В связи с постоянно ухудшающейся экологической обстановкой в регионах размещения предприятий горной промышленности, в статье рассмотрен актуальный вопрос утилизации максимально возможного объема отходов добычи и переработки бедных руд черных металлов за счет создания эффективной подземной экогеотехнологии. Традиционная технология с нисходящей отработкой запасов системой с обрушением не позволяет утилизировать отходы в выработанном пространстве. Идея заключается в применении геотехнологии, основанной на восходящем порядке отработки рудного тела, камерной выемке, оставлении целиков усеченной формы и шахматном расположении смежных камер по высоте, что позволяет сформировать емкости для размещения отходов в виде бесцементной закладки. Исследованы основные показатели предлагаемой технологии и выполнено их сравнение с традиционной технологией отработки бедных железных руд. Установлено, что с точки зрения полноты извлечения запасов и удельных затрат на проходку подготовительно-нарезных выработок технологии сопоставимы, в то время как по показателю качества извлечения предлагаемый вариант значительно эффективней. Оценка экогеотехнологии по критерию утилизируемости отходов, выполненная по предложенной методике, показала, что совокупностью названных технических решений обеспечивается размещение в сформированном выработанном пространстве от 80 до 140 % всех отходов, образующихся при добыче и обогащении бедных железных руд.
Для руд цветных и драгоценных металлов, представленных крепкими породами, характерен эффект сегрегации – склонность рудных минералов при разрушении концентрироваться в мелких классах руды, которые при подземном способе добычи в значительных количествах скапливаются на неровностях лежачего бока и впоследствии теряются. При добыче ценного нерудного сырья остро стоит проблема переизмельчения, когда мелочь попросту не отвечает требованиям к качеству конечного продукта. Общеизвестно, что гранулометрический состав руды в основном зависит от технологии и параметров буровзрывных работ (БВР). При подземной разработке рудных месторождений основным способом ведения БВР является скважинная отбойка зарядами сплошной конструкции при веерном расположении скважин. Основные недостатки способа: неравномерное распределение взрывчатого вещества (ВВ) по плоскости отбиваемого слоя и расходование значительной части энергии взрыва зарядов сплошной конструкции на бризантное воздействие, обязательно связанное с переизмельчением руды. Для решения данных проблем авторами предложена технология отбойки, сущность которой заключается в том, что равномерность распределения концентрации энергии ВВ в отбиваемом слое обеспечивается за счет рассредоточения зарядов воздушными промежутками и определенного порядка их размещения в плоскости расположения веера. Для практической реализации технологии разработан способ формирования рассредоточенных зарядов в восстающих глубоких скважинах, не требующий значительного роста трудозатрат и дополнительных специальных средств. Создана специальная методика, позволяющая определить параметры рассредоточения, обеспечивающие выдержанный удельный расход ВВ по всей плоскости отбиваемого слоя руды. Проведены экспериментальные исследования предложенной технологии в натурных условиях подземного рудника по добыче ценного гранулированного кварца. В результате установлена возможность значительного снижения удельного расхода ВВ (на 42 %). При этом выход кондиционного куска суммарно повысился на 10,7 %, причем выход наиболее благоприятной для дальнейшей переработки фракции увеличился на 33,7 %.
