gscienceMining Science and Technology (Russia)Горные науки и технологии2500-0632The National University of Science and Technology MISiIS (NUST MISIS)10.17073/2500-0632-2018-1-38-45gscience-94Research ArticleMINERAL RESOURCES EXPLOITATIONРАЗРАБОТКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХEquivalent relationships between indicators of underground mining of ore depositsЭквивалентные соотношения между показателями подземной разработки рудных месторожденийГоликВ. И.GolikVladimir I.

Владикавказ

Dr. Sci. (Tech.) 

44, str. of Cosmonaut Nikolayev, Vladikavkaz, Russia, 362021 

v.i.golik@mail.ruДмитракЮ. В.DmitrakYury V.

Владикавказ

Dr. Sci. (Tech.) 

44, str. of Cosmonaut Nikolayev, Vladikavkaz, Russia, 362021 

БорщевскийС. В.BorshevskySergey V.

Донецк

Dr. Sci. (Tech.) 

58, Artema str., Donetsk, Donetsk People's Republic, 83001

donntu.info@mail.ruСеверо-Кавказский горно-металлургический институтРоссияNorth-Caucasian mining and metallurgical InstituteRussian FederationДонецкий национальный технический университетУкраинаDonetsk National Technical UniversityUkraine201827042018013845Copyright © Golik V.I., Dmitrak Y.V., Borshevsky S.V., 20182018Голик В.И., Дмитрак Ю.В., Борщевский С.В.Golik V.I., Dmitrak Y.V., Borshevsky S.V.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://mst.misis.ru/jour/article/view/94

In connection with development of underground mining method and the need to combine the principles of resource saving and natural environment protection, the indicators of the cost/environmentally-effective ore mining techniques need to be understood. It becomes necessary to rank the development indicators for a particular deposit. The mining effectiveness criterion in terms of completeness of subsoil resource use becomes the research objective, with ranking indicators of underground mining effectiveness. The problem solution includes modeling of a method parameters using mathematical programming methods with target functions to find a compromise optimum of mining performance indicators in the framework of a dynamic model for managing production processes. The experimentally obtained dependences of profit on dilution, operating costs, and ore losses at all mining stages are given. The quantitative indicators of ore losses and dilution by hosting rocks, rocks inside an ore body, a stoping worker labor productivity, a block productivity, and labor productivity of a worker in mining shop are given. The results of economic and mathematical modeling of development method options with different proportions of technological void backfilling are presented. An assessment of the development options for specific metal deposit is given by comparing the optimum values of the target functions. Compensation of dilution in the ore beneficiation stage has been proven to have the most significant effect on costs. It is concluded that the main condition for increasing ore deposit development efficiency is reducing losses and dilution of ores, including through optimization based on mathematical modeling with balancing quantitative and qualitative performance indicators of a deposit development.

Введение. В связи с развитием подземного способа разработки месторождений полезных ископаемых и необходимости сочетания одновременно принципов ресурсо- и природосбережения нуждаются в осмыслении показатели эколого-экономической эффективности технологий добычи руд. Становится необходимым ранжирование взаимодействия показателей разработки конкретного месторождения. Цели и задачи. Целью исследований в области горного производства становится приоритетным направление оптимизации способов разработки и технологических процессов добычи и переработки рудных месторождений по критерию полноты использования недр, а ранжирование показателей подземной разработки с позиций их эквивалентности в рамках единой системы получает статус актуального для развития минерально-сырьевой базы задачи. Методы. Решение задачи включает моделирование параметров технологии методами математического программирования с целевыми функциями для нахождения компромиссного оптимума технико-экономических показателей горного производства в рамках динамической модели управления производственными процессами. Результаты. Приведены экспериментально полученные зависимости прибыли от разубоживания, от эксплуатационных затрат и от ущерба при потерях руды на всех переделах. Даны количественные значения эквивалентности потери руды и разубоживания вмещающими породами, породами внутри рудного тела, производительности труда рабочего на очистных работах, производительности блока и производительности труда рабочего горного цеха. Приведены результаты экономико-математического моделирования вариантов технологии разработки с различной долей заполнения технологических пустот. Дана оценка вариантов разработки конкретного металлического месторождения путем сравнения значений оптимума целевых функций. Подтверждено, что наиболее сильное влияние на затраты оказывает компенсация разубоживания на этапе обогащения руд. Заключение. Сделан вывод, что основным условием повышения эффективности разработки рудных месторождений является уменьшение потерь и разубоживания минерального сырья, в том числе путем реализации результатов математического программирования по критерию оптимальности с учетом ущерба от потерь и разубоживания, а также установлением эквивалентных соотношений между количественными и качественными показателями разработки месторождения.

