Приоритетные задачи в области горных наук

Доклады Национальной академии наук Республики Казахстан  
 
 
   
34  
подземных и открытых горных работ; 
-
 
разработку  принципов,  теории,  методологии  и  новых  методов  проектирования  и 
планирования  экологически  безопасного  (сбалансированного)  освоения  недр  Земли  с 
целенаправленным воссозданием в новом функциональном назначении. 
-
 
апробацию  и  промышленное  внедрение  физико-технических,  физико-химических  способов 
добычи как самостоятельно, так и в разных сочетаниях; 
-
 
промышленное  внедрение  метода  скважинной  гидродобычи  различных  видов  полезных 
ископаемых;  применение  методов  подземного  выщелачивания  для  бедных  руд  меди,  урана,  а 
также метода подземной газификации углей;   
-широкое  внедрение  малоотходных,  ресурсосберегающих  и  ресурсовоспроизводящих 
приоизводств.  
Малоотходные технологии обеспечивают наиболее полное использование различных отходов 
при  освоении  недр  (в  том  числе  для  получения  дополнительной  продукции,  засыпки  карьеров, 
рудников и др.), сокращение  до минимума выбросов вредных пылегазовых веществ  в атмосферу 
воздуха и сброса карьерных и рудничных вод в близлежащие и отдаленные водоемы, уменьшение 
изъятия ценных земель для размещения отвалов и хвостохранилищ.  
Ресурсосберегающие  технологии  позволяют  экономить  минеральные  ресурсы  при 
одновременном снижении трудовых затрат, энергетических и материальных ресурсов, сохранять и 
восстанавливать  ландшафты,  режим  поверхностных  и  подземных  вод,  обеспечивать 
рекультивацию  нарушенных  земель  и  трансплантацию  ценных  видов  растительности.  При  этом 
ресурсосбережение  обеспечивается  за  счет  повышения  полноты  выемки  и  комплексности 
извлечения  из  недр  основных  и  попутных  полезных  ископаемых  и  применения  комплекса 
существенно  различных  способов  добычи  (например,  открытой  разработки  основной  части 
месторождения с выщелачиванием через скважины полезных компонентов из глубокозалегающих 
маломощных или бедных его частей). 
Изменение  условий  залегания  георесурсов  является  наиболее  распространенной 
ресурсовоспроизводящей  функцией,  а  изменение  их  расположения  относительно  земной 
поверхности 
обычно 
происходит 
при 
формировании 
техногенных 
месторождений. 
Ресурсовоспроизводство изменением агрегатного состояния и качества минеральных образований 
возможно  как  в  процессе  их  предварительной  подготовки  к  освоению,  так  и  в  процессе  их 
складирования  (усреднением  или  использованием  эффекта  сегрегации  и  др.)  и  хранения 
(физическими, химическими и другими методами активного воздействия). При продолжительном 
ведении  горных  работ  выработанное  пространство  может  либо  оставаться  потенциальным 
ресурсом,  либо  может  быть  переведено  в  реальный  ресурс  путем  изменения  порядка  разработки 
месторождения на ранних этапах его освоения. 
 
Выводы. 
1.После  присоединения  к  Казахскому  национальному  исследовательскому  техническому 
университету  им.  К.И.Сатпаева  научно-исследовательских  институтов  холдинга  «Парасат»  и 
Казахстанско-Британского  технического  университета  он  стал  самым  крупным  научным  и 
образовательным  центром  Казахстана  и    мощной  базой  научно-инновационной  системы  в 
республике.  
2.  В  КазНИТУ  им.К.И.Сатпаева  будут  реализовываться:  принцип  «обучение  через 
исследование  и  инновационные  производства»;  полифункциональность  (обучение,  исследование, 
инновационное  производство);  преимущественная  подготовка  магистров  и  докторов PhD (до 40 
%);развитие  приоритетных  направлений  науки,  высоких  технологий  и  инноваций  в  экономике; 
многовекторное финансирование; коммерциализация научных разработок.  
 3. Главная миссия университета  – генерирование новых знаний в области науки, техники и 
технологий; 
подготовка 
специалистов 
с 
высокой 
степенью 
профессиональной 
компетентности,создание 
высоких 
технологий, 
научное 
обеспечение 
инноваций 
и 
коммерциализация результатов НИР в приоритетных секторах экономики.  
4.  Разработки    ученых    КазНИТУ  им.  К.И.Сатпаева  широко  применяются  во  всех  отраслях 
промышленности. В частности, на предприятиях  горно-металлургического комплекса Казахстана 
внедрены  прогрессивные,  энерго-  и  ресурсосберегающие  технологии  добычи  и  переработки 
минерального  сырья . Благодаря  этому    ГМК  оказывает  большое  влияние  на  формирование 
макроэкономических показателей страны. 
5.  Всевозрастающий  спрос  на  продукцию  предприятий  ГМК  актуализирует  вопрос  об 
ускорении научных работ, направленных на разработку и внедрение новых технологий, процессов 
и  технических  средств,  обеспечивающих  более  полное  извлечение  в  товарный  продукт  всех 

