения задачи

5.2. Технико-экономический анализ камерной системы разработки с комбинированной закладкой и область рационального её применения

5.3. Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Приложение А

Приложение Б

Приложение В

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обоснование параметров ресурсосберегающей камерной системы разработки подкарьерных запасов крутых рудных залежей с комбинированной закладкой»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. В настоящее время на большинстве рудных месторождений наблюдается устойчивая тенденция перехода от карьерной выемки к подземной разработке. В основном это связано и определено повышением эффективности горных работ, воспроизводством и восполнением выбывающих запасов при понижении горизонта добычи минерального сырья, а также долгосрочными перспективами освоения и развития новых социальных районов.

Практический опыт при отработке рудных залежей малой и средней мощности под дном карьера свидетельствует о значительной доле использования систем разработки с обрушением. Неоспоримыми преимуществами этих технологий являются дешевизна и интенсификация добычи. Однако, низкие показатели извлечения и лавинообразное развитие зон сдвижений массива пород ограничивают область их рационального и безопасного применения. Поэтому способы извлечения минерального сырья с обрушением используются, в основном, при разработке рядовых руд невысокого качества и ценности, а также в условиях, где не требуется сохранение дневной поверхности.

Повышенные риски возникновения опасных деформаций подрабатываемого массива пород, обрушений бортов карьеров, нарушений нормальной эксплуатации наземной инфраструктуры определяют целесообразность применения при отработке подкарьерных запасов систем разработки с полной закладкой выработанного пространства. Отличием этих систем от технологий с обрушением являются высокие показатели полноты и качества извлечения запасов, надежное управление горным давлением и сдвижением подработанного массива. Тем не менее их применение сопряжено с чрезмерно большими материально-трудовыми затратами, а также зависимостью от наличия источников закладочного материала, что экономически оправдывается только при добычи высокоценного сырья.

В связи с этим, особо остро стоят вопросы повышения эффективности отработки подкарьерных запасов руд выше средней ценности и качества, в том числе и

весьма ценных. Одним из перспективных направлений, позволяющих сократить затраты на добычу без ущерба безопасности ведения очистных работ и увеличить границы применения технологий с формированием искусственных массивов является использование комбинированного способа управления горным давлением путем заполнения выработанного пространства разными видами закладочного материала.

Таким образом, отмеченные проблемы являются не только актуальными, но и непосредственно связанными с действующими рудниками, что относит их к весьма важным задачам, решение которых, бесспорно, обеспечит вклад в развитие горной промышленности.

Объект исследования - подземная технология камерной выемки подкарьер-ных запасов при разработке крутопадающих рудных залежей малой и средней мощности с возведением комбинированного искусственного массива.

Предмет исследования - способ управления напряженно-деформированным состоянием массива пород, безопасные параметры системы разработки и её эффективность в разных геомеханических и конъюнктурных условиях освоения месторождений полезных ископаемых.

Целью работы является обоснование рациональных параметров ресурсосберегающей геотехнологии камерной выемки крутопадающих рудных залежей малой и средней мощности для безопасной и эффективной отработки подкарьерных запасов.

Идея работы заключается в использовании закономерностей изменения напряженно-деформированного состояния массива пород при формировании техногенной зоны из искусственных целиков для установления параметров камерной системы разработки.

Задачи исследований:

1. Геомеханическое обоснование и выбор безопасных параметров камерной системы разработки с комбинированной закладкой при выемке подкарьерных запасов крутых рудных залежей малой и средней мощности.

2. Исследование прочностных характеристик бутобетонной закладки, определение рациональных ее параметров.

3. Определение области безопасного применения ресурсосберегающей технологии отработки подкарьерных запасов крутых рудных залежей малой и средней мощности с бутобетонной и породной закладкой в условиях изменчивости природных и техногенных факторов.

Методы исследований: анализ и обобщение мирового опыта разработки подкарьерных запасов крутых рудных залежей; численное моделирование напряженно-деформированного состояния (НДС) массива горных пород и его устойчивости с использованием теории упругости посредством метода конечных элементов (МКЭ); экспериментальные исследования бутобетонной закладки в лабораторных условиях; ранжирование, систематизация и сравнение результатов исследований; технико-экономический анализ.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Безопасная отработка крутопадающих рудных тел малой и средней мощности обеспечивается возведением комбинированной закладки из бутобетона и породы с формированием техногенной конструкции из искусственных целиков разной прочности и жесткости с учетом их взаимного расположения при соотношениях:

■ пролета камеры второй очереди к ширине бутобетонных целиков 2,5:1 и 0,8:1 при росте мощности залежи с 2,5 до 15 м для массивов пород с тектоническим полем напряжений, 3,0:1 и 1,3:1 с гидростатическим и 3,5:1 и 1,7:1 с гравитационным;

■ высоты этажа к мощности залежи 10:1, при её изменении от 2,5 до 15 м.

2. Изменения деформационно-прочностных свойств бутобетонной закладки обусловлены наибольшим влиянием на одноосное сжатие показателя крепости породы-заполнителя и водоцементного соотношения, тогда как на модуль деформации преимущественно воздействуют доля цемента и крупность бута:

■ повышение крепости породы-заполнителя в 2 раза увеличивает прочность бутобетона в 1,7 раза, в то время как рост водоцементного соотношения с 0,8:1 до 2,0:1 снижает её в 1,6 раза;

■ возрастание доли цемента с 4 % до 8 % повышает модуль деформации бутобетона до 1,7 раза, вместе с тем, увеличение крупности бута в 2 раза снижает его до 1,2 раза на 28 сутки.

3. Устойчивость приконтурного массива пород и искусственных целиков определяется пролетом зоны отработки и достигается распределением бутобетон-ных целиков с формированием более прочных в 1,4 -1,7 раза в центре выемочного участка по сравнению с фланговыми.

Достоверность научных результатов, сформулированных в работе, подтверждается: представительным объемом математических и лабораторных экспериментов на основе широко используемых, апробированных и верифицированных методов и научных подходов, классической постановкой краевой упругой задачи с граничными условиями для скальных, хрупких и высокомодульных горных пород, рядом полученных и подтвержденных ранее фундаментальных и прикладных закономерностей изменения НДС массива пород при разработки крутых рудных залежей, согласованностью с данными аналогичных исследований, внедрением результатов при разработке предпроектной и проектной документации.

Научная новизна работы заключается в:

— установлении закономерностей взаимодействия чередующихся разно-жестких искусственных целиков, влияния их параметров и порядка очистной выемки на напряженно-деформированное состояние и устойчивость конструктивных элементов камерной системы разработки;

— установлении зависимостей деформационно-прочностных свойств буто-бетонной смеси от крупности породы-заполнителя, ее крепости, дозировки вяжущего с затворителем и срока схватывания;

— выявлении факторов, характеризующих уменьшение влияния пролета зоны отработки на снижение устойчивости бутобетонных целиков за счет выравнивания их напряженно-деформированного состояния в центре и на флангах выемочного участка.

Личный вклад автора состоит: в анализе и обобщении безопасной и эффективной разработки подкарьерных рудных запасов; в постановке и решении краевых задач теории упругости; в установлении на основе геомеханического обоснования параметров ресурсосберегающей камерной системы разработки с комбинированной закладкой закономерностей и связей между техногенными и природными факторами; в проведении лабораторных экспериментов по изучению деформационно-прочностных характеристик бутобетонной закладки; в выполнении технико-экономического анализа геотехнологии; в определении рациональных параметров камерной системы разработки с комбинированной бутобетонной и породной закладкой, а также области ее безопасного и экономически эффективного применения; в формулировке защищаемых положений и обосновании их научной новизны.

