Направление развития технологий добычи применительно к рудникам глубокого заложения

Потребление полезных ископаемых быстро растет, что заставляет вести горные работы на всё более глубоких уровнях земной коры. В частности, глубина угольных шахт достигла 1500 м, а шахт для добычи цветных металлов - приблизительно 4500 м. Осуществление горных работ на больших глубинах требует решения ряда технических и экологических проблем, в первую очередь связанных с высокими давлениями и напряжениями в горном массиве, высокими температурами и значительными расстояниями транспортировки горной массы на поверхность. Традиционные технологии вряд ли способны обеспечить эффективность и безопасность разработки и добычи в таких условиях. Вот почему возникла необходимость в разработке и внедрении новых современных технологий добычи. В проходке горных выработок постепенно внедряется метод TBM (применение туннелепроходческих машин). Tуннелепроходческая машина сочетает функции отбойки горной массы, установки крепи, уборки (из забоя), погрузки и транспортировки горной массы. В горнодобывающей промышленности «умная» добыча полезных ископаемых, основанная на механизированных и автоматизированных системах разработки, успешно применяется на угольных шахтах. Мы выдвигаем техническую концепцию добычи методом флюидизации/псевдоожижения горной массы для отработки глубокозалегающих ТПИ (6000 м и более). В данной статье представлен анализ текущего состояния разработки глубокозалегающих месторождений ТПИ в мире и освещены некоторые из новейших технологических достижений в области проходки горных выработок и технологий добычи твердых полезных ископаемых

1. Xie H., Gao F., Ju Y., Gao M., Zhang R., Gao Y., et al. Quantitative definition and investigation of deep mining. Journal of the China Coal Society, 40 (1) (2015), pp. 1-10.

2. Xie H. Research framework and anticipated results of deep rock mechanics and mining theory. Advanced Engineering Science, 49 (2) (2017), pp. 1-16.

3. Hu S., Peng J., Huang C., Chen P., Li M. An overview of current status and progress in coal mining of the deep over a kilometer. China Mining Magazine, 20 (7) (2011), pp. 105-110.

4. Li Xi-bing. Rock dynamics fundamentals and applications. Beijing, Science Press, 2014.

5. Barla G., Pelizza S. TBM tunnelling in difficult ground conditions. GeoEng2000 – An International Conference on Geotechnical & Geological Engineering, Melbourne, Australia, 2000, p. 20 .

6. Liu Q. S., Huang X., Gong Q.M., et al. Application and development of hard rock TBM and its prospect in China. Tunnelling and Underground Space Technology, 57-2016, p.33–46.

7. Zheng Y. L., Zhang Q. B., Zhao J. Challenges and opportunities of using tunnel boring machine. Tunnelling and Underground Space Technology 57 (2016), pp. 287–299.

8. Xing H., Quansheng L., Kai S., Yucong P., Jianping L. Application and prospect of hard rock TBM for deep roadway construction in coal mines. Tunnelling and Underground Space Technology, 73 (2018), p. 105–126.

9. Wang J. H., Wang Y.G., Fu J. H. Crucial technology research and demonstration of digital mines. Journal of the China Coal Society, 41 (6) (2016), pp. 1323-1331.

10. Wang J. H., Huang Z. H. Innovation and development of intelligent coal mining science and technology in China. Coal Science and Technology, 42 (9) (2014), pp. 1-6.

11. Wang J. H., Huang L. T., Li S. B., Huang Z. H. Development of intelligent technology and equipment in fully-mechanized coal mining face. Journal of the China Coal Society, 39 (8) (2014), pp. 1418 1423.

12. He M., Zhang G., Wang G., Xu Y., Wu C., Tang Q. Research on mechanism and application to floor heave control of deep gateway. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 28 (Suppl.1) (2009), pp. 2593-2598.

13. Wang J. H., Huang Z. H. The Recent Technological Development of Intelligent Mining in China. Engineering 3 (2017) 439 - 444.

14. Wu L., Wang Y., Ding E., Zhu W., Zhang R., Zhang S., et al. Thirdly study on digital mine: Serve for mine safety and intellimine with support from IoT. Journal of the China Coal Society, 37 (3) (2012), pp. 357-365.

15. Xie H., Gao F., Ju Y., Ge S., Wang G., Zhang R., et al. Theoretical and technological conception of the fluidization mining for deep coal resources. Journal of the China Coal Society, 42 (3) (2017), pp. 547-556.

16. Xie H., Ju Y., Gao F., Gao M., Zhang R. Groundbreaking theoretical and technical conceptualization of fluidized mining of deep underground solid mineral resources. Tunnelling and Underground Space Technology, 67(2017), pp. 68-70.