Розробка високоефективних технологій видобутку багатих залізних руд на глибоких горизонтах шахт Кривбасу

Микола Ступнік Всеволод Калініченко Михайло Федько Сергій Письменний Михайло Грищенко
Отримано 17.07.2025, Доопрацьовано 27.11.2025, Прийнято 24.12.2025
Анотація

Близько половини обсягів багатих залізних руд, які видобувають на шахтах Кривбасу, здійснюють із використанням різних варіантів системи підповерхового обвалення. При цьому доставку руди у виймальних панелях виконують виключно скреперними установками, які не відповідають сучасним вимогам з точки зору умов праці гірників, її продуктивності та безпеки робіт. Метою роботи була розробка більш ефективних технологічних схем видобування багатих залізних руд системою підповерхового обвалення, що було здійснено, в першу чергу, за рахунок застосування на доставці руди самохідних навантажувально-доставочних машин (НДМ) та інших технічних рішень. Запропоновані нові технологічні схеми відпрацювання покладів залізорудної сировини системою підповерхового обвалення, які ґрунтуються на застосуванні на доставці самохідних НДМ. Це досягається застосуванням окрім основного горизонту випуску, де працюють виключно самохідні НДМ, додаткового горизонту випуску із використанням на ньому скреперних установок, для чого повторно використовують буровий штрек. Це забезпечує більш інтенсивне відпрацювання панелей, завдяки чому зменшуються витрати на підтримання виробок та покращуються показники вилучення руди. Інший варіант розроблений для відпрацювання покладів потужністю до 30-35 м, передбачає застосування похилих компенсаційних камер, що дає можливість утворювати камери достатнього об’єму навіть у рудах низької стійкості, а також комбіновану доставку руди самохідними НДМ та скреперними установками. Для підвищення ефективності використання самохідних НДМ, продуктивність яких є значно більшою ніж скреперних установок, передбачена можливість застосування одної НДМ для одночасної доставки руди з двох суміжних панелей. Таким чином, головними перевагами запропонованих варіантів систем розробки є підвищення інтенсивності відпрацювання панелей, суттєве зменшення втрат відбитої руди на лежачому боці покладу, а також можливість застосування самохідних НДМ в умовах шахт Криворізького залізорудного басейну

Ключові слова:
залізорудна сировина; підземний видобуток; технологія розробки; підповерхове обвалення; доставка руди; самохідна техніка