Практическое значение работы заключается: в определении области рационального применения подземной камерной геотехнологии с комбинированной закладкой при отработке подкарьерных запасов крутых рудных залежей средней и малой мощности в зависимости от элементов их залегания, параметров природного поля напряжений, искусственных целиков, камер второй очереди, прочности бутобетона и ценности добываемого минерального сырья; в получении на основе лабораторных испытаний характерных для разных геомеханических условий выемки и параметров горнотехнической конструкции рецептур бутобетонной закладки с учетом крупности породы-заполнителя и её крепости, воды, связующего и срока твердения; в использовании полученных результатов исследований на стадии проектирования разработки месторождения полезных ископаемых.

Реализация работы. Результаты использованы и рекомендованы:

— в проектах фундаментальных исследований РАН и СО РАН: Развитие научных основ и разработка физико-технической геотехнологии освоения место-

рождений твердых полезных ископаемых в сложных горно-геологических и геомеханических условиях на основе интенсификации и совмещения производственных процессов (Разработка технических и технологических решений по обоснованию и выбору способов крепления горных выработок в массивах горных пород, склонных и опасных по горным ударам; Геометрическая параметризация массивов горных пород по горно-геологическим и горнотехническим факторам для эффективного использования численных геомеханических моделей геосреды при выборе и обосновании параметров систем разработки. Развитие комбинированных технологий подземной добычи руд и область их применения). Приоритетное направление: 1Х.132. Комплексное освоение и сохранение недр Земли, инновационные процессы разработки месторождений полезных ископаемых и глубокой переработки минерального сырья. Программа ФНИ СО РАН: 1Х.132.4. Развитие научных основ комплексного освоения месторождений Сибири: создание ресурсосберегающих, инновационных геотехнологий добычи и обогащения твердых полезных ископаемых в сложных горнотехнических и геомеханических условиях;

— в научно-исследовательских работах с выдачей технических и предпро-ектных решений, в том числе при разработке проектной документации, содержащих условия отработки подкарьерных запасов ряда месторождений (Дальневосточный регион, Восточный Казахстан);

— при разработке предпроектной и проектной документации на основании протокола очного заседания от 03.10.2025 г. № 02-ЯНА-01/6-ПР научно-технического совета АК «АЛРОСА» (ПАО), 15 сентября 2025 г.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на международных научно-технических симпозиумах «Неделя горняка», Москва, 2024-2025 гг. и конференциях: Всероссийская научная конференция с международным участием «Проблемы разработки месторождений полезных ископаемых в условиях больших глубин», 2024 г., XIX Всероссийская молодежная научно-практическая конференция «Проблемы недропользования», 2025 г., Всероссийская научная конференция с международным участием «Геодинамика и напряженное состояние недр земли», 2025 г.

Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 11 научных работах, входящих в международные реферативные базы данных и системы цитирования, включая 6 публикаций в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы из 134 наименований, 3 приложений, выполнена на 167 с., включая 76 рисунка и 22 таблицы.

Автор выражает благодарность научному руководителю д.т.н. А.А. Неверову за внимание, вовлеченность и направление при выполнении исследований, а также коллективу научных сотрудников лаборатории подземной разработки рудных месторождений ИГД СО РАН за продуктивное обсуждение и ценные замечания и наставления, и ЦКП ГГГИ СО РАН за содействие в проведении лабораторных экспериментов и обсуждения их результатов.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, АКТУАЛЬНОСТЬ, ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Состояние отечественной и зарубежной практики отработки подкарьер-ных запасов крутопадающих рудных залежей

На сегодняшний день наблюдается тенденция перехода от карьерной выемки к подземной на большинстве рудных месторождений [1-31]. Это обусловлено повышением эффективности горных работ, а также воспроизводством и восполнением выбывающих запасов с понижением горизонта добычи минерального сырья [1-6, 9-29]. За пределами проектных контуров карьеров, как правило, имеются значительные запасы полезного ископаемого, которые экономически целесообразно добывать подземным или комбинированным способами разработки месторождений [5, 7-8, 11, 1331].

Несмотря на значительный опыт по отработке залежей под дном карьера, потребность в совершенствовании теории и технологий подземной, в том числе комбинированной (открыто-подземной) разработки рудных месторождений является необходимым и важнейшим условием для дальнейшего развития горного производства [5, 7-8, 11, 13-31].

Процесс отработки подкарьерных запасов достаточно сложен и изучение способов, выбор и проработка основных параметров систем разработки, обеспечивающих эффективное и безопасное освоение подкарьерных запасов с наибольшей полнотой выемки представляет собой значимую задачу и вызывает практический интерес.

Таким образом, вопросы повышения безопасности освоения, полноты и качества извлечения рудных залежей, расположенных в подкарьерной и прибортовой зонах, становятся крайне актуальными и востребованными на действующих горнодобывающих предприятиях [1-65].

Поиск любых эффективных технических решений начинается с анализа или обобщения имеющего практического опыта, решающего ту или иную проблему. Так,

применительно к выемке подкарьерных запасов выполнен обзор способов и технологий добычи минерального сырья ниже дна карьера.

Выбор системы разработки подкарьерных запасов зависит от геологических, горнотехнических и экономических условий. Анализ опыта отработки подкарьерных запасов около 40 месторождений при последовательном переходе от открытых горных работ к подземным показал, что разнообразие используемых систем разработки достаточно широко [1-65]. В частности, по способу поддержания выработанного пространства выделяются все три существующих класса систем разработки, а именно с естественным, искусственным поддержанием очистного пространства и обрушением (рис. 1.1.1).

Поддержание выработанного пространства

17% 36%

естественое поддержание

искусственное поддержание

обрушение

Рис. 1.1.1. Распределение по способам поддержания выработанного пространства приведено в

соответствии с анализом более 40 месторождений

Системы разработки с естественным поддержанием выработанного пространства применяются на таких месторождениях, как Фруд-Стоби (Канада), Раутаваара (Финляндия), Енском руднике (Россия), Кананеа (Мексика), Джусинское (Россия) и ряда других. Они характеризуются значительной интенсивностью выемки, обеспечивая производительность блока до 50 тыс. т/месяц и более. Ограниченность использования данных систем связанна с возможностью ведения горных работ только в рудах и вмещающих пород с высокой устойчивостью. Поддержание выработанного пространства осуществляется за счет естественной устойчивости горного массива

47%

путем оставления целиков различной формы, позволяющих управлять состоянием кровли и в целом налегающей толщи пород.

Наиболее распространённая система разработки с обрушением руды и вмещающих пород характеризуется высокой производительностью блока, интенсивностью освоения запасов и низкими затратами на добычу, однако для неё характерны высокие значения потерь и разубоживания минерального сырья и развитие зон сдвижении подработанного массива. Данные геотехнологии используются, в основном, при разработке рядовых руд невысокого качества и ценности, а также в условиях, где не требуется сохранение земной поверхности. К примерам применения системы разработки с обрушением можно отнести следующие рудники: Блэтбергер (Швеция), Сан-райз (США), Кируна (Швеция), Миндяксое (Россия), Краснокаменское (Россия) и другие.

Так при доработке запасов под дном карьера в случае, если необходимо на начальном этапе сохранение элементов карьерной выемки - уступов бортов, обеспечивающих транспортный доступ к технологической инфраструктуре при определенных условиях, могут возникнуть ограничения и не позволить использовать данный класс систем разработки.

Устойчивость бортов и дна карьера возможно обеспечить за счет применения закладки отработанных подземных камер пустыми породами или твердеющими материалами. Стоит отметить, что системы с искусственным поддержанием выработанного пространства наиболее эффективны для отработки подкарьерных запасов, и применяются на таких рудниках как Пюхасалми (Финляндия), Реоцин (Испания), Алтып-Топканское (Узбекистан) и других.

Системы с искусственным поддержанием выработанного пространства с одной стороны характеризуются высокой себестоимостью добычи, низкой интенсивностью освоения запасов и производительностью труда, с другой - обеспечивают низкие показатели потерь и разубоживания руды, устойчивое состояние подрабатываемого массива пород и исключают динамические события в зоне очистных работ. Тем не менее, как показывает практический опыт, при отработке залежей руд не высокой ценности геотехнологии со сплошной закладкой выработанного пространства

переходят в разряд нерентабельных и рудники повсеместно переходят на более дешёвые системы разработки.