ISSN 2224–5227                                                                                                                               
№ 3. 2016  
 
 
35 
полезных компонентов, содержащихся в минеральном сырье. 
  6. Приоритетные задачи в области горных наук: 
-
 
создание  научных  основ  технологий  полного  и  комплексного  использования  природных 
ресурсов;  
-
 
разработка  научных  основ  инновационных  ресурсосберегающих,  безопасных  и  экологически 
чистых технологий и оборудования для оптимального функционирования и устойчивого развития горно-
металлургического и топливно-энергетического комплексов РК; 
-
 
развитие  информационных  технологий  и  создание  автоматизированных  систем  
поддержки решений в области освоения и охраны недр;  
создание  нового  поколения  технологических  средств  системной  механизации  и  роботизации  
подземных и открытых горных работ. 
 
ЛИТЕРАТУРА 
 
[1] Послание Президента РК народу Казахстана. “Казахстанская правда”.-1декабря.  2015.№ 230(28106) . 
[2] Академия наук Республики Казахстан: энциклопедический справочник. -Алматы НАН РК. 2006.-360с. 
[3] Rakishev B.R. Scientific and technical providing of boosting development of Kazakhstan mining industry / Proceedings 
of the 22nd world mining congress. - Istanbul, Turkish, 2011. - Р.81-86 
[4]  Каблов  Е.Н.,Оспенникова  О.Г.,  Вершков  А.В.  Редкие  металлы  и  редкоземельные  элементы-материалы 
современных и высокий технологий будущего// Труды ВИАМ.-2013,№2,С.3-8. 
[5]  Ракишев  Б.Р.  Природный  и  научно-технический  потенциал  производства  редких,  редкоземельных  металлов. 
Абишевские чтения-2016 «Инновации в комплексной переработке минерального сырья ».-Алматы,-2016. С.32-38. 
[6] Комплексное освоение недр земли: Новые методы разработки и обогащения многокомпонентных руд и углей в 
условиях кризиса. Под научной редакцией академика РАН К.Н. Трубецкого. Москва, УРАН ИПКОН РАН, 2011. –275с. 
[7]  Ракишев  Б.Р.  Приоритетные  направления  развития    горных  наук  в  Казахстане.  Горный  журнал  Казахстана, - 
Алматы, -2013. - №1. –С.14-18. 
 
REFERENCES 
 
[1] Message of the President to the people of Kazakhstan.“Каzahstnaskaia pravda”.- December 1
st
.2015. 
№ 230(28106) . 
[2] Scientific academy of sciences of Kazakhstan: encyclopedic textbook.-Аlmaty NSA RК. 2006.-360с. 
[3] Rakishev B.R. Scientific and technical providing of boosting development of Kazakhstan mining industry / Proceedings 
of the 22nd world mining congress. - Istanbul, Turkish, 2011. - Р.81-86 
[4]  Кablov  Е.N.,Ospennikova  О.G., Vershikov А.V. Rare metals and rare field element-materials of modern and high 
technologies of future// WORKS VIAM.-2013,№2,p.3-8. 
[5] Rakishev B.R. Natural and scientific-technic potential of mining rare, rare field metals. Abishev readings-2016 
«Innovations in complex mining of mierals ».-2016. p.32-38. 
[6] Complex ore mining: New methods of mining and enriching multi component Нores and coals in crisis. Scientific 
edition of academician RAN К.N.Тrubetskoi. Моscow, URАN ИПКОН RАN, 2011. –275p. 
[7] Rаkishev B.R. Priority directions of mining sciences development in Kazakhstan. Mining journal of Kazakhstan, - 
Аlmaty, -2013. - №1. –p.14-18. 
 
