Annotation:
The study provides results of the analysis of the impact of structural features of development systems in use on the ore mining efficiency and safety with an increase in the depth of development of the Tashtagol iron ore field of EVRAZ ZSMK JSC.
The features of the geological structure of the field are marked, which include five ore sectors with ore bodies mined from the outcrop to the horizon of –280 m at the Eastern sector, and “blind” at North-Western, South-Western, and Deep sectors with upper boundaries of 585, 385, 900 m, and more from the surface.
The depth of mining operations and operating in a seismically active area of the Altay-Sayan folded region are the main factors of rock pressure increase.
Notably, these mining and geological conditions and mining factors established during 83 years of development of the Tashtagol field caused the need for ore mining simultaneously in 7 levels of the mine, and choosing a development system considering the gravitational-tectonic stress field of each of the areas excavated.
The practices of the use of a continuous forced level caving system with bundles of deep blast holes and vibratory release, elaborated in collaboration with scientists from the Institute of Mining of the Siberian Branch of the USSR Academy of Sciences and implemented since 1970, which has been used until now, are described.
The results of the implementation of the forced level caving system using self-propelled equipment since 1918, when developing deep horizons in conditions of increasing stress fields and potential manifestations of various forms of mining and tectonic phenomena are provided.
References:
1. Копытов А.И., Кимеев В.М. Горная Шория: от древней металлургии до современной горнодобывающей промышленности. Исторические очерки. Кемерово: Примула, 2020. 427 с.
Kopytov A.I., Kimeev V.M. Mountain Shoria: from ancient metallurgy to modern mining industry. Historical studies. Kemerovo: Primula, 2020. 427 р. (In Russ.).
2. Повышение безопасности труда при подземной разработке напряженно-деформированных массивов / В.И. Голик, Д.А. Камболов, С.В. Галачиева, Г.Х. Шарипзянова // Безопасность труда в промышленности. 2022. № 3. С. 61–66. DOI: 10.24000/0409-2961-2022-3-61-66
Golik V.I., Kambolov D.A., Galachieva S.V., Sharipzyanova G.K. Improvement of the Occupational Safety at the Underground Mining of the Stress-Strain Masses. Bezopasnost Truda v Promyshlennosti = Occupational Safety in Industry. 2022. № 3. pp. 61–66. (In Russ.). DOI: 10.24000/0409-2961-2022-3-61-66
3. Курленя М.В., Еременко А.А., Шрепп Б.В. Геомеханические проблемы разработки железорудных месторождений Сибири. Новосибирск: Наука, 2001. 184 с.
Kurlenya M.V., Eremenko A.A., Shrepp B.V. Geomechanical problems of the development of iron ore deposits of Siberia. Novosibirsk: Nauka, 2001. 184 p. (In Russ.).
4. Еременко А.А., Неверов С.А., Неверов А.А. Развитие физико-технических и физико-химических геотехнологий освоения месторождений полезных ископаемых, опасных по газо- и геодинамическим явлениям. В 3 т. Т. 1. Физико-техническая геотехнология разработки рудных месторождений. Новосибирск: СО РАН, 2023. 200 с.
Eremenko A.A., Neverov S.A., Neverov A.A. Elaborating physical and technical and physical and chamical geotechnologies of the development of mineral deposits hazardous by gas-dynamic and geodynamic phenomena. In 3 volumes. Vol. 1. Physical and technical geotechnology of ore deposit development. Novosibirsk: SO RAN, 2023. 200 p. (In Russ.).
5. Диагностика геофизических предвестников геодинамических явлений и развитие геотехнологии разработки железорудных месторождений / А.А. Еременко, А.А. Беспалько, В.А. Еременко, Л.В. Яворович. Новосибирск: Наука, 2016. 296 с.
Eremenko A.A., Bespalko A.A., Eremenko V.A., Yavorovich L.V. Diagnostics of geophysical precursors of geodynamic phenomena and the development of the iron ore deposits geotechnology. Novosibirsk: Nauka, 2016. 296 р. (In Russ.).