При разработке рудных месторождений, крутопадающие залежи встречаются значительно чаще, нежели горизонтальные или пологие. Относительно небольшая мощность рудных тел до 30 метров в раздувах и крутые углы их падения более 50° требуют интенсивного понижения горных работ, в результате этого глубина карьера непрерывно увеличивается.

На текущий момент одним из основополагающих вопросов при выемке маломощных крутопадающих рудных месторождений является высокое разубоживание руды при различных системах разработки. Данная проблема обусловлена малой по величине мощностью жил и несоразмерное сечение нарезных выработок под применяемое оборудование для ее отработки. При этом, добыча руды не окупает капитальные затраты на строительство подготовительно-нарезных выработок.

Обзор мировой практики отработки крутопадающих рудных месторождений позволил выделить следующие широко используемые системы разработки: камерно-столбовая, камерная с камерно-целиковым порядком выемки и закладкой, с обрушением руды и вмещающих пород, сплошные камерные и слоевые с закладкой и комбинированные.

В научно-технической литературе предложено достаточно много вариантов геотехнологий, направленных на решение таких важных вопросов, как минимизация деформаций подрабатываемого массива и сохранение земной поверхности, управления горным давлением, повышения показателей извлечения руды, уменьшения отходов горного производства и роста конкурентоспособности продукции за счет снижения себестоимости добычи.

Рассмотрим примеры систем разработки крутопадающих залежей малой и средней мощности на следующих месторождениях:

Гарпенберг (Швеция). Отработка подкарьерных запасов полиметаллического месторождения вертикального падения Гарпенберг мощностью жил до 10 м осуществлялась подэтажным обрушением с высотой подэтажа 6 м.

Ватукоула (Фиджи). При отработке золотоносной залежи средней мощности

оставлен рудный изолирующий целик толщиной 10,5 м. Ниже отработка велась камерной системой с закладкой, при которой вскрышные породы размещались в камерах.

Камото (Конго). Выемка под складированной горной массой в карьере на месторождении меди Комото осуществлялась системами подэтажных штреков при крутом падении и камерно-столбовая с последующим извлечением целиков и гидрозакладкой при меньших углах рудых тел мощностью 12 м.

Вискария (Швеция). Отработка запасов рудных залежей мощностью 5-25 м и углами падения 70-80° месторождения Вискария осуществляется камерными системами разработки с шириной камер 13 м.

Бернардан (Франция). Добыча урана во Франции на месторождении Бернар-дан диаметром столбов от 10 до 30 м субвертикального падения осуществлялась нисходящей слоевой системой разработки с твердеющей закладкой с оставлением рудного целика.

Табазими (ЮАР). Железорудное месторождение Табазими с крепкими устойчивыми рудами при угле падения 45-700 отрабатывалось системой подэтажного обрушения с торцевым выпуском руды. Высота подэтажа 10 м.

Джусинское месторождение (Россия). При отработке Джусинского месторождения медно-цинковых руд с мощностью тел 3-20 м и углом падения 65-80° применялась система подэтажных штреков с оставлением междукамерных целиков и потолочин, при которой потери составили 13,5%, разубоживание 11%.

Арылах (Россия). Золотосеребрянное месторождение Арылах с пятью крутопадающими рудными телами средней мощностью от 1 до 4 м и сложной морфологией отрабатывается подэтажной отбойкой с показателями потерь и разубоживания 8% и 56% соответственно. Отработка подкарьерных запасов была сопряжена с решением проблемы обильного водопритока из карьера (около 200^300 м3/сут.). Применение замораживаемой закладки способствовало не только уменьшению потерь до 4% и разубоживания до 37% руды, но также и исключению возможности проникновения поверхностных вод на нижележащие горизонты и в целом снижению сдвижения массива горных пород.

Майское месторождение (Россия). Месторождение Майское представлено рудными телами малых и средних мощностей (0,9-11,7 м), залегающих в породах средней крепости (/= 5-9). Большая часть запасов месторождения сосредоточена в рудных телах мощностью от 1,0 до 4,9 м. Глубина распространения запасов достигает 800 м. Углы залегания рудных тел колеблются в интервале от 41 до 900.

За основную приятна система разработки горизонтальными слоями с закладкой (рис. 1.1.2). Основные её характеристики: длина камеры по простиранию - 150-

300 м; высота слоя - 4,5 м; высота этажа - 50-60 м; отставание закладки от забоя -30 м.

О 1-1 .п..

Рис. 1.1.2. Система разработки горизонтальными слоями с закладкой

Также часть месторождения отрабатывается камерной системой разработки с закладкой выработанного пространства породой с цементом.

Для выемки рудных тел на приповерхностных участках применяется система разработки с обрушением руды и вмещающих пород с послойным торцевым выпуском руды. В зависимости от рельефа земной поверхности высота отработки составляет от 10 до 60 м (1-3 подэтажа). При ведении очистных работ при выемке подкарь-ерных запасов предусмотрено оставление барьерного целика (подкарьерного охранного целика) под днищем карьера. Эксплуатационные потери и разубоживание на открытых горных работах составляют до 3% и 10,5 % соответственно, на подземных - до 5,8 % и 29,9%.

Дукат (Россия). Дукатское серебро-полиметаллическое месторождение в Магаданской области отрабатывается с 1976 г. Месторождение состоит из многочисленных рудных зон и жил, часть которых пересекается друг с другом, а часть расположена обособленно. В основном жилы и зоны имеют крутое и умеренное падение под углом от 50 до 90° за исключением северной части зоны 16, имеющей более пологое падение - около 40°. Протяженность рудных зон изменяется от 300-500 до 17001900 м. Средняя мощность - от 1,1 до 6,8 м. Рудные тела и вмещающие породы характеризуются высокими прочностными показателями на сжатие и растяжение.

Исходя из горно-геологических условий используются несколько вариантов систем, такие как с магазинированием руды (классический вариант), подэтажных штреков (рис. 1.1.3) и камерная с льдопородной закладкой и применением самоходного оборудования (рис. 1.1.4).

Албазино (Россия). Отработка основной части запасов золоторудного месторождения Албазино с мощностью жил 1,5-20,0 м предусмотрена камерной системой разработки с закладкой породой с цементным раствором (рис. 1.1.5). При данной геотехнологии выемки минимизируются параметры опорных целиков, что обеспечивает в целом по месторождению низкие потери руды до 4,9 %.

Месторождение Маукское (Россия). Маукское месторождение меди, цинка и серы состоит из нескольких рудных тел. Мощность рудного тела в центральной части в среднем составляет 4,6 м. Для отработки Центрального рудного тела применяются системы подэтажных штреков с обрушением потолочины и междукамерного

целика на незаполненную камеру (рис. 1.1.6), а также подэтажного обрушения с торцовым выпуском руды.

Рис. 1.1.3. Система разработки подэтажных штреков: 1 - откаточный штрек; 2 - погрузочный заезд; 3 - рудный штрек; 4 - ходок; 5 - вентиляционно-ходовой восстающий; 6 - буровой подэтажный штрек; 7 - уклон; 8 - междукамерный целик; 9 - междуэтажный целик

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Кудря Александра Одиссеевна, 2025 год

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Щукин С.А., Неверов А.А., Неверов С.А. Отработка подкарьерных запасов подэтажно-камерной технологией с формированием искусственных целиков и породной закладки // ИНТЕРЭКСПО ГЕО-СИБИРЬ. 2021. Т. 2. № 4. С. 205 -215.

2. Лобанов Е.А., Еременко А.А. Разработка подкарьерных рудных запасов месторождения Олений ручей // Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2021. № 4(146). С. 86-95.

3. Терентьев В.И., Черных А.Д. Комплексная открыто - подземная разработка подкарьерных и прибортовых запасов рудных месторождений - М.: ИПКОН РАН, 1988. - 244 с.

