gscienceMining Science and Technology (Russia)Горные науки и технологии2500-0632The National University of Science and Technology MISiIS (NUST MISIS)10.17073/2500-0632-2018-1-72-86gscience-97Research ArticleMINERAL RESOURCES EXPLOITATIONРАЗРАБОТКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХOptimum methods of underground ore mining in SiberiaОптимальные технологии подземной добычи руд СибириМихайловЮ. В.MihaylovJurij V.

Москва

Dr. Sci. (Tech.) 

20, st. Cosmonaut Volkov, Moscow, Russia, 127299 

mikhaylov_44@mail.ruМеждународный независимый эколого-политологический университетРоссияInternational Independent Ecological-Political UniversityRussian Federation201827042018017286Copyright © Mihaylov J.V., 20182018Михайлов Ю.В.Mihaylov J.V.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://mst.misis.ru/jour/article/view/97

The problem of underground ore mining in Siberian lies in developing deposits in permafrost conditions – cryolithic zone, which covers 64% of the territory of Russia. The difficulty of completeness of mineral extraction with ensuring environmental safety in the permafrost zone lies primarily in the extremely high sensitivity of this zone to any technogenic impact. Mining industry has a great impact on the entire biosphere: atmosphere, lithosphere, hydrosphere, and, first of all, causes air pollution. To manage air pollution during subsoil use, improving mining methods and techniques, decreasing emission of toxic gases, dust and capturing them in mined-out space to prevent their release into the atmosphere is required. The question of national security of Russia is selective mining of only rich ore areas, which leads to premature closure of mining enterprises and losses of strategic raw materials. The situation can be corrected by applying methods to avoid large losses of valuable ores in the subsoil. In this paper, the methods are considered that ensure high-performance mining, environmental safety and national security in the conditions of permafrost zone of Siberia.

Проблема подземной добычи руд Сибири заключается в необходимости разработки месторождений в условиях «вечной мерзлоты» – криолитозоне, охватывающей 64 % территории России. Трудность полноты извлечения полезных ископаемых и одновременно обеспечения экологической безопасности в условиях криолитозоны заключается в первую очередь в чрезвычайно высокой чувствительности этой зоны к любой техногенной нагрузке. Горнодобывающая промышленность оказывает существенное влияние на всю биосферу: атмосферу, литосферу, гидросферу, а в первую очередь на загрязнение воздушной среды. Для управления загрязнением воздуха при недропользовании необходимо совершенствовать технологию, технологические процессы, снижать объём ядовитых газов, технологической пыли и локализовать их в отработанных выработках без выхода в атмосферу. Национальной безопасности России угрожает выборочная отработка только богатых участков руд, которая приводит к закрытию (ликвидации) горнорудных предприятий, ликвидации отрасли стратегического сырья. Исправить ситуацию может применение технологий, исключающих большие потери ценных руд в недрах. В настоящей работе рассмотрены технологии, обеспечивающие качественную и производительную добычу полезных ископаемых, экологическую и национальную безопасность в условиях криолитозоны Сибири.

