<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="en"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">gscience</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="en">Mining Science and Technology (Russia)</journal-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Горные науки и технологии</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="epub">2500-0632</issn><publisher><publisher-name>The National University of Science and Technology MISiIS (NUST MISIS)</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.17073/2500-0632-2025-07-1003</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">gscience-1003</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>MINERAL RESOURCES EXPLOITATION</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>РАЗРАБОТКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Mine design and process engineering solutions for copper-nickel ore quality management in underground mining</article-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Проектно-технологические решения для управления качеством медно-никелевых руд на подземном руднике</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0009-0006-2926-4052</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Туртыгина</surname><given-names>Н. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Turtygina</surname><given-names>N. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Наталья Александровна Туртыгина – кандидат технических наук, доцент кафедры разработки месторождений полезных ископаемых</p><p>г. Норильск</p><p>Scopus ID 57206659384</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Natalia A. Turtygina – Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor of the Department of Mineral Deposit Development</p><p>Norilsk</p><p>Scopus ID 57206659384</p></bio><email xlink:type="simple">natyrtigina@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0009-0006-1253-8758</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Охрименко</surname><given-names>А. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Okhrimenko</surname><given-names>A. V.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Александр Владимирович Охрименко – руководитель Центра планирования рудника «Комсомольский»</p><p>г. Норильск</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Alexander V. Okhrimenko – Head of the Planning Center, Komsomolsky Mine</p><p>Norilsk</p></bio><email xlink:type="simple">Okhrimenko.av@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0009-0003-9450-5367</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Глинский</surname><given-names>А. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Glinsky</surname><given-names>A. V.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Алексей Валерьевич Глинский – горный инженер первой категории технического отдела рудника «Октябрьский»</p><p>г. Норильск</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Aleksey V. Glinsky – Mining Engineer (First Category) of the Technical Department, Oktyabrsky Mine</p><p>Norilsk</p></bio><email xlink:type="simple">glinskij.ru@gmail.com</email><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0009-0001-6038-1787</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Рыженков</surname><given-names>К. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Ryzhenkov</surname><given-names>K. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Кирилл Андреевич Рыженков – аспирант кафедры разработки месторождений полезных ископаемых</p><p> </p></bio><bio xml:lang="en"><p>Kirill A. Ryzhenkov – PhD Student of the Department of Mineral Deposit Development</p><p>Norilsk</p></bio><email xlink:type="simple">Ryzhenkovka@nornik.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-3"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru">Заполярный государственный университет имени Н. М. Федоровского<country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en">N.M. Fedorovsky Polar State University<country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff-2"><aff xml:lang="ru">ГМК «Норильский никель»<country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en">PJSC MMC Norilsk Nickel<country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff-3"><aff xml:lang="en">N.M. Fedorovsky Polar State University<country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2026</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>16</day><month>07</month><year>2026</year></pub-date><volume>11</volume><issue>2</issue><fpage>130</fpage><lpage>140</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Turtygina N.A., Okhrimenko A.V., Glinsky A.V., Ryzhenkov K.A., 2026</copyright-statement><copyright-year>2026</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Туртыгина Н.А., Охрименко А.В., Глинский А.В., Рыженков К.А.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Turtygina N.A., Okhrimenko A.V., Glinsky A.V., Ryzhenkov K.A.</copyright-holder><license license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://mst.misis.ru/jour/article/view/1003">https://mst.misis.ru/jour/article/view/1003</self-uri><abstract><p>Declining ore grades at the Norilsk deposits are accompanied by increasing variability in the quality of mined ore and deterioration in the quality of saleable products. These trends necessitate a revision of the fundamental approaches to optimizing mining systems for ore-stream quality management. This study aimed to advance the theoretical framework and improve the methodology for substantiating process engineering solutions for integrated ore quality management in underground mining through innovative modernization of mine flowsheets. An integrated research approach was employed, including a review of previous studies; analysis of Russian and international experience in ore-stream management; field sampling of ore in deposits and along ore streams, followed by geological and mineralogical testing and correlation analysis; production-scale investigations of particle-size segregation during mining; analytical studies based on probability theory and mathematical statistics; and modern modeling methods. An updated classification of methods for assuring and controlling ore quality in underground mining is proposed. Blending methods are classified as blending and stabilization methods aimed at achieving and maintaining the required quality of mined ore, whereas segregation and separation methods are intended to divide, separate, or sort the material. Production-scale investigations confirmed that considerable potential exists for more effective control of ore-stream quality. Fundamental principles were formulated for developing process engineering solutions at the underground-mine design stage to manage copper-nickel ore quality and substantially improve the quality of mine products.