4. Калмыков В.Н., Гавришев С.Е., Бурмистров К.В., Гоготин А.А., Петрова О.В., Томилина Н.Г. Обоснование рациональных вариантов перехода с открытого на подземный способ разработки место рождения «Малый Куйбас» // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2013. №4. С.132-139.

5. Кожогулов, К.Ч. Отработка подкарьерных запасов крутопадающих месторождений комбинированным способом / К.Ч. Кожогулов, К.Ж. Усенов, А.П. Али-баев // Горный журнал Казахстана. — 2014. — №4. — С. 8-13. — URL: https://rucont.ru/efd/456574 (дата обращения: 28.09.2025).

6. Кудря А.О. Анализ современного состояния проблемы выемки подкарьерных запасов рудных залежей // Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. 2024. №11 Т.2. С. 44-51.

7. Шамиев Ж.Б., Алибаев А.П. Технология комбинированной разработки подкарьерных запасов системой подэтажного обрушения с секционной отбойкой и торцевым выпуском руды через щель // Современные проблемы механики сплошных сред. 2010. №12. С. 62-70.

8. Заворницын В.В., Асадуллаев В.Р. Комбинированный способ отработки месторождений полезных ископаемых // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2010. №11. С. 215 -220.

9. Аминов В.Н. Развитие технологии разработки подкарьерных запасов на мощных рудных месторождениях в условиях Севера: дис. ... док.техн.наук. - Апатиты, 2000. - 285 с.

10. Волков Ю.В., Смирнов А.А., Соколов И.В., Антипин Ю.Г., Чаговец Г.А. Разработка крутопадающих рудных тел под дном карьера системами с обрушением // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно -технический журнал). 2011. №2. С. 60-64.

11. Неверов А. А., Неверов С. А., Кудря А. О. Слоевая система разработки при освоении глубоких горизонтов месторождений // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2022. № 4. С. 273-287.

12. Соколов И.В., Антипин Ю.Г., Никитин И.В. Методология выбора подземной геотехнологии при комбинированной разработке рудных месторождений / И.В. Соколов, Ю.Г. Антипин, И.В. Никитин. — Екатеринбург: Издательство Уральского университета, 2021. — 340 с.

13. Соколов И.В., Антипин Ю.Г., Рожков А.А., Никитин И.В., Соломеин Ю.М. Влияние горнотехнических факторов на технико-экономические показатели отработки подкарьерного этажа под породной подушкой в условиях железорудных месторождений / // Известия вузов. Горный журнал. 2021. №8. С. 5-14 (In Eng.).

14. Танков М.С., Шелковый И.С. Опыт отработки запасов руды в бортах и дне карьеров при переходе с открытого способа разработки на подземный // Записки горного института. 2012. №198. С. 37 -42.

15. King B., Goycoolea М., Newman A. Optimizing the open pit-to-underground mining transition // European Journal of Operational Research. 2017. Vol. 257. No. 1. P. 297-309.

16. Романько Елена Александровна. Обоснование параметров технологии отработки приконтурных запасов карьеров системами разработки с обрушением: дисс. ... канд. техн. наук. -Магнитогорск, 2007.- 131 с.

17. Васичев С. Ю., Щукин С. А., Кудря А.О., Нуршайыкова Г. Т. Устойчивость выработок для выпуска руды при разработке по системе этажного принудительного обрушения // Горный журнал. 2023. № 1. С. 40 -46.

18. Немова Н.А., Бельш Т.А. Оценка вариантов отработки прибортовых и подкарьерных запасов рудника «Олений ручей» // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2020. № 2. С. 46-54.

19. Ярмухаметов З.Г. Обоснование технологии подземной разработки при-контурных запасов карьеров (на примере Сибайского месторождения): дисс. ... канд. техн. наук. - Магнитогорск, 1998. - 185 с.

20. Рыльникова М.В., Зинуров A.B. Обоснование технологии отработки законтурных запасов в основании юго-восточного борта Учалинского карьера комбинированными горными работами // Горные науки на рубеже 21 века: сб науч. тр. - Пермь: УрО РАН, 1997. - С. 67-72.

21. Соловьев A.A., Зобнин В.И. Схемы выемки законтурных запасов руды на карьерах // Горный журнал. - 2007. - №5. - С. 12-14.

22. Казикаев Д.М. Комбинированная разработка рудных месторождений: учебник для вузов / Д.М. Казикаев. — М.: Издательство Московского государственного горного университета, Горная книга, 2008. — 360 с.

23. Мухтаров Т.М. Комбинированный способ разработки месторождений полезных ископаемых. - М: Наука,1988. - 230 с.

24. Каплунов Д.Р., Калмыков В.Н., Рыльникова М.В. Комбинированная геотехнология. - М.: Издательский дом «Руда и металлы», 2003. - 560 с.

25. Трубецкой К.Н. Технология комбинированной разработки месторождений / К.Н. Трубецкой. — М.: Наука, 2009. — 428 с.

26. Глаголев, П.М. Технологии отработки подкарьерных запасов трубки «Удачная» / П.М. Глаголев, И.Н. Савич // ГИАБ. - 2007. - Семинар №17. - С.281-285;

27. Пивень Г.Ф. Технологии отработки подкарьерных запасов трубки «Удачная» // Записки Горного института. - 2011. - № 1. - С.359-361;

28. Алибаев А.П. Отработка подкарьерных запасов полезных ископаемых в условиях комбинированной разработки. А.П. Алибаев, Н.Т. Осмонова, К.Ж Усе-нов// Известия ВУЗов, - Бишкек, 2012, №6, С. 12-14.

29. Кудря А.О., Неверов А. А., Неверов С. А., Шапошник Ю. Н. Оценка вероятности выхода воронки обрушения на дневную поверхность при выемке вертикальных маломощных рудных залежей под дном карьера камерной системой разработки // Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. 2024. Т. 11. №2. С. 44-51.

30. Осмонова Н.Т., Способ комбинированной разработки крутопадающих залежей полезных ископаемых Н.Т. Осмонова, А.П. Алибаев, К.Ж. Усенов, Алма -Ата, 2012, №4, С.101-104.

31. Алибаев А.П. Способы отработки днищ карьеров при комбинированной разработке рудных месторождений А.П. Алибаев. Вестник ЖаГУ, №5, -Жалала-бат: 2005, - С.51-56.

32. Козырев А.А., Линчевский Б.В., Трубецкой К.Н. Подземная разработка месторождений полезных ископаемых / А.А. Козырев, Б.В. Линчевский, К.Н. Трубецкой. — М.: Недра, 2001. — 621 с.

33. Айнбиндер И.И., Пацкевич П.Г., Овчаренко О.В. Перспективы развития геотехнологий подземной добычи руд на глубоких рудниках Талнахского и Октябрьского месторождений // Горная промышленность. 2021. №5. С.70-75.

34. Гарифулина И.Ю. Обоснование параметров подэтажно-камерной системы разработки с формированием разнопрочных закладочных массивов на основе бутобетонной и породной закладки: дисс. ... канд. техн. наук: 25.00.20. Владикавказ, 2023. 156 с.

35. Zhang Z. et al. Transition from open-pit to underground mining: A systematic review // Minerals (MDPI). 2025. Vol. 15(1). Art. 103.

36. Шапошник Ю.Н., Неверов С.А., Неверов А.А. Бутобетонная закладка на подземных рудниках Крайнего Севера // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2021. № 5. С. 237-246.

37. Кудря А.О. Бутобетонная закладка при камерных системах разработки маломощных крутых и наклонных рудных залежей // Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. 2023. №5. С. 59-64.

38. Зилеев А.Г., Васильев Д.А., Тулин П.К., Нгуен Т.Т., Комолов В.В. Применение бутобетонной смеси при разработке рудных месторождений с искусственным поддержанием выработанного пространства // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно -технический журнал). 2022. № 11. С. 164-178.

39. Хомяков В.И. Зарубежный опыт закладки на рудниках. - М.: Недра, 1984. - 224 с.

