Науковий вісник НГУ

Каркасне моделювання для оптимізації параметрів кар’єрного поля Богутинського родовища вольфраму (Казахстан)

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Батьківська категорія: 2026

Категорія: Зміст №4 2026

Створено: 24 серпня 2026

Останнє оновлення: 24 серпня 2026

Опубліковано: 30 листопада -0001

Автор: Р. K. Жанакова, T. M. Aлменов, M. A. Сарибаєв, Є. А. Коровяка, М. Ж. Сексенбай, І. О. Ващенко

Перегляди: 580

Authors:

Р. K. Жанакова, orcid.org/0000-0003-0845-8449, Університет Сатпаєва, м. Алмати, Казахстан

T. M. Aлменов, orcid.org/0000-0001-9674-8598, Університет Сатпаєва, м. Алмати, Казахстан

M. A. Сарибаєв*, orcid.org/0000-0003-4488-5659, Казахський національний університет імені аль-Фарабі, м. Алмати, Казахстан, e­mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Є. А. Коровяка, orcid.org/0000-0002-2675-6610, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна

М. Ж. Сексенбай, orcid.org/0000-0002-6977-9169, Казахський національний університет водного господарства та іригації, м. Тараз, Казахстан

І. О. Ващенко, orcid.org/0009-0003-0697-544X, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна

* Автор-кореспондент e­mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

повний текст / full article

Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2026, (4): 028 - 036

https://doi.org/10.33271/nvngu/2026-4/028

Abstract:

Мета. Комплексний аналізу гірничо-геологічних і технологічних умов Богутинського родовища (Казахстан) для розробки науково обґрунтованих рекомендацій щодо підвищення ефективності його освоєння із застосуванням методів цифрового моделювання.

Методика. У дослідженні використано комплексний підхід, що включає каркасне 3D-моде­лю­вання рудних тіл, геоінформаційний аналіз даних розвідки й техніко-економічну оптимізацію параметрів видобутку. Моделювання й оцінка стійкості бортів виконувалися у програмних комплексах Micromine, Surpac і Rocscience (Examine2D) з урахуванням структурно-тектонічних особливостей і гідродинамічного режиму масиву.

Результати. Встановлено, що оптимізація параметрів буровибухових робіт – збільшення висоти уступу до 15 м і кута нахилу робочого борту до 75° – дозволяє знизити експлуатаційні втрати до 2,9 %, а коефіцієнт розубожування до 6,4 %. Доведено, що прецизійна геометризація покладів забезпечує високу селективність виїмки та скорочення виходу негабариту на 15–20 %. Економічний аналіз підтвердив високу рентабельність проєкту (NPV $320 млн, IRR 18–20 %) при забезпеченні нормативної стійкості бортів кар’єру.

Наукова новизна. Розроблена інтегрована методика побудови каркасних моделей, що враховує синергетичний вплив тектонічних порушень і морфології рудних тіл на показники вилучення запасів. Уперше для умов даного об’єкта обґрунтована математична залежність між геометрією робочого уступу й якістю сировини, що видобувається.

Практична значимість. Запропоновані технологічні рішення дозволяють підвищити повноту виїмки надр, знизити собівартість видобутку руди до 18–20 $/т і мінімізувати екологічне навантаження. Розроблені методичні підходи можуть бути адаптовані для проєктування кар’єрів на родовищах зі схожими складноструктурними умовами.

Ключові слова: каркасне моделювання, відкрита розробка, геоінформаційні технології, проєктування кар’єрів, сталий розвиток

References.

