Towards the systematization of mining schemes for coal mining waste dumps

Authors

DOI:

https://doi.org/10.33271/crpnmu/85.140

Keywords:

waste rock dump, coal mining enterprise, technogenic resources, mining schemes, classification, transport infrastructure, material flows, mining front

Abstract

Purpose. To provide a scientific substantiation of approaches to the systematization and classification of technological schemes for mining coal-bearing waste dumps, considering their morphological characteristics, parameters of transport infrastructure, specific features of material flow formation, and the development of the mining front. Methodology. The research methodology is based on a comprehensive analysis of scientific literature and the morphological, geometric, and technological characteristics of waste rock dumps. The study employs comparative analysis, systematization, classification, logical generalization, and graphical modelling of technological schemes using AutoCAD software Findings. The principal types of waste rock dumps at coal mining enterprises have been generalized and systematized according to their morphological and technological characteristics. A classification of technological schemes for their mining has been developed, considering dump geometry, transport infrastructure, haulage route configuration, conditions governing material flow formation, and the development of the mining front. A structural and logical framework demonstrating the relationships among the classification criteria has been proposed, enabling a substantiated selection of rational technological solutions for waste rock dump mining. Originality. For the first time, a comprehensive approach to the systematization and classification of technological schemes for mining coal-bearing waste rock dumps has been proposed. Unlike existing approaches, it simultaneously considers the morphological characteristics of waste dumps, parameters of transport infrastructure, patterns of material flow formation, the nature of mining front development, as well as mining, technical, safety, and environmental factors that determine the conditions for their efficient exploitation. Practical implications. The practical significance of the obtained results lies in the development of a scientifically substantiated framework for selecting technological schemes for mining waste rock dumps at coal mining enterprises. The proposed approaches can be applied in mine planning, determining priorities for the exploitation of technogenic accumulations, improving the efficiency of secondary mineral and energy resource utilization, and minimizing the adverse environmental impacts of mining activities.

References

1. Jahandari, S., Tao, Z., Chen, Z., Osborne, D., & Rahme, M. (2023). Coal wastes: handling, pollution, impacts, and utilization. The Coal Handbook , 97–163. https://doi.org/10.1016/b978-0-12-824327-5.00001-6

2. Sun, Y., Bai, B., Yang, X., Zhu, S., Tian, J., Wang, Z., Xu, L., Xu, L., & Shen, B. (2025). Coal Gangue Utilization: Applications, Challenges, and Sustainable Development Strategies. Energies, 18 (2), 444. https://doi.org/10.3390/en18020444

3. Bian, Z., Dong, J., Lei, S., Leng, H., Mu, S., & Wang, H. (2008). The impact of disposal and treatment of coal mining wastes on environment and farmland. Environmental Geology, 58 (3), 625–634. https://doi.org/10.1007/s00254-008-1537-0

4. Петльований, М.В., & Сай, К.С. (2022). Доцільність розробки породних відвалів вугільних шахт. В Матеріалах міжнародної науково-практичної конференції молодих науковців, аспірантів і здобувачів вищої освіти «Проблеми та перспективи розвитку сучасної науки» (с. 44–47). Рівне, Україна: Національний університет водного господарства та природокористування. http://ir.nmu.org.ua/handle/123456789/161468

5. Petlovanyi, M., Kuzmenko, O., Lozynskyi, V., Popovych, V., Sai, K., & Saik, P. (2019). Review of man-made mineral formations accumulation and prospects of their developing in mining industrial regions in Ukraine. Mining of Mineral Deposits, 13 (1), 24–38. https://doi.org/10.33271/ mining13.01.024

6. Зубов, O.P., Зубова, Л.Г., & Зубов, О.А. (2018). Оцінювання впливу териконів на екологічний стан агроландшафтів. Науковий вісник НЛТУ України, 29 (9), 50–59. https://doi.org/10.36930/40290909

7. Davidenko, N., Anisimov, O., Saik, P., & Demydov, M. (2024). On the technology of waste rock dump development in coal mines. Collection of Research Papers of the National Mining University, 79 , 15–25. https://doi.org/10.33271/crpnmu/79.015

8. Казанський, Д., Некрасова, А., Савицький, О., Павлов, Ю., Смірнов, П., Тарабанова, С., & Янова, Г. (2017). Справжня ціна вугілля в умовах війни на Донбасі: погляд крізь призму прав людини. Київ: Видавництво ТОВ «АРТ КНИГА».

