Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал), 2015, № 11 (спецвып.47)

ГОРНЫЙ
ИНФОРМАЦИОННОАНАЛИТИЧЕСКИЙ
БЮЛЛЕТЕНЬ
СПЕЦИАЛЬНЫЙ
ВЫПУСК

№ 11

47

ПРОБЛЕМЫ
МАРКШЕЙДЕРСКОГЕОДЕЗИЧЕСКОГО
ОБЕСПЕЧЕНИЯ
РАЗВИТИЯ
ГОРНЫХ РАБОТ

УДК 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

К 17 

622:528.48  
К 17 
 
 
Книга соответствует «Гигиеническим требованиям к изданиям книжным для взрослых» СанПиН 1.2.1253-03, утвержденным Главным государственным санитарным врачом России 30 марта 2003 г. (ОСТ 
29.124—94). Санитарно-эпидемиологическое заключение Федеральной 
службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия
человека № 77.99.60.953.Д.014367.12.14 
 
 
Калинченко В.М., Руденко В.В., Шурыгин Д.Н.,  
Хугаева Г.Н., Солодовник А.И. 

Проблемы маркшейдерско-геодезического обеспечения раз
вития горных работ. Отдельные статьи: Горный информационноаналитический бюллетень (научно-технический журнал). — 2015. 
— № 11 (специальный выпуск 47). — 28 с. — М.: Издательство 
«Горная книга» 
ISSN 0236-1493 

Рассмотрена взаимосвязь эффективности календарного планирования развития горных работ и достоверности геометризации и прогнозирования горно-геологических условий эксплуатации угольного месторождения. Показаны возможности применения автоматизированных систем 
прогнозирования горно-геологических условий для технико-экономического сравнения вариантов раскройки шахтных полей.  Рассмотрены
вопросы применения методов математического моделирования и прогнозирования горно-геологических условий эксплуатации месторождения с 
целью повышения эффективности деятельности горно-металлургического предприятия. Предложены основные этапы геометризации горногеологических показателей, обеспечивающие устойчивую работу информационной системы управления качеством руд. Проведен анализ текущей 
ситуации в угольной отрасли Восточного Донбасса. Приведены основные 
положения нормативных документов по развитию отрасли и выявлены основные проблемы коммерческого освоения перспективных угленосных 
участков и строительства новых высокоэффективных угольных шахт.  
 

УДК 622:528.48

©  Коллектив авторов, 2015 
©  Издательство «Горная книга», 2015 
ISSN 0236-1493 

©  Дизайн книги. Издательство  
«Горная книга», 2015 

 
 

УДК 622.142.5 
© В.М. Калинченко, В.В. Руденко, 2015 
 

ГЕОМЕТРИЗАЦИЯ И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ 
ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ  
ОТРАБОТКИ УГОЛЬНОГО ПЛАСТА  
КАК ВАЖНЫЙ ЭТАП КАЛЕНДАРНОГО  
ПЛАНИРОВАНИЯ РАЗВИТИЯ ГОРНЫХ  
РАБОТ 

Рассмотрена взаимосвязь эффективности календарного планирования развития горных работ и достоверности геометризации и прогнозирования 
горно-геологических условий эксплуатации угольного месторождения. Показаны возможности применения автоматизированных систем прогнозирования горно-геологических условий для технико-экономического сравнения вариантов раскройки шахтных полей. 
Ключевые слова: угольное месторождение, геометризация, горно-геологические условия, горные работы, календарное планирование. 
 
В соответствии с утверждаемыми в настоящее время Правилами подготовки, рассмотрения и согласования планов и схем 
развития горных работ [1] названный документ определяет направления развития работ, связанных с пользованием недрами, 
параметры горных разработок, объёмы добычи и потерь полезных ископаемых. Достоверность планов и схем развития горных 
работ полностью зависит от изученности горно-геологических 
условий отрабатываемых шахтных полей. Чем выше точность 
имеющейся горно-геологической информации, тем меньше вероятность неожиданного изменения геологических, гидрогеологических, горнотехнических и иных условий пользования недрами, 
которые могли бы привести к нарушению безопасного пользования недрами, вызвали бы необходимость корректировки технических и технологических решений, параметров и показателей горных разработок, установленных проектной документацией. 
Проектная документация разрабатывается на основе геологической информации об условиях залегания угольного пласта, 
полученной по данным детальной и частично эксплуатационной 
разведки. Как указано в нормативно-методическом документе 
[2], достоверность такой информации может быть самая разная 