подземный способ разработкитехнологиярудное месторождениепоказателипотериразубоживаниеэквивалентностьэкспериментunderground miningmethodsore depositperformance indicatorslossesdilutionequivalenceexperiment.ReferencesBrzovica A., Villaescusa E. Rock Mass Characterization and Assessment of Block-Forming Geological Discontinuities during Caving of Primary Copper Ore at the El Teniente Mine, Chile // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2007. Vol. 44. Рp. 565–583.Brzovica A., Villaescusa E. Rock Mass Characterization and Assessment of Block-Forming Geological Discontinuities during Caving of Primary Copper Ore at the El Teniente Mine, Chile. Int. Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 2007, vol. 44, pp. 565–583.Воробьев А.Е., Голик В.И., Пагиев К.Х., Цирихова Э.М., Котенко Е.А., Шестаков В.А., Исаев К.С. Наукоемкие технологии добычи и переработки руд.  Владикавказ: Терек, 1998. 510 с.Vorob'ev A.E., Golik V.I., Pagiev K.H., Cirihova EH.M., Kotenko E.A., SHestakov V.A., Isaev K.S. Naukoemkie tekhnologii dobychi i pererabotki rud [High technologies of extraction and processing of ores]. Vladikavkaz, Terek, 1998, 510 p.Haifeng Wang, Yaqun He, Chenlong Duan, Yuemin Zhao, Youjun Tao, Cuiling Ye. Development of Mineral Processing Engineering Education in China University of Mining and Technology // Advances in Computer Science and Engineering. AISC 141. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, 2012. Pp. 77–83.Haifeng Wang, Yaqun He, Chenlong Duan, Yuemin Zhao, Youjun Tao, Cuiling Ye. Development of Mineral Processing Engineering Education in China University of Mining and Technology. Advances in Computer Science and Engineering. AISC 141, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, 2012, pp. 77-83.Golik V.I., Stradanchenko S.G., Maslennikov S.A. Еxperimental study of non-waste recycling tailings ferruginous quartzite // International Journal of Applied Engineering Research. 2015. Т. 10. № 15. С. 35410-35416.Golik V.I., Stradanchenko S.G., Maslennikov S.A. Experimental study of non-waste recycling tailings ferruginous quartzite. Int. Journal of Applied Engineering Research, 2015, vol. 10, no. 15, pp. 35410-35416.Jang H., Topal E., Kawamura Y. Decision support system of unplanned dilution and oreloss in underground stoping operations using a neuro-fuzzy system / Applied Soft Computing Journal. 2015. Vol. 32. Pp. 1–12.Jang H., Topal E., Kawamura Y. Decision support system of unplanned dilution and ore-loss in underground stoping operations using a neuro-fuzzy system. Applied Soft Computing Journal, 2015, vol. 32, pp. 1-12.Golik V.I., Razorenov Yu.I., Efremenkov A.B. Recycling of metal ore mill tailings // Applied Mechanics and Materials. 2014. Т. 682. С. 363-368.Golik V.I., Razorenov Yu.I., Efremenkov A.B. Recycling of metal ore mill tailings. Applied Mechanics and Materials, 2014, vol. 682, pp. 363-368.Polukhin O.N., Komashchenko V.I., Golik V.I., Drebenstedt C. Substantiating the possibility and expediency of the ore beneficiation tailings usage in solidifying mixtures production // Scientific Reports on Resource Issues Innovations in Mineral Ressource Value Chains: Geology, Mining, Processing, Economics, Safety, and Environmental Management. Freiberg, 2014. С. 