Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал), 2015, № 9 (спецвып.33)

УДК 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
А 67 

622.271 
А 67 

Издание осуществляется  при финансовой 
поддержке Фонда социально-экономического 
развития регионов "Казна Творца Ра".
 
 
 
 
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). Санитарноэпидемиологическое заключение Федеральной службы по надзору в сфере защиты
прав потребителей и благополучия человека № 77.99.60.953.Д.014367.12.14 
 
 
Анисимов В.Н. 

Обоснование разработки железорудных месторождений взрыв
ными воздействиями с учётом геолого-геофизических особенностей
и условий рационального недропользования. Отдельная статья: 
Горный информационно-аналитический бюллетень (научнотехнический журнал). — 2015. — № 9 (специальный выпуск 33).
— 16 с. — М.: Издательство «Горная книга» 
ISSN 0236-1493 

Рассмотрена концепция разработки сложноструктурных массивов железистых кварцитов на карьерах и шахтах на примере железорудных месторождений 
КМА с учётом их геолого-геофизических особенностей и требований по улучшению условий рационального природопользования. Предложена методология разработки на примере Лебединского, Стойленского, Коробковского и подготавливаемого к разработке Чернянского месторождений. Реализацией методологии является геолого-геофизическим обоснованием оптимального освоения месторождений с учётом выполнения условий и требований рационального недропользования. Достигаемый технический результат позволяет: снизить потери полезных 
компонентов, повысить показатели их извлечения, повысить степень дробления, 
снизить энергозатраты на дробление и измельчение, в целом снизить техногенную 
нагрузку на окружающую среду для выполнения условий и требований рационального недропользования. 
Ключевые слова: сложноструктурные массивы, железистые кварциты, геолого-геофизические особенности, карьеры, шахты, схемы взрывания.   

УДК 622.271

©  В.Н. Анисимов, 2015 
©  Издательство «Горная книга», 2015 
ISSN 0236-1493 

©  Дизайн книги. Издательство  
«Горная книга», 2015 

 
 

KAZNA  
TVORCA RA Fond

Проблема улучшения условий рационального недропользования на примере Оскольского рудного района КМА решается 
применением современных геолого-геофизических методов; разработкой эффективных технических средств воздействия на геологическую среду; разработкой оптимальных параметров ведения 
взрывных работ с учётом особенностей геологического строения 
сложноструктурных железорудных массивов. Данную задачу рассмотрим на примере месторождений железистых кварцитов КМА, 
такие как: разрабатываемые сегодня Лебединское, Стойленское, 
Коробковское и готовящиеся к разработке Чернянское и другие 
перспективные месторождения Оскольского рудного района.
В структуре Оскольского рудного район доминирует линейная 
складчатость северо-западного простирания, значительную роль играет 
разрывная тектоника. Рудоносными складчатыми структурами являются Тим Ястребовская, Волотковская гребень синклинали. В центральной части блок антиклинальной структуры выделяется обособленная 
локальная Чернянская брахисинклиналь курской серии (рис. 1).

Рис. 1. Геологическая схема Оскольского рудного района КМА: Цифры на 
схеме: участки и месторождения: 1 — Лебединское, 2 — Стойленское, 3 — 
Коробковское, 4 — Панковское, 5 — Салтыковское, 6 — Александровское, 
7 — Приоскольскос, 8 — Чернянское

Лебединское месторождение выделяется в структуном отношении среди разрабатываемых.Оно представляет собой синклинальную зону Южно-Лебединская, Юго-восточная, СтойлоЛебединская синклинали, разделенные Юго–Восточной и Центральной антиклиналями (рис. 2, рис. 3).
Крамской участок приурочен к северо восточному крылу 
Крамской антиклинали и её замку. Ядро антиклинали сложено 
кварцитопесчаниками стойленской свиты.
Стойленское железорудное месторождение расположено юговосточнее Лебединского месторождения, в 8 км к юго-западу от 
Старого Оскола. На базе месторождения действует Стойленский ГОК.
Горные работы по добыче богатых железных руд и железистых 
кварцитов ведутся в центральной части месторождения. Размеры 
карьера по дневной поверхности 2,3x2,5 км и по поверхности докембрия 1,2x1,4 км; по проекту длина карьера достигнет 5,5 км 
при ширине 1,7 км на флангах и до 3,5 км в центральной части.
Стойленское месторождение представляет собой полуоткрытую синклиналь, сложенную образованиями курской серии нижнего протерозоя. В бортах ее вдоль южной и восточной границ залегают архейские образования михайловской серии (амфиболиты, 
амфиболовые, биотит-гранат-амфиболовые сланцы и кварцевые 
порфиры) и обоянской серии (мигматизированные биотитовые и 
двуслюдяные; гнейсы). Северный борт месторождения срезается 
Стойло-Николаевским штоком диоритов и габбро-диоритов