Взято з Том 59, № 2, 2025

Сторінки 21–31

Використані джерела ЦИТУВАТИ
  1. Abdiev, A.R., Wang, J., Mambetova, R.Sh., Abdiev, A.A., & Abdiev, A.Sh. (2025). Geomechanical assessment of stress-strain conditions in structurally heterogeneous rock masses of Kyrgyzstan. Engineering Journal of Satbayev University, 147(2), 31-39. doi: 10.51301/ejsu.2025.i2.05.
  2. Andreev, B.M., Brovko, D.V., & Khvorost, V.V. (2015). Determination of reliability and justification of object parameters on the surface of mines taking into account change-over to the lighter enclosing structures. Metallurgical and Mining industry, 12, 378-382. doi: 10.13140/RG.2.2.30779.31529.
  3. 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.
  4. Bazaluk, O., Petlovanyi, M., Sai, K., Chebanov, M., & Lozynskyi, V. (2024). Comprehensive assessment of the earth’s surface state disturbed by mining and ways to improve the situation: Case study of Kryvyi Rih Iron-ore Basin, Ukraine. Frontiers in Environmental Science, 12, article number 1480344. doi: 10.3389/fenvs.2024.1480344.
  5. Bondarchuk, I.B., & Shenderova, I.V. (2015). Classification of hydraulic borehole mining technological processes during pay zone development. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 24, article number 012004. doi: 10.1088/1755-1315/24/1/012004.
  6. Chong, S.-H., Song, K.-I., & Cho, G.-C. (2021). Development of equivalent stress- and strain-dependent model for jointed rock mass and its application to underground structure. KSCE Journal of Civil Engineering, 25, 48874896. doi: 10.1007/s12205-021-0616-6.
  7. Elrawy, W.R., Abdelhaffez, G., & Saleem, H. (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.
  8. Huang, X., Mei, G., Wang, J., & Shi, C. (2024) Digital characterization and equivalent mechanical parameters of broken rock mass based on structural characteristics of rock mass. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 83, article number 508. doi: 10.1007/s10064-024-04020-1.
  9. Khomenko, O., Kononenko, M., & Petlovanyi, M. (2015). Analytical modeling of the backfill massif deformations around the chamber with mining depth increase. In G. Pivnyak, V. Bondarenko & I. Kovalevska (Eds.). New developments in mining engineering 2015: Theoretical and practical solutions of mineral resources mining (pp. 265-269). London: Taylor & Francis Group.
  10. Khorolskyi, A., & Kosenko, A. (2022). Results of simulation modeling of the influence of technological parameters on the outburst hazard of coal seams. In 5th international scientific and technical internet conference “Innovative development of resource-saving technologies and sustainable use of natural resources” (pp. 157-160). Petroșani: Universitas Publishing.
  11. Kosenko, A., Khomenko, O., Kononenko, M., Yegorchenko, R., Starikov, G., & Dychkovskyi, R. (2024). Management of scraper-self-propelled ore delivery parameters in caving operations. Mining Machines, 42(4), 277-287. doi: 10.32056/KOMAG2024.4.4.
  12. Lutsenko, I., Tytiuk, V., Oksanych, I., & Rozhnenko, Z. (2017). Development of the method for determining optimal parameters of the process of displacement of technological objects. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6(3(90)), 41-48. doi: 10.15587/1729-4061.2017.116788.
  13. Matayev, A., Uakhitova, B., Kaumetova, D., Imangazin, M., Sarkulova, Z., Issengaliyeva, G., & Orazbekova, R. (2024). Substantiation and selection of parameters for supporting mine workings at deep levels. Mining of Mineral Deposits, 18(4), 125-138. doi: 10.33271/mining18.04.125.
  14. 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 012003. doi: 10.1088/1757-899X/966/1/012003.
  15. Pysmennyi, S., Brovko, D., Shwager, N., Kasatkina, I., Paraniuk, D., & Serdiuk, O. (2018). Development of complexstructure ore deposits by means of chamber systems under conditions of the Kryvyi Rih iron ore field. EasternEuropean Journal of Enterprise Technologies, 5(1(95)), 33-45. doi: 10.15587/1729-4061.2018.142483.
  16. 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.
  17. 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.
  18. Seyed, M.R.S., Kaveh, A., & Mosleh, E. (2025). Analysis of the impact of different blast energies on rock crushing using numerical modelling. Rudarsko-Geološko-Naftni Zbornik, 40(2), 87-105. doi: 10.17794/rgn.2025.2.7.
  19. Shihov, D., & Bekbotayeva, A. (2024). Correlation of ore bodies in a molybdenum-tungsten deposit using the distribution of rock-forming and trace elements. Engineering Journal of Satbayev University, 146(2), 29-36. doi: 10.51301/ejsu.2024.i2.04.
  20. Stupnik, M., Fedko, M., Hryshchenko, M., Kalinichenko, O., & Kalinichenko, V. (2023). Study of compensation room impacts on the massіf stability and mined ore mass quality. Inżynieria Mineralna – Journal of the Polish Mineral Engineering Society, 1(51), 137-144. doi: 10.29227/IM-2023-01-16.
  21. Stupnik, M., Kalinichenko, V., Kalinichenko, O., & Pochtarev, A. (2021). Technological measures to enhance efficiency of mining ore from stopes applying self-propelled equipment. E3S Web of Conferences, 280, article number 08010. doi: 10.1051/e3sconf/202128008010.
  22. Tayebi, A., El Maghraoui, M., Bezzout, H., & El Faylali, H. (2019). Numerical simulation of rock massif stress state at normal fault at underground longwall coal mining. International Journal of Civil Engineering and Technology (IJCIET), 10(10), 197-204.
Stupnik, M., Kalinichenko, V., Fedko, M., Pysmennyi, S., & Hryshchenko, M. (2025). Development of highly efficient technologies for extracting rich iron ores at deep levels of Kryvbas mines. Mining Journal of Kryvyi Rih National University, 59(2), 21-31. https://doi.org/10.31721/2306-5435-2025-2-21-31
uk