402-412.Polukhin O.N., Komashchenko V.I., Golik V.I., Drebenstedt C. Substantiating the possibility and expediency of the ore beneficiation tailings usage in solidifying mixtures production. Scientific Reports on Resource Issues Innovations in Mineral Ressource Value Chains: Geology, Mining, Processing, Economics, Safety, and Environmental Management, Freiberg, 2014, pp. 402-412.Singh R., Rath R., Nayak B., Bhattacharyya K. Development of process for beneficiation of low-grade iron ore samples from orissa, India // XXV International Mineral Processing Congress. IMPC –2010. – Pp. 1235–1241.Singh R., Rath R., Nayak B., Bhattacharyya K. Development of process for beneficiation of low-grade iron ore samples from orissa, India. XXV Int. Mineral Processing Congress, IMPC, 2010, pp. 1235–1241.Чунуев И. К. // Известия КТУ им. И. Раззакова. 2014. № 33. С. 554–557.Chunuev I. K. Metodika opredeleniya kachestva porodnyh massiva na nachal'nyh stadiyah proektirovaniya. Programma DIPS [The method of determining the quality of the rock mass in the initial design stages. The program DIPS]. Journal of KSTU. I. Razzakova, 2014, no. 33, pp. 554-557.Юн А. Б., Рыльникова М. В., Терентьева И.В. О перспективах и стратегии освоения Жезказганского месторождения // Горный журнал. 2015. № 5. С. 44–49.Yun A. B., Ryl'nikova M. V., Terent'eva I. V. O perspektivah i strategii osvoeniya ZHezkazganskogo mestorozhdeniya [On the prospects and strategy for the development of the Zhezkazgan deposit]. Gornyi Zhurnal = Mining Journal, 2015, no. 5, pp. 44-49.Weijing Wang, Shaofeng Huang, Xiaobo Wu, Qingfei Ma. Calculation and Management for Mining Loss and Dilution under 3D Visualization Technical Condition // Journal of Software Engineering and Applications. 2011. Vol. 4. Pp. 329–334.Weijing Wang, Shaofeng Huang, Xiaobo Wu, Qingfei Ma. Calculation and Management for Mining Loss and Dilution under 3D Visualization Technical Condition. Journal of Software Engineering and Applications. 2011. Vol. 4. P. 329–334.Zhen-Dong Liu, Gan-Jiang Tao, Qing-Yun Ren, Dong-Sheng Yang. Calculation of loss ratio and dilution ratio on end ore drawing based on random medium ore drawing theory // Meitan Xuebao/Journal of the China Coal Society. 2011. Vol. 36(4).Zhen-Dong Liu, Gan-Jiang Tao, Qing-Yun Ren, Dong-Sheng Yang. Calculation of loss ratio and dilution ratio on end ore drawing based on random medium ore drawing theory. Meitan Xuebao, Journal of the China Coal Society, 2011, vol. 36(4).Каплунов Д. Р., Рыльникова М. В., Радченко Д. Н. Научно-методические основы проектирования экологически сбалансированного цикла комплексного освоения и сохранения недр Земли // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2015. № 4 (специальный выпуск № 15). С. 5–11.Kaplunov D. R., Ryl'nikova M. V., Radchenko D. N. Nauchnometodicheskie osnovy proektirovaniya ehkologicheski sbalansirovannogo cikla kompleksnogo osvoeniya i sohraneniya nedr Zemli [Scientific and methodological basis for designing an ecologically balanced cycle of integrated development and conservation of the Earth's interior]. Gornyj informacionno-analiticheskij byulleten', 2015, no. 4 (spec. issue no. 15), pp. 5–11.Комащенко В.И., Васильев П.В., Масленников С.