в зависимости от способа её получения и плотности разведочных определений параметров угольного пласта (гипсометрия, 
мощность, качество угля и т.д.). Дискретность получаемой геологической информации вызывает необходимость её преобразования в непрерывную путём аппроксимации, интерполяции или 
экстраполяции. Отсюда возникает необходимость моделирования различных параметров угольного пласта в межскважинном 
пространстве различными методами её прогноза (геологического, геофизического, математического). Точность календарного 
планирования развития горных работ полностью зависит от 
точности полученных прогнозных моделей размещения в пространстве горно-геологических показателей, используемых при 
планировании. 
В настоящее время для планирования развития горных работ 
используются разнообразные информационные технологии [3]. 
Однако подавляющее большинство этих технологий используются на рудных месторождениях для планирования добычи руды 
определённого содержания полезного компонента, что лишь косвенно применимо к угольным месторождениям. Для угольных 
шахт важно учитывать при планировании горных работ не только 
гипсометрию, мощность и строение угольного пласта, но его 
мелкоамплитудную нарушенность, устойчивость почвы и обрушаемость кровли пласта, уровень добываемой зольности угля. 
При этом важен комплексный учёт этих горно-геологических условий, что необходимо для оптимизации технологии отработки 
пласта. Поэтому важным фактором, определяющим точность календарного планирования развития горных работ, является достоверный прогноз названных показателей в межскважинном пространстве шахтного поля. 
В работе [4] предложена концепция автоматизированной 
системы прогнозирования горно-геологических условий (АСП 
ГГУ) отработки угольных месторождений, позволяющая строить 
прогнозные карты названных выше показателей по данным детальной разведки с высокой точностью прогноза, что подтверждено её применением на ряде угольных шахт Восточного Донбасса. Рассмотрим более подробно основные элементы этой системы на примере прогнозирования мелкоамплитудной нарушенности угольного пласта. 

1. На начальном этапе прогноза мелкоамплитудной нарушенности необходимо разделение совокупности структурных параметров, характеризующих геомеханические свойства углевмещающей толщи, по латерали на кластеры, границы между которыми являются наиболее вероятными зонами нарушенности 
угольного пласта. 
2. В пределах выделенных кластеров выявляются геологически однородные районы нарушенности шахтного поля с использованием нелинейной дискриминантной функции и контроля нарушенных зон по усовершенствованной вероятностно-статистической методике (формула Байеса). 
3. В нарушенных зонах шахтного поля по принципам эвристической самоорганизации математических моделей сложных 
систем (метод группового учета аргументов) с использованием 
выявленных геолого-генетических закономерностей находятся 
количественные многомерные модели для определения амплитуды, протяженности и элементов залегания конкретных мелкоамплитудных нарушений с оценкой их точности. 
4. Прогнозная карта нарушенности шахтного поля строится с 
использованием автоматизированной системы, состоящей из 
блоков кластеризации структуры углевмещающей толщи, выделения геологически однородных нарушенных районов, и вычисления параметров нарушений в этих районах (рис. 1). 
Использование этого блока АСП ГГУ на шахте «Садкинская» (Восточный Донбасс) показало точность прогноза мелкоамплитудных нарушений (местоположение нарушения, его амплитуда и протяжённость), не выявленных детальной разведкой, 
в пределах 70 – 80 %. Структура других блоков АСП ГГУ (гипсометрия, мощность и строение пласта, устойчивость почвы и 
обрушаемость кровли) аналогична описанному выше с различиями, учитывающими специфику прогнозируемых показателей. 
Важной особенностью используемых методик прогноза показателей в различных блоках АСП ГГУ является комплексный 
их прогноз на основе математического моделирования строения 
углевмещающей толщи горных пород. При этом по каждой скважине рассчитываются 60 параметров углевмещающего ритма, характеризующих условия осадконакопления и геомеханических 
свойств массива горных пород, интерполированные значения которых  