40. Голик В. И., Габараев О. З., Кудря А. О. Применение технологии подэтажной выемки с твердеющей закладкой в ослабленных зонах массива пород // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2022. № 6. С. 124-132.

41. Крупник Л.А., Абен Х.Х. Технология отработки подкарьерных и при-бортовых запасов месторождения Майкаин «В» // Сборник материалов Международных XV Байконуровских чтений. - Жезказган, 2015. - С. 53-55.

42. Крупник Л.А., Агапова Н.П., Абдикалыкова Р.С. Улучшение реологических характеристик твердеющих закладочных смесей и упрочнение закладочных массивов добавкой поверхностно-активных веществ // Вестник КазНТУ. - Ал-маты, 2011. - №2. - С. 160-165.

43. Битимбаев М.Ж., Крупник Л.А., Абен Х.Х., Абен Е. Х. Подбор состава закладочной смеси при отработке подкарьерных запасов // Горный журнал М., 2017. №2. С. 57-61.

44. Ананин А.И. Оценка уровня надежности системы «массив -закладка» при разработке крутопадающих залежей с твердеющей закладкой: дис. ... канд. техн. наук. - Алматы: ИГД им. Д.А. Кунаева, 1992. - 99 c.

45. Битимбаев М.Ж., Крупник Л.А., Шапошник Ю.А. Теория и практика закладочных работ при разработке месторождений полезных ископаемых // Горный журнал. Алматы, 2012. №5. С. 19-25.

46. Moser A.K. State of the art of backfill technology in underground mining excavations: master's thesis. Leoben: Montanuniversitât Leoben, 2015. 174 p.

47. Sainsbury D.P., Sainsbury B.L. Design and implementation of cemented rockfill at the Ballarat Gold Project // Proceedings of the 11th International Symposium on Mining with Backfill. Perth, Australia: Australian Centre for Geomechanics, 2014. P. 193-208.

48. Shuai Li, Wencong Su, Tubing Yin, Zhenyu Dan, Kang Peng. Research progress and typical case of open-pit to underground mining in China // Applied Sciences. 2025. Vol. 15, № 15. P. 8530.

49. Hartman H.L., Mutmansky J.M. (eds.) SME Mining Engineering Handbook. 3rd ed. / H.L. Hartman, J.M. Mutmansky. — Littleton, CO: Society for Mining, Metallurgy, and Exploration, 2011. — 2314 p.

50. Hustrulid W., Kuchta M., Martin R. Open Pit Mine Planning and Design. 3rd ed. Boca Raton, FL: CRC Press / Taylor & Francis Group, 2013. 1326 p.

51. MacNeil J.A. Determining the optimal transition depth between open pit and underground mining using (stochastic) integer programming: PhD Thesis. Vancouver: University of British Columbia, 2015. 246 p.

52. Badakhshan A., Sattarvand J., Benndorf J. Optimizing the transition from open-pit to underground mining using stochastic models // Mining Technology. 2023. Vol. 132(4). P. 253-268.

53. Badakhshan A., Ataei M., Hoseinie S.H., Kakaei R. Ranking critical factors influencing the transition from open-pit to underground mining // Resources Policy. 2024. Vol. 83. Art. 103966.

54. Carter T.G. et al. Rock Mechanics Considerations for Crown Pillar Design. Montreal: CIM, 2008. 116 p.

55. Carter T.G., Diederichs M.S. A critical review of crown pillar design methods: Current practice and future directions // Journal of Rock Mechanics and Geotech-nical Engineering. 2014. Vol. 6(4). P. 285-300.

56. Shrestha B.K. Properties of cemented rockfill at Diavik mine: thesis submitted to the Faculty of Graduate Studies and Research in partial fulfillment of the requirements for the degree of Master of Science in Mining Engineering. Edmonton: University of Alberta, Department of Civil and Environmental Engineering, 2008. 184 p.

57. Read J., Stacey P. Guidelines for Open Pit Slope Design. Melbourne: CSIRO Publishing, 2009. 496 p.

58. Large Open Pit LOP Project Team. Guidelines for Open Pit-Underground Interaction. Brisbane: Large Open Pit Project, 2015. 174 p.

59. Southern African Institute of Mining and Metallurgy (SAIMM); South African National Institute of Rock Engineering (SANIRE). Rock engineering practice in mining: Conference proceedings. Johannesburg: Southern African Institute of Mining and Metallurgy, 2024. 502 p.

60. Fowell R.J., Potvin Y. Rock Characterization, Support Systems and Ground Control: Proceedings of the 10th ISRM International Congress. — Rotterdam: Balkema, 2018. — 1200 p.

61. Кудря А.О. Исследование прочностных характеристик бутобетонной закладки // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно -технический журнал). 2025. № 9 (специальный выпуск 14). С. 2-18

62. Шапошник Ю.Н., Шапошник С.Н. Рациональные технологии формирования закладочных массивов на подземных рудниках АО «Казцинк» // Вестник РУДН. Серия: Инженерные исследования. 2009. №3. С. 72-78.

63. Березиков Е.П., Крупник Л.А., Шапошник Ю.Н., Шапошник С.Н. Пути диверсификации компонентов закладочных смесей в технологическом процессе приготовления закладки // Горный журнал Казахстана. 2009. №4. С. 16-19.

64. Шапошник Ю.Н. Технология приготовления закладочной смеси на горных предприятиях / Ю.Н. Шапошник. — Усть-Каменогорск: ВКГТУ, 2012. — 250 с.

65. Битимбаев М.Ж., Крупник Л.А., Шапошник Ю.Н. Теория и практика закладочных работ при разработке месторождений полезных ископаемых / М.Ж. Битимбаев, Л.А. Крупник, Ю.Н. Шапошник. — Алматы, 2012. — 624 с.

66. Борисов А.Н., Коблова Н.Н. Комментарий к закону Российской Федерации от 21 февраля 1992 г. № 2395-1 «О недрах» (постатейный): 4-е изд., перераб. и доп. / А.Н. Борисов, Н.Н. Коблова. — М.: Деловой двор, 2023. — 323 с.

67. Рыльникова М.В., Еременко В.А., Есина Е.Н. Условия формирования зон концентрации энергии горного массива: научная монография // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно -технический журнал). Специальный выпуск. 2014. С 3-144.

68. Линчевский Б.В., Трубецкой К.Н. Управление горным давлением при подземной разработке / Б.В. Линчевский, К.Н. Трубецкой. — М.: Недра, 1995. — 312 с.

69. Шапошник Ю. Н., Неверов А. А., Неверов С. А., Никольский А. М. Оценка влияния накопившихся пустот на безопасность доработки Артемьевского месторождения // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2017. №3. С. 108-118.

70. Макаров А.Б. Оценка влияния карьера на законтурный массив и условия совмещения открытой и подземной повторной разработки пологих залежей // В кн.: Комбинированная геотехнология: переход к новому технологическому укладу / Сборник Х Международной конференции, 2019: - Магнитогорск: МГТУ, 2019, с. 122-127.

71. Балек А.Е. Управление горным давлением при камерной системе разработки / ФТПРПИ. 1988. № 1. С. 25-31.

72. Савич И.Н. Геомеханическое обоснование параметров камерной системы разработки с закладкой на Корбалихинском месторождении // И.Н. Савич, А.А. Лифарь-Лаптев, А.М. Яковлев, М.О. Сыренов, Г.А. Карасев // Горный информационно-аналитический бюллетень ГИАБ.

73. Именитов В.Р. Системы подземной разработки рудных месторождений: учебник для вузов / В.Р. Именитов. — М.: МГГУ, 2000. — 297 с.

74. Фрейдин А.М., Неверов А.А., Неверов С.А. Подземная разработка рудных месторождений: учебное пособие. Часть I / А.М. Фрейдин, А.А. Неверов, С.А. Неверов. — Новосибирск: ИГД СО РАН, НГУ, 2012. — 208 с.

75. Лобанов Е.А. Разработка технологических схем вскрытия и отработки прибортовых и подкарьерных запасов апатит-нефелинового месторождения: дисс. ... канд. техн. наук: 25.00.22. — Новосибирск, 2022 — 159 с.

