Застосування камерних систем розробки покладів на глибоких горизонтах залізорудних шахт

Микола Ступнік*, Іван Кушнерьов, Всеволод Калініченко, Юрій Кривенко, Сергій Федоренко

stupnik@knu.edu.ua

Отримано 10.12.2025, Доопрацьовано 20.05.2026, Прийнято 30.06.2026, Опубліковано 06.07.2026
Анотація

Активний розвиток негативних проявів гірського тиску з глибиною гірничих робіт на шахтах Криворізького басейну часто унеможливлює застосування камерних систем розробки з їх ефективними параметрами по вилученню рудної маси. Метою досліджень були пошук та розробка інноваційної безпечної й ефективної технології відпрацювання рудних покладів на досягнутих глибоких горизонтах залізорудних шахт. Використана система методів та прийомів досліджень стану гірського масиву, конструктивних параметрів системи розробки та створення технологічної схеми видобутку руд на глибоких горизонтах шахтових полів. Дослідженнями встановлено закономірності зміни розмірів камер і ціликів із глибиною та часом їх експлуатації, виявлено вплив міцності порід на допустимі параметри оголень, а також визначено оптимальні умови застосування високопродуктивної самохідної техніки для підвищення ефективності вилучення рудної маси. Досліджена залежність продуктивності ряду самохідних машин, які використовуються в сучасному гірничому виробництві, від довжини доставки рудної маси в очисному блоці. Запропоновано нову конструктивно-технологічну схему очисного виймання руд при підповерховій підготовці очисного блоку. Технологія, яка розроблена, орієнтована на застосування тимчасових стелин одиницеподібної форми, активне керування гірським тиском та обґрунтованими термінами існування складових підповерхово-камерної системи розробки. Практична значимість роботи – розширення області застосування камерних систем розробки до глибин 1 400 м і більше та підвищення якості вилученої рудної маси збільшенням камерного запасу на 10-12 % при зниженні терміну стояння оголень в камерах на 1 місяць у виїмковій одиниці

Ключові слова:
підземна розробка; гірський тиск; стійкість і існування оголень; тимчасові стелини; доставка самохідною технікою; інноваційна технологія

