Study and evaluation of the stability of underground mining method used in shallow-dip vein deposits hosted in poor quality rock

Abstract

Purpose. This article proposes to analyze and determine the mining design for shallow-dip deposits hosted in poor quality rock. Methods. We used the UBC tool to find the optimal exploitation method, the Rock mass rating (RMR) and Q-system (Q) to determine the optimal mining stope and the recommended rock support, the numerical modeling by RS2 software with a variety of geotechnical, geometrical, and technical conditions to analyze the evolution of the unstable zone width and the maximum total displacement around the stope after excavation. Findings. The optimum mining method designated by the UBC tool for this type of deposit is the cut and fill. By projecting the obtained RMR and Q-system values on the design graph, it is concluded that the operating stope is located in the stable zone with a height of 3 m, and bolting support is recommended. The simulation by RS2 software reveals that the optimal mining design that can be used to mine shallow-dip vein deposits hosted in poor quality rocks consists of a 3 m high stope and a 75° dip with cemented backfill. Originality. This work presents a study to choose the most suitable underground mining method and mine design for shallow- dip deposits hosted in poor quality rock. Practical implications. In the mining industry, the success of operating an underground mine is conditioned by the selection of the appropriate method, of the mining design and dimensioning of a rock support adapted to the nature of the rock, and excavation geometry according to the type and nature of the deposit.

Мета. Вибір оптимального методу підземної розробки пологозалягаючих жильних родовищ, що залягають у породах низької якості, за допомогою емпіричного і чисельного моделювання для визначення стійких геометричні елементів гірничої виробки. Методика. Для вибору оптимального способу розробки був використаний метод Університету Британської Колумбії (UBC), для визначення оптимальної гірничої виробки і рекомендованого типу кріплення – системи класифікації породних масивів RMR і Q, для аналізу зміни ширини нестабільної зони та загального максимального зсуву навколо виробки після виймання використовувалося чисельне моделювання в середовищі RS2 для різних геотехнічних, геометричних і технічних умов. Результати. Шляхом проектування отриманих значень RMR і Q-системи на розрахунковий графік проведення гірничих робіт стало очевидно, що очисна виробка знаходиться у стабільній зоні висотою 3 м, і рекомендований тип кріплення – анкерний. Моделювання в середовищі RS2 підтвердило, що оптимальна схема розробки пологозалягаючих жильних родовищ у породах низької якості включає вибій висотою 3 м з кутом нахилу 75° і цементованою закладкою. Наукова новизна. Науково обґрунтовані стійкі геометричні параметри підземного видобутку та схеми розробки пологозалягаючих жильних пластів у породах низької якості. Практична значимість. Ефективна робота шахти залежить від вибору відповідного способу розробки, схеми гірничих робіт і параметрів кріплення, адаптованої до типу породи, а також від геометрії виймання з урахуванням типу і природи родовища.

Цель. Выбор оптимального метода подземной разработки пологозалегающих жильных месторождений, залегающих в породах низкого качества, с помощью эмпирического и численного моделирования для определения устойчивых геометрические элементов горной выработки. Методика. Для выбора оптимального способа разработки был использован метод Университета Британской Колумбии (UBC), для определения оптимальной горной выработки и рекомендованного типа крепи – системы классификации породных массивов RMR и Q, для анализа изменения ширины нестабильной зоны и общего максимального сдвига вокруг выработки после выемки использовалось численное моделирование в среде RS2 для различных геотехнических, геометрических и технических условий. Результаты. Путем проецирования полученных значений RMR и Q-системы на расчетный график проведения горных работ стало очевидно, что очистная выработка находится в стабильной зоне высотой 3 м, и рекомендованный тип крепи – анкерный. Моделирование в среде RS2 подтвердило, что оптимальная схема разработки пологозалегающих жильных месторождений в породах низкого качества включает забой высотой 3 м с углом наклона 75° и цементированной закладкой. Научная новизна. Научно обоснованы устойчивые геометрические параметры подземной добычи и схемы разработки полого-залегающих жильных пластов в породах низкого качества. Практическая значимость. Эффективная работа шахты зависит от выбора соответствующего способа разработки, схемы горных работ и параметров крепи, адаптированной к типу породы, а также от геометрии выемки с учетом типа и природы месторождения.