76. Неверов С.А. Обоснование подземных технологий с обрушением руды и вмещающих пород при выемке мощных крутопадающих залежей в условиях роста глубины разработки: дисс. ... д-ра техн. наук: 25.00.22. — Новосибирск, 2021 — 351 с.

77. Развитие физико-технических и физико-химических геотехнологий освоения месторождений полезных ископаемых, опасных по газо - и гео динамическим явлениям: в 3 т. Том 1. Физико-техническая геотехнология разработки рудных месторождений / Институт горного дела им. Н.А. Чинакала СО РАН. — Новосибирск: ИГД СО РАН, 2023. — Том 1. — 200 с.

78. Шапошник Ю.Н., Неверов А.А., Кудря А.О., Неверов С.А., Никольский А.М. Обоснование выемки подкарьерных и прибортовых запасов системами с обрушением и твердеющей закладкой на Артемьевском руднике при переходе с открытых горных работ на подземную добычу // Физико -технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2024. № 6. С. 98-108.

79. Неверов А.А. Развитие научных основ подземных комбинированных технологий разработки мощных пологопадающих рудных залежей в сложных геомеханических условиях: дис. ... д-ра техн. наук: 25.00.22. — Новосибирск, 2020. — 359 с.

80. Фрейдин А.М., Неверов А.А., Неверов С.А. Подземная разработка рудных месторождений: учебное пособие. Часть II / А.М. Фрейдин, А.А. Неверов, С.А. Неверов. — Новосибирск: ИГД СО РАН, НГУ, 2012. — 268 с.

81. Зотеев О.В. Геомеханика / Учебное пособие для студентов ВУЗов, УГГУ, ИГД УрО РАН, Екатеринбург, 2003.

82. М.В. Рац, С.Н. Чернышев. Трещиноватость и свойства трещиноватых горных пород / "Недра", 1970, стр. 164.

83. Иудин М.М. О трещиноватости массива горных пород / Неделя горняка,

2007.

84. Т. А. Паламарчук, Т. Г. Войтович. К расчету размеров опорных целиков трещиноватого породного массива с использованием результатов геофизического контроля / Выпуск 1/2014(13).

85. Дмитриев С.В. Решение упругой задачи методом конечных элементов. Визуализация тензора напряжений // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2017. №7. С. 222-227.

86. Неверов А.А. Обоснование геотехнологий выемки рудных месторождений на основе развития модельных представлений об изменении параметров природного поля напряжений / А.А. Неверов, С.А. Неверов, А.П. Тапсиев, С.А. Щукин, С.Ю. Васичев // ФТПРПИ. — 2019. — № 4. с 74-90.

87. Баклашов И.В. Геомеханика: учебник в 2 т. / И.В. Баклашов. — М.: Недра, 2005. — Т. 1-2. — 512 с.

88. Родионов В.Н., Сизов И.А., Цветков В.М. Основы геомеханики / В.Н. Родионов, И.А. Сизов, В.М. Цветков. — М.: Недра, 1986. — 300 с.

89. Неверов А.А. Геомеханическое обоснование нового варианта камерной выемки пологих мощных залежей с выпуском руды из подконсольного пространства / А.А. Неверов // ФТПРПИ. - 2012. - № 6. - 99-109.

90. Неверов А.А. Геомеханическая оценка комбинированной геотехнологии при отработке мощной пологой рудной залежи / А.А. Неверов // ФТПРПИ. -2014. - № 1, с. 119-131.

91. Турчанинов И.А., Иофис М.А., Каспарьян Э.В. Основы механики горных пород / И.А. Турчанинов, М.А. Иофис, Э.В. Каспарьян. — Екатеринбург: УрФУ, 1989. — 488 с.

92. Макаров А.Б. Практическая геомеханика / А.Б. Макаров. — М.: Горная книга, 2006. — 432 с.

93. Ставрогин А.Н., Протосеня А.Г. Механика деформирования и разрушение горных пород / А.Н. Ставрогин, А.Г. Протосеня. — М.: Недра, 1992. — 224 с.

94. Фрейдин А.М., Неверов С.А., Неверов А.А., Конурин А.И. Геомеханическая оценка геотехнологий подземной добычи руд на стадии проектных решений // Горный журнал. 2016. №2. С. 39-45.

95. Голик В.И., Бурдзиева О.Г., Дзеранов Б.В., Чотчаев Х.О. Управление геодинамикой массива путем регулирования величины напряжений // Геология и геофизика Юга России. 2020. №10. С. 147-160.

96. Неверов А.А., Неверов С.А., Тапсиев А.П., Фрейдин А.М. Геомеханическое моделирование развития горных работ в гравитационном поле земли с учетом системы геологических нарушений // Вестник КузГТУ. 2013. №6. С. 56-62.

97. Фадеев А. Б. Метод конечных элементов в геомеханике. — М.: Недра, 1987. — 221 с.

98. Влох Н. П., Зубков А. В., Балек А. Е. Применение численных методов в решении задач механики горных пород на железорудных шахтах Урала и Казахстана // Аналитические и численные исследования в механике горных пород. — 1986. — С. 64 - 67.

99. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. — М.: Мир, 1975.

100. Норри Д., Ж. де Фриз. Введение в метод конечных элементов. — М.: Мир, 1981.

101. Неверов А. А., Конурин А. И., Неверов С. А., Кудря А.О. Численное моделирование напряженно-деформированного состояния элементов арочной металлической трехзвенной податливой крепи // Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. 2021. Т. 8, № 2. С. 110-117.

102. Природа и методология определения тектонических напряжений в верхней части земной коры: сборник научных трудов / Отв. ред. акад. М.А. Садовский; АН СССР, Кольский научный центр, Геологический институт. — Апатиты: КНЦ АН СССР, 1982. — 146 с.

103. Козырев А.А., Савченко С.Н. Дифференциация тектонических напряжений в верхней части земной коры с учетом влияния природных и техногенных факторов // Тектонофизика и актуальные вопросы наук о Земле: Тезисы докладов Всероссийской конференции. Т. 1. 2008. С. 48-58.

104. Айтматов И.Т. Геомеханика рудных месторождений Средней Азии. Фрунзе: Изд-во Илим. - 1987. - 246 с.

105. Неверов С. А. Типизация рудных месторождений с ростом глубины по виду напряженного состояния. Ч. 1: Современные представления о напряженном состоянии массивов горных пород с ростом глубины // ФТПРПИ. - 2012. - № 2. -С. 56-70.

106. Неверов С. А. Типизация рудных месторождений с ростом глубины по виду напряженного состояния. Ч. 2: Тектонотипы рудных месторождений и модели геосреды // ФТПРПИ. - 2012. - № 3. - С. 25-34.

107. Айтматов И.Т. Научные основы геомеханической оценки рудных месторождений горно-складчатых областей: дис. докт. техн. наук / Айтматов Иль-гиз Торокулович, Фрунзе, АН КиргССР, Ин -т физики и механики горных пород, 1985. - 446 с.

108. Кропоткин П.Н. Тектонические напряжения в земной коре / П.Н. Кропоткин / Геотектоника. - 1996. № 2. С. 3-5.

109. Щукин С.А., Кудря А.О., Неверов А.А., Неверов С.А., Никольский А.М. Обоснование параметров геотехнологии с магазинированием руды при выемке маломощных залежей в гравитационно-тектоническом поле напряжений // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2025. № 4. С. 70-82.

110. Марков Г.А. Напряженное состояние пород и горное давление в структурах гористого рельефа / Г.А. Марков, С.Н. Савченко / Л., Наука, 1984. - 140 с.

111. Поля напряжений и деформаций в земной коре. М.: Наука 1987. 184 с

112. Айтматов, И. Т. Напряженное состояние горных пород на рудных месторождениях Средней Азии и оценка их удароопасности / И. Т. Айтматов, К. Д. Вдовин, К. Ч. Кожогулов и др. // Напряженное состояние породных массивов. Новосибирск, 1978. - С. 112-115.

