<?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">10.17073/2500-0632-2024-07-274</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">gscience-736</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>MINING MACHINERY, TRANSPORT, AND MECHANICAL ENGINEERING</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ГОРНЫЕ МАШИНЫ, ТРАНСПОРТ И МАШИНОСТРОЕНИЕ</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Reducing mine water contamination at the local drainage facility of a kimberlite mine</article-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Снижение загрязнения шахтных вод в системе участкового водоотлива кимберлитового рудника</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-4355-5028</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Овчинников</surname><given-names>Н. П.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Ovchinnikov</surname><given-names>N. P.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Николай Петрович Овчинников – кандидат технических наук, доцент, директор Горного института</p><p>г. Якутск</p><p>Scopus ID 57191629443 </p></bio><bio xml:lang="en"><p>Nickolay P. Ovchinnikov – Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor, Director of the Mining Institute</p><p>Yakutsk</p><p>Scopus ID 57191629443</p></bio><email xlink:type="simple">ovchinnlar1986@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru">Северо-Восточный федеральный университет имени М. К. Аммосова<country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en">North-Eastern Federal University named after M. K. Ammosov<country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2025</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>02</day><month>07</month><year>2025</year></pub-date><volume>10</volume><issue>2</issue><fpage>169</fpage><lpage>179</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Ovchinnikov N.P., 2025</copyright-statement><copyright-year>2025</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Овчинников Н.П.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Ovchinnikov N.P.</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/736">https://mst.misis.ru/jour/article/view/736</self-uri><abstract><p>The clarification of contaminated mine water by means of sedimentation in designated water collectors is accompanied by a gradual decrease in their effective volume due to siltation. The operation of pumping units within the drainage facility under conditions of silted water collectors at underground mining site adversely affects both their service life and energy efficiency. To prevent severe degradation in pump operating conditions, silted underground water collectors are regularly taken out of operation for cleaning, using self-propelled equipment. As Russian kimberlite mines reach their design capacity, the interval between cleaning cycles of the local drainage system’s water collectors has significantly decreased. Currently, at kimberlite mines, the cleaning of silted water collectors is routinely carried out using all available load–haul–dump (LHD) machines operated by the mine’s Mechanical and Power Service. The expansion of the LHD fleet is constrained by the high cost of these machines. In this context, reducing the intensity of mine water contamination entering the water collectors of the local drainage system has become a pressing and practically significant objective. Mathematical modeling has shown that a substantial reduction in mine water contamination within the local drainage system of a kimberlite mine can be achieved by eliminating sludge formation caused by ore spillage during transfer from the feeder to the main level conveyor belt. To eliminate this source of sludge formation, a mechanized system for collecting ore spillage has been developed, with a specially designed collecting and loading unit as its key component.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="ru"><p>Осветление загрязненных шахтных вод путем отстаивания в специальных водосборных емкостях сопровождается постепенным снижением их рабочего объема из-за заиления. Эксплуатация насосных агрегатов комплекса водоотлива в условиях заиленных водосборников подземного горного предприятия негативно отражается на их долговечности и энергоэффективности. Для недопущения сильного ухудшения условий эксплуатации насосного оборудования заиленные водосборные емкости регулярно выводятся из работы в целях чистки от осевших продуктов заиления с помощью самоходной техники. С выходом кимберлитовых рудников РФ на проектную мощность периодичность работы водосборников участкового водоотлива между чистками заметно снижается. В настоящее время на кимберлитовых рудниках чистка заиленных водосборников систематически происходит с задействованием всех имеющихся погрузочно-доставочных машин механоэнергетической службы. Увеличение рабочего парка указанных машин сдерживается их дороговизной. В связи с этим снижение интенсивности загрязнения шахтных вод, поступающих в водосборники участкового водоотлива, является актуальной задачей и представляет практический интерес. По результатам математического моделирования установлено, что добиться существенного снижения интенсивности загрязнения шахтных вод в системе участкового водоотлива кимберлитового рудника можно путем ликвидации шламообразований, возникающих в результате просыпа руды при перегружении с питателя на ленту конвейера основного горизонта. Для устранения указанного источника шламообразования был разработан механизированный комплекс по сбору просыпанной горной массы, где ключевым элементом является заборно-погрузочное устройство.