Научное обоснование и разработка рациональных, природоохранных геотехнологий и их элементов, методов и технических средств освоения месторождений твердых полезных ископаемых Севера со сложными горно-геологическими и природно-климатическими условиями разработки

Цель работы – обоснование и разработка рациональных, природоохранных геотехнологических решений, методов и технических средств освоения месторождений твердых полезных ископаемых Севера со сложными горно-геологическими и природно-климатическими условиями их разработки, обеспечивающих повышение эффективности и безопасности горных работ за счет максимально возможного извлечения полезных ископаемых из недр и снижения непроизводительных затрат при разведке, добыче, переработке и использовании минерального сырья на основе комплексной оценки и учета особенностей строения, состава и криогенного состояния массивов горных пород месторождений криолитозоны. Методы исследования - методы математического, физического и горно-геологического моделирования, аналогий, сравнений, математической статистики, корреляционный и пространственный анализы, методы электроразведки, опытно-промышленные испытания, экспериментальные работы на стендах и опытных образцах. Объект - массив и образцы мерзлых горных пород, открытые и подземные геотехнологии, сложные по строению и неоднородные по качеству рудные и россыпные месторождения криолитозоны. Краткая характеристика основных результатов. Установлены пространственные вариации геофизических свойств (удельное электрическое сопротивление, скорость распространения упругих и электромагнитных волн) горных пород деятельного слоя в пределах Субарктической и Умеренной климатических зон Якутии; предложена модель расчета ошибки относительного изменения минимально-промышленного содержания полезных компонентов в полезном ископаемом при освоении рудных и россыпных месторождений или их участков, учитывающая влияние основных ранжированных по значимости исходных параметров: коэффициента извлечения J, потерь при добыче L, разубоживания D, цены единицы конечного продукта P, удельных затрат C; установлено влияние различных вариантов режима выпуска руды (послойный, равномерно-последовательный и хаотичный) в условиях отрицательных температур очистного пространства и массива горных пород на показатели ее потерь от смерзаемости при подземной отработке месторождений криолитозоны; разработана методика определения толщины снимаемого слоя при экскавации смерзающихся взорванных многолетнемерзлых горных пород драглайном учитывающая геометрические параметры забоя экскаватора, порядок отработки экскаваторного блока и зависимость времени рабочего цикла экскаватора от температуры породы в забое. Возможные области применения результатов исследований: при обосновании оптимального комплекса геофизических методов для оценки геокриологической обстановки на участках ведения горных работ при освоении россыпных месторождений криолитозоны; детальной и эксплуатационной разведке для геометризации и геотехнологического картирования запасов полезных ископаемых; открытой и подземной разработке рудных, россыпных и пластовых месторождений криолитозоны; разработке планов развития горных работ с учетом исключения из добычи пустых блоков и нерентабельных к отработке песков и рудных зон, уменьшения разубоживания и улучшения показателей деятельности горного предприятия.