Zero waste as an economic criterion of efficiency of the mining enterprise’s activity

When assessing the economic efficiency of economy’s mining sector, the following economic problems are of priority: the state of mineral deposits, the concentration of property, the raw material economy, dependence on world prices for raw materials, volatility and risks, the deficit of foreign investments, and so on. The issues of the economic environment’s volatility and limited financial and economic resources, rationalization of the use of resource determinants of regional development as well as their modernization development factors, the issues of creating a favorable institutional and infrastructural environment are regarded to be urgent. As a tool for the formation of the regional economy is the regional clustering direction and subregional economic systems, the prospects of which are associated with the processes of integration of economic entities. The current stage of development of the Russian economy is positioned as a deep transformation of commodity production according to the radical improvement of technology development.  The addition of potential of chemical energy to the predominantly mining mechanical energy opens up new prospects to be involved in the operation of still inaccessible mineral resources. This process requires the development of other economic efficiency criteria. The proposed criterion for the mining enterprise’s evaluation effectiveness is a priority condition of non-waste production. Environmental damage due to improper use (waste) is differentiated based on the amount and cost of lost metal and mineral ingredients at local, regional, global and hierarchical levels. The damage components and economic efficiency can be determined based on the extent of utilization, costs and technological level of production

Simulation of deposit parameters in underground development mining

The article is aimed at improving development mining to prepare an ore body for stoping by access ramps to provide comfortable conditions and high technical and economic indices in underground mining. Efficient parameters of underground mining are chosen in the course of simulating data on the mining theory and practice considering ore losses and dilution on the basis of critical analysis of uranium mining enterprises’ activities. The research provides data on geological and engineering zoning of an ore deposit and physical-mechanical properties of ore bearing rocks. The advanced experience is systemized and there is provided system analysis of modern development mining schemes with access ramps (ring, spiral, one-way inclined, central inclined and across the strike). The research recommends schemes of development mining and substantiates their advantages. There are quantitative indices of physical simulation of development variants as to drawn ore quality according to criteria of soil location in ore draw points. The scientific novelty implies developing the criterion of optimality and ranking variants of development mining according to technical-economic and geomechanical indices considering some technological factors as well as the number of stopes operating simultaneously on the level. The study consists in increasing authenticity of development projects through applying complex schemes of access ramps according to the complex criterion of increasing mining depths, equipment application, ventilation and underground mine capacity

Розробка природоохоронних технологій підземного видобутку руд у енергонарушенних масивах