113. Петухов, И. М. Геодинамика недр / И. М. Петухов, И. М. Батугина // 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра коммюникейшенс ЛТД, 1999. - 256 с.

114. Марков, Г. А. Тектонические напряжения и горное давления на рудниках Хибинского массива / Г. А. Марков // Л.: Наука, 1977. - 213 с.

115. Козырев, А. А. Современные результаты экспериментального изучения природных напряжений в верхней части земной коры и проблемы горного давления / А. А. Козырев // Геомеханика в горном деле: доклады, Екатеринбург: ИГД УрО РАН. - 2014. - С. 39-53.

116. Tectonic stresses in the Alpine-Wediterranean region // Rock Mechanics. 1980. - № 9. - 225p.

117. Сашурин, А. Д. Современные геодинамические движения и их роль в формировании напряжённо-деформированного состояния массива горных пород / А. Д. Сашурин // Геомеханика в горном деле: доклады Всероссийской научно-технической конференции, Екатеринбург: ИГД УрО РАН. - 2014. - С. 3-12.

118. Турчанинов, И. А. Тектонические напряжения в земной коре и устойчивость горных выработок / И. А. Турчанинов, Г. А. Марков, В. И. Иванов, А. А. Козырев // М.: Наука, 1978. - 256 с.

119. Казикаев Д.М. Геомеханика подземной разработки руд / Учебник для вузов, - М.: Изд-во МГГУ, 2005. - 542 с.

120. Литвинский Г.Г. Аналитическая теория прочности горных пород и массивов / Монография. - ДонГТУ. - Донецк: Норд-Пресс, 2008. - 207 с.

121. Дашко Р.Э. Механика горных пород / Р.Э. Дашко // Учебник для вузов,

- М.: Недра, 1987. - 264 с.

122. Болтенгаген И.Л. Обоснование параметров сплошной камерной системы разработки с управляемым обрушением кровли / И.Л. Болтенгаген, Э.Н. Кореньков, С.Н. Попов, А.М. Фрейдин // ФТПРПИ. - 1997. - № 1.

123. ГОСТ 21153.1-75. Породы горные. Метод определения коэффициента крепости по Протодьяконову. — М.: Издательство стандартов, 1981. — 3 с.

124. ГОСТ 27006-2019. Бетоны. Правила подбора составов. — М.: Стандар-тинформ, 2019. — 15 с.

125. ГОСТ 31108-2003. Цементы общестроительные. Технические условия.

— М.: МНТКС, 2003. — 27 с.

126. ГОСТ 22685-89. Формы для изготовления контрольных образцов бетона. Технические условия. — М.: Стандартинформ, 2006. — 11 с.

127. ГОСТ 5802-86. Растворы строительные. Методы испытаний. — М.: Стандартинформ, 2010. — 16 с.

128. ГОСТ 10180-2012. Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам. — М.: Стандартинформ, 2018. — 32 с.

129. ГОСТ 28985-91. Породы горные. Методы определения деформационных характеристик при одноосном сжатии. — М.: ИПК Издательство Стандартов, 2004. — 11 с.

130. ГОСТ 21153.2-84. Породы горные. Методы определения предела прочности при одноосном сжатии. — М.: ИПК Издательство Стандартов, 2001. — 8 с.

131. ГОСТ 21153.3-85. Породы горные. Методы определения предела прочности при одноосном растяжении. — М.: Издательство стандартов, 1986. — 18 с.

132. ГОСТ 21153.5-88. Породы горные. Методы определения предела прочности при срезе со сжатием. — М.: Издательство стандартов, 1988. — 8 с.

133. Рященко Т.Г., Маслов Е.А., Брыжак Е.В., Корнилова Т.А., Вашестюк Ю.В., Болотнев А.Ю. Инженерно-геологическая оценка скальных грунтов на примере анализа коллекции образцов Албазинского месторождения // Науки о Земле и недропользование. 2022. Т. 45. №2. С. 197 -207.

134. Васичев С.Ю., Кудря А.О., Неверов А.А., Неверов С.А. Оценка степени влияния параметров отработки блока на показатели эффективности комбинированной системы разработки с закладкой и обрушением // Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. 2024, №11.

00 ЛЛРОСЛ

"АЯРОСА" акционернай компания Акционерная компания "АЛРОСА" ALROSA

(aha^ac акционернай уопсэстыба) (публичное акционерное общество) Public Jomt Stock Company

ПРОТОКОЛ

заседании горной секции научно-технического совета института

« 15 » сентября 2025 г. г. Мирный № ЛШ 'D-//6-/7P

¿VH SO c&JjTt.

Форма заседания: очная

Технический режим: видеоконферснцсвязь

ПРИСУТСТВОВАЛИ:

11редседатсль: Герасимов Е.Н.

директор института «Якутннпроалмаз» (далее - Институт).

Заместитель председателя:

Коваленко ЕЛ ". - первый заместитель директора - главный инженер института,

к.т.н.

Секретарь:

Кулиннч Н.П. - заместитель директора по научной работе по горным и

транспортным технологиям.

Члены совета: Кульминский Л.С. Тишков М.В.

заместитель главного инженера по подземным работам: заведующий лабораторией подземных горных работ, к.т.н.;

ПРИГЛАШЕННЫЕ:

ФГПУН ИГЛ СО РАН Кудря А.О.

аспирант лаборатории подземной разработки рудных месторождений.

ПОВЕСТКА ДНЯ:

Рассмотрение технических и технологических решений, разработанных в диссертационной работе «Обоснование ресурсосберегающей технологии камерной выемки подкарьерных запасов крутых и наклонных рудных залежей с комбинированной закладкой» с целью оценки возможности их внедрения в производство, как одного из рациональных решений для повышения эффективности и безопасности горных работ на алмазодобывающих рудниках.

СЛУШАЛИ:

Кудря А.О.:

Вопросы повышения эффективности отработки рудных запасов задача актуальная не

только в настоящее время, но и на долгосрочный период. Поэтому, для большинства рудников ведущих разработку месторождений со средней и выше средней ценностью минерального сырья одним из перспективных направлений, способствующих снижению затрат на добычу при обеспечении безопасности ведения очистных работ и расширении возможности применения технологии с искусственным массивом, является комбинированный способ управления горным давлением. Данный способ включает применение дифференцированного заполнения выработанного пространства разными видами закладочного материала.

Основной целью рассматриваемых технологических решений является обоснование рациональных параметров ресурсосберегающей технологии камерной выемки крутопадающих и наклонных рудных залежей малой и средней мощности для безопасной и эффективной отработки подкарьерных запасов при переходе от открытых работ к подземной добыче. Идея работы состоит в использовании характера изменения напряженно-деформированного состояния массива пород при формировании дифференцированной техногенной зоны из искусственных целиков разной жесткости и прочности по мере отработки подкарьерных запасов для установления параметров камерной выемки.