Рис. 2. Панорама Лебединского карьера: 1 – ось шарнира центральной антиклинали, 2 – Крамской участок, 3 – существующее направление развития 
фронта горных работ, 4 – линия оптимального направления развития фронта 
горных работ

Рис. 3. Структурный план Лебединского месторождения. Обозначения нижний протерозой: 1 – габбро-диориты Стойло-Николаевского массива; курская ceрия, 2–5 – коробковская свита, 5 – нижняя железорудная подсвита; 6 – Стойленская 
кварцитопесчаниковая свита верхний apxeй: 7 – дебетская свита, 8 – оси синклиналей третьего порядка; 9 – оси, синклиналей четвертого,порядка; 10 – оси антиклиналей третьего порядка; 11 – оси антиклиналей четвертого порядка, 12 – разломы; 13 – А–антиклинали, 14 – С-синклинали, 15 – существующя линия направления; 12 – развития фронта горных работ. 
16 – рекомендуемое направление  линии оптимального  развития, фронта горных работ

11 – границы карьеров по рудно-кристаллическому комплексу действующего карьера (а) и проектного карьера (б); 12 – существующее направление развитие фронта горных работ; 13 – рекомендуемое направление  линии оптимального  развития 
фронта горных работ относительно осей шарниров складок (С) – синклинальной, (А) – антиклинальных

Рис. 4. Схематические геологическая карта и разрез по 
профилю IV Стойленского 
месторождения: 1 – осадочные породы чехла (на разрезе); 
нижний протерозой — курская 
серия: 2—4 – коробковская 
свита: 2 – верхняя железорудная подсвита и остаточные 
сидерит-мартитовые руды, 3 
– нижняя сланцевая подсвита, 
4 – нижняя железорудная подсвита и остаточные богатые железные руды; 5 – стойленская 
свита нерасчлененная; верхний 
архей — михайловская свита: 
6 – лебединская свита;  7 – гранитомигматитовый 
комплекс; 
8 – габбро-диориты, кварцевые 
диориты стойло-николаевского 
комплекса; 9 – разломы; 10 – 
границы залежей переотложенных богатых железных руд; 

Стойленская синклиналь образующая месторождение представляет собой структуру 3-го порядка в замковой части Тим–
Ястребовской гребень Синклинали. Шарниры складок погружаются под углом от 30 до 60°. Восточная залежь приурочена к сложному замку Стойленской синклинали. что представляет большие 
трудности при разработке этого участка.
Не всегда при проектировании параметров БВР учитывались 
геолого геофизические особенности железорудных массивов, что 
приводило к увеличению энергозатрат и снижению показателей 
процессов горного производства в целом.
Поэтому на стадии подготовки взрывной отбойки в сложноструктурном породном массиве, крайне важным является установить связи и параметров различных геофизических полей с особенностями геологического строения горных пород определить 
их влияние на показатели горного производства и последующие 
технологические процессы.
На основании обобщения и изучения большого объёма данных включая: геолого-геофизические; теоретические и экспериментальные исследования, проведенных с начала 80-х годов прошлого века на предприятиях КМА, Лебединском, Стойленском, 
Михайловском карьерах, на шахте имени И.М.Губкина «Комбината 
КМА Руда» были поставлены задачи по определению влияния 
комбинированного воздействия различных геофизических полей, 
в процессе взаимодействия упруго-механических динамических 
нагрузок от взрывов зарядов ВВ. с учётом особенностей геологического строения сложноструктурных массивов на степень раскрытия и дезинтеграцию зёрен минералов; на повышение селективности разрушения микроструктуры кварцитов [1–29].
В процессе исследований было установлено влияние на развитие и концентрацию дефектов в породе под действием различных 
импульсных нагрузок различных факторов, прежде всего: — геолого-геофизических особенностей строения массивов горных пород, 
связанных с ним блочных структур, соответствующей ориентацией 
трещин различного порядка; — величин и направления упругих нагрузок; — интервалов замедления взрывов в группах одновременно 
взрываемых зарядов ВВ; — влияние выбора направления инициирования плоских взрывных волн по отношению к пространственному положению осей шарниров синклинальных и антиклинальных 
складок и их ядер и сформированной свободной поверхности.