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="ru"><p>В условиях обеднения минерально-сырьевой базы норильских месторождений наблюдается увеличение размаха колебаний качественных характеристик в объёмах добычи и снижение качества товарной продукции, что требует актуализации принципиальных положений в области оптимизации горнотехнических систем для управления качеством рудопотоков. Цель исследования – развитие теории и совершенствование методологии обоснования технологических решений системного обеспечения качества при подземной добыче руд на основе инновационных решений по модернизации технологических схем рудников. В работе использован комплексный метод исследований, включающий обобщение результатов ранее выполненных научных работ, анализ отечественного и зарубежного опыта по управлению рудопотоками, натурное опробование руды в залежах и рудопотоке с геолого-минералогическими испытаниями и корреляционным анализом, производственные исследования по изучению сегрегации рудной массы при добыче, аналитические исследования с использованием методов теории вероятностей и математической статистики, а также современные методы моделирования. Представлена актуализированная систематизация методов обеспечения и контроля качества руд при подземной добыче: способы усреднительного характера рассматриваются как усреднительно-стабилизационные (смесительные) методы, направленные на повышение и поддержание качества добытых руд, а сегрегационно-разделительные (сепарационные) – на разделение или сепарацию. Производственными исследованиями подтверждено наличие значительных резервов для эффективного формирования качества рудопотоков. Сформированы принципиальные положения по разработке технологических решений в проекте подземного рудника для управления качеством медно-никелевых руд, способных существенно улучшить продукцию горнодобывающего предприятия.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>подземный рудник</kwd><kwd>сегрегация</kwd><kwd>качественные показатели</kwd><kwd>методы управления</kwd><kwd>технология</kwd><kwd>горные работы</kwd><kwd>стабилизация</kwd><kwd>вещественный состав</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>underground mine</kwd><kwd>particle-size segregation</kwd><kwd>ore quality parameters</kwd><kwd>ore quality management</kwd><kwd>mining technology</kwd><kwd>mining operations</kwd><kwd>grade stabilization</kwd><kwd>mineral composition</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Батралиев Р. Ш. Туртыгина Н. А., Охрименко А. В. Принципиальная структура оперативной информационно-управляющей системы для стабилизации качества рудопотоков. Горный журнал. 2022;(10):91–96. https://doi.org/10.17580/gzh.2022.10.14</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Batraliev R. Sh., Okhrimenko A. V., Turtygina N. A. Conceptual structure of on-line information and control system toward stabilization of ore flow quality. Gornyi Zhurnal. 2022;(10):91–96. (In Russ.) https://doi.org/10.17580/gzh.2022.10.14</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Кожиев Х. Х. Рудничные системы управления качеством минерального сырья. Под ред. Ломоносова Г. Г. М.: Изд-во МГГУ; 2005. 292 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kozhiev Kh. Kh. Mine quality management systems for mineral raw materials. Lomonosov G. G. (Ed.) Moscow: Publ. House of Moscow State Mining University (MSMU); 2005. 292 p. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Rayo J. D., Mercado J. M., Encina V. Simulation of block caving operation using a discrete element method (DEM). In: Mining 2016 – 6th International Conference on Innovation in Mine Operations. Santiago, Chile, August 21–23, 2016.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Rayo J. D., Mercado J. M., Encina V. Simulation of block caving operation using a discrete element method (DEM). In: Mining 2016 – 6th International Conference on Innovation in Mine Operations. Santiago, Chile, August 21–23, 2016.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Lane K. F. The economic definition of ore, cut-off grades in theory and practice. 2nd ed. London: Mining Journal Books Limited; 1997. 147 p.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Lane K. F. The economic definition of ore, cut-off grades in theory and practice. 2nd ed. London: Mining Journal Books Limited; 1997. 147 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Oggeri C., Fenoglio T.M., Godio A., Vinai R. Overburden management in open pits: options and limits in large limestone quarries. International Journal of Mining Science and Technology. 2019;29(2):217–228. https://doi.org/10.1016/j.ijmst.2018.06.011</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Oggeri C., Fenoglio T.M., Godio A., Vinai R. Overburden management in open pits: options and limits in large limestone quarries. International Journal of Mining Science and Technology. 2019;29(2):217–228. https://doi.org/10.1016/j.ijmst.2018.06.011</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Oggeri C., Oreste P. Underground quarrying for marble: stability assessment through modelling and monitoring. International Journal of Mining Science. 2015;1(1):35–42.