The object of research is the technology and facilities for underground mining of ores in the disrupted massifs. One of the most problematic places is the formation of man-made voids; which influence the occurrence and redistribution of stress-strain state (SSS) of the rock massif. Their existence in the earth's crust provokes the influence of geomechanical and seismic phenomena; up to the level of earthquakes.The study used:– data from literature sources and patent documentation in the field of technologies and facilities for underground mining of ores in the energy-disrupted massifs of substantiation of technological parameters of operating units;– laboratory and production experiments;– physical modeling and selection of compositions of solidifying mixtures.Analytical researches; comparative analysis of theoretical and practical results by standard and new methods with the participation of the authors were performed.The questions of seismogeodynamic monitoring of the SSS of the rock massif during the safe development of rock-type ore deposits are considered. The interaction of natural and man-made systems providing geomechanical balance of ore-bearing massifs is shown. Possibilities of controlling the geomechanics of a massif with filling of man-made voids with various solid mixtures and tails of underground leaching of metals from substandard ores are investigated. The typification of processes is given and the distinctive features of underground block leaching of metals from rock ores are formulated in the aspect of controlling the geodynamics of the massif. The principle estimation of the combined technologies with rationalization of use of the SSS of the rock massif for regulation of the sign and magnitude of stresses in natural and artificial conditions is shown. The conclusions about the effectiveness of the controlled interaction of natural and man-made systems; ensuring the geomechanical balance of massifs and the earth's surface in the area of subsoil development over a long period of time. The research results can be used in the underground development of ore deposits of complex structure of Ukraine; the Russian Federation; the Republic of Kazakhstan and other developed mining countries of the world.Объектом исследования являются технология и технические средства для подземной добычи руд в энергонарушенных массивах. Одним из самых проблемных мест является образование техногенных пустот, которые влияют на возникновение и перераспределение напряженно-деформационного состояния (НДС) массива горных пород. Их существование в земной коре провоцирует влияние геомеханических и сейсмических явлений, вплоть до уровня землетрясений.В ходе исследования использовались:– данные литературных источников и патентной документации в области технологий и технических средств для подземной добычи руд в энергонарушенных массивах, обоснования технологических параметров эксплуатационных блоков;– лабораторные и производственные эксперименты;– физическое моделирование и подбор составов твердеющих смесей.Выполнены аналитические исследования, сравнительный анализ теоретических и практических результатов по стандартным и новым методикам с участием авторов.Рассмотрены вопросы сейсмогеодинамического мониторинга НДС массива горных пород при безопасной разработке рудных месторождений скального типа. Показано взаимодействие природных и техногенных систем, обеспечивающих геомеханическую сбалансированность рудовмещающих массивов. Исследованы возможности управления геомеханикой массива с заполнением техногенных пустот разнопрочными смесями и хвостами подземного выщелачивания металлов из некондиционных руд. Дана типизация процессов и сформулированы отличительные признаки подземного блочного выщелачивания металлов из скальных руд в аспекте управления геодинамикой массива. Показана принципиальная оценка комбинированных технологий с рационализацией использования НДС горного массива для регулирования знака и величины напряжений в естественных и искусственных условиях. Сделаны выводы об эффективности управляемого взаимодействия природных и техногенных систем, обеспечивающих геомеханическую сбалансированность массивов и земной поверхности в районе освоения недр в течение долгого периода времени. Результаты исследований могут быть использованы при подземной разработке рудных месторождений сложной структуры Украины, Российской Федерации, Республики Казахстан и других развитых горнодобывающих стран мира.Об'єктом дослідження є технологія і технічні засоби для підземного видобутку руд в енергонарушенних масивах. Одним із найбільш проблемних місць є утворення техногенних порожнеч, які впливають на виникнення і перерозподіл напряженно-деформаціонного стану (НДС) масиву гірських порід. Їх існування в земній корі провокує вплив геомеханічних і сейсмічних явищ, аж до рівня землетрусів.В ході дослідження використовувалися:– дані літературних джерел і патентної документації в області технологій і технічних засобів для підземного видобутку руд в енергонарушенних масивах, обґрунтування технологічних параметрів експлуатаційних блоків;– лабораторні та виробничі експерименти;– фізичне моделювання і підбір складів твердіючих сумішей.Виконано аналітичні дослідження, порівняльний аналіз теоретичних і практичних результатів за стандартними і новими методиками за участю авторів.Розглянуто питання сейсмогеодинамічного моніторингу НДС масиву гірських порід при безпечній розробці рудних родовищ скельного типу. Показано взаємодію природних і техногенних систем, що забезпечують геомеханічну збалансованість рудовміщующих масивів. Досліджено можливості управління геомеханіки масиву із заповненням техногенних порожнеч різноміцними сумішами і хвостами підземного вилуговування металів із некондиційних руд. Дана типізація процесів і сформульовані відмінні ознаки підземного блокового вилуговування металів із скельних руд в аспекті управління геодинамікою масиву. Показана принципова оцінка комбінованих технологій із раціоналізацією використання НДС гірського масиву для регулювання знаку і величини напружень в природних і штучних умовах. Зроблено висновки щодо ефективності керованої взаємодії природних і техногенних систем, що забезпечують геомеханічну збалансованість масивів і земної поверхні в районі освоєння надр протягом довгого періоду часу. Результати досліджень можуть бути використані при підземній розробці рудних родовищ складної структури України, Російської Федерації, Республіки Казахстан та інших розвинених гірничодобувних країн світу

Обгрунтування природоохоронних і ресурсозберігаючих технологій погашення порожнин при підземному видобутку руд