На основе проведенных исследований, обобщения большого 
объёма имеющихся геологого- геофизических данных была предложена методология разработки месторождений железистых 
кварцитов КМА и система определённых способов,методов и 
приёмов взрывных воздействий на сложноструктурные массивы 
с учётом выполнения условий и требований рационального недропользования. Частью методологии является разработанная 
методика проектирования параметров БВР, где приведена совокупность и последовательность применяемых приёмов с учётом 
геолого-геофизических особенностей породных массивов КМА.
Особенность методики заключается в следующем.
Прежде всего выявляются основные направления осей шарниров 
складок,приосевых зон,и связанных с ними расположения сети тектонических трещин. Это производится на основании анализа теоретических исследований, натурных наблюдений изучения всей имеющейся 
геолого- геофизической информации, планов геологических карт, и 
разрезов отображающих складчатую структуру месторождений.
Это позволяет прогнозировать параметры БВР по степени трещиноватости, блочности, прочностным показателям на площадях, 
еще не вскрытых горными работами.и наметить главное направление развития фронта горных работ,направления формирования 
свободных поверхностей,пространственного положения будущих 
взрываемх блоков, выбор направление взрывной отбойки например для условий Лебединского и Стойленского месторождений несмотря на то что основные направления развития фронта горных 
работ уже были сформированы ранее.
На Стойленском месторождении на основании геолого — геофизических данных установлено что, в толще железистых кварцитов развиты тектонические трещины, сопряженные со складчатостью. Основные пликативные структуры представлены многосложными антиклинальными и синклинальными складками, 
внутренние приосевые зоны,которых образованы утолщенными 
замками частных складок.
Установлено, что для Стойленского месторождения характерны трещины отрыва северо-восточного простирания и трещины 
скалывания северо-западного простирания с наклонными и с субвертикальными углами падения (рис. 5).
На геологических картах месторождения выделены приосевые 
(внутренние) зоны 1 и наружные части (крылья) сопряженных антиклинальных 2 и синклинальных складок 3, различающиеся по кате

гории трещиноватости и коэффициенту крепости пород. Эти зоны 
имеют вид полос, вытянутых в северо-западном направлении и чередующихся в поперечном сечении складчатой структуры (рис. 7).

Рис. 5. Участок массива: 10 — врубовый участок, 16 — линия оптимального направления развития фронта горных работ

Рис. 6. Элементы приосевой зоны антиклинальной складки с пространственной ориентацией трещин, фото — фрагмент негабарита из приосевой зоны складки

Рис. 7. Геологическая карта одного из горизонтов Стойленского месторождения: 1—4 — кварцит: магнетитовый, куменгтонитовый, железнослюдковый, 
сланцы, 5 (1, 2, З, 4, 5, 6, 7, 8) участки сложноструктурного массива, 6 — ориентация приосевых зон складок, А — ось шарнира антиклинальной складки, С — ось 
шарнира синклинальной складки, 7 — относительная ориентация трещин по 
отношению к оси шарнира складки, 8 — направление развития фронта работ, 
9 — направление распространения упругой  волны относительно сформированной свободной поверхности и осей шарниров складок (штрих пунктирная линия 
направление отбойки), 10 — расположение врубовых участков массива

Повышение степени дробления породы и разупрочнения 
межкристаллических связей в процессе отбойки может осуществляться, методом предварительного динамического нагружения 
разрушаемого массива короткозамедленными взрывами серии спаренных зарядов ВВ. Причём в одном из приёмов для достижения 
максимальных значений от амплитуды волны сжатия от взрыва 
предыдущего ряда зарядов ВВ в серии. последующий ряд инициировался в момент прохождения максимальных значений амплитуды этой волны сжатия с последующей её разгрузкой.