6. Прогноз и предупреждение геодинамических явлений при подготовке технологического блока к отработке на Таштагольском месторождении / В.Н. Филиппов, А.А. Еременко, А.Н. Александров и др. // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2018. № 5. С. 74–80. DOI: 10.25018/02361493-2018-5-0-74-80
Filippov V.N., Eremenko A.A., Aleksandrov A.N., Matveev I.F., Shtirts V.А., Khristolyubov E.A. Prediction and prevention of geodynamic events during preparation of an orebody block for extraction at Tashtagol deposit. Gornyy informatsionno-analiticheskiy byulleten (nauchno-tekhnicheskiy zhurnal) = Mining informational and analytical bulletin (scientific and technical journal). 2018. № 5. рр. 74–80. (In Russ.). DOI: 10.25018/02361493-2018-5-0-74-80
7. Христолюбов Е.А., Еременко А.А., Филиппов В.Н. Разработки способов предупреждения геодинамических явлений при разработке удароопасных месторождений // Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. 2020. Т. 7. № 1. С. 169–175. DOI: 10.15372/FPVGN2020070126
Khristolyubov E.A., Eremenko A.A., Filippov V.N. Development of methods for preventing geodynamic phenomena in rockburst-hazardous deposits. Fundamentalnye i prikladnye voprosy gornykh nauk = Mining sciences: fundamental and applied issues. 2020. Vol. 7. № 1. pp. 169–175. (In Russ.). DOI: 10.15372/FPVGN2020070126
8. Инструкция по безопасному ведению горных работ на рудных и нерудных месторождениях (объектах строительства подземных сооружений), склонных к горным ударам. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200001151 (дата обращения: 01.03.2025).
Instruction on safe mining operations at ore and non-metallic deposits (underground construction facilities) prone to rock bursts. Available at: https://docs.cntd.ru/document/1200001151 (accessed: March 1, 2025). (In Russ.).
9. РД 06-329—99. Инструкция по безопасному ведению горных работ на рудных и нерудных месторождениях, объектах строительства подземных сооружений, склонных и опасных по горным ударам. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200029699/titles?ysclid=mfkzlbt6x7290834999 (дата обращения: 01.03.2025).
RD 06-329—99. Instruction on safe mining operations at ore and non-metallic deposits, underground construction facilities, prone to and hazardous for rock bursts. Available at: https:// https://docs.cntd.ru/document/1200029699/titles?ysclid=mfkzlbt6x7290834999 (accessed: March 1, 2025). (In Russ.).
10. Указание по безопасному ведению горных работ на месторождениях Горной Шории, склонных и опасных по горным ударам. Новосибирск, Новокузнецк, 2015. 73 с.
Instruction on safe mining operations at Mountain Shoria deposits prone to and hazardous for rock bursts. Novosibirsk, Novokuznetsk, 2015. 73 p. (In Russ.).
11. Копытов А.И., Першин В.В. Развитие железорудной отрасли Горной Шории как основы создания промышленной, экономической безопасности и конкурентных преимуществ металлургии Кузбасса // Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2012. № 3. С. 170–174.
Kopytov A.I., Pershin V.V. Development of the iron ore industry Shoria Mountain as a basis to create economic security and competitive advantage of the Kuzbass metallurgy. Vestnik Kuzbasskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta = Bulletin of the Kuzbass State Technical University. 2012. № 3. pp. 170–174. (In Russ.).
12. Копытов А.И. Развитие железорудной отрасли Горной Шории — основа стабильной работы металлургии Кузбасса // Черные металлы. 2018. № 7. C. 41–48.
Kopytov A.I. Development of iron ore base in Gornaya Shoriya as the base for stable operation of Kuzbass metallurgy. Chernye metally = Ferrous Metals Journal. 2018. № 7. рр. 41–48. (In Russ.).
13. Копытов А.И., Башков В.И. Отработка участка «Подрусловый» Шерегешевского месторождения в условиях удароопасности // Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2015. № 5. С. 47–53.
Kopytov A.I., Bashkov V.I. Mining site “Podruslovyy” Sheregeshevskogo field under rock bursts. Vestnik Kuzbasskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta = Bulletin of the Kuzbass State Technical University. 2015. № 5. рр. 47–53. (In Russ.).
14. Копытов А.И., Башков В.И. Разубоживание руды при внедрении системы подэтажного обрушения с торцевым выпуском и добавкой самоходным оборудованием на участке «Подрусловый» Шерегешского месторождения // Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2016. № 2. С. 17–20.
Kopytov A.I., Bashkov V.I. Dilution of ore with implementation of the system of sublevel caving with end release and delivery of mobile equipment on the plot “Podruslovyy” Sheregeshskogo field. Vestnik Kuzbasskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta = Bulletin of the Kuzbass State Technical University. 2016. № 2. рр. 17–20. (In Russ.).