Обоснование технологических решений конструктивных элементов камерной выемки с комбинированной закладкой, позволяют выделить ряд результатов, относящихся к разряду практической ценности, обеспечивающей значительный вклад в развитие эффективных способов разработки месторождений полезных ископаемых, в том числе:

- выявлены устойчивые связи и зависимости, характеризующие условия взаимодействия поочередно повторяющих интервальных разно жестких искусственных целиков по шахматной схеме, влияние их параметров на порядок очистной выемки, включая особенности залегания рудной залежи на напряженно-деформированное состояние и прочность конструктивных элементов системы разработки:

- установлено, что безопасность геотехнологни определяется сохранностью искусственных опор посредством установления рациональной зависимости минимальной их ширины (камер 1 очереди) от пролета камер II очереди, коэффициента структурного ослабления массива пород, прочности твердеющей бутобетонной закладки на одноосное сжатие и устойчивостью междуэтажного целика в период ведения горных работ в этаже;

- доказано, что для каждого типа геомеханических условий разработки месторождения должна использоваться бутобетонная закладка с определенной прочностью на сжатие;

- определены закономерности изменения деформационно-прочностных свойств бутобетонной твердеющей смеси от параметров гранулометрического состава, крепости твердого заполнителя, водоцементного соотношения и срока схватывания, позволяющих оптимизировать состав твердеющей закладки дня разных геомеханнческнх условий разработки рудных месторождений;

- выявлены закономерноеги. характеризующие уменьшение степени влияния пролета зоны отработки на снижение несущей способности бугобетонных целиков путем дифференцированною размещения искусственных опор в выработанном пространстве по их ширине, позволяющего сбалансировать напряженно-деформированное состояние конструктивных элементов выемки по всей длине погашенною участка. Устойчивость приконтурного массива пород и искусственных целиков при ведении очистных работ достигается распределением в выработанном пространстве бутобетонных опор в порядке их убывания от его центра к флангам, соответственно от более усиленных по характеристикам целиков к менее прочным;

- определена взаимосвязь между элементами залегания рудной залежи, параметрами искусственных целиков и ценностью добываемого минерального сырья, устанавливающая область экономически выгодного, рентабельного применения камерной системы разработки.

Гаким образом, проведённые в диссертационной работе исследования показали, что рентабельность добычи без ущерба безопасности ведению горных работ, обеспечивается при отработке подкарьерных запасов рудных залежей с ценностью извлекаемой руды не ниже

з

сродней для рудных залежей средней п ниже средней мощности.

ВЫСТУПИЛИ:

Тишков М.В.

Безусловно, необходимость управления напряженно-деформированным состоянием является одним из главных инструментов, позволяющим обеспечивать безопасные условия отработки коренных месторождений алмазов. Применительно к действующим рудникам, отрабатываемым системами разработки с закладкой выработанного пространства, следует акцентирован, внимание на их нисходящем порядке отработки. В первую очередь это обусловлено низкими физико-механическими свойствами и повышенной трещиноватостью кимберлитовых руд и породного массива в приконтактнои зоне. Любая кимберлитовая I рубка ото тело внедрения, которое в период своего магматическою генезиса «прорывала» все геологические породы, которые преимущественно имеют строго горизонтальное напластование. Поэтому предлагаемая автором работы комбинированная бутобетонная закладка имеет ограниченную область применения.

Тем не менее, учитывая истощение сырьевой базы и необходимость в ближайшей перспективе освоения погребенных а лмазоносных россыпей, предлагаемая технология может быть использована в полной мере. Мощность разведанных песков варьируется в интервале от первых десятков сантимегров до 10 - 12 метров, следовательно, с условием необходимости сохранения дневной поверхности в водоохранных зонах, такая технология управления напряженно-деформированным состоянием будет иметь ряд существенных преимуществ, и том числе, как и отмечено в работе автором:

меньшая потребность в привозном или собственного производства вяжущем: снижение потребности в заполнителе, т.к. будет возможность использовать породы от проходки подготовительных и нарезных выработок:

- кроме того, учитывая небольшую глубину залегания россыпей в интервале от 60 до 85 метров можно будет использовать породы от проходки горно-капитальных выработок, предварительно соскладнрованных в отвалы на поверхности.

Учитывая геологическое строение продуктивных пластов песка, имеющих большую протяженность по простиранию и вкрест. дифференцированный подход к формированию искусственного массива по установленным в работе закономерностям изменения деформационно-прочностных свойств бутобетонной твердеющей смеси от параметров гранулометрического состава, крепости твердого заполнителя, водоцементного соотношения и срока схватывания позволит оптимизировать составы закладки для разных геомеханичсских условий, тем самым повысить экономическую эффективность отработки.

Помимо, данная технология может быть применена при отработке прибортовых запасов, оставляемых по достижению конечной глубины открытыми горными работами. При необходимости обеспечения минимизации потерь и применения системы разработки с закладкой, именно бутобетонная закладка может послужить решением, обеспечивающим максимальное извлечение с меньшими затратами на погашение прибортовых целиков за счёт существенного снижения вяжущего и использования пустых пород в качестве заполнителя.

ОТМЕТИЛИ:

Автор диссертационной работы обосновано раскрыла решение проблемы безопасной и эффективной отработки прибортовых и подкарьерных запасов залежей руд средней и вышесредней извлекаемой ценности при переходе от открытых работ к подземной добыче. В ходе проведённых исследований доказано, что для создания условий, исключающих неконтролируемые опасные деформации прнконтурного массива и сохранения полноты и качества извлечения руды на высоком уровне, необходимо и достаточно дифференцированно закладывать очистное пространство. Докладчик показала, что за счет формирования

Общество с ограниченной отвстсгеснностмо «I ориый прос1стн<>-гоысмт:иски[1 научно-исследовательский институт (ООО «Мгяинмг Про». I

_ООО «Майнинг Про»_

России 630091, I Новосибирск, уя Мичурина. л.23а. оф 8. /факс- 7 (3S3) 221-04-25. cafrt ¡щр тишчнжчсу! ru e-mail щ^ПШШШШКШ ИНН $407573314 КЛП $40601301 ОГРН 1!4М7бв»15Х(Ж1Ю331707М. ОКАТО11X01373000. ОКТМО 50701000001. ОКОГУ 42I00I4 ОКФГ 10 ОКОП® 12165 Р/с 40702810313410003131 Филиал «Центральный.. Байка ВТБ(ПАО). К/с 3010Ш 0145250000411, БИК 044525411

№ 15-12/24 от 25.12.2024 г.

АКТ (СПРАВКА)

об использовании рекомендаций и научно-технических решений, содержащихся в

кандидатской диссертационной работе Кудря Александры Одиссеевны, выполненной в Институте горного дела им. H.A. Чинакала Сибирского отделения Российской академии наук, для проектирования горных работ на рудных

месторождениях

Настоящим АКТОМ (СПРАВКОЙ) подтверждается внедрение результатов диссертационного исследования Кудря Александры Одиссеевны «ОБОСНОВАНИЕ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩЕЙ ТЕХНОЛОГИИ КАМЕРНОЙ ВЫЕМКИ ПОДКАРЬЕРНЫХ ЗАПАСОВ КРУТЫХ И НАКЛОННЫХ РУДНЫХ ЗАЛЕЖЕЙ С КОМБИНИРОВАННОЙ ЗАКЛАДКОЙ», представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук по научной специальности 2.8.8. Геотехнология, горные машины, как технологические решения по безопасной отработке подкарьерных запасов месторождения Маломыр подземным способом. Предложенные рекомендации, также принято внедрять в проектную документацию, как одних из эффективных приемов и способов разработки подкарьерных рудных запасов залежей средней, вышесрсднсй и высокой ценности минерального сырья, обеспечивающих полноту выемки.

моб. [phone]

Ceoresource ТОО «Георесурс Инжиниринг» ЖШС

Engineering_

070014 Республика Казахстан, ВКО Уланский район, п. Огневка. улица Г1 Панина. д. № 2, тел. [phone] РНН 181600225328 БИН 031140003015 ПИК KZ2094809K2T22031273 АО «Евразийский банк» ЬИК: EURUCZKA E-mail: gre-uk(a mail.ru

о применении результатов научных исследований, содержащихся в кандидатской диссертации Кудря Александры Одиссеевны, выполненной в ФГБУН Институте горного дела им. H.A. Чинакала СО РАН для обоснований технологических решений безопасной отработки рудных месторождений

Восточного Казахстана

Справкой подтверждается, что предложенные в рамках научно-исследовательской работы «Геомеханический анализ состояния накопленных пустот на руднике Акжал и оценка степени их влияния на безопасность ведения горных работ» технологические решения, содержащиеся в диссертации А. О. Кудря, при геомеханическом обосновании горнотехнической обстановки на месторождении и выданные на их основе рекомендации приняты на вооружение для дальнейшей их проработки и реализации безопасных технических решений в проектной документации.

СПРАВКА

С уважением Директор

Нуртазннов Б.А.