On reclamation prospects for dump no. 4 of the Central mining and processing plant underworked by underground mining operations

Mykola Stupnik D. Brovko Vsevolod Kalinichenko Mykhailo Fedko Mykhailo Hryshchenko А. Bolotnikov О. Chyrva O. Aigars
Received 01.03.2023, Revised 03.04.2023, Accepted 25.04.2023
Abstract

Purpose. To determine the actual state of the rock massif at the toe and body of dump No. 4 of the PJSC Central GZK located in the zone of influence of mining operations of the Yuvileyna underground mine PJSC Sukha Balka and to establish prospects for the land area reclamation. Research methods. Visual inspection of the dump tiers and slopes and the surrounding area, aerial photography of the facilities, analysis of the state of the underground workings and geophysical surveys, geomechanical calculations and mathematical modeling of rock stability applying the finite element method. Scientific novelty. Establishing the influence of underground mining operations on the daylight surface state and forecasting the development of the process of rock shifts and earth’s surface strains triggered by underground mining. Practical significance. Determining the actual state of the dump No. 4 land area undermined by the Yuvileyna mine and prospects for the land reclamation. Results. The study has resulted in determining actual boundaries of zones of the earth’s surface shifts, crack, terrace, crater and sinkhole formation, and establishing the fact that in the course of current mining operations at the Yuvileyna mine, craters cannot come out to the daylight surface within the dump No. 4 area due to attenuation of this process in the rock massif. The data obtained during mathematical modeling of the rock massif strains caused by underground mining operations indicate that this area is located in the zone of non-critical disturbances that do not threaten with rock massif caving. At the same time, geophysical survey data show active geodynamic processes in the rock massif in some areas, which testifies to availability of cavities in previously mined out levels. Due to their much shallower depth, there is a potential danger that current mining operations (especially bulk blasting) could eventually lead to their self-caving and formation of cratres or sinkholes in some areas. The study results underlie forecasting the development of the rock and earth’s surface shifts and zoning the dump area according to the degree of safety of its reclamation

Keywords:
underground mining; rocks; cavities; shift trough; geodynamic processes; stress-strain state; surface disturbance; crater formation; survey observations; geophysical exploration

Retrieved from Vol. 57, No. 1, 2023

Pages 3–11

References Suggested citation

[1] Гірничий закон України: - м. Київ 6 жовтня 1999 р. № 1127-1V-XIV. BBP, 1999, № 50, ст. 433.

[2] Закон України про охорону навколишнього природного середовища: Відомості Верховної Ради України, 1991, № 41, ст.546.

[3] НПАОН 13.1-1.01-75. Правила охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных горных работ в Криворожском железорудном бассейне. - Ленинград: ВНИМИ, 1975. - 68 с.

[4] НПАОП 0.00-1.24-10. Правила охорони праці під час розробки родовищ корисних копалин відкритим способом. [На заміну НПАОП 0.00-1.33-94; чинні від 23.03.2018].- Харків: Індустрія, 2020.- 104 с.

[5] Инструкция по наблюдениям за деформациями бортов, откосов уступов и отвалов на карьерах и разработке мероприятий по обеспечению их устойчивости. - ЛеЛенинград: ВНИМИ, 1971. - 187 с.

[6] Методические указания по наблюдениям за деформациями бортов разрезов и отвалов, интерпретации их результатов и прогнозу устойчивости. - Ленинград : ВНИМИ, 1987. - 177 с.

[7] НПАОН 74.2-5.01-21. Правила виконання маркшейдерських робіт під час розробки родовищ рудних та нерудних корисних копалин. [На заміну НПАОН 74.2-5.01-85, НПАо Н 74.2-5.03-85, НПАо Н 74.2-5.06-85; чинні від 27.07.2021]. Вид. офіц. -Харків: Індустрія, 2021. - 260 с.

[8] Инструкция по наблюдениям за сдвижением горных пород и земной поверхности при подземной разработке рудных месторождений. - Москва: Недра, 1988. - 112 с.

[9] Исследование и разработка методов, обеспечивающих безопасное ведение горных работ в условиях карьеров № 1 и № 2 ЦГОКа: Отчет по НИР / КГРИ, рук. Сосик Д.И. - Кривой Рог, 1982. - 89 с.

[10] Разработка мероприятий по безопасной отработке карьера № 1 и № 2 ЦГОКа до глубины 300-500 м в зонах влияния подземных разработок рудников им. К. Либкнехта, им. Коминтерна, им. Фрунзе и им. ХХ партсъезда: Отчет по НИР / КГРИ, рук. Сазонов В.А.- Кривой Рог, 1978. - 58 с.

[11] Сазонов В.А., Сосик Д.И. Геофизика в маркшейдерском деле. - Москва: Недра, 1989. - 120 с.

[12] Сдвижение горных пород и земной поверхности при разработке рудных залежей Криворожского бассейна / К.К. Байчук, А.Л Малахов, В.Н Романенко, А.В. Сазонов // В кн. ІХ международный конгресс по маркшейдерскому делу, Чешская республика, 18-22 июня 1994 г. Том-доклады. - Прага, 1994. -С. 542-544.

[13] Исследование и прогноз характера процесса сдвижения с районированием подрабатываемых территорий при отработке глубоких горизонтов шахт Кривбасса на предмет использования в народном хозяйстве. Отчет о НИР/ ГНПП "МЭГГИ", рук. Сазонов А.В. - Кривой Рог, 1995. - 94 с.

[14] Кучер Б.Ф., Моисеев Б.Ф., Сазонов А.В. Образование воронок-провалов в карьере ПАО «ЦГОК» // Гірничий вісник, № 95 (1), КНУ, 2012. - С. 39-43.

[15] Контрольні спостереження за розвитком процесу зсуву поверхні та станом об’єктів, що охороняються, при підземній розробці залізних руд шахтами ПрАТ «СУХА БАЛКА» у 2021 році: Звіт групи спеціальних маркшейдерських досліджень ПрАТ «Суха Балка». - Кривий Ріг, 2021. - 180 с.

Stupnik, M., Brovko, D., Kalinichenko, V., Fedko, M., Hryshchenko, M., Bolotnikov, А., Chyrva, О., & Aigars, O. (2023). On reclamation prospects for dump no. 4 of the Central mining and processing plant underworked by underground mining operations. Mining Journal of Kryvyi Rih National University, 57(1), 3-11.
en