ҒЫЛЫМИ-ИННОВАЦИЯЛЫҚ ЖҮЙЕЛЕРДІҢ ҚУАТТЫ НЕГІЗІ 
 
Б.Р. Ракишев  
 
Қ.И. Сатпаев атындағы Қазақ ұлттық техникалық зерттеу университеті, Алматы,Казахстан 
 
Түйін сөздер: ғылыми - инновациялық жүйе, зерттеу университеті, инновациялық өндіріс, жоғары технология, тау-
кен металлургия кешені, ресурс сақтау технологиясы. 
Аннотация.  Мемлекет  Басшысының 2015 жылғы  Қазақстан  халқына  Жолдауында  еліміздің  əлеуметтік 
экономикалық  өсу  көрсеткіштері  белгіленген.  Оларды  жүзеге  асырудың  үш  негізгі    іс-əрекеті  бар,  олар:  өсу,  реформа 
жəне даму. Осыған байланысты ҚР Президенті экономиканың жыл сайынғы 5% деңгейге өсуі қамтамасыз ету міндеті 
жүктелген; 2015 жылмен  салыстырғанда  өңделген  тауарлар  экспортын  кем  дегенде  екі  есеге  өсіру,  жыл  сайынғы 
экономикалық инвестиция көлемі 10 миллиард долларға жеткізуі; еңбек өнімділігі екі есе өсіру жүктелген. 
Жолдауда  Қазақстан  экономикасының  инновациялық  əлеуетін  артыру  қажеттілігі  көрсетілген,  смарт-
технологиялар,  жасанды  интеллект,  киберфизикалық  жүйелер  интеграциялар  саласындағы  іскерлікті  дамыту 
көзделінген.  Бұл  шараларды  тиімді  тек  ғылыми-инновациялық  жүйелер  арқылы  жүзеге  асыруға  болатыны  айтылған . 
Оның негізі қуатты ғылыми-зерттеу университеттері мен инновациялық кластерлер болады [1]. 
Мұндай ғылыми-инновациялық негіз ретінде ҚР президенті Н.А. Назарбаевтың бастамасы бойынша құрылған Қ.И. 
Сəтбаев  атындағы  Қазақ  ұлттық  зерттеу  техникалық  университетін  қарастыруға  болады.  Ол  ҚазҰТУ, "Парасат" 
холдингінің  ғылыми зерттеу институттары  мен Қазақстан-Британ техникалық университетін қосу арқылы ұйымдасқан. 
 
Поступила 16.05.2016 г. 

Доклады Национальной академии наук Республики Казахстан  
 
 
   
36  
REPORTS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES  
OF THE REPUBLIC OF KAZAKHSTAN 
ISSN 2224-5227 
Volume 3, Number 307 (2016), 36 – 44 
 
 
UDC 622.691.33 
 
STUDY OF INFLUENCE OF STRUCTURAL-TECTONIC FEATURES 
AND PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES OF ROCKS  
ON THE STABILITY WITH TAKING INTO ACCOUNT  
THE FACTOR OF TIMES AND MASS EXPLOSION 
 
H.M. Kassymkanova, G.K.Jangulova, B.K. Bektur, V.B. Turekhanova, S. Bular. 
 
Al-Farabi Kazakh National university, Almaty, Kazakhstan 
E-mail: khaini_kamal@mail.ru, gulnar_zan@mail.ru 
 
Keywords:  Mining, disturbance of the massif, man-made collapse, dust suppression, quarry, rock mass, 
stability, strengthening weakened areas, fractured rock, complex mining and geological conditions, geomechanical 
state of the array. 
Abstract.  This article discusses the impact of structural and tectonic characteristics and the physical and 
mechanical properties of rocks on the slope stability, taking into account the time factor and massive explosions. 
Questions about the impact of blasting on the stability of pit walls and ledges stacked rock and semi fractured rocks, 
which offered partial solutions. Methods of blasting in quarries greatly affect the strength, and hence the stability of 
rocks. Collapse of the individual benches, and sometimes groups of ledges, in many cases is due to the fact that the 
approach to the limit circuit is not observed by anti-deformational blasting mode. The action of the detonation wave 
propagates surface, causing the resilient and permanent deformation, the voltage in some areas, especially in places 
of their concentration reaches a significant magnitude greater than the tensile strength of rock, which causes 
irreversible deformation and destruction of the ledges. The studies revealed that at the approach of drilling and 
blasting to the project outline career, in order to avoid deformation processes in the quarry slopes, which have 
already been delivered in the design position, for further safety mining in the underlying horizons for their 
adjustments need to explore the mountain for its internal disturbance. 
 