А. Технологиям подземной разработки месторождений КМА - надежную сырьевую основу // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2016. № 2. С. 101-114.Komashchenko V.I., Vasil'ev P.V., Maslennikov S.A. Tekhnologiyam podzemnoj razrabotki mestorozhdenij KMA  nadezhnuyu syr'evuyu osnovu [The technology of underground mining of KMA deposits is a reliable raw material base]. Izvestiya Tul'skogo gosudarstvennogo universiteta. Nauki o Zemle, 2016, no. 2, pp. 101-114.Пучков Л.А. Прогноз минерально-энергетического потребления при бескризисном развитии экономики // Горный журнал. 2014. № 7. С. 45–48.Puchkov L.A. Prognoz mineral'no-ehnergeticheskogo potrebleniya pri beskrizisnom razvitii ehkonomiki [Forecast of mineral and energy consumption in the crisis-free economy]. Gornyi Zhurnal = Mining Journal, 2014, no. 7, pp. 45– 48.Дмитрак Ю.В., Камнев Е.Н. АО «Ведущий проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт промышленной технологии» Путь длиной в 65 лет // Горный журнал. 2016. № 3. С. 6-12.Dmitrak Ju.V., Kamnev E.N. AO «Vedushhij proektno-izyskatel'skij i nauchno-issledovatel'skij institut promyshlennoj tehnologii» − Put' dlinoj v 65 let [JSC The Leading Research and Design Institute of Industrial Technologies − A long way in 65 years]. Gornyi Zhurnal = Mining Journal, 2016, no. 3, pp. 6-12.Хашева З.М. Факторы формирования кризисных ситуаций в региональной экономической системе // Социально-экономические проблемы развития Южного макрорегиона. Сб. науч. тр. – Краснодар, 2011. С. 94-103.Hasheva Z.M. Faktory formirovaniya krizisnyh situacij v regional'noj ehkonomicheskoj sisteme. Social'no-ehkonomicheskie problemy razvitiya Yuzhnogo makroregiona. Sbornik nauchnyh trudov. [Factors in the formation of crisis situations in the regional economic system. s]. Socio-economic problems of the development of the Southern macroregion. Collect. of Sci. Papers. Krasnodar, 2011. S. 94-103.Аренс В.Ж., Гридин О.М., Крейнин Е.В., Небера В. П., Фазлуллин М. И., Хрулѐв А. С., Хчеян Г. Х. Физико-химическая геотехнология. М.: Горная книга, 2010.  574 с.Arens V.ZH., Gridin O.M., Krejnin E.V., Nebera V.P., Fazlullin M.I., Hrulyov A.S., Hcheyan G.H. Fiziko-himicheskaya geotekhnologiya. []. Moscow, Gornaya kniga, 2010, 574 p.Бабкин В. В., Успенский Д.Д. Новая стратегия. Химия - 2030. Высокие переделы сырья. Кластеризация. Химизация индустрии РФ. М.: Лика, 2015. 222 с.Babkin V. V., Uspenskij D. D. Novaya strategiya. Himiya-2030. Vysokie peredely syr'ya. Klasterizaciya. Himizaciya industrii RF [A new strategy. Chemistry-2030. High redistribution of raw materials. Clustering. Chemicalization of the industry of the Russian Federation]. Moscow, Lika, 2015, 222 p.Вильчинский В.Б., Трофимов А.В., Корейво А.Б., Галаов Р.Б., Марысюк В.П. Обоснование целесообразности применения систем разработки с закладочными смесями на рудниках Талнаха // Цветные металлы. 2014. № 9. С. 23-28.Vil'chinskij V. B., Trofimov A. V., Korejvo A. B., Galaov R. B., Marysyuk V.P. Obosnovanie celesoobraznosti primeneniya sistem razrabotki s zakladochnymi smesyami na rudnikah Talnaha [Substantiation of expediency of application of development systems with back-filling mixtures in Talnakh mines]. Cvetnye metally, 2014, no. 9, pp. 23–28.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.