Research into the influence of technical factors on rocks deformation during reworking of ore deposits

Abstract

Purpose. The aim of this work is to establish the relation of rocks deformation during reworking of ore deposits to mining and technical conditions and factors of mineral production based on the processing of surveying observations using modern software systems. Methods. During the mining geodesy surveying research, probabilistic statistical methods were applied with the use of a powerful computer package statistics relating to modern mathematical methods for processing experimental data and modeling of geomechanical processes. The correct application and solution of the stated research task is confirmed by the receipt of many significant pair and multiple correlation coefficients between the parameters under study during the reworking of ore deposit. Findings. On the basis of comprehensive analysis of surveying instrumental observations, we have determined and specified the regularities of the influence produced by technical factors on rocks deformation during reworking of ore deposits. 2-D and 3-D models developed in the research provided the possibility to obtain a visual representation of the deformation components distribution. The results of the performed regression analysis allowed to find the equations of approximations and to conclude that the studied parameters are correlated. Originality. The research allowed to establish and clarify the displacement patterns of rocks in the disturbed zone of mining at PJSC “ArcelorMittal Kryvyi Rih” caused by such factors as an active area of the roof outcrop, the time period from the beginning of the block development to the run-time of observation, the distance be-tween the working unit and the observed frame, the vertical distance between the levels of primary and secondary underground developments on the basis of the integrated use of possibilities provided by the modern standard package Statistica. Practical implications. The obtained data allow to specify the parameters of the adopted models describing rocks deformation during reworking of ore deposits, to predict their development over time and assess the risk of negative geodynamic phenomena.

Мета. Встановлення взаємозв’язку між деформацією порід при повторній підземній розробці рудних родовищ та гірничотехнічними факторами видобутку корисних копалин на основі опрацювання маркшейдерських спостережень із застосуванням сучасних програмних комплексів. Методика. Під час проведення досліджень використано ймовірнісно-статистичні методи з застосуванням потужного комп’ютерного пакету Statistica, які відносяться до сучасних математичних методів обробки експериментальних даних і моделювання геомеханічних процесів. Коректність їх застосування і рішення поставленої задачі дослідження підтверджується отриманням багатьох значущих парних і множинних коефіцієнтів кореляції між досліджуваними параметрами при підземній повторній розробці рудного родовища. Результати. На основі всебічного аналізу маркшейдерських інструментальних спостережень встановлено та уточнено закономірності впливу гірничотехнічних факторів на деформацію порід при повторній підземній розробці рудних родовищ. Створені 2-D і 3-D моделі актуалізували можливість отримати візуальне уявлення про розповсюдження складових деформацій. Результати виконаного регресійного аналізу дозволили зробити висновок про наявність кореляційних залежностей між досліджуваними параметрами і знайти рівняння апроксимацій. Наукова новизна. Встановлені та уточнені закономірності зрушення гірських порід порушеної зони гірничого відводу ШУ ПАТ “АрселорМіттал Кривий Ріг” від таких факторів, як активна площа відслонення покрівлі, період часу від початку відпрацювання блоку до часу виконання спостереження, відстань між робочим блоком і спостережуваним репером, вертикальна відстань між горизонтами первинної та повторної підземної розробок на підставі комплексного використання можливостей сучасного стандартного пакету Statistica. Практична значимість. Отримані дані дозволяють уточнити параметри прийнятих моделей деформацій порід при повторній підземній розробці рудних родовищ, спрогнозувати їх розвиток із плином часу та оцінити ступінь ризику виникнення негативних геодинамічних явищ.

Цель. Установление взаимосвязи между деформацией пород при повторной подземной разработке рудных месторождений и горнотехническими факторами добычи полезных ископаемых на основе обработки маркшейдерских наблюдений с применением современных программных комплексов. Методика. Во время проведения исследований использованы вероятностно-статистические методы с применением мощного компьютерного пакета Statistica, которые относятся к современным математическим методам обработки экспериментальных данных и моделирования геомеханических процессов. Корректность их применения и решения поставленной задачи исследования подтверждается получением многих значимых парных и множественных коэффициентов корреляции между исследуемыми параметрами при повторной подземной разработке рудного месторождения. Результаты. На основе всестороннего анализа маркшейдерских инструментальных наблюдений установлены и уточнены закономерности влияния горнотехнических факторов на деформацию пород при повторной подземной разработке рудных месторождений. Созданные 2-D и 3-D модели актуализировали возможность получить визуальное представление о распространении составляющих деформаций. Результаты выполненного регрессионного анализа позволили сделать вывод о наличии корреляционных зависимостей между исследуемыми параметрами и найти уравнения аппроксимаций. Научная новизна. Установлены и уточнены закономерности сдвижения горных пород нарушенной зоны горного отвода ШУ ПАО “АрселорМиттал Кривой Рог” от таких факторов, как активная площадь отслоения кровли, период времени от начала отработки блока до времени выполнения наблюдения, расстояние между рабочим блоком и наблюдаемым репером, вертикальное расстояние между горизонтами первичной и повторной подземной разработок на основании комплексного использования возможностей современного стандартного пакета Statistica. Практическая значимость. Полученные данные позволяют уточнить параметры принятых моделей деформаций пород при повторной подземной разработке рудных месторождений, спрогнозировать их развитие с течением времени и оценить степень риска возникновения негативных геодинамических явлений.