Рис. 1. Прогноз мелкоамплитудной тектонической нарушенности планируемого к отработке добычного блока шахты «Садкинская», Восточный Донбасс 
 
затем вычисляются в межскважинном пространстве всего шахтного поля с использованием программы SURFER методом Кригинга 
(Kriging). Такая общая модель позволяет на основе кластерного и 
дискриминантного анализа выделить на шахтном поле геологически однородные районы, в пределах и на границах между которыми вычисляются по методу группового учёта аргументов (МГУА) 
любые прогнозируемые параметры угольного пласта. Использование автоматизированной системы позволяет по мере подвигания 
горных или разведочных работ вносить коррективы в прогнозные 
модели, что постоянно повышает точность прогноза различных 
показателей отрабатываемого угольного пласта. 
В соответствии с прогнозом мелкоамплитудной нарушенности юго-восточного участка шахтного поля (шахта «Садкинская») 
был выполнен анализ шести возможных вариантов подготовки 
этого добычного участка. В результате технико-экономического 
сравнения вариантов наиболее экономичным оказался вариант с 
повторным использованием подготовительных выработок (рис. 2). 
Этот вариант обеспечивает более высокую степень извлечения и 
соответственно меньшие потери угля. 

Рис. 2. Вариант подготовки участка шахтного поля в условиях шахты 
«Садкинская» при проведении повторно используемых выработок. 
 
В заключение следует отметить, что целесообразность построения подобных прогнозных карт при календарном планировании развития горных работ очевидна. На наш взгляд, назрела 
необходимость законодательного закрепления процедуры прогнозирования горно-геологических условий отработки месторождения при составлении календарного плана. 
 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 

1. Правила подготовки, рассмотрения и согласования планов и схем развития горных работ по видам полезных ископаемых. Постановление Правительства РФ от 06.08.2015, № 814 (не вступило в силу). 
2. Методические рекомендации по проведению количественной оценки 
степени соответствия геологических моделей месторождения угля его истинному состоянию / Рогова Т.Б., Никифорова О.П., Шаклеин С.В. и др.; ОЭРН. – М. – 
Кемерово, 2011. – 86 с. 

3. Капутин Ю.Е. Информационные технологии планирования горных работ (для горных инженеров). М., Недра, 2004. – 334 с. 
4. Калинченко В.М., Шурыгин Д.Н., Ефимов Д.А. Прогнозирование мелкоамплитудной нарушенности угольных пластов. Новочеркасск: ЮРГПУ(НПИ), 
2013. – 131 с. 
 

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ 
Калинченко Владимир Михайлович — доктор технических наук, профессор, Южно-Российский государственный политехнический университет 
(НПИ) имени М.И. Платова, kvm.dom@mail.ru, 
Руденко Валентина Владимировна — доктор технических наук, профессор, Национальный исследовательский технологический университет 
«МИСиС», rudenkov@bk.ru. 
 

UDC 622.142.5 
 
THE GEOMETRIZATION AND FORECASTING OF MINING-GEOLOGICAL 
CONDITIONS OF WORKING OFF OF THE COAL LAYER AS THE IMPORTANT STAGE OF SCHEDULING OF DEVELOPMENT OF MOUNTAIN 
WORKS 
 
Kalinchenko V.M., the professor of chair of mining, Dr. Sci. Tech., M.I.Platova's 
South Russian state polytechnical university (NPI), Russia, 
Rudenko V.V., the professor of chair of geology and surveyor affairs, Dr. Sci. Tech., 
National research technological university «MISIS», Russia. 
 
 
In work the interrelation of efficiency of scheduling of development of mountain works 
and reliability of geometrization and forecasting of mountain-geological service conditions of a 
coal deposit is considered. Possibilities of application of the automated systems of forecasting of 
mountain-geological conditions for technical and economic comparison of division’s variants 
mine fields are shown. 
Key words: a coal deposit, geometrization, mountain-geological conditions, mountain 
works, scheduling. 