9. Іванов, Є. (2024). Обсяги накопичення гірничопромислових відходів у Львівсько-Волинському кам'яновугільному басейні, проблеми і перспективи їх використання. Надрокористування в Україні. Перспективи Інвестування: IX Міжнародна науково-практична конференція (7–11 жовтня 2024 р., м. Львів). https://doi.org/10.13140/RG.2.2.13129.97121

10. Іванов, Є. А., & Ковальчук, І. П. (2024). Накопичення гірничопромислових відходів у Львівсько-волинському кам'яновугільному басейні: сучасний стан, проблеми і перспективи поводження. Ukrainian Journal of Natural Sciences, (7), 75–84. https://doi.org/10.32782/naturaljournal.7.2024.8

11. Чоботько І., Хорольський, А., Виноградов, Ю., & Косенко, А. (2023). Інноваційні технології використання відходів вуглевидобутку . Дніпро: ЛІРА.

12. Ren, H., Zhao, Y., Xiao, W., Zhang, J., Chen, C., Ding, B., & Yang, X. (2022). Vegetation growth status as an early warning indicator for the spontaneous combustion disaster of coal waste dump after reclamation: An unmanned aerial vehicle remote sensing approach. Journal of Environmental Management, 317 , 115502. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2022.115502

13. Gorova, A., Pavlychenko, A., & Borysovs'ka, O. (2013). The study of ecological state of waste disposal areas of energy and mining companies. Mining of Mineral Deposits , 169–172. https://doi.org/10.1201/b16354-29

14. Popovych, V., Pidhorodetsky, Y., & Pinder, V. (2016). Типологія териконів львівсько-волинського вугільного басейну. Scientific Bulletin of UNFU, 26 (8), 238–243. https://doi.org/10.15421/40260837

15. Лобов, І.М. (2002). Функціонально-планувальна реабілітація забудови порушених територій (на прикладі Донецько-Макіївської агломерації). Автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. Донбаська державна академія будівництва і архітектури.

16. Попович, В., & Піддер, В. (2016). Горіння териконів як ландшафтно-трансформуючий чинник зростання регіональної екологічної небезпеки. Пожежна безпека, (29), 116–124.

17. Ковальчук, М., & Крошко, Ю. (2021). Паспортизація породних відвалів вуглевидобувних територій – основа створення їх гіс-системи та оцінки впливу на довкілля. Гірнича геологія та геоекологія, 1 (2), 35–51. https://doi.org/10.59911/mgg.2786-7994.2021.1(2).251868

18. Ковальчук, М., & Крошко, Ю. (2021). Геометризація породних відвалів вуглевидобувної промисловості – інформаційна основа для оцінки їх впливу на довкілля. Сучасні проблеми гірничої геології та геоекології: збірник матеріалів міжнародної наукової конференції (Київ, 29 – 30 листопада 2021 р.), ДУ НЦ ГГГРІ НАН України , 100–104.

19. Зубов, А., & Зубов О. (2022). Типологія, морфометрія і кількість породних відвалів вугільних шахт в Україні. Екологічні науки, 4 (43). 79–87. https://doi.org/10.32846/2306-9716/2022.eco.4-43.13

20. Смирний, М., Зубова, Л., & Зубов, О. (2006). Екологічна безпека териконових ландшафтів Донбасу: Монографія. Луганськ: вид-во СНУ ім. В. Даля.

21. Петльований, М., Гайдай, О. (2017). Аналіз накопичення і систематизація породних відвалів вугільних шахт, перспективи їх розробки. Геотехнічна механіка, (136), 147–158.

22. Брик, Д., Гвоздевич, О., Кульчицька-Жигайло, Л., & Подольський, М. (2019). Техногенні вуглевмісні об'єкти Червоноградського гірничопромислового району та деякі технічні рішення їхнього використання. Геологія і геохімія горючих копалин, 4 (181) 45–65. https://doi.org/10.15407/ggcm2019.04.045

Downloads

Published

2026-06-30

Issue

No. 85 (2026)

Section

ГІРНИЦТВО ТА НАФТОГАЗОВІ ТЕХНОЛОГІЇ

License

All articles are published under the Creative Commons Attribution License (CC BY 4.0), which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. Authors retain copyright and grant the journal right of first publication.

Authors are permitted and encouraged to deposit the final published version of their article, or the Author's Accepted Manuscript (AAM), in institutional or subject-specific open-access repositories (including the university's own institutional repository, CORE, Zenodo, or Figshare), ensuring maximum visibility, accessibility, and impact of the publication.