On the technology of waste rock dump development in coal mines

Authors

  • Н.Д. Давіденко Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна Author
  • О.О. Анісімов Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна Author
  • П.Б. Саїк Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна Author
  • М.С. Демидов Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна Author

DOI:

https://doi.org/10.33271/crpnmu/79.015

Keywords:

mine waste rock dump, technological scheme, classification, waste rock

Abstract

Purpose. Analysis, systematization, and visualization of technological schemes for developing waste rock dumps in coal mines, considering the types and specifications of mining equipment. Methodology. To achieve the stated objective, a comprehensive approach was applied, which included summarizing the current state of waste rock dump formation and existing methods for their development. The visualization of technological schemes for developing coal mine waste rock dumps, considering mechanization complexes, involved using the AutoCAD software, enabling the geometrization of dump development parameters, optimization of mining equipment movement routes, and identification of the most efficient sites for its placement. Results. Various forms of mine waste rock dumps were analyzed, allowing for the identification of their main types, geometric characteristics, and formation methods. The obtained data made it possible to determine the specific configurations of the dumps and propose a mechanization complex for their development. It was found that the foundation for the efficient and safe development of waste rock dumps consists of seven technological schemes, each having both common and distinctive features. It was determined that using modern tracked transport vehicles allows for overcoming steeper slopes. Additionally, considering the rotation of the dump body platform with the cabin around the base chassis, it is possible to reduce the required working platforms. Originality. A scientific classification of technological schemes has been developed based on comprehensive mechanization tools for reclamation waste dumps. This classification is determined by the dump height, available equipment (when designing the technology), natural (geographical), climatic, and geological conditions, as well as the main parameters of the dump. Practical implications. A new technological scheme for waste rock dump development was proposed, involving the use of tracked dump trucks, which allows for the operation of steep slopes and a steep transport incline. The study examined the staged development of dumps using various technological schemes.

References

1. Панасюк, Я.І., Маліков, В.В., & Талах, Л.О. (2019). Фізико-механічні властивості відвальних горілих шахтних порід для дорожнього будівництва. Сучасні технології та методи розрахунків у будівництві, 11 , 99–106. https://doi.org/10.36910/6775-2410-6208-2019-1(11)-12

2. 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

3. Зубов, А.О. (2019). Екологічна небезпека породних вугільних відвалів у агроландшафтах. Агроекологічний журнал , (2), 16–22.

4. Попович, В.В., & Піндер, В.Ф. (2016). Горіння териконів як ландшафтно-трансформуючий чинник зростання регіональної екологічної небезпеки. Збірник наукових праць. Пожежна безпека, 29 , 116–124.

5. Bosak, P.V., & Stokalyuk, O.V. (2022). Моделювання поширення забруднюючих речовин у довкілля з породних відвалів вугільних шахт Нововолинського гірничопромислового району. Bulletin of Lviv State University of Life Safetyі, 26 , 5–13. https://doi.org/10.32447/20784643.26.2022.01

6. Punia, A., & Singh, S. K. (2021). Contamination of water resources in the mining region. Contamination of Water, 3–17. https://doi.org/10.1016/b978-0-12-824058-8.00015-3

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

8. Попович, В.В. (2009). Характеристика осередків самозаймання породних відвалів вугільних шахт Нововолинського гірничопромислового регіону. Науковий вісник НЛТУ України , 19 (12), 77–82.

9. Chobotko, I. (2022). Justification of methods and techniques for the elimination of self-disposal of mining waste. Journal of Donetsk Mining Institute, 1 , 166–171. https://doi.org/10.31474/1999-981x-2022-1-166-171

10. Стефанович, Л.І., & Фельдман, Е.П. (2023). Кінетика самонагрівання вуглепородних відвалів. Фізико-технічні проблеми гірничого виробництва, 25 , 31–41. https://doi.org/10.37101/ftpgv25.01.003

11. Глушко, І.О., & Костенко, В.К. (2021). Створення композитних матеріалів на основі відвальних мас та донних відкладень. Проблеми екології, 1 , 39–44. https://doi.org/10.31474/2073-8102-2021-1-39-44

12. Вагонова, О.Г., & Чорнобаєв, В.В. (2022). Експлуатація техногенних родовищ як напрям підвищення економічної ефективності роботи підприємств. Економічний простір , (179), 44–49. https://doi.org/10.32782/2224-6282/179-7

13. Ковальчук, М.С., & Крошко, Ю.В. (2021). Паспортизація породних відвалів вуглевидобувних територій – основа створення їх ГІС-системи та оцінки впливу на довкілля. Гірнича геологія та геоекологія, 1 (2), 35–51.

14. Ivanov, Ye. A., & Kovalchuk, I. P. (2024). Accumulation of mining wastes in the Lviv-Volyn coal basin: current conditions, problems and perspectives of management. Ukrainian Journal of Natural Sciences, 7 , 75–84. https://doi.org/10.32782/naturaljournal.7.2024.8

15. Зубов, А.О., & Зубов, О.Р. (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

16. НПАОП 10.0-5.21-04 (2007). Інструкція із запобігання самозапалюванню, гасіння та розбирання породних відвалів . Стандарт Мінвуглепрому України.

17. Давіденко, Н.Д., & Анісімов, О.О. (2024). Дослідження зміни довжини транспортування гірничої маси при поглибленні кар'єру з застосуванням крутопохилих траншей. Збірник наукових праць Національного гірничого університету, 76 , 42–50. https://doi.org/10.33271/crpnmu/76.042

Downloads

Published

2020-01-01

Issue

No. 79 (2024)

Section

Статті

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.