gscienceMining Science and Technology (Russia)Горные науки и технологии2500-0632The National University of Science and Technology MISiIS (NUST MISIS)10.17073/2500-0632-2025-04-395gscience-949Research ArticleMINERAL RESOURCES EXPLOITATIONРАЗРАБОТКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХVariation of ore grades in the boundary zone of subeconomic oreИзменение содержания полезных компонентов в приконтактной зоне некондиционных рудhttps://orcid.org/0000-0001-5445-070XРакишевБ. Р.RakishevB. R.

Баян Ракишевич Ракишев – академик НАН Республики Казахстан, доктор технических наук, профессор кафедры горного дела

г. Алматы

Scopus ID 6603178936

Bayan R. Rakishev – Academician of the National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan, Dr. Sci. (Eng.), Professor at the Department of Mining Engineering

Almaty

Scopus ID 6603178936

b.rakishev@satbayev.universityhttps://orcid.org/0000-0001-8498-7049ЕдильбаевА. И.Edil'baevA. I.

Абдраман Ибрагимович Едильбаев – доктор технических наук, генеральный директор

г. Алматы

Scopus ID 23396734100

Abdraman I. Edil'baev – Dr. Sci. (Eng.), General Director

Almaty

Scopus ID 23396734100

byedilbayev@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-3720-7625ОрынбайА. А.OrynbayA. A.

Асфандияр Айтказыулы Орынбай – PhD (горное дело), доцент кафедры электронной инженерии; ведущий научный сотрудник кафедры горного дела

г. Алматы

Scopus ID 57204864631

Asfandyar A. Orynbay – PhD (Mining Eng.), Associate Professor of the Department of Electronic Engineering; Senior Research of the Department of Mining Engineering

Almaty

Scopus ID 57204864631

a.orynbay@aues.kzhttps://orcid.org/0009-0001-6344-8270ИбырхановТ. С.IbyrkhanovT. S.

Темирлан Сакенович Ибырханов – докторант кафедры горного дела

г. Алматы

Temirlan S. Ibyrkhanov – PhD-Candidate of the Department of Mining Engineering

Almaty

ibir.tem@mail.ruКазахский национальный исследовательский технический университет имени К. И. СатпаеваКазахстанSatbayev University (Kazakh National Research Technical University named after K. I. Satpayev)KazakhstanТОО «Горное бюро»КазахстанMining Bureau LLPKazakhstanАлматинский университет энергетики и связи имени Гумарбека Даукеева; Казахский национальный исследовательский технический университет имени К. И. СатпаеваКазахстанAlmaty University of Power Engineering and Telecommunications named after Gumarbek Daukeyev; Satbayev University (Kazakh National Research Technical University named after K. I. Satpayev)Kazakhstan202513102025103205220Copyright © Rakishev B.R., Edil'baev A.I., Orynbay A.A., Ibyrkhanov T.S., 20252025Ракишев Б.Р., Едильбаев А.И., Орынбай А.А., Ибырханов Т.С.Rakishev B.R., Edil'baev A.I., Orynbay A.A., Ibyrkhanov T.S.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://mst.misis.ru/jour/article/view/949

Deposits of non-ferrous, precious, and rare metals are predominantly complex-structured. Such bench blocks consist of economic and subeconomic ore. The boundary between the two types is defined by a cut-off ore grade. The numerical value of the ore grade in the subeconomic portion of a block determines the thickness of material that can potentially be admixed with shipped economic ore. Controlled admixing enables complete recovery of minerals from stopes while maintaining concentrate quality. For this purpose, exploration borehole data from five copper and gold deposits in Kazakhstan with complex structures were analyzed. Based on borehole data, trend equations were derived to describe ore grade variation in the subeconomic part of a block. A software tool was developed to automate the calculation of trend lines and their equations. Using this program, new dependencies were obtained for determining the ore grade in the shipped ore (α′). For the first time in mining science, a method has been substantiated for the complete recovery of economic ore from complex-structured bench blocks, based on admixing a controlled portion of subeconomic ore. This approach increases total ore extraction and improves valuable component recovery to concentrate. The potential increase in recovered components from shipped ore may reach 10–15% of total production.