REFERENCES 
1. Pravila podgotovki, rassmotrenija i soglasovanija planov i shem razvitija gornyh rabot 
po vidam poleznyh iskopaemyh. Postanovlenie Pravitel'stva RF ot 06.08.2015, № 814 (ne vstupilo v silu). 
2. Metodicheskie rekomendacii po provedeniju kolichestvennoj ocenki stepeni sootvetstvija geologicheskih modelej mestorozhdenija uglja ego istinnomu sostojaniju (Methodical 
recommendations on carrying out a quantitative assessment of the degree of matching of geological models of deposits of coal it is true th state) / Rogova T.B., Nikiforova O.P., Shaklein 
S.V. i dr.; OJeRN. Moscow-Kemerovo, 2011. 86 р. 
3. Kaputin Ju.E. Informacionnye tehnologii planirovanija gornyh rabot (dlja gornyh 
inzhenerov) (Information technology in mine planning RA-bot (for mining engineers)). Moscow, 
Nedra, 2004. 334 p. 
4. Kalinchenko V.M., Shurygin D.N., Efimov D.A. Prognozirovanie melkoamplitudnoj 
narushennosti ugol'nyh plastov (Prediction of small-amplitude disturbance of the coal seams). 
Novocherkassk: JuRGPU(NPI), 2013. 131 p. 

УДК 622.2 
© Д.Н. Шурыгин, Г.Н. Хугаева, 2015 

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМЫ 
УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ РУД  
ПРИ ПОДЗЕМНОЙ ДОБЫЧЕ НА ОСНОВЕ  
МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ  
И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ГОРНОГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ  
ОТРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЯ* 
 

Дан обзор основных проблем совершенствования рудничной системы управления качеством руд. Рассмотрены вопросы применения методов математического моделирования и прогнозирования горно-геологических условий 
эксплуатации месторождения с целью повышения эффективности деятельности горно-металлургического предприятия. Предложены основные этапы 
геометризации горно-геологических показателей, обеспечивающие устойчивую работу информационной системы управления качеством руд. 
Ключевые слова: качество руд, геометризация, горно-геологические условия, горные работы. 
 
Качество рудного сырья является одним из основных факторов, влияющих на эффективность деятельности горно-металлургического производства. Со стороны потребителей предъявляются требования к регламентации следующих показателей качества 
руд [1]: 
– химического и минералогического составов руды, определяющих содержание полезных и вредных компонентов и технологичность рудного сырья; 
степени однородности составов рудной массы; кусковатости 
и влажности; 
– ограничения или недопущения инородных материалов, засоряющих руду. 
При подземной добыче выделяют горно-технологические, 
организационные и экономические способы управления качеством руды [2]. Организационные способы подразумевают выпол                                                 
* Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ, проект № 15-3551278 мол_нр. 

нение мероприятий по определенному порядку выемки (выпуска) 
руды, доставки, транспорта, режима загрузки и выгрузки аккумулирующих (смесительных) емкостей, дополнительную регламентацию горных работ. 
Экономические способы основаны на изучении влияния 
качества рудного сырья на показатели деятельности горнометаллургического производства с интегральной экономической оценкой вариантов решений в соответствии с реальными 
производственными возможностями рудника и конъюнктурой 
рынка. 
Горно-технологические способы заключаются в выборе систем разработки и их параметров, совершенствовании производственных процессов очистных работ, включении в технологическую схему дополнительных операций (сортировки, предконцентрации, усреднения). С целью управления качеством руд производятся следующие действия [3]: 
– разделительные (сепарационные) операции, при которых 
осуществляется изъятие из общей массы руды ее части (пустых 
пород, очень бедных руд, богатой руды), наиболее отличающейся 
по качественным характеристикам от средних значений; 
– смесительные (усреднительные) операции, при которых 
происходит объединение объемов разнокачественной руды в более однородную по составу рудную массу; 
– прочие операции, связанные с обеспечением соответствующей кусковатости и влажности рудной массы и недопущением попадания в нее засоряющих предметов и материалов. 
Основой для математического моделирования систем регулирования параметров процессов рудоподготовки являются закономерности процессов дробления и измельчения руд, связывающие входные и выходные параметры процессов в многопараметрической системе факторов, характеризующих свойства исходного сырья, оборудования и технологического режима процесса 
обогащения [4, 5]. 
В работе [6] для установления зависимости показателей переработки рудного сырья от его качества был использован корреляционный анализ влияния снижения содержания в руде основных металлов на качество концентратов, извлечение металлов в