15. Kalenchuk K.S., Mercer R., Williams E. Large-magnitude seismicity at the Westwood mine, Quebec, Canada. Deep Mining 2017: Proceeding of the Eight International Conference on Deep and High Stress Mining. Perth: Australian Centre for Geomechanics, 2017. pp. 89–101. DOI: 10.36487/ACG_rep/1704_04_Kalenchuk
16. Rajmeny P.K., Vakili A. Three-dimensional inelastic numerical back-analysis of observed rock mass response to mining in an Indian mine under high-stress conditions. Deep Mining 2017: Proceeding of the Eight International Conference on Deep and High Stress Mining. Perth: Australian Centre for Geomechanics, 2017. pp. 329–342. DOI: 10.36487/ACG_rep/1704_23_Rajmeny
17. Sjoberg J., Perman F., Lope Alvarez D., Stockel B.-M., Makitaavola K., Storvall E., Lavoie T. Deep sublevel cave mining and surface influence. Deep Mining 2017: Proceeding of the Eight International Conference on Deep and High Stress Mining. Perth: Australian Centre for Geomechanics, 2017. pp. 357–372. DOI: 10.36487/ACG_rep/1704_25_Sjoberg
Kopytov A.I., Kimeev V.M. Mountain Shoria: from ancient metallurgy to modern mining industry. Historical studies. Kemerovo: Primula, 2020. 427 р. (In Russ.).
2. Повышение безопасности труда при подземной разработке напряженно-деформированных массивов / В.И. Голик, Д.А. Камболов, С.В. Галачиева, Г.Х. Шарипзянова // Безопасность труда в промышленности. 2022. № 3. С. 61–66. DOI: 10.24000/0409-2961-2022-3-61-66
Golik V.I., Kambolov D.A., Galachieva S.V., Sharipzyanova G.K. Improvement of the Occupational Safety at the Underground Mining of the Stress-Strain Masses. Bezopasnost Truda v Promyshlennosti = Occupational Safety in Industry. 2022. № 3. pp. 61–66. (In Russ.). DOI: 10.24000/0409-2961-2022-3-61-66
3. Курленя М.В., Еременко А.А., Шрепп Б.В. Геомеханические проблемы разработки железорудных месторождений Сибири. Новосибирск: Наука, 2001. 184 с.
Kurlenya M.V., Eremenko A.A., Shrepp B.V. Geomechanical problems of the development of iron ore deposits of Siberia. Novosibirsk: Nauka, 2001. 184 p. (In Russ.).
4. Еременко А.А., Неверов С.А., Неверов А.А. Развитие физико-технических и физико-химических геотехнологий освоения месторождений полезных ископаемых, опасных по газо- и геодинамическим явлениям. В 3 т. Т. 1. Физико-техническая геотехнология разработки рудных месторождений. Новосибирск: СО РАН, 2023. 200 с.
Eremenko A.A., Neverov S.A., Neverov A.A. Elaborating physical and technical and physical and chamical geotechnologies of the development of mineral deposits hazardous by gas-dynamic and geodynamic phenomena. In 3 volumes. Vol. 1. Physical and technical geotechnology of ore deposit development. Novosibirsk: SO RAN, 2023. 200 p. (In Russ.).
5. Диагностика геофизических предвестников геодинамических явлений и развитие геотехнологии разработки железорудных месторождений / А.А. Еременко, А.А. Беспалько, В.А. Еременко, Л.В. Яворович. Новосибирск: Наука, 2016. 296 с.
Eremenko A.A., Bespalko A.A., Eremenko V.A., Yavorovich L.V. Diagnostics of geophysical precursors of geodynamic phenomena and the development of the iron ore deposits geotechnology. Novosibirsk: Nauka, 2016. 296 р. (In Russ.).
6. Прогноз и предупреждение геодинамических явлений при подготовке технологического блока к отработке на Таштагольском месторождении / В.Н. Филиппов, А.А. Еременко, А.Н. Александров и др. // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2018. № 5. С. 74–80. DOI: 10.25018/02361493-2018-5-0-74-80
Filippov V.N., Eremenko A.A., Aleksandrov A.N., Matveev I.F., Shtirts V.А., Khristolyubov E.A. Prediction and prevention of geodynamic events during preparation of an orebody block for extraction at Tashtagol deposit. Gornyy informatsionno-analiticheskiy byulleten (nauchno-tekhnicheskiy zhurnal) = Mining informational and analytical bulletin (scientific and technical journal). 2018. № 5. рр. 74–80. (In Russ.). DOI: 10.25018/02361493-2018-5-0-74-80
7. Христолюбов Е.А., Еременко А.А., Филиппов В.Н. Разработки способов предупреждения геодинамических явлений при разработке удароопасных месторождений // Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. 2020. Т. 7. № 1. С. 169–175. DOI: 10.15372/FPVGN2020070126
Khristolyubov E.A., Eremenko A.A., Filippov V.N. Development of methods for preventing geodynamic phenomena in rockburst-hazardous deposits. Fundamentalnye i prikladnye voprosy gornykh nauk = Mining sciences: fundamental and applied issues. 2020. Vol. 7. № 1. pp. 169–175. (In Russ.). DOI: 10.15372/FPVGN2020070126
8. Инструкция по безопасному ведению горных работ на рудных и нерудных месторождениях (объектах строительства подземных сооружений), склонных к горным ударам. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200001151 (дата обращения: 01.03.2025).
