ВЕСТНИК КУЗБАССКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

Актуальность применения современных программных комплексов для обоснования устойчивости бортов карьеров обусловлена необходимостью повышения безопасности, точности прогнозов и эффективности горных работ. Несмотря на это, многие инженеры не считают использование таких решений обязательным, что связано с рядом факторов. Во-первых, нормативные документы не всегда обязывают выполнять сложные геомеханические расчеты с применением численных методов, а во-вторых, существующие программные комплексы имеют высокую сложность и узкую направленность, что ограничивает их использование. Эти обстоятельства приводят к недостаточной распространенности более точных технологий прогнозирования поведения горного массива, которые могут значительно усилить контроль за устойчивостью формируемых бортов карьеров. Целью данной работы является исследование возможностей применения современных программных комплексов для более точного обоснования устойчивости бортов карьера, что продемонстрировано на примере Горевского свинцово-цинкового месторождения. В статье рассмотрены основные причины, ограничивающие внедрение сложных математических методов в практику прогнозирования устойчивости, и проанализированы различные программные решения, которые позволяют учитывать литологические разности, неоднородность массива и рассчитывать коэффициенты запаса устойчивости. Выполнены моделирование и расчеты устойчивых параметров бортов карьера с применением различных программных комплексов. Результаты работы показали, что использование современных программных решений значительно повышает точность расчетов устойчивости, способствует детализированию моделей горных массивов и улучшает прогнозирование. Это, в свою очередь, способствует повышению безопасности горных работ, снижению рисков и увеличению экономической эффективности горнодобывающих процессов, что подчеркивает необходимость их широкого применения в инженерной практике.

В статье рассмотрена концепция Майнинга 6.0 как будущей технологической платформы развития отраслей горнодобывающего комплекса в условиях усиления призывов и действий разных стран - производителей и потребителей угля - к сокращению до нулевого уровня выбросов парниковых газов и борьбе с изменением климата, наряду с усилиями по обеспечению доступа развивающихся стран к дешевой энергии (цели устойчивого развития ООН). Выделены технологические отличия Майнинга 6.0 от платформ Майнинг 5.0 (с характерной человекоцентричностью развития) и Майнинг 4.0 (ориентированного на максимальный рост производительности), связанные с природоцентричным вектором цифровой трансформации. Соединение цифровых технологий Майнинга 6.0 с традиционной геотехнологией (открытой, подземной) рассматривается в статье как возможность достижения во многом взаимоисключаемых целей устойчивого развития ООН - борьбы с изменением климата и справедливым обеспечением доступной энергией развитых и развивающихся стран. Авторы обосновывают неизбежность перехода к человекоцентричному, а затем и к природоцентричному технологическому развитию добычи угля в будущем результатами анализа динамики добычи угля в России и в мире, а также производительности труда и воздействия на окружающую среду. Авторы связывают перспективы сохранения роли угля как доступного энергоносителя в будущем с ростом производительности добывающих предприятий и экологическим вектором развития технологий его добычи на новой цифровой основе.

Предложен вариант системы подэтажной отработки с торцовым выпуском руды в условиях применения на глубоких горизонтах, разработана модель и дано геомеханическое обоснование геотехнологии на этапах развития фронта очистных работ с учетом максимального количества влияющих параметров выемки. Рассмотрены поля концентрации напряжений при различных горнотехнических ситуациях по критериям Кулона-Мора и Друкера-Прагера с учетом нарушенности массива горных пород. Для установления зон возможных разрушений массива горных пород использовались значения сцеплений и угла внутреннего трения пород с учетом их структурного ослабления. Показано, что формируемое напряженно-деформированное состояние в конструктивных элементах геотехнологии не является критическим, так как величины действующих напряжений не превышают пределы их деформационно-прочностных характеристик по условиям сжатия, растяжения и сдвига горных пород. Выявлены прогнозируемые участки потерь устойчивости горных пород в районе эксплуатируемых участков при изменении направления фронта выемки руды относительно ориентации природных тектонических напряжений. Установлено, что при переходе на большие глубины следует за критический признак обоснования геотехнологии принять условие достаточной устойчивости массива. Предложены конструктивные параметры и элементы геотехнологии в условиях Кукисвумчоррского и Юкспорского месторождений. Выполнен комплекс исследований по геомеханическому обоснованию системы разработки подэтажного обрушения с торцовым выпуском руды применительно к горно-геологическим условиям Кукисвумчоррского и Юкспорского месторождений. Предложены безопасные параметры освоения системы разработки с торцовым выпуском руды (в крест и по простиранию рудных тел) и фронта горных работ вышележащего горизонта относительно нижнего. В случаях уточнения физико-механических и деформационно-прочностных свойств руд и пород, а также литологии массива при переходе работ на глубокие горизонты параметры геотехнологии следует скорректировать в соответствии с полученными данными