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>кимберлитовый рудник</kwd><kwd>участковый водоотлив</kwd><kwd>водосборники</kwd><kwd>осветление</kwd><kwd>заиление</kwd><kwd>шламообразования</kwd><kwd>просып руды</kwd><kwd>технологическое решение</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>kimberlite mine</kwd><kwd>mine water</kwd><kwd>local drainage facility</kwd><kwd>water collector</kwd><kwd>water clarification</kwd><kwd>siltation</kwd><kwd>sludge formation</kwd><kwd>ore spillage</kwd><kwd>energy efficiency</kwd><kwd>mathematical modeling</kwd><kwd>technological solution</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">Паламарчук Н. В., Соломин А. П., Крутоус Н. С. Резервы повышения экономичности и надежности центробежных секционных насосов с осевым уравновешиванием ротора. Сборник научных трудов Донецкого института железнодорожного транспорта. 2023;(69):74–90.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Palamarchuk N. V., Solomin A. P., Krutous N. S. Reserves for increasing the efficiency and reliability of centrifugal sectional pumps with axial balancing of the rotor. Collection of scientific papers of the Donetsk Institute of Railway Transport. 2023; (69):74–90. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Сенкус В. В., Стефанюк Б. М. Исследование процесса осаждения шлама в отстойниках. Известия вузов. Горный журнал. 2006;(5):54–62.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Senkus V. V., Stefanyuk B. M. Investigation of the sludge deposition process in sedimentation tanks. Minerals and Mining Engineering. 2006;(5):54–62. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Тимухин С. А, Долганов А. В., Попов Ю. В. и др. О разработке шахтных центробежных секционных двухпоточных насосов. Известия Уральского государственного горного университета. 2014;2(34):39–41.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Timukhin S. A., Dolganov A. V., Popov Yu. V. et al. On the development of the mine sectional centrifugal dual-stream pumps. News of the Ural State Mining University. 2014;2(34):39–41. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Александров В. И., Горелкин И. М. Гидравлический расчет трубопровода системы шахтного водоотлива с учетом потерь напора на транспортирование твердых частиц. Горное оборудование и электромеханика. 2013;(7):44–47.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Aleksandrov V. I., Gorelkin I. M. Hydraulic calculation of the mine drainage system´ pipeline of the taking into account pressure losses for the transportation of solid particles. Mining Equipment and Electromechanics. 2013;(7):44–47. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Зарипов А. Х. Оценка энергетической эффективности работы водоотливных установок и систем подачи сжатого воздуха. Известия вузов. Горный журнал. 2010;(4):74–77.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Zaripov A. H. Assessment of the energy efficiency of drainage installations and compressed air supply systems. Minerals and Mining Engineering. 2010;(4):74–77. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Олизаренко В.В., Мингажев М.М. Определение времени заиливания и периодичности очистки главных водосборников подземных рудников. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2010;(7):27–30.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Olizarenko V. V., Mingazhev M. M. Determination of silting time and frequency of cleaning of the main reservoirs of underground mines. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2010;(7):27–30. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Долганов А.В. Повышение энергоэффективности при эксплуатации комплексов шахтного водоотлива. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2019;5(S9):16–23. https://doi.org/10.25018/0236-1493-2019-5-9-16-23</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Dolganov A.V. Energy efficiency improvement during operation of mine waterlets. Mining informational and analytical bulletin 2019;5(S9):16–23. (In Russ.) https://doi.org/10.25018/0236-1493-2019-5-9-16-23</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Зотов В. В., Мнацаканян В. У., Базлин М. М. и др. Повышение ресурса рабочих колес центробежных насосов шахтного водоотлива. Горная Промышленность. 2024;(2):143–146. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2024-2-143-146</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Zotov V. V., Mnatsakanyan V. U., Bazlin M. M. et. al. Extending the service life of centrifugal dewatering pump impellers in mines. Russian Mining Industry. 2024;(2):143–146. (In Russ.) https://doi.org/ 10.30686/1609-9192-2024-2-143-146</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Долганов А. В. Гидроабразивный износ и экономичность водоотливных установок шахт и рудников. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2019;5(S9):3–8. https://doi.org/10.25018/0236-1493-2019-5-9-3-8</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Dolganov A. V. Hydroabrasive wear and profitability of water-dranaige installations in mine and ore mines. Mining informational and analytical bulletin. 2019;5(S9):3–8. (In Russ.) https://doi.org/10.25018/0236-1493-2019-5-9-3-8</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Разумный Ю. Т. Рухлова Н. Ю., Рухлов А. В. Энергоэффективность работы главного водоотлива угольной шахты. Днепропетровск: Национальный горный университет; 2016. 109 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Razumnyi Yu. T. Ruxlova N. Yu., Ruxlov A. V. Energy efficiency of the main drainage of the coal mine. Dnepropetrovsk: National Mining University; 2016. 109 p. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Uralov B., Berdiev S., Rakhmatov M., et. al. Theoretical models and dependences for calculating intensity of hydroabrasive wear of pump working parts. In: E3S Web of Conferences. 2023;(365):03019. http://dx.doi.org/10.1051/e3sconf/202336503019</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Uralov B., Berdiev S., Rakhmatov M., et. al. Theoretical models and dependences for calculating intensity of hydroabrasive wear of pump working parts. In: E3S Web of Conferences. 