Instruction on safe mining operations at ore and non-metallic deposits (underground construction facilities) prone to rock bursts. Available at: https://docs.cntd.ru/document/1200001151 (accessed: March 1, 2025). (In Russ.).
9. РД 06-329—99. Инструкция по безопасному ведению горных работ на рудных и нерудных месторождениях, объектах строительства подземных сооружений, склонных и опасных по горным ударам. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200029699/titles?ysclid=mfkzlbt6x7290834999 (дата обращения: 01.03.2025).
RD 06-329—99. Instruction on safe mining operations at ore and non-metallic deposits, underground construction facilities, prone to and hazardous for rock bursts. Available at: https:// https://docs.cntd.ru/document/1200029699/titles?ysclid=mfkzlbt6x7290834999 (accessed: March 1, 2025). (In Russ.).
10. Указание по безопасному ведению горных работ на месторождениях Горной Шории, склонных и опасных по горным ударам. Новосибирск, Новокузнецк, 2015. 73 с.
Instruction on safe mining operations at Mountain Shoria deposits prone to and hazardous for rock bursts. Novosibirsk, Novokuznetsk, 2015. 73 p. (In Russ.).
11. Копытов А.И., Першин В.В. Развитие железорудной отрасли Горной Шории как основы создания промышленной, экономической безопасности и конкурентных преимуществ металлургии Кузбасса // Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2012. № 3. С. 170–174.
Kopytov A.I., Pershin V.V. Development of the iron ore industry Shoria Mountain as a basis to create economic security and competitive advantage of the Kuzbass metallurgy. Vestnik Kuzbasskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta = Bulletin of the Kuzbass State Technical University. 2012. № 3. pp. 170–174. (In Russ.).
12. Копытов А.И. Развитие железорудной отрасли Горной Шории — основа стабильной работы металлургии Кузбасса // Черные металлы. 2018. № 7. C. 41–48.
Kopytov A.I. Development of iron ore base in Gornaya Shoriya as the base for stable operation of Kuzbass metallurgy. Chernye metally = Ferrous Metals Journal. 2018. № 7. рр. 41–48. (In Russ.).
13. Копытов А.И., Башков В.И. Отработка участка «Подрусловый» Шерегешевского месторождения в условиях удароопасности // Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2015. № 5. С. 47–53.
Kopytov A.I., Bashkov V.I. Mining site “Podruslovyy” Sheregeshevskogo field under rock bursts. Vestnik Kuzbasskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta = Bulletin of the Kuzbass State Technical University. 2015. № 5. рр. 47–53. (In Russ.).
14. Копытов А.И., Башков В.И. Разубоживание руды при внедрении системы подэтажного обрушения с торцевым выпуском и добавкой самоходным оборудованием на участке «Подрусловый» Шерегешского месторождения // Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2016. № 2. С. 17–20.
Kopytov A.I., Bashkov V.I. Dilution of ore with implementation of the system of sublevel caving with end release and delivery of mobile equipment on the plot “Podruslovyy” Sheregeshskogo field. Vestnik Kuzbasskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta = Bulletin of the Kuzbass State Technical University. 2016. № 2. рр. 17–20. (In Russ.).
15. Kalenchuk K.S., Mercer R., Williams E. Large-magnitude seismicity at the Westwood mine, Quebec, Canada. Deep Mining 2017: Proceeding of the Eight International Conference on Deep and High Stress Mining. Perth: Australian Centre for Geomechanics, 2017. pp. 89–101. DOI: 10.36487/ACG_rep/1704_04_Kalenchuk
16. Rajmeny P.K., Vakili A. Three-dimensional inelastic numerical back-analysis of observed rock mass response to mining in an Indian mine under high-stress conditions. Deep Mining 2017: Proceeding of the Eight International Conference on Deep and High Stress Mining. Perth: Australian Centre for Geomechanics, 2017. pp. 329–342. DOI: 10.36487/ACG_rep/1704_23_Rajmeny
17. Sjoberg J., Perman F., Lope Alvarez D., Stockel B.-M., Makitaavola K., Storvall E., Lavoie T. Deep sublevel cave mining and surface influence. Deep Mining 2017: Proceeding of the Eight International Conference on Deep and High Stress Mining. Perth: Australian Centre for Geomechanics, 2017. pp. 357–372. DOI: 10.36487/ACG_rep/1704_25_Sjoberg