Вестник МГТУ, 2025, Т. 28, № 1.

Вестник МГТУ. 2025. Т. 28, № 1. С. 92-102. DOI: https://doi.o rg/10 .21443/1560-9278-2025-28-1-92-102 Введение Открытая разработка железорудного месторождения "Малый Куйбас" завершается, при этом предельная глубина карьера составляет 320 м (Бурмистров и др., 2016). Оставшиеся запасы, распространяющиеся на глубину до 350 м от предельной отметки карьера, подлежат отработке подземным способом (Калмыков и др., 2013). Месторождение по сложности геологического строения относится к третьей группе. Оно представлено рудными телами с крутым падением (в среднем 80°) и весьма широким диапазоном изменения мощности (от 5 до 75 м) и длины (от 100 до 750 м). Руды устойчивые, вмещающие породы средней устойчивости. Доходность горного предприятия при переходе от открытых на подземные горные работы во многом зависит от применяемой технологии отработки подкарьерного этажа, которая определяет уровень эксплуатационных затрат на добычу руды и величину ее извлекаемой ценности исходя из полноты выемки и качества извлечения запасов (Соколов и др., 2017). Разработка наиболее эффективных технологий и их научно-методическое обоснование является необходимым условием для обеспечения технологического суверенитета страны (Яковлев, 2022). Учитывая невысокую ценность, крепость и устойчивость руд месторождения, для отработки запасов ниже дна карьера целесообразно применение системы подэтажного обрушения (СПО) с торцовым выпуском руды и использованием самоходного оборудования. Наряду с известными преимуществами (низкая себестоимость добычи, высокая производительность труда на очистной выемке и др.), данная система разработки имеет и существенные недостатки: низкие показатели извлечения запасов из недр, высокий удельный расход подготовительно-нарезных выработок и скважин на отбойку руды, сложность схемы проветривания (производство работ в тупиковых забоях) (Савич, 2021; Лизункин, 2021). Одним из перспективных направлений повышения эффективности отработки подкарьерного этажа является сочетание технологий этажно-камерной выемки и этажного принудительного обрушения в пределах добычного блока. Исследования показали, что переход от одностадийной к двухстадийной выемке блока с отработкой камер увеличенной высоты позволяет существенно снизить удельный объем подготовительно­ нарезных работ (ПНР) и потери руды, при этом он ведет к повышению затрат на выдачу руды из шахты (Sokolov et al., 2021). В связи с этим эффективность технологии важно оценивать с учетом увеличения высоты подкарьерного этажа (Нпэ), которая в соответствии с практикой комбинированной разработки может достигать 100 м (Лобанов и др., 2021; Whittle et al., 2018). Таким образом, разработка и технико-экономическое обоснование наиболее эффективной технологии отработки подкарьерного этажа с целью повышения эффективности перехода от открытых на подземные горные работы при освоении железорудного месторождения "Малый Куйбас" является актуальной научно­ практической задачей. Материалы и методы Изыскание и конструирование вариантов технологии отработки подкарьерного этажа Система подэтажного обрушения (СПО) с торцовым выпуском руды широко используется как на отечественных, так и зарубежных подземных рудниках и отличается высокой производительностью, универсальностью и гибкостью с точки зрения условий применения (Русин и др., 2017; Lovitt, 2016; Mijalkovski et al., 2017; Quinteiro, 2018). Для выемки рудных тел средней мощности применяется вариант с расположением очистных заходок по простиранию рудного тела (СПОп), а для выемки мощных рудных тел - вариант с расположением очистных заходок вкрест простирания рудного тела (СПОв). Принципиальные схемы основных вариантов данной системы разработки показаны на рис. 1. Рис. 1. Система подэтажного обрушения с торцовым выпуском руды для выемки: а - рудных тел средней мощности; б - мощных рудных тел Fig. 1. Sublevel caving system with end outlet during excavation of: a - ore bodies of medium thickness; б - thick ore bodies 93