2023;(365):03019. http://dx.doi.org/10.1051/e3sconf/202336503019</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Deng L., Hu Q., Chen J., et al. Particle Distribution and Motion in Six-Stage Centrifugal Pump by Means of Slurry Experiment and CFD-DEM Simulation. Journal of Marine Science and Engineering. 2021;9(7):716. http://dx.doi.org/10.3390/jmse9070716</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Deng L., Hu Q., Chen J., et al. Particle Distribution and Motion in Six-Stage Centrifugal Pump by Means of Slurry Experiment and CFD-DEM Simulation. Journal of Marine Science and Engineering. 2021;9(7):716. http://dx.doi.org/10.3390/jmse9070716</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Долганов А. В., Тимухин С. А. Гидроабразивный износ насосов рудничного водоотлива. М.: Изд. дом «Академия Естествознания»; 2016. 180 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Dolganov A. V., Timukhin S. A. Hydroabrasive wear of mine drainage pumps. Moscow: Academy of Natural Sciences Publ.; 2016. 180 p. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Корпачев В. В., Харьков А. В., Березин С. Е. Технология очистки шламоотстойников с использованием погружных насосов. Горная промышленность. 2013;1(107):58.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Korpachev V. V., Kharkov A. V., Berezin S. E. Slurry pond cleanout technology with the application of submersible pumps. Russian Mining Industry. 2013;1(107):58. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Овчинников Н. П. Влияние ило-шламовой пульпы на эффективность горных машин. Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2022;(2):348–356. https://doi.org/10.46689/2218-5194-2022-2-1-348-356</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ovchinnikov N. P. Influence of silt-slurry pulp on the efficiency of mining machines. Izvestiya Tula State University. Sciences of Earth. 2022;(2):348–356. (In Russ.) https://doi.org/10.46689/2218-5194-2022-2-1-348-356</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Овчинников Н. П., Зырянов И. В. Комплексная оценка последствий влияния загрязненных шахтных вод на эффективность системы водоотведения из рудника «Удачный». Горный журнал. 2022;(7):95–99. https://doi.org/10.17580/gzh.2022.07.16</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ovchinnikov N. P., Zyryanov I.V. Integrated assessment of mine water pollution influence on water removal efficiency in Udachny Mine. Gornyi Zhurnal. 2022;(7):95–99. (In Russ.) https://doi.org/10.17580/gzh.2022.07.16</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit17"><label>17</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Рыльникова М. В., Олизаренко В. В., Мингажев М. М. Совершенствование технологии водоотведения и водоотлива при подземной разработке месторождений медно-колчеданных руд с твердеющей закладкой. Маркшейдерский вестник. 2012;2(88):16–20.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ryl'nikova M. V., Olizarenko V. V., Mingazhev M. M. Improving the technology of drainage and in the underground development of deposits of copper-pyrite ores with filling hardening mixture. Geological Survey Bulletin. 2012;2(88):16–20. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit18"><label>18</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Семакин М. С. Шахтные скипы высокой эксплуатационной надежности. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2013;(12):145–147.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Semakin M. S. Skips of high operational reliability. Mining informational and analytical bulletin. 2013;(12):145–147. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit19"><label>19</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Овчинников Н. П. Разработка и обоснование комплекса для сбора просыпанной горной массы. Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2023;(4):457–464.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ovchinnikov N.P. Development and justification of a complex for collecting spilled rock mass. Izvestiya Tula State University. Sciences of Earth. 2023;(4): 457–464. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit20"><label>20</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Бибиков П. Я. Очистка конвейерной ленты, взгляд на проблему. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2004;(3):300–302.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Bibikov P. Ya. Cleaning the conveyor belt, a look at the problem. Mining informational and analytical bulletin. 2004;(3):300–302. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit21"><label>21</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Афонина Н. Б., Отроков А. В., Хазанович Г. Ш. К вопросу назначения отдельных параметров нагребающих звезд погрузочных органов проходческих комбайнов. Горная промышленность. 2021;(5):90–93. https://doi.org/10.30686/16099192-2021-5-90-93</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Afonina N. B., Otrokov A. V., Khazanovich G. Sh. On the question of the appointment of separate parameters of the roadheaders gathering-stars loading organs. Russian Mining Industry. 2021;(5):90–93. (In Russ.) https://doi.org/10.30686/16099192-2021-5-90-93</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit22"><label>22</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Otrokov A. V., Khazanovich G. S., Afonina N. B. Impact of design parameters on the efficiency of loading organs with gathering stars of the roadheaders. In: Proceedings of the 4th international conference on industrial engineering ICIE: Springer; 2018. Pp. 401–410. https://doi.org/10.1007/978-3-319-95630-5_44</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Otrokov A. V., Khazanovich G. S., Afonina N. B. Impact of design parameters on the efficiency of loading organs with gathering stars of the roadheaders. In: Proceedings of the 4th international conference on industrial engineering ICIE: Springer; 2018. Pp. 401–410. https://doi.org/10.1007/978-3-319-95630-5_44</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>