подземное освоение минеральных ресурсовкриолитозоназарубежный опытэкологическая безопасностьаналитическое решение проблемыопытно-промышленные испытания новых технологийсхемы управления загрязнением воздухановые технологиивключая разработку месторождений с ледяной и льдопородной закладкойпотери и разубоживание ценных руднациональная безопасностьunderground miningcryolithic zone/permafrostforeign experienceenvironmental safetyanalytical solution to the problempilot industrial testing of new methodsair pollution management flow sheetsnew methodsincluding development of deposits with ice and ice-rock backfillinglosses and dilution of valuable oresnational security.ReferencesБакакин В.П. Лед в качестве материала для закладки выработанного пространства.  М.: Издательство АН СССР, 1959.  67 с.Bakakin V.P. Led v kachestve materiala dlja zakladki vyrabotannogo prostranstva. [Ice as a material for bookmarking the worked out space]. Moscow, Academy of Sciences of the USSR Publ., 1959, 67 p.Бронников Д.М. Отчет о результатах командировки в Швецию на международный симпозиум по разработке месторождений полезных ископаемых с закладкой.  М.: ИПКОН АН СССР, 1983.  27 с.Bronnikov D.M. Otchet o rezul'tatah komandirovki v Shveciju na mezhdunarodnyj simpozium po razrabotke mestorozhdenij poleznyh iskopaemyh s zakladkoj [Report on the results of a business trip to Sweden for an international symposium on the development of mineral deposits with a bookmark]. Moscow, Institute of Comprehensive Exploitation of Mineral Resources of Academy of Sciences of the USSR Publ., 1983, 27 p.Галченко Ю.П., Михайлов Ю.В., Сабянин Г.В. Экономическая эффективность применения льдопородной закладки при подземной разработке месторождений в криолитозоне // Экологические системы и приборы. – 2005.  №5. – C. 28-31.Galchenko Ju.P., Mihajlov Ju.V., Sabjanin G.V. Jekonomicheskaja jeffektivnost' primenenija l'doporodnoj zakladki pri podzemnoj razrabotke mestorozhdenij v kriolitozone [Economic efficiency of the application of the ice-bottom laying in the underground development of deposits in the permafrost zone]. Ecological Systems and Devices, 2005, no. 5, pp. 28-31.Геотехнические вопросы освоения Севера. Под ред. О. Андерсленда и Д. Андерсона.  М.: Недра, 1983.  551 с.Geotehnicheskie voprosy osvoenija Severa [Geotechnical issues of development of the North]. Ed. by O. Andersland and D. Anderson. Moscow, Nedra, 1983, 551 p.Камнев Е.Н., Михайлов Ю.В., Морозов В.Н. Проблемы и перспективы освоения урановых месторождений Восточной Сибири // Горная промышленность.  2008.  №2.  С. 81-91.Kamnev E.N., Mihajlov Ju.V., Morozov V.N. Problemy i perspektivy osvoenija uranovyh mestorozhdenij Vostochnoj Sibiri [Problems and prospects of development of uranium deposits of Eastern Siberia]. Mining Industry Journal, 2008, no. 2, pp. 81-91.Луняшин П. Судьба российской оловодобычи // Горнопромышленные ведомости.  2012.  № 8.Lunjashin P. Sud'ba rossijskoj olovodobychi [The fate of Russian tin mining]. Gornopromyshlennye vedomosti, 2012, no. 8.Михайлов Ю.В. Подземная разработка месторождений полезных ископаемых.  М.: Издат. Центр «Академия», 2008.  320 с.Mihaylov Ju.V. Podzemnaja razrabotka mestorozhdenij poleznyh iskopaemyh [Underground mining of mineral deposits]. Moscow, Publ. Center "Academy", 2008, 320 p.Михайлов Ю.В. Экологические основы недропользования. М.: Изд-во МНЭПУ, 2016. – 348 с.Mihaylov Ju.V. Jekologicheskie osnovy nedropol'zovanija [Ecological basis of subsoil use]. Moscow, International Independent Ecological-Political University Publ., 2016, 348 p.Михайлов Ю.В., Галченко Ю.П. Экотехнологии подземной добычи ценных руд в многолетнемерзлых массивах Сибири и Дальнего Востока // Экологический вестник России.  №10.  2014.  С. 46-53.Mihaylov Ju.V., Galchenko Ju.P. Jekotehnologii podzemnoj dobychi cennyh rud v mnogoletnemerzlyh massivah Sibiri i Dal'nego Vostoka [Ecotechnology of underground mining of valuable ores in permafrost in Siberia and the Far East]. Jekologicheskij vestnik Rossii, no. 10, 2014, pp. 46-53.Необутов Г.П. Повышение эффективности добычи руды с использованием льдопородной закладки / Г. П. Необутов, Д. Н. Петров // Известия Самарского науч. центра. – 2011. – Т. 13(39), № 1(5). – С. 1274-1276.Neobutov G.P. Povyshenie jeffektivno-sti dobychi rudy s ispol'zovaniem l'doporodnoj zakladki [Increasing the efficiency of ore extraction using an icedirt fill]. G.P. Neobutov, D.N. Petrov. Izvestia of Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences (Izvestia RAS SamSC), 2011, Т. 13(39), no. 1(5), pp. 1274-1276.Петров Д. Н. Обоснование рациональных параметров формирования льдопородной закладки при подземной разработке месторождений криолитозоны: дисс. канд. техн. наук: 25.00.22 / Петров Дмитрий Николаевич. – Якутск, 2015. – 153 с.Petrov D.N. Obosnovanie racio-nal'nyh parametrov formirovanija l'doporodnoj zakladki pri podzemnoj razrabotke mestorozhdenij kriolitozony. Diss. kand. tehn. nauk. [Substantiation of rational parameters for the formation of an ice-dirt fill in the underground development of deposits of cryolithozone. Cand. Tech. Sci. diss.]