The object of research is the technology and technical means to clear the voids during the underground mining of ores in the disturbed arrays. One of the most problematic places is the filling of man-made voids that affect the occurrence and redistribution of the stress-strain state (SSS) of the rock mass. Their existence in the earth's crust provokes disturbance of the daily surface, as well as the influence of geomechanical and seismic phenomena, up to the level of earthquakes.Analytical researches, comparative analysis of theoretical and practical results by standard and new methods with the participation of the authors are performed. The peculiarities of the manifestation of mountain pressure in the rock massifs of a complex structure are considered, due to the intensity of the fracture structures (acoustic stiffness from 0.11 to 0.18 MPa/s, impact coefficient – 0.98). The conditions of manifestation of residual bearing capacity of disturbed rocks and translation of geomaterials into the volume compression mode were investigated (in the zone of disturbed rocks the attenuation coefficient decreases to 0.04–0.15 from the initial value of 0.25–0.35). The basic estimation of durability of workings and inhomogeneous rocks with a strength of 50–150 MPa at depths up to 600 m is shown, depending on the position of workings with respect to the elements of structural disturbance and the possibility of creating reliable structures. Conclusions have been made about the efficiency of the use of load-bearing structures from rocks of greater than 0.2 m in size and mechanical strength of more than 50 MPa, which allows to expose the roof without collapsing at spans of up to 50 m. the bearing layer of the rocks produced space can be filled by insulation or a hardener with a strength of up to 1.2 MPa. The research results can be used in the underground development of ore deposits of complex structure of Ukraine, the Russian Federation, the Republic of Kazakhstan and other developed mining countries of the world.Объектом исследования являются технология и технические средства для погашения пустот при подземной добыче руд в энергонарушенных массивах. Одним из самых проблемных мест является погашение техногенных пустот, которые влияют на возникновение и перераспределение напряженно-деформационного состояния (НДС) массива горных пород. Их существование в земной коре провоцирует нарушение дневной поверхности, а также влияние геомеханических и сейсмических явлений, вплоть до уровня землетрясений.В работе выполнены аналитические исследования, сравнительный анализ теоретических и практических результатов по стандартным и новым методикам с участием авторов. Рассмотрены особенности проявления горного давления в скальных массивах сложного строения, обусловленные интенсивностью разрывных структур (акустическая жесткость от 0,11 до 0,18 МПа/с, коэффициент удароопасности - 0,98). Исследованы условия проявления остаточной несущей способности нарушенных пород и перевода геоматериалов в режим объемного сжатия (в зоне нарушенных пород коэффициент ослабления снижается до 0,04–0,15 с первоначальной величины 0,25-0,35). Показана принципиальная оценка устойчивости выработок в неоднородных скальных породах прочностью 50–150 МПа на глубинах до 600 м, которая зависит от положения выработок относительно элементов структурной нарушенности и возможности создания надежных конструкций. Сделаны выводы об эффективности использования при погашении выработанного пространства несущих конструкций из отдельностей пород размерами более 0,2 м и механической прочностью более 50 МПа. Это позволяет обнажать кровлю без обрушения при пролетах обнажений до 50 м. При равенстве напряжений в приконтурной зоне и прочности несущего слоя пород выработанное пространство может погашаться изоляцией или твердеющей закладкой прочностью до 1,2 МПа. Результаты исследований могут быть использованы при подземной разработке рудных месторождений сложной структуры Украины, Российской Федерации, Республики Казахстан и других развитых горнодобывающих стран мира.Об'єктом дослідження є технологія та технічні засоби для погашення порожнеч під час підземного видобутку руд в масивах, що енергетично порушені. Одним із найбільш проблемних місць є погашення техногенних порожнеч, які впливають на виникнення та перерозподіл напружено-деформаційного стану (НДС) масиву гірських порід. Їх існування в земній корі провокує порушення денної поверхні, а також вплив геомеханічних і сейсмічних явищ, аж до рівня землетрусів.У роботі виконано аналітичні дослідження, порівняльний аналіз теоретичних і практичних результатів за стандартними та новими методиками за участю авторів. Розглянуті особливості прояву гірського тиску в скельних масивах складної будови, зумовлені інтенсивністю розривних структур (акустична жорсткість від 0,11 до 0,18МПа/с, коефіцієнт ударонебезпеки – 0,98). Досліджено умови прояву залишкової несучої здатності порушених порід і перекладу геоматеріалів у режим об'ємного стиснення (в зоні порушених порід коефіцієнт ослаблення знижується до 0,04–0,15 від початкової величини 0,25–0,35). Показана принципова оцінка стійкості виробок в неоднорідних скельних породах міцністю 50–150 МПа на глибинах до 600 м, що залежить від положення виробок щодо елементів структурної порушеності та можливості створення надійних конструкцій. Зроблено висновки про ефективність використання при погашенні виробленого простору несучих конструкцій із окремістей порід розмірами більше 0,2 м і механічною міцністю понад 50 МПа. Це дозволяє оголювати покрівлю без обвалення при прольотах оголень до 50 м. У разі рівного розподілу напружень в приконтурній зоні та міцності несучого шару порід вироблений простір може погашатися ізоляцією або твердіючою закладкою міцністю до 1,2 МПа. Результати досліджень можуть бути використані при підземній розробці рудних родовищ складної структури України, Російської Федерації, Республіки Казахстан та інших розвинених гірничодобувних країн світу

Обгрунтування природоохоронних і ресурсозберігаючих технологій погашення порожнин при підземному видобутку руд

The object of research is the technology and technical means to clear the voids during the underground mining of ores in the disturbed arrays. One of the most problematic places is the filling of man-made voids that affect the occurrence and redistribution of the stress-strain state (SSS) of the rock mass. Their existence in the earth's crust provokes disturbance of the daily surface, as well as the influence of geomechanical and seismic phenomena, up to the level of earthquakes.Analytical researches, comparative analysis of theoretical and practical results by standard and new methods with the participation of the authors are performed. The peculiarities of the manifestation of mountain pressure in the rock massifs of a complex structure are considered, due to the intensity of the fracture structures (acoustic stiffness from 0.11 to 0.18 MPa/s, impact coefficient – 0.98). The conditions of manifestation of residual bearing capacity of disturbed rocks and translation of geomaterials into the volume compression mode were investigated (in the zone of disturbed rocks the attenuation coefficient decreases to 0.04–0.15 from the initial value of 0.25–0.35). The basic estimation of durability of workings and inhomogeneous rocks with a strength of 50–150 MPa at depths up to 600 m is shown, depending on the position of workings with respect to the elements of structural disturbance and the possibility of creating reliable structures. Conclusions have been made about the efficiency of the use of load-bearing structures from rocks of greater than 0.2 m in size and mechanical strength of more than 50 MPa, which allows to expose the roof without collapsing at spans of up to 50 m. the bearing layer of the rocks produced space can be filled by insulation or a hardener with a strength of up to 1.2 MPa. The research results can be used in the underground development of ore deposits of complex structure of Ukraine, the Russian Federation, the Republic of Kazakhstan and other developed mining countries of the world.Объектом исследования являются технология и технические средства для погашения пустот при подземной добыче руд в энергонарушенных массивах. Одним из самых проблемных мест является погашение техногенных пустот, которые влияют на возникновение и перераспределение напряженно-деформационного состояния (НДС) массива горных пород. Их существование в земной коре провоцирует нарушение дневной поверхности, а также влияние геомеханических и сейсмических явлений, вплоть до уровня землетрясений.В работе выполнены аналитические исследования, сравнительный анализ теоретических и практических результатов по стандартным и новым методикам с участием авторов. Рассмотрены особенности проявления горного давления в скальных массивах сложного строения, обусловленные интенсивностью разрывных структур (акустическая жесткость от 0,11 до 0,18 МПа/с, коэффициент удароопасности - 0,98). Исследованы условия проявления остаточной несущей способности нарушенных пород и перевода геоматериалов в режим объемного сжатия (в зоне нарушенных пород коэффициент ослабления снижается до 0,04–0,15 с первоначальной величины 0,25-0,35). Показана принципиальная оценка устойчивости выработок в неоднородных скальных породах прочностью 50–150 МПа на глубинах до 600 м, которая зависит от положения выработок относительно элементов структурной нарушенности и возможности создания надежных конструкций. Сделаны выводы об эффективности использования при погашении выработанного пространства несущих конструкций из отдельностей пород размерами более 0,2 м и механической прочностью более 50 МПа. Это позволяет обнажать кровлю без обрушения при пролетах обнажений до 50 м. При равенстве напряжений в приконтурной зоне и прочности несущего слоя пород выработанное пространство может погашаться изоляцией или твердеющей закладкой прочностью до 1,2 МПа. Результаты исследований могут быть использованы при подземной разработке рудных месторождений сложной структуры Украины, Российской Федерации, Республики Казахстан и других развитых горнодобывающих стран мира.Об'єктом дослідження є технологія та технічні засоби для погашення порожнеч під час підземного видобутку руд в масивах, що енергетично порушені. Одним із найбільш проблемних місць є погашення техногенних порожнеч, які впливають на виникнення та перерозподіл напружено-деформаційного стану (НДС) масиву гірських порід. Їх існування в земній корі провокує порушення денної поверхні, а також вплив геомеханічних і сейсмічних явищ, аж до рівня землетрусів.У роботі виконано аналітичні дослідження, порівняльний аналіз теоретичних і практичних результатів за стандартними та новими методиками за участю авторів. Розглянуті особливості прояву гірського тиску в скельних масивах складної будови, зумовлені інтенсивністю розривних структур (акустична жорсткість від 0,11 до 0,18МПа/с, коефіцієнт ударонебезпеки – 0,98). Досліджено умови прояву залишкової несучої здатності порушених порід і перекладу геоматеріалів у режим об'ємного стиснення (в зоні порушених порід коефіцієнт ослаблення знижується до 0,04–0,15 від початкової величини 0,25–0,35). Показана принципова оцінка стійкості виробок в неоднорідних скельних породах міцністю 50–150 МПа на глибинах до 600 м, що залежить від положення виробок щодо елементів структурної порушеності та можливості створення надійних конструкцій. Зроблено висновки про ефективність використання при погашенні виробленого простору несучих конструкцій із окремістей порід розмірами більше 0,2 м і механічною міцністю понад 50 МПа. Це дозволяє оголювати покрівлю без обвалення при прольотах оголень до 50 м. У разі рівного розподілу напружень в приконтурній зоні та міцності несучого шару порід вироблений простір може погашатися ізоляцією або твердіючою закладкою міцністю до 1,2 МПа. Результати досліджень можуть бути використані при підземній розробці рудних родовищ складної структури України, Російської Федерації, Республіки Казахстан та інших розвинених гірничодобувних країн світу

Tailings Utilization and Zinc Extraction Based on Mechanochemical Activation

The significant containment of the global mining industry is caused by the problem of the transition to sustainable metal extraction and the integrated use of technogenic raw materials from the tailings of ore processing. The modeling of metal leaching processes using mechanical activation of polymetallic raw material components is particularly important in expanding the application of mining tailings as inert fillers of filling mixtures. This study is aimed at detecting the rotor speed factor on the chemical and mechanochemical effect of zinc yield growth from polymetallic tailings of the mining industry. In this regard, the purpose of this study was to improve the modeling of metal leaching processes using mechanical activation by improving the compositions of the filling mixtures. The methodology of the work included several comprehensive studies: the mechanical activation of tailings during zinc leaching from pulp in the DESI-11 disintegrator; the activation of enrichment tailings and the formation of a filling mass with different parameters of the component composition; the curing of cubic samples and their testing on the IP-1250 press. The Vi Improved text editor was used to prepare the algorithms for deterministic methods of three-dimensional interpolation in the Python language. The experimental results were graphically displayed using Gnuplot. The study of the agitation leaching of the waste obtained from the Sadonskiy mining district results in the fact that the NaCl mass concentration decreased from 13 to 1% and the H2SO4 concentration stabilization within 0.5 to 0.6% led to a 3-time increase in the zinc yield from the pulp, according to the polynomial law (from 28 to 91%). The obtained results expand the idea of the mechanism of the strength gain by the filling mass under mechanical activation on the components of the filling mixture, as well as changes in the efficiency of zinc leaching at different ratios of two types of lixiviants (sulphuric acid and sodium chloride) in the leaching solution

Problematika vstupu českých podnikatelů na zahraniční trhy s odkazem na historický vývoj České republiky

Import 09/10/2009Prezenční152 - Katedra podnikohospodářskáNeuveden

CONTROLLING STRESS-DEFORMED TALNAKH ARRAYS BY STRESS UNLOADING

Link for citation: Golik V.I. Controlling stress-deformed Talnakh arrays by stress unloading. Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. Geo Аssets Engineering, 2023, vol. 334, no. 7, рр. 59-65. In Rus. Relevance. Underground mining of rock massifs of powerful deposits on deep horizons is accompanied by geomechanical phenomena, which are prevented by the construction of artificial structures made of solid mixtures in the developed space. Controlling geomechanics of the massif increases the completeness of subsoil use and is an actual direction of mining production. Objective: detailing the array state management technology by rationally regulating the voltages in the array. Object: arrays of deposits of the Talnakh ore node. Methods: modeling and experiment, the results of which are the basis for the development of a model and recommendations. Results. The paper introduces the assessment of the behavior of natural and artificial massifs differentially for the main deposits of the ore node. The regularities of combining options for unloading arrays from critical stresses are established: with overworking and with a protective layer underworking. The principles of optimization of ore mining technology taking into account the geomechanical features of the arrays are summarized. Measures to increase the volumetric compression of filling mixtures for variants of chamber systems of development are recommended. The results of modeling the influence of the volumes of rock inclusions on the efficiency of field development are presented. A model of ecological and economic assessment of technologies is proposed, taking into account the costs of creating protective layers and reducing the dilution of ores. Unloading of arrays from stresses provides an opportunity to regulate the stress level with a decrease in deformations, including during selective excavation of ores with the abandonment of rock layers in the bowels. Conclusions. Unloading arrays from operating stresses is an effective measure to solve the main problems of subsurface use at the same time. The implementation of this direction in the conditions of localization of the Talnakh ore deposits can be carried out by advanced excavation of the soil layer. The efficiency of working out stress-deformed arrays is achieved by the rational interaction of natural and technological factors of development

Parameters of Solidifying Mixtures Transporting at Underground Ore Mining

The article is devoted to the problem of providing mining enterprises with solidifying filling mixtures at underground mining. The results of analytical studies using the data of foreign and domestic practice of solidifying mixtures delivery to stopes are given. On the basis of experimental practice the parameters of transportation of solidifying filling mixtures are given with an increase in their quality due to the effect of vibration in the pipeline. The mechanism of the delivery process and the procedure for determining the parameters of the forced oscillations of the pipeline, the characteristics of the transporting processes, the rigidity of the elastic elements of pipeline section supports and the magnitude of vibrator’ driving force are detailed. It is determined that the quality of solidifying filling mixtures can be increased due to the rational use of technical resources during the transportation of mixtures, and as a result the mixtures are characterized by a more even distribution of the aggregate. The algorithm for calculating the parameters of the pipe vibro-transport of solidifying filling mixtures can be in demand in the design of mineral deposits underground mining technology

Parameters of Transportation of Tailings of Metals Lixiviating

The article shows that the change in the situation in the metals market with a steady increase in production volumes is intensified against the tendency of the transition of mining production from underground mining to underground mining for a certain group of ores. The possibility of a non-waste metals extraction from not only standard, but also from substandard raw materials, is currently provided only by technology with the lixiviating of metals from developing ores. The regular dependences of the magnitude of hydraulic resistances on the hydro-mixture velocity and its density are determined. The correct values of the experimental data convergence with the calculated values of these parameters are obtained. It is shown that the optimization of the transportation parameters of lixiviating tailings allows reducing the level of chemically dangerous pollution of the environment by leachate products. The direction of obtaining the ecological and technological effect from the use of simultaneously environmental and resource-saving technology for the extraction of the disclosed metals is indicated