УДК 622.691.33 
 
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СТРУКТУРНО-ТЕКТОНИЧЕСКИХ  
ОСОБЕННОСТЕЙ И ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ  
ГОРНЫХ ПОРОД НА УСТОЙЧИВОСТЬ ОТКОСОВ  
С УЧЁТОМ ФАКТОРА ВРЕМЕНИ И МАССОВЫХ ВЗРЫВОВ 
 
Н.М. Касымканова, Г.К. Джангулова, Б.К. Бектур, В.Б. Туреханова, С. Булар 
 
Казахский национальный университет имени аль-Фараби, г. Алматы, Казахстан 
 
Ключевые  слова:  разработка  месторождений,  нарушенность  горного  массива,  техногенные 
обрушения, пылеподавление, карьер, массив горных пород, устойчивость, укрепление, ослабленные участки, 
трещиноватые  породы,  горнотехнические,  горно – геологические  условия,  геомеханическое  состояние 
массива. 
Аннотация.  В  статье  рассматриваются  вопросы  влияния  структурно-тектонических 
особенностей  и  физико-механических  свойств  горных  пород  на  устойчивость  откосов  с  учётом 
фактора  времени  и  массовых  взрывов.  Вопросы  о  влиянии  буровзрывных  работ  на  устойчивость 
уступов  и  бортов  карьеров,  сложенных  скальным  и  полускальными  трещиноватыми  породами,  в 
которых предлагаются частные решения. 

ISSN 2224–5227                                                                                                                               
№ 3. 2016  
 
 
37 
Способы  ведения  взрывных  работ  на  карьерах  в  значительной  мере  влияют  на  прочность,  а 
следовательно,  и  на  устойчивость  пород.  Обрушение  отдельных  уступов,  а  иногда  и  групп  уступов,  во 
многих  случаях  вызвано  тем,  что  при  подходе  к  предельному  контуру  не  соблюдался 
противодеформационный режим взрывных работ. Действие взрывной волны распространяется поверхность, 
вызывая  упругие  и  остаточные  деформации,  при  этом  напряжение  по  отдельным  направлениям,  в 
особенности  в  местах  их  концентрации,  достигают  значительной  величины,  превышающей  предел 
прочности пород, что вызывает необратимую деформацию уступов и их разрушение.  
В  результате  исследований  выявлено,  что  при  подходе  буровзрывных  работ  к  проектному  контуру 
карьера, в целях исключения деформационных процессов на  карьерных откосах, которые уже поставлены в 
проектное положение, для дальнейшего безопасного ведения горных работ на нижележащих горизонтах, для 
их корректировки нужно исследовать горный массив на предмет его внутренней нарушенности.  
 
Введение.  В  настоящее  время  удельный  вес  открытого  способа  разработки  месторождений 
полезных  ископаемых (75% общей  мировой  добычи  полезных  ископаемых)  свидетельствует  о 
сохранении 
этого 
генерального 
направления 
развития 
горнодобывающих 
отраслей 
промышленности для обеспечения топливом и минеральным сырьем.  
За  рубежом  при  помощи  открытой  разработки  добывается  примерно 30% угля,  около 75% 
железных руд, до 80% руд цветных металлов, свыше 90% неметаллических полезных ископаемых 
(асбест, графит, каолин, слюда, тальк), почти 100% нерудных строительных материалов. 
Для современного этапа развития открытых разработок месторождений полезных ископаемых 
характерны:  увеличение  глубины  карьеров,  сроков  службы  откосов  уступов  и  бортов  карьеров, 
рост  объемов  вскрыши,  интенсификация  и  концентрация  горных  работ,  сложность  инженерных, 
геологических  и  гидрогеологических  условий  разработки  месторождений,  низкое  содержание 
полезных компонентов в руде. Свыше 70% карьеров имеют глубину свыше 200 м, многие карьеры 
отрабатывают горизонты 400 – 500 м от земной поверхности, а проектные глубины достигают 700 
и  более  метров.  С  целью  повышения  эффективности  и  полноты  отработки  месторождения, 
улучшения  технико-экономических  показателей  работы  предприятия,  обеспечения  безопасности 
ведения  горных  работ  в  карьере  требуется  надежное  обеспечение  устойчивости  карьерных 
откосов.  При  этом  основной  задачей  является  определение  оптимальных  параметров  откосов, 
обеспечивающих их длительную устойчивость при минимальных объемах вскрышных работ. 
Однако,  несмотря  на  достигнутые  при  выполнении  многочисленных  исследований  успехи  и 
предпринимаемые при этом значительные усилия, проблема обеспечения устойчивости карьерных 
откосов,  изучена  еще  далеко  недостаточно  полно  и  требует  дальнейшей  разработки  и 
совершенствования многих входящих в нее вопросов.  
В данной статье рассматриваются  вопросы влияния структурно-тектонических особенностей и 
физико-механических  свойств  горных  пород  на  устойчивость  откосов  с  учётом  фактора  времени  и 
массовых  взрывов.  Вопросы  о  влиянии  буровзрывных  работ  на  устойчивость  уступов  и  бортов 
карьеров,  сложенных  скальным  и  полускальными  трещиноватыми  породами,  в  которых 
предлагаются частные решения. 
Методы  исследования.  Эффективность  открытого  способа  разработки  месторождений 
полезных  ископаемых  можно  существенно  повысить  за  счет  применения  инженерных  способов 
управления, который в свою очередь обеспечивается путем получения достоверной информации о 
состоянии прибортового массива [1-3].  
Поэтому проблема обеспечения устойчивости карьерных откосов является важным, особенно 
для скальных и полускальных трещиноватых массивов, так как при высокой прочности отдельных 
монолитных  блоков  наличие  в  массивах  поверхностей  ослабления  в  виде  трещин  отдельности 
большого  протяжения,  поверхностей  смесителей  тектонических  нарушений,  контактов  слоистых 
пород резко ухудшает устойчивое состояние откосов. 
Из  многих  фaкторов,  влияющих  на  устойчивость  откосов  с  вмещающими  скaльными  и 
полускальными  породами,  можно  выделить  три  основных  фактора,  требующих  обязательного 
учёта при исследовании геомеханических процессов: 
l)  структурно-тектонические особенности горного массива; 
2) физико-механические свойства горных пород; 
3)  исследование  влияния  фактора  времени  и  влияния  массовых  взрывов  на  устойчивость 