Взято з Том 60, № 1, 2026

Сторінки 8–21

Використані джерела ЦИТУВАТИ
  1. Bazaluk, O., Ashcheulova, O., Mamaikin, O., Khorolskyi, A., Lozynskyi, V., & Saik, P. (2022). Innovative activities in the sphere of mining process management. Frontiers in Environmental Science, 10, article number 878977. doi: 10.3389/fenvs.2022.878977.
  2. Bondarenko, V., Salieiev, I., Symanovych, H., Kovalevska, I., & Shyshov, M. (2023). Substantiating the patterns of geomechanical factors influence on the shear parameters of the coal-overlaying formation requiring degassing at high advance rates of stoping faces in the Western Donbas. Inżynieria Mineralna, 1(1), 23-32. doi: 10.29227/IM-2023-01-03.
  3. Chepiga, D., & Tkachuk, O. (2022). Experimental studies of the stability of haulage drifts on pitching seams with different methods of protection. Labour Protection Problems in Ukraine, 38(3-4), 47-53. doi: 10.36804/nndipbop.38-3-4.2022.47-53.
  4. Elrawy, W.R., Abdelhaffez, G.S., & Saleem, H.A. (2020). Stability assessment of underground openings using different rock support systems. Rudarsko-Geološko-Naftni Zbornik, 35(1), 49-63. doi: 10.17794/rgn.2020.1.5.
  5. Kalinichenko, O.V. (2020) Development of scientific foundations for managing the stress-strain state of the massif during the formation of underground workings. (Doctoral dissertation, Institute of Geotechnical Mechanics named by N. Poljakov, Dnipro, Ukraine).
  6. Kononenko, M., Khomenko, O., Sadovenko, I., & Sobolev, V. (2023). Mathematical simulation of rock mass destruction zones by explosion. Collection of Research Papers of the National Mining University, 72, 40-52. doi: 10.33271/crpnmu/72.040.
  7. Kosenko, A., Khorolskyi, A., Khomenko, O., & Kononenko, M. (2023). Geomechanical substantiation of development of thick and very thick deposits of rich iron ore in conditions of significant depths. Journal of Donetsk Mining Institute, 1(10), 91-104. doi: 10.31474/2415-7902-2023-1-91-104.
  8. Kosenko, A.V. (2021). Improvement of sub-level caving mining methods during high-grade iron ore mining. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 1, 19-25. doi: 10.33271/nvngu/2021-1/019.
  9. Kushnerov, I., Fedorenko, S., & Maksymov, I. (2025). Development of an efficient and safe technology for extracting horizontal and flat contiguous beds. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 1491, article number 012024. doi: 10.1088/1755-1315/1491/1/012024.
  10. Lysenko, O., Kolotiievskyi, R., & Stankin, R. (2020). Geological exploration and industrial development of the Bilozerskyi iron ore region. Mineral Resources of Ukraine, 3, 3-12. doi: 10.31996/mru.2020.3.3-12.
  11. Lysko, B., & Hutsul, T. (2024). Evaluation of ground-based methods for monitoring neotectonic processes at geodynamic sites. Ecological Safety and Balanced Use of Resources, 15(2), 96-107. doi: 10.69628/esbur/2.2024.96.
  12. Matayev, A., Zeitinova, S., Mussin, R., Doni, D., Shaike, N., Kuttybayev, A., & Iskakov, R. (2024). Research into mechanical properties of ore and rocks in the ore deposits with assessment of the mass stress state natural field. Mining of Mineral Deposits, 18(2), 71-82. doi: 10.33271/mining18.02.071.
  13. Mazhitov, A.M., & Volkov, P.V. (2020). Substantiation of parameters of underground geotechnology in the development of complex structural deposit of various grades of ores. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 966, article number 12003. doi: 10.1088/1757-899X/966/1/012003.
  14. Pysmenniy, S., Shvager, N., Shepel, O., Kovbyk, K., & Dolgikh, O. (2020). Development of resource-saving technology when mining ore bodies by blocks under rock pressure. E3S Web of Conferences, 166, article number 02006. doi: 10.1051/e3sconf/202016602006.
  15. Pysmennyi, S., Fedko, M., Shvaher, N., & Chukharev, S. (2020). Mining of rich iron ore deposits of complex structure under the conditions of rock pressure development. E3S Web of Conferences, 201, article number 01022. doi: 10.1051/e3sconf/202020101022.
  16. Salkynov, A., Rymkulova, A., Suimbayeva, A., & Zeitinova, S. (2023). Research into deformation processes in the rock mass surrounding the stoping face when mining sloping ore deposits. Mining of Mineral Deposits, 17(2), 82-90. doi: 10.33271/mining17.02.082.
  17. Shashenko, O.M., Khoziaikina, N.V., & Dubovyk, O.I. (2020). Digital modeling of the stability of reused development workings. Scientific Journal “Transactions of Kremenchuk Mykhailo Ostrohradskyi National University”, 4(123), 62-70. doi: 10.30929/1995-0519.2020.4.62-70.
  18. Shashenko, O., Cherednyk, V., Khoziaikina, N., & Shashenko, D. (2021). Physical prerequisites for gas permeability simulation of mined rock mass. Journal of Donetsk Mining Institute, 2(49), 78-84. doi: 10.31474/1999-981x-2021-2-78-84.
  19. Smolinski, A., Malashkevych, D., Petlovanyi, M., Rysbekov, K., Lozynskyi, V., & Sai, K. (2022). Research into impact of leaving waste rocks in the mined-out space on the geomechanical state of the rock mass surrounding the longwall face. Energies, 15(24), article number 9522. doi: 10.3390/en15249522.
  20. Stupnik, M., Kalinichenko, V., Kalinichenko, O., & Pochtarev, A. (2022). Improvement of extracted iron ore grade in underground mining. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 970, article number 012048. http://doi.org/10.1088/1755-1315/970/1/012048.
Stupnik, M., Kushneriov, І., Kalinichenko, V., Kryvenko, Yu., & Fedorenko, S. (2026). The use of room-and-pillar mining systems at deep levels of iron ore mines. Mining Journal of Kryvyi Rih National University, 60(1), 8-21. https://doi.org/10.31721/2306-5435-2026-1-8-21
uk