Месторождения руд цветных, благородных и редких металлов в основном являются сложноструктурными. Эти блоки состоят из балансовых (кондиционных) и небалансовых (некондиционных) руд в формате уступов. Границы между двумя типами руд устанавливаются некоторым предельным значением полезного компонента (ПК) в руде. Численное значение содержания ПК в некондиционной части блока предопределяет слой возможного примешивания некоторой доли забалансовых руд к отгружаемым кондиционным рудам. Примешиванием можно достигнуть полного извлечения полезных ископаемых из забоев и получения концентрата требуемого качества. В этих целях были проанализированы данные по разведочным скважинам пяти меднорудных и золоторудных месторождений Казахстана со сложно-структурным строением. По данным разведочных скважин определены уравнения трендов изменения содержания руды в некондиционной части блока. Разработана программа для автоматизации расчета линий трендов и их уравнений. С ее использованием получены новые зависимости для определения содержания ПК в отгружаемой руде α'. В горной науке впервые обоснован новый метод полного извлечения кондиционных руд из сложноструктурных блоков уступов, основанный на примешивании определенного объема некондиционных руд. Такой подход способствует увеличению общего объема извлекаемой руды и повышению выхода полезных компонентов в концентрат. Прирост извлеченных компонентов из отгружаемой руды может достигать 10–15 % от общего объема производства.