Доклады Национальной академии наук Республики Казахстан  
 
 
   
38  
откосов. 
Из вышеперечисленных первые два фактора являются природными, присущими конкретному 
массиву,  их  можно  только  учитывать  при  расчетах  устойчивости  откосов.  Третий  же  фактор 
является  техногенным,  и  должен  быть  управляем  при  решении  проблемы  обеспечения 
устойчивости  карьерных  откосов.  Все  остальные  факторы  имеют  подчинённое  значение  и  могут 
быть учтены в расчётах через коэффициент запаса устойчивости.  
Обеспечение  устойчивости  откосов  и  уступов  карьеров  является  комплексной  задачей, 
решение которой должно включать не только определение параметров устойчивых откосов, но и 
управление ими для достижения лучших экономических результатов и природных ресурсов.  
На  рисунке 1 приведена  систематизация  управления  устойчивостью  бортов  карьеров  при 
исследовании геомеханических процессов. 
 
 
Рисунок 1 - Систематизация по управлению устойчивостью бортов карьеров 
 
Структурное  строение  массива  является  одним  из  основных  факторов,  определяющих 
прочность  и  устойчивость  при  отработке  месторождений  и  включает  в  себя  линейные  размеры 
трещин:  их  протяженность  и  мощность,  морфологические  особенности,  наличие  заполнителей, 
пространственная  ориентация  трещин,  их  интенсивность  и  ряд  других,  характеризующих 
нарушенность  природной  среды.  Исследование  трещиноватости  является  одним  из  наиболее 
трудоемких  процессов,  связанный  с  проведением  многочисленных  натурных  измерений  и 
последующей  их  статистической  обработкой.  В  массивах  с  высокой  степенью  нарушенности  и 
внешней  хаотичностью  трещиноватости,  как  известно,  горные  работы  ведутся  при  условии 
изоляции  обнажений,  что  в  определенной  степени  сужает  объект  изучения,  представляя 
возможность  исследовать  лишь  ограниченное  пространство.  Все  это  влечет  к  росту 
продолжительности  исследований,  так  как  чем  сложней  массив,  тем  больше  статистического 
материала требуется для выявления реальной картины [4-8].  
Физико-механические  свойства  пород  во  взаимосвязи  со  структурно-тектоническими 
особенностями  горного  массива  определяют  его  напряжённое  состояние  в  уступах  и  бортах 
карьеров  под  действием  внутренних  и  внешних  сил.  Тщательное  и  всестороннее  изучение 
прочности  горного  массива  должно  предшествовать  решению  вопросов  по  предупреждению 
деформации откосов на карьерах. 
Так как часто массив скальных трещиноватых пород обрушается на открытых разработках по 

жүктеу/скачать 9,42 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: