STUDY OF THE STRESS-STRAIN STATE OF THE MASSIF IN MINING THE DEPOSIT AREA WITH SUBSEQUENT COMPLETE AND COMBINED “FRAMEWORK-MODULE” BACKFILLING
DOI:
https://doi.org/10.31713/vt2201911Keywords:
ore, room-and-pillar systems, “framework-module” structure, stresses, strainsAbstract
The article is aimed at analyzing and studying the stress-strain state of the massif when mining the deposit with room-and-pillar methods with the subsequent complete and combined “framework-module” backfilling of dead areas. The main research methods are the technical and economic analysis of factors and conditions impacting the stress-strain state of the massif when mining stopes and their subsequent complete or combined “framework -module” backfilling with consolidating mixtures and mining or production wastes. Mathematical and finite element methods are applied during the study. The character of the massif stress-strain state development on the deposit area is studied considering technologies of stoping and subsequent backfilling of dead areas. The analysis of the study results enables determining basic regularities of variations principal stresses and strains σ1 in structurally nonuniform massifs and diagnosing key dependencies of strain values ε in control points on the daylight surface and on the interface with the crown of dead stopes. For correct comparison of the obtained results, the diagnosed stress and strain values in the control points of the rock massif when forming the framework-module structure of the sill pillar are collated with the corresponding stress and strain values obtained when forming the sill pillar of the consolidating backfill. The suggested technology ofcombined “carcass-module” backfill of stopes can be recommendedfor backfilling both I and II stage when applying the room-and-pillar mining method. The technology ensures complete backfilling of stopes including the interface with the crown and decrease of backfill prime costs due to forming the waste rock module in the monolithic consolidating backfill carcass. The study conducted enables determining new regularities of the massif stress-strain state development when mining the deposit with room-and-pillar methods with subsequent complete and combined “framework-module” backfilling of dead areas. There are obtained new regularities of the variation of principal stresses in structurally nonuniform massifs and diagnosed key dependencies of the strain values in massif control points on the daylight surface and on the interface with the crown of dead stopes.References
Stupnik N., Kalinichenko V. Parameters of shear zone and methods of their conditions control at underground mining of steep-dipping iron ore deposits in Kryvyi Rig basin. Geomechanical Processes During Underground Mining. School of Underground Mining. Dnipropetrovsk. 2012. Р. 15–19.
The research of strain-stress state of magnetite quartzite deposit massif in the condition of mine “Gigant-Gliboka” of central iron ore enrichment works (CGOK)/ N. Stupnik, V. Kalinichenko, E. Kalinichenko, І. Muzika, М. Fed'ko, S. Pis'menniy. Metallurgical and mining industry. 2015. No 7. Р. 377–382.
Ступнік М. І., Калініченко В. О., Калініченко О. В. Визначення економічних ризиків від порушень денної поверхні в результаті підземного видобутку руд. Вісник Криворізького національного університету : зб. наук. праць. Кривий Ріг. 2012. Вип. 32. С. 246–250.
Калініченко О. В. Удосконалення концепції управління
напружено-деформованим станом гірського масиву при підземних гірничих роботах. Сборник научных трудов ГП «Научно-исследовательский горнорудный институт». Кривой Рог, 2015. С. 104–111.
Ступнік М. І., Калініченко В. О., Калініченко О. В. Дослідження напружено-деформованого стану гірського масиву покладу магнетитових кварцитів в умовах шахти «Гігант-Глибока» ПАТ «ЦГЗК». Металлургическая и горнорудная промышленность. 2015. № 5. С. 85–88.
Інформаційні технології – складова процесів моніторингу та керування напружено-деформованим станом масиву / М. І. Ступнік, В. О. Калініченко, І. О. Музика, О. В. Калініченко, М. Б. Федько, С. В. Письменний.
Розробка родовищ 2015 : щорічний наук.-техн. зб. Дніпропетровськ : Літограф, 2015. С. 175–181.
Ступнік М. І., Калініченко В. О., Калініченко О. В. Економічна оцінка ризиків можливих геомеханічних порушень денної поверхні в полях шахт Кривбасу. Науковий вісник Національного гірничого університету. Дніпропетровськ. 2012. № 6(132). С. 126–130.
Ступник Н. И., Калиниченко В. А. Проблемы мониторинга дневной поверхности в полях закрытых и действующих шахт Криворожского железорудного басейна. Збірник наукових праць Науково-дослідного гірничорудного інституту Державного вищого навчального закладу «Криворізький національний університет». Кривий Ріг.
№ 54. С. 17–22.
Куліковська О. Є., Перегудов В. В., Сергеева М. П.
Співвідношення між швидкостями сучасних рухів денної поверхні й особливостями геологічної будови Криворізького регіону. Сучасні досягнення геодезичної науки та виробництва. Львів. 2004. С. 158–162.
Куліковська О. Є. Концептуальні засади маркшейдерського моніторингу безпечного функціонування гірничовидобувних регіонів : дис. … д-ра техн. наук :
15.01. Кривий Ріг, 2012. 346 с.
Панжин А. А., Панжина Н. А. Мониторинг геодинамических процессов на горных предприятиях и урбанизированных территориях. Горный информ.-аналит. бюл. 2007. № 3. С. 171–183.
Сашурин А. Д., Панжин А. А., Коновалова Ю. П. Исследование геодинамических процессов с применением GPS-технологий. Горный информ.- аналит. бюл. 2003. № 7. С. 34–38.
Розробка інформатизованих систем моніторингу і керування процесами взаємодії полів напруженодеформованого стану масиву при формуванні відкритих гірничих виробок і штучних підземних споруд» : звіт з НДР, 0114U003776c. Кривий Ріг : ДВНЗ «КНУ»–«НГУ», 2015. 117 с.
Денисов А. И. Современные движения земной поверхности района Криворожья и их выраженность в рельефе. Материалы научно-технической конференции КГРИ. М. : ВИНИТИ, 1981. № 268-81. С. 59–69.
Цариковский В. В., Булат А. Ф., Приходченко B. JI. Контроль процессов разрушения руд Кривбасса геофизическими методами для повышения эффективности их отработки. Проблемы горнодобывающей промышленности металлургического комплекса Украины. Кривой Рог : НИГРИ, 1998. С. 21–24.
Калініченко О. В. Удосконалення концепції системного управління процесами підземних гірничих робіт з урахуванням впливу на них напружено-деформованого стану гірського масиву. Гірничий вісник : наук.-техн. збірник. Кривий Ріг, 2016. Вип. 100. С. 27–31.
REFERENCES:
Stupnik N., Kalinichenko V. Parameters of shear zone and methods of their conditions control at underground mining of steep-dipping iron ore deposits in Kryvyi Rig basin. Geomechanical Processes During Underground Mining. School
of Underground Mining. Dnipropetrovsk. 2012. R. 15–19.
The research of strain-stress state of magnetite quartzite deposit massif in the condition of mine “Gigant-Gliboka” of central iron ore enrichment works (CGOK)/ N. Stupnik, V. Kalinichenko, E. Kalinichenko, I. Muzika, M. Fedko, S. Pismenniy. Metallurgical and mining industry. 2015. No 7. R. 377–382.
Stupnik M. I., Kalinichenko V. O., Kalinichenko O. V. Vyznachennia ekonomichnykh ryzykiv vid porushen dennoi poverkhni v rezultati pidzemnoho vydobutku rud. Visnyk Kryvorizkoho natsionalnoho universytetu : zb. nauk. prats.
Kryvyi Rih. 2012. Vyp. 32. S. 246–250.
Kalinichenko O. V. Udoskonalennia kontseptsii upravlinnia napruzheno-deformovanym stanom hirskoho masyvu pry pidzemnykh hirnychykh robotakh. Sbornіk nauchnуkh trudov HP «Nauchnoіssledovatelskіi hornorudnуi іnstіtut». Kryvoi Roh, 2015. S. 104–111.
Stupnik M. I., Kalinichenko V. O., Kalinichenko O. V. Doslidzhennia napruzheno-deformovanoho stanu hirskoho masyvu pokladu mahnetytovykh kvartsytiv v umovakh shakhty «Hihant-Hlyboka» PAT «TsHZK». Metallurhіcheskaia і hornorudnaia promуshlennost. 2015. № 5. S. 85–88.
Informatsiini tekhnolohii – skladova protsesiv monitorynhu ta keruvannia napruzheno-deformovanym stanom masyvu / M. I. Stupnik, V. O. Kalinichenko, I. O. Muzyka, O. V. Kalinichenko, M. B. Fedko, S. V. Pysmennyi. Rozrobka rodovyshch 2015 : shchorichnyi nauk.-tekhn. zb. nipropetrovsk : Litohraf, 2015. S. 175–181.
Stupnik M. I., Kalinichenko V. O., Kalinichenko O. V.
Ekonomichna otsinka ryzykiv mozhlyvykh heomekhanichnykh porushen dennoi poverkhni v poliakh shakht Kryvbasu. Naukovyi visnyk Natsionalnoho hirnychoho universytetu. Dnipropetrovsk. 2012. № 6(132). S. 126–130.
Stupnіk N. І., Kalіnіchenko V. A. Problemу monіtorіnha dnevnoi poverkhnostі v poliakh zakrуtуkh і deistvuiushchіkh shakht Krіvorozhskoho zhelezorudnoho baseina. Zbirnyk naukovykh prats Naukovo-doslidnoho hirnychorudnoho instytutu Derzhavnoho vyshchoho navchalnoho zakladu «Kryvorizkyi natsionalnyi universytet». Kryvyi Rih. 2013. № 54. S. 17–22.
Kulikovska O. Ye., Perehudov V. V., Serheeva M. P. Spivvidnoshennia mizh shvydkostiamy suchasnykh rukhiv
dennoi poverkhni y osoblyvostiamy heolohichnoi budovy Kryvorizkoho rehionu. Suchasni dosiahnennia heodezychnoi nauky ta vyrobnytstva. Lviv. 2004. S. 158–162.
Kulikovska O. Ye. Kontseptualni zasady marksheiderskoho
monitorynhu bezpechnoho funktsionuvannia hirnychovydobuvnykh rehioniv: dys. … d-ra tekhn. nauk : 05.15.01. Kryvyi Rih, 2012. 346 s.
Panzhіn A. A., Panzhіna N. A. Monіtorіnh heodіnamіcheskіkh protsessov na hornуkh predprіiatіiakh і urbanіzіrovannуkh terrіtorіiakh. Hornуi іnform.-analіt. biul.
№ 3. S. 171–183.
Sashurіn A. D., Panzhіn A. A., Konovalova Yu. P.
Іssledovanіe heodіnamіcheskіkh protsessov s prіmenenіem GPS-tekhnolohіi. Hornуi іnform.-analіt. biul. 2003. № 7. S. 34–38.
Rozrobka informatyzovanykh system monitorynhu i keruvannia protsesamy vzaiemodii poliv napruzheno-deformovanoho stanu masyvu pry formuvanni vidkrytykh
hirnychykh vyrobok i shtuchnykh pidzemnykh sporud» : zvit z NDR, 0114U003776c. Kryvyi Rih : DVNZ «KNU»–«NHU», 2015. 117 s.
Denіsov A. І. Sovremennуe dvіzhenіia zemnoi poverkhnostі raiona Krіvorozhia і іkh vуrazhennost v relefe. Materіalу nauchno-tekhnіcheskoi konferentsіі KHRІ. M. :
VYNYTY, 1981. № 268-81. S. 59–69.
Tsarіkovskіi V. V., Bulat A. F., Prіkhodchenko B. JI. Kontrol protsessov razrushenіia rud Krіvbassa heofіzіcheskіmі metodamі dlia povуshenіia еffektіvnostі іkh otrabotkі.
Problemу hornodobуvaiushchei promуshlennostі metallurhіcheskoho kompleksa Ukraіnу. Krіvoi Roh : NІHRІ, 1998. S. 21–24.
Kalinichenko O. V. Udoskonalennia kontseptsii systemnoho upravlinnia protsesamy pidzemnykh hirnychykh robit z urakhuvanniam vplyvu na nykh napruzheno-deformovanoho
stanu hirskoho masyvu. Hirnychyi visnyk : nauk.-tekhn. zbirnyk. Kryvyi Rih, 2016. Vyp. 100. S. 27–31.