сложноструктурные блоки уступовсодержание полезных компонентовкондиционныенекондиционные рудыпримешиваемые слои некондиционных рудлиния трендаполное извлечение рудcomplex-structured bench blocksore gradeeconomic oresubeconomic oreadmixed subeconomic ore layerstrend linecomplete ore recoveryKazakhstanСтатья подготовлена в рамках проекта, финансируемого министерством науки и высшего образования Республики Казахстан 2023/AP19676591. «Разработка инновационных технологий полного извлечения разрозненных кондиционных руд из сложноструктурных блоков уступов».This article was prepared as part of the project funded by the Ministry of Science and Higher Education of the Republic of Kazakhstan, 2023/AP19676591: Development of innovative technologies for the complete extraction of disparate conditioned ores from complex blocks of ledges.ReferencesШабаров А. Н., Куранов А. Д. Основные направления развития горнодобывающей отрасли в усложняющихся горнотехнических условиях ведения горных работ. Горный журнал. 2023;(5):5–10. https://doi.org/10.17580/gzh.2023.05.01Shabarov A. N., Kuranov A. D. Basic development trends in mining sector in complicating geotechnical conditions. Gornyi Zhurnal. 2023;(5):5–10. https://doi.org/10.17580/gzh.2023.05.01Трубецкой К. Н., Пешков А. А., Мацко Н. А. Определение области применения способов разработки крутопадающих залежей с использованием заранее сформированного выработанного пространства. Горный журнал. 1994;(1):51–59.Trubetskoy K. N., Peshkov A.A., Matsko N. A. Determination of application scope for steeply dipping deposit mining methods using pre-formed worked-out space. Gornyi Zhurnal. 1994;(1):51–59. (In Russ.)Трушко В. Л., Протосеня А. Г. Перспективы развития геомеханики в условиях нового технологического уклада. Записки Горного института. 2019;236:162–166. https://doi.org/10.31897/pmi.2019.2.162Trushko V. L., Protosenya A. G. Prospects of geomechanics development in the context of new technological paradigm. Journal of Mining Institute. 2019;236:162–166. https://doi.org/10.31897/pmi.2019.2.162Яковлев В. Л., Корнилков С. В., Соколов И. В. Инновационный базис стратегии комплексного освоения ресурсов минерального сырья. Под ред. член-корр. РАН В. Л. Яковлева. Екатеринбург: УрО РАН; 2018. 360 с.Yakovlev V. L., Kornilkov S. V., Sokolov I. V. Innovative basis for the strategy of integrated mineral resource development. Ed. by corresponding member of RAS V. L. Yakovlev. Yekaterinburg: Ural Branch of RAS; 2018. 360 p. (In Russ.)Кантемиров В. Д., Яковлев А. М., Титов Р. С. Применение геоинформационных технологий блочного моделирования для совершенствования методов оценки качественных показателей полезных ископаемых. Известия высших учебных заведений. Горный журнал. 2021;(1):63–73.Kantemirov V., Iakovlev A., Titov R. Applying geoinformation technologies of block modelling to improve the methods of assessing quality indicators of minerals. Gornyi Zhurnal. 2021;(1):63–73. (In Russ.)Чебан А. Ю., Секисов Г. В. Сложноструктурные рудные блоки и их систематизация. Вестник Забайкальского государственного университета. 2020;26(6):43–53. https://doi.org/10.21209/2227-9245-2020-26-6-43-53Cheban A., Sekisov G. Complex structural ore blocks and their systematization. Transbaikal State University Journal. 2020;26(6):43–53. (In Russ.) https://doi.org/10.21209/2227-9245-2020-26-6-43-53Боярко Г. Ю., Болсуновская Л. М. Минерально-сырьевая база кобальта России: состояние, возможности развития. Горные науки и технологии. 2025;10(2):118–147. https://doi.org/10.17073/2500-0632-2025-02-368Boyarko G. Yu., Bolsunovskaya L. M. Mineral resource base of Russia’s cobalt: current state and development prospects. Mining Science and Technology (Russia). 2025;10(2):118–147. https://doi.org/10.17073/2500-0632-2025-02-368Кирсанов А. К. Обзор современного состояния горнодобывающей промышленности Китая. Горные науки и технологии. 2023;8(2):115–127. https://doi.org/10.17073/2500-0632-2022-11-35Kirsanov A. K. Chinese mining industry: state of the art review. Mining Science and Technology (Russia). 2023;8(2):115–127. https://doi.org/10.17073/2500-0632-2022-11-35Лобынцев А. К., Фомин С. И. Оценка степени влияния горнотехнических факторов на норматив готовых к выемке запасов при проектировании открытой разработки сложноструктурных рудных месторождений. Рациональное освоение недр. 2021;(5):40–43.Lobyntsev A. K., Fomin S. I. Assessment of the influence of mining factors degree on the standard of prepared reserves when designing open-pit mining of complexstructure ore deposits. Ratsionalnoe Osvoenie Nedr. 2021;(5):40–43. (In Russ.)Кушнарев П. И. Скрытые потери и разубоживание. Золото и технологии. 2017;(3):82–87.Kushnarev P. I. Hidden losses and ore dilution. Zoloto i Tekhnologii. 2017;(3):82–87. (In Russ.)Rakishev B. R. Mining and geological models of virtual complex ore blocks of the bench. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2023;(4):11–17. https://doi.org/10.33271/nvngu/2023-4/011Rakishev B. R. Mining and geological models of virtual complex ore blocks of the bench. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2023;(4):11–17. https://doi.org/10.33271/nvngu/2023-4/011Ракишев Б. Р. Полное извлечение кондиционных руд из сложноструктурных блоков за счет частичного примешивания некондиционных руд. Записки Горного института. 2024;(270):919–930.Rakishev B. R. Complete extraction of conditioned ores from complex-structured blocks due to partial admixture of substandard ores. Journal of Mining Institute. 2024;(270):919–930.Нуржумин Е. К., Толеубекова Ж. З., Камаров Р. К. и др. Отработка приконтурных участков залежей сложноструктурных месторождений и способы ее оценки. Интерэкспо Гео-Сибирь. 2014;2(4):23–30.Nurzhumin E. K., Toleubekova Ja. Z., Kamarov R. K., et al. Mining in marginal areas of complicated-structure ore bodies and the ore body structure complexity evaluation. Interexpo GEO-Siberia. 2014;2(4):23–30. (In Russ.)Яковлев А. М. Планирование горных работ в режиме управления качеством сырья на основе геоинформационного моделирования. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2021;(5–1):258–268. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2021_51_0_258Yakovlev I. M. Planning of mining operations in the quality management mode based on geoinformation modeling. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2021;(5–1):258–268. (In Russ.) https://doi.org/10.25018/0236_1493_2021_51_0_258Veliz V., Maleki M., Madani N. et al. Plurigaussian modeling of non-stationary geological domains to assess geological uncertainty in a porphyry copper deposit. Ore Geology Reviews. 2023;162:105707. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2023.105707Veliz V., Maleki M., Madani N. et al. Plurigaussian modeling of non-stationary geological domains to assess geological uncertainty in a porphyry copper deposit. Ore Geology Reviews. 2023;162:105707. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2023.105707Мельниченко И. А., Кириченко Ю. В. Пространственное районирование месторождений полезных ископаемых. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2021;(4):46–56. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2021_4_0_46Melnichenko I. A., Kirichenko Yu. V. Spatial zoning of mineral deposits. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2021;(4):46–56. (In Russ.) https://doi.org/10.25018/0236_1493_2021_4_0_46Кантемиров В. Д., Яковлев А. М., Титов Р. С., Тимохин А. В. Совершенствование методов рудоподготовки минерального сырья при освоении сложноструктурных месторождений. Горная промышленность. 2022;(1S):63–70. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2022-1s-63-70Kantemirov V. D., Yakovlev A. M., Titov R. S., Timokhin A. V. Improvement of mineral processing methods in mining structurally-complex deposits. Mining Industry Journal. 2022;(1S):63–70. (In Russ.) https://doi.org/10.30686/1609-9192-2022-1s-63-70Павлишина Д. Н., Терещенко С. В. Анализ систем управления качеством бедных апатит-нефелиновых руд в процессе их переработки. Вестник Мурманского государственного технического университета. 2014;17(2):254–258.Pavlishina D. N., Tereshchenko S. V. Analysis of systems of quality management of low-grade apatite-nepheline ores during their processing. Vestnik of MSTU. 2014;17(2):254–258. (In Russ.)Maleki M., Mery N., Soltani-Mohammadi S., et al. Geological Control for in-situ and recoverable resources assessment: a case study on Sarcheshmeh Porphyry Copper Deposit, Iran. Ore Geology Reviews. 2022;150:105133. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2022.105133.Maleki M., Mery N., Soltani-Mohammadi S., et al. Geological Control for in-situ and recoverable resources assessment: a case study on Sarcheshmeh Porphyry Copper Deposit, Iran. Ore Geology Reviews. 2022;150:105133. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2022.105133.Каплунов Д. Р., Рыльников А. Г. Обобщение современных подходов к управлению качеством рудопотоков в условиях действующих рудников на всех этапах освоения месторождения. Известия Тульского государственного университета. Науки о земле. 2020;(4):40–53.Kaplunov D. R., Rylnikov A. G. Generalization of modern approaches to quality management technology at opera ting mines. Izvestija Tulskogo Gosudarstvennogo Universiteta. Nauki o Zemle. 2020;(4):40–53. (In Russ.)Глухов А. М. и др. Отчет по поисковым работам на золото на Южно-Мойынтинской площади в Карагандинской области в 2015–2016 гг. Листы L-43-40-А, Б. Караганда: Центрказнедра; 2016. 350 с.Glukhov A. M., et al. Report on gold exploration works at the Yuzhno-Moyyntinskaya area in Karaganda Region (2015–2016). Sheets L-43-40-A, B. Karaganda: Tsentrkaznedra; 2016. 350 p. (In Russ.)Кацюба Е. А. и др. Отчет по поисково-оценочным работам на медь, золото и попутные компоненты на Коктас-Шарыктинской площади в пределах Спасской меднорудной зоны в 2014–2015 гг. Караганда: Центрказнедра; 2015. 154 с.Katsyuba E. A., et al. Report on exploration and evaluation works for copper, gold, and associated components at the Koktas-Sharyktinskaya area within the Spasskaya Copper Ore Zone (2014–2015). Karaganda: Tsentrkaznedra; 2015. 154 p. (In Russ.)Ниценко П. А. и др. Отчет о проведенных поисково-оценочных работах на участке Каскырказган в Карагандинской области с подсчетом запасов меди и молибдена по категории С2 по состоянию на 01.10.2014 г. Караганда: Центрказнедра; 2014. 144 с.Nitsenko P. A., et al. Report on exploration and evaluation works at the Kaskyrkazgan Site in Karaganda Region with calculation of copper and molybdenum reserves under С2 category as of 01.10.2014. Karaganda: Tsentrkaznedra; 2014. 144 p. (In Russ.)Данилов В. И. и др. Повариантный подсчет запасов и технико-экономическое обоснование кондиций на руды месторождения Найманжал. Алматы: Центрказнедра; 2007. 135 с.Danilov V. I., et al. Multi-variant reserve estimation and technical-economic substantiation of cut-off grades for ores of the Naimanjal Deposit. Almaty: Tsentrkaznedra; 2007. 135 p. (In Russ.)Rakishev B. R. Technological resources for improving the quality and completeness of use of the mineral raw materials. News of the National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan, Series of Geology and Technical Sciences. 2017;2(422):116–124.Rakishev B. R. Technological resources for improving the quality and completeness of use of the mineral raw materials. News of the National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan, Series of Geology and Technical Sciences. 2017;2(422):116–124.Пелих В. В., Салов В. М., Бурдонов А. Е., Лукьянов Н. Д. Модель извлечения бадделеита из отвальных продуктов апатито-бадделеитовой обогатительной фабрики на концентраторе CVD6. Записки Горного института. 2021;248:281–289. https://doi.org/10.31897/PMI.2021.2.12Pelikh V. V., Salov V. M., Burdonov A. E., Lukyanov N. D. Model of baddeleyite recovery from dump products of an apatite-baddeleyite processing plant using a CVD6 concentrator. Journal of Mining Institute. 2021;248:281–289. https://doi.org/10.31897/PMI.2021.2.12Муталова М. А., Хакимова Д. Ю. Исследование извлечения полезных компонентов из шлаков методом флотации. International Journal of Advanced Technology and Natural Sciences. 2020;1(2):26–30.Mutalova M. A., Khakimova D. Yu. Investigation of the recovery of useful components from slags by the flotation method. International Journal of Advanced Technology and Natural Sciences. 2020;1(2):26–30. (In Russ.)

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