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Oggeri C., Oreste P. Underground quarrying for marble: stability assessment through modelling and monitoring. International Journal of Mining Science. 2015;1(1):35–42.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Туртыгина Н. А., Охрименко А. В., Шаров С. А., Фролов Н. А. Влияние геологического строения месторождений Норильска на уровень стабильности вещественного состава рудной массы при подземной добыче. Научный вестник Арктики. 2024;(16):70–79. https://doi.org/10.52978/25421220_2024_16_70–79</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Turtygina N. A., Okhrimenko A. V., Sharov S. A., Frolov N. A The influence of the geological structure of Norilsk deposits on the level of stability of the material composition of the ore mass during underground mining. Scientific Bulletin of the Arctic. 2024;(16):70–79. (In Russ.) https://doi.org/10.52978/25421220_2024_16_70–79</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Туртыгина Н. А., Охрименко А. В. Количественная оценка природной изменчивости качества медистых руд, залегающих в кровле интрузива. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2019;(8):146–156. https://doi.org/10.25018/0236-1493-2019-08-0-146-156</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Turtygina N. A., Okhrimenko A. V. Quantitative assessment of natural variation in quality of copper ore in roof of intrusion. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2019;(8):146–156. (In Russ.) https://doi.org/10.25018/0236-1493-2019-08-0-146-156</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Fowler A. C., Scheu B. A. Theoretical explanation of grain size distributions in explosive rock fragmentation. Proceedings of The Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 2016;472(2190):20150843. https://doi.org/10.1098/rspa.2015.0843</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Fowler A. C., Scheu B. A. Theoretical explanation of grain size distributions in explosive rock fragmentation. Proceedings of The Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 2016;472(2190):20150843. https://doi.org/10.1098/rspa.2015.0843</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ракишев Б.Р., Едильбаев А.И., Орынбай А.А., Ибырханов Т.С. Изменение содержания полезных компонентов в приконтактной зоне некондиционных руд. Горные науки и технологии. 2025;10(3):205-220. https://doi.org/10.17073/2500-0632-2025-04-395</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Rakishev B.R., Edil'baev A.I., Orynbay A.A., Ibyrkhanov T.S. Variation of ore grades in the boundary zone of subeconomic ore. Mining Science and Technology (Russia). 2025;10(3):205-220. https://doi.org/10.17073/2500-0632-2025-04-395</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Мирошникова Л. К. Минералы сульфидных медно-никелевых платиносодержащих руд Норильско-Талнахской группы месторождений. Монография к 100-летию открытия месторождения сульфидных медно-никелевых платиносодержащих руд «Норильск-1». Норильск: Кактус; 2019. 147 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Miroshnikova L. K. Minerals of sulfide copper-nickel platinum-bearing ores of the Norilsk-Talnakh group of deposits. Monograph dedicated to the 100th anniversary of the discovery of the sulfide copper-nickel platinum-bearing ore deposit "Norilsk-1". Norilsk: Cactus; 2019. 147 p. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Туртыгина Н. А., Охрименко А. В., Фролов Н. А. Классификация способов стабилизации качества рудопотока при подземной добыче. Рациональное освоение недр. 2023;(4):32–40. https://doi.org/10.26121/RON.2023.51.61.002</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Turtygina N. A., Okhrimenko A. V., Frolov N. A. Classification of ways to stabilize the ore flow quality in underground mining. Racionalʹnoe Osvoenie Nedr. 2023;(4):32–40. (In Russ.) https://doi.org/10.26121/RON.2023.51.61.002</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Calas G. Mineral resources and sustainability development. Elements. 2017;13(5):301–306. https://doi.org/10.2138/gselements.13.5.301</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Calas G. Mineral resources and sustainability development. Elements. 2017;13(5):301–306. https://doi.org/10.2138/gselements.13.5.301</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Cleary P. W., Sawley M. L. DEM modelling of industrial granular flows: 3D case studies and the effect of particle shape on hopper discharge. Applied Mathematical Modelling. 2002;26(2):89–111. https://doi.org/10.1016/S0307-904X(01)00050-6</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Cleary P. W., Sawley M. L. DEM modelling of industrial granular flows: 3D case studies and the effect of particle shape on hopper discharge. Applied Mathematical Modelling. 2002;26(2):89–111. https://doi.org/10.1016/S0307-904X(01)00050-6</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Павлишина Д. Н., Шумилов П. А., Терещенко С. В. Разработка программного модуля «Управление качеством руды». В: Сборник научных трудов КФ Петр ГУ. Апатиты: Изд-во КФ Петр ГУ, 2015. С. 27–30.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Pavlishina D.N., Shumilov P.A., Tereshchenko S.V. Development of the software module "Ore Quality Management". In: Collection of Scientific Papers of KF PetrSU. Apatity: Publishing House of KF PetrSU; 2015. Pp. 27–30. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Макаров В. А., Малиновский Е. Г., Кацер И. И. и др. Интеллектуальная технология мониторинга и управления качеством рудопотоков при добыче и переработке многокомпонентных руд. Монография. Красноярск: СФУ; 2016. 146 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Makarov V. A., Malinovsky E. G., Katser I. I. et al. Intelligent technology for monitoring and quality management of ore flows in mining and processing of multicomponent ores. Monograph. Krasnoyarsk: SFU; 2016. 146 p. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