. Petrov Dmitrij Nikolaevich. Yakutsk, 2015, 153 p.Указ Президента РФ от 2 мая 2014 г. № 296 «О сухопутных территориях Арктической зоны Российской Федерации».Ukaz Prezidenta RF ot 2 maja 2014 g. № 296 "O suhoputnyh territorijah Arktiche-skoj zony Rossijskoj Federacii" [Presidential Decree of May 2, 2014 No. 296 "On the Land Regions of the Arctic Zone of the Russian Federation"].Фангель Х. Закладка выработанного пространства льдом // Разработка месторождений с закладкой.  М.: Мир, 1987.  C. 486-504.Fangel' H. Zakladka vyrabotannogo prostranstva l'dom [Laying the worked out space with ice]. Razrabotka mestorozhdenij s zakladkoj [Development of deposits with a fill]. Moscow, Mir, 1987, pp. 486504.Хоберстофер Г., Норен Т. Использование льда в качестве закладочного материала. Патент Швеции, кл. Е 21 F, 15/00, № 412623, 1978.Hoberstofer G., Noren T. Ispol'zovanie l'da v kachestve zakladochnogo materiala [Use of ice as a backing material]. Patent of Sweden, cl. E 21 F, 15/00, no. 412623, 1978.Cluff, D. Evaluation of frozen backfill for open stope mining in permafrost conditions. [Электронный ресурс] / D. L. Cluff, J. Gallagher, A. Jalbout, V. Kazakidis, G. Swan // CIM 2008. – Режим доступа: www. infomine. com/publications /docs/Cluff 2008.pptCluff, D. Evaluation of frozen backfill for open stope mining in permafrost conditions. D.L. Cluff, J. Gallagher, A. Jalbout, V. Kazakidis, G. Swan. CIM 2008. Available at: www.infomine.com/publications/docs/Cluff2008.pptFredrikson H. Metallernas Gjutning. Kompendium, KTH, Stockholm, 1978.Fredrikson H. Metallernas Gjutning. Kompendium, KTH, Stockholm, 1978.Frozen backfill research for Canadian mines / G. Kight, M. Harris, B. Gorski, and J.E. Udd // Canada Centre for Mineral and Energy Technology (CANMET). – 1994. – 21 р.Frozen backfill research for Canadian mines. G. Kight, M. Harris, B. Gorski, and J.E. Udd. Canada Centre for Mineral and Energy Technology (CANMET), 1994, 21 р.Glen L.W. Experiments on the Deformation of Ice. Journal of Glaciology. Vol. 2. Oxford, 111-114 p.Glen L.W. Experiments on the Deformation of Ice. Journal of Glaciology, vol. 2, Oxford, pp. 111-114.International Union of Theoretical and applied mechanics. Поток умеренного льда в вертикальной шахте с грубыми поверхностями стен. Копенгаген, 1979. С 309-324.Int. Union of Theor. and applied mechanics. Potok umerennogo l'da v vertikal'noj shahte s grubymi poverhnostjami sten [Flow of moderate ice in a vertical shaft with coarse wall surfaces]. Copenhagen, 1979, pp. 309-324.Linden Eike von der. Gefrierversatz fur Bergwerke in der Arktis. «Erzmetall», 1980, v 33, № 6, рp. 330-334.Linden Eike von der. Gefrierversatz fur Bergwerke in der Arktis. "Erzmetall", 1980, vol. 33, no. 6, pр. 330-334.Mining with ice-backfill. Fangel Henning. «Western Miner», 1982, v. 55, № 5, р. 48-50.Mining with ice-backfill. Fangel Henning. "Western Miner", 1982, vol. 55, no. 5, рp. 48-50.Лед в шахте: Способ закладки льдом выработанного пространства в шахтах. Ny teknik, 1980, № 34, р. 8.Led v shahte: Sposob zakladki l'dom vyrabotannogo prostranstva v shahtah [Ice in the mine: Method of laying the mined space in the mines with ice]. Ny teknik, 1980, no. 34, 8 p.Davis C.H., Paterson J. H. Progress with thin seam mechanization. Mining Engineer, 1965, 61, № 5, рр. 54-58.Davis C.H., Paterson J. H. Progress with thin seam mechanization. Mining Engineer, 1965, 61, no. 5, рр. 54-58.Stop Boring Techiques in South African Gold Mining. Mining Magazine, London, Mar., Anon., 1975, pp 108.Stop Boring Techiques in South African Gold Mining. Mining Magazine, London, Mar., Anon., 1975, pp. 108.Stacey.T.R., 1982, Mechanical Mining of Strong Brittl Rock by Large Diameter «Stopecoring», Proc. 14th Can. Symp. Rock Mechanics, CIM Special, vol. 30, pp. 96-99.Stacey T.R. Mechanical Mining of Strong Brittl Rock by Large Diameter "Stopecoring". Proc. 14th Can. Symp. Rock Mechanics, 1982, CIM Special, vol. 30, pp. 96-99.Scobl M., Dimitrakopoulos R., etc. Machine mining of narrow, hardrock orebodies. // CIM Bulletin, 1990, Vol. 83, № 935, pp. 105-112.Scobl M., Dimitrakopoulos R., et al. Machine mining of narrow, hardrock orebodies. CIM Bulletin, 1990, vol. 83, № 935, pp. 105-112.Handbook of underground drilling.Tamrock Drills SF, Tampere. 1990. 328 p.Handbook of underground drilling. Tamrock Drills SF, Tampere, 1990, 328 p.. Non-explosive breaking of rock-latest development // Mining and Eng. J. 1985. − №4084. Pp. 15-27.Non-explosive breaking of rock-latest development. Mining and Eng. J., 1985. no. 4084, pp. 15-27.

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