1. Kononenko, M., Khomenko, O., Sudakov, A., Drobot, S., & Lkhagva, T. (2016). Numerical modelling of massif zonal structuring around underground working. Mining of Mineral Deposits, 10(3), 101-106. https://doi.org/10.15407/mining10.03.101

2. Pavlychenko, A. V., Ihnatov, A. O., Koroviaka, Y. A., Ratov, B. T., & Zakenov, S. T. (2022). Problematics of the issues concerning development of energy-saving and environmentally efficient technologies of well construction. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 1049(1). https://doi.org/10.1088/1755-1315/1049/1/012031

3. Ratov, B. T., Khomenko, V. L., Kuttybayev, A. E., Togizov, K. S., & Utepov, Z. G. (2024). Innovative drill bit to improve the efficiency of drilling operations at uranium deposits in Kazakhstan. News of the National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan, Series of Geology and Technical Sciences, 4(465), 224-236. https://doi.org/10.32014/2024.2518-170X.437

4. Ullah, S., Ren, G., Ge, Y., Burhan Memon, M., Kinyua, E., & Munene Ndayiragije, T. (2025). Dynamic slope stability assessment under blast-induced ground vibrations in open-pit mines: a pseudo-static limit equilibrium approach. Sustainability, 17(14), 6642. https://doi.org/10.3390/su17146642

5. Pashchenko, O., Kamyshatskyi, O., Omirzakova, E., & Ratova, S. (2025). Development and optimization of hard alloy compositions for rock destruction. Engineering for Rural Development, 24, 512-518. https://doi.org/10.22616/ERDev.2025.24.TF110

6. Almenov, T. M., Zhanakova, R. K., Askarova, G. E., Shaute­nov, M. R., & Amantayuly, K. (2025). Comprehensive assessment of ore losses and dilution impacting Vasilkovsky gold deposit profitability. News of the National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan, Series of Geology and Technical Sciences, (4), 27-46. https://doi.org/10.32014/2025.2518-170X.528

7. Begalinov, A., Almenov, T., Zhanakova, R., & Bektur, B. (2020). Analysis of the stress-deformed state of rocks around the haulage roadway of the Beskempir field (Kazakhstan). Mining of Mineral Deposits, 14(3), 28-36. https://doi.org/10.33271/mining14.03.028

8. Rysbekov, K., Bitimbayev, M., Akhmetkanov, D., Yelemessov, K., Barmenshinova, M., Toktarov, A., & Baskanbayeva, D. (2022). Substantiation of mining systems for steeply dipping low-thickness ore bodies with controlled continuous stope extraction. Mining of Mineral Deposits, 16(2), 64-72. https://doi.org/10.33271/mining16.02.064

9. Amralinova, B. (2023). Rare-metal mineralization in salt lakes and the linkage with composition of granites: evidence from burabay rock mass (Eastern Kazakhstan). Water, 15(7), 1386. https://doi.org/10.3390/w15071386

10.      Saik, P. B., Rysbekov, K. B., Kassymkanova, K. M., Lozynskyi, V., Meirambek, G., Moldabayev, S. K., Babets, D. v., & Salkynov, A. (2024). Investigation of the rock mass state in the near-wall part of the quarry and its stability management. Frontiers in Earth Science, 12. https://doi.org/10.3389/feart.2024.1395418

11.      Bekbergenov, D. K., Jangulova, G. K., Zeinullin, A., Zhanakova, R., Shagirova, K., Atalykova, N., & Kurmanbayev, O. (2025). Modeling of geomechanical processes from open pit to underground mining with complex morphology. Civil Engineering Journal, 11(7). https://doi.org/10.28991/CEJ-2025-011-07-013

12.      Xu, C., Zhou, K. P., Xiong, X., Gao, F., & Lu, Y. (2023). Prediction of mining-induced subsidence by sparrow search algorithm with extreme gradient boosting and TOPSIS method. Acta Geotechnica, 1-17. https://doi.org/10.1007/s11440-023-01830-7

13.      Lozynskyi, V., Yussupov, K. A., Rysbekov, K. B., Rustemov, S., & Bazaluk, O. (2024). Using sectional blasting to improve the efficiency of making cut cavities in underground mine workings. Frontiers in Earth Science, 12. https://doi.org/10.3389/feart.2024.1366901

14.      Slimane, H., Berdoudi, S., & Hadji, R. (2024). Blast-induced vibration assessment in the Rouina open-pit mine: Impacts and measurements for the Ouled Mellouk Dam. Mining of Mineral Deposits, 18(4), 1-9. https://doi.org/10.33271/mining18.04.001

15.      Sdvyzhkova, O., Moldabayev, S., Babets, D., Bascetin, A., Asylkhanova, G., Nurmanova, A., & Prykhodko, V. (2024). Numerical modelling of the pit wall stability while optimizing its boundaries to ensure the ore mining completeness. Mining of Mineral Deposits, 18(2), 1-10. https://doi.org/10.33271/mining18.02.001

16.      Ratov, B., Pavlychenko, A., Kirin, R., Pashchenko, O., Khomenko, V., Tileuberdi, N., …, & Muratova, S. (2025). Using machine learning to model mechanical processes in mining: theory, practice, and legal considerations. Engineered Science, 33. https://doi.org/10.30919/es1419

17.      Yuan, J., Liu, G., & Chai, S. (2024). 3D geological fine modeling and dynamic updating method of fault slope in open-pit coal mine. Scientific Reports, 14, 29906. https://doi.org/10.1038/s41598-024-81872-3

18.      Lutsenko, S., Hryhoriev, Y., Peregudov, V., Kuttybayev, A., & Shampykova, A. (2021). Improving the methods for determining the promising boundaries of iron ore open pits. E3S Web of Conferences, 280. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202128001005

19.      Bekbergenov, D. K., Jangulova, G. K., Zhanakova, R., & Bektur, B. (2024). Investigation of the block caving geotechnology at deep horizons. News of the National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan, Series of Geology and Technical Sciences, 6(468), 49-66. https://doi.org/10.32014/2024.2518-170X.460

20.      Kuttybayev, A. E., Muratova, S. K., Khomenko, V. L., Pashchenko, O. A., & Meiram, G. (2025). Development and implementation of a program for monitoring the stability of quarry excavation slopes in the Almala area. International Multidisciplinary Scientific GeoConference Surveying Geology and Mining Ecology Management, SGEM, 25(1.1), 379-386. https://doi.org/10.5593/sgem2025/1.1/s04.46

21.      Ge, Z. P., Xu, J. N., Zhang, Z. Y., Liu, X. R., & Wang, B. L. (2024). Experimental study on the mechanical properties and energy evolution characteristics of sandstone under different stress paths. Scientific Reports, 14, 2883. https://doi.org/10.1038/s41598-024-53227-5

22.      Hang, Z., Xue, T., Chen, J., Shi, Y., Yin, Z., Cui, Z., & Zhou, G. (2025). A 3D geological modeling method using the transformer model: A solution for sparse borehole data. Minerals, 15(3), 301. https://doi.org/10.3390/min15030301

23.      Almenov, T., Zhanakova, R., Sarybayev, M., & Shabaz, D.-M. (2025). A novel approach to selecting rational supports for underground mining workings. Civil Engineering Journal, 11(3), 1217-1241. https://doi.org/10.28991/CEJ-2025-011-03-022

24.      Feng, Y., Wen, G., Shang, J., Wen, S., & Wu, B. (2024). Research on 3D geological modeling based on boosting integration strategy. Ore Geology Reviews, 171, 106157. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2024.106157

25.      Ratov, B., Kuttybayev, A., Tileuberdi, N., Utepov, Z., Aliakbar, M., Zhanggirkhanova, A., …, & Seidaliyev, A. (2025). Application of plasticizers octadecane to pentatriacontane and ethylene glycol in the manufacture of metaloceramic alloys. ES Materials and Manufacturing, 28. https://doi.org/10.30919/mm1563

26.      Zhou, J., Zhu, S. L., Qiu, Y. G., Armaghani, D. J., Zhou, A. N., & Yong, W. X. (2022). Predicting tunnel squeezing using support vector machine optimized by whale optimization algorithm. Acta Geotechnica, 17(4), 43-66. https://doi.org/10.1007/s11440-022-01450-7

27.      Mnzool, M., Almujibah, H., Bakri, M., Gaafar, A., Elhassan, A. A. M., & Gomaa, E. (2024). Optimization of cycle time for loading and hauling trucks in open-pit mining. Mining of Mineral Deposits, 18(1), 18-26. https://doi.org/10.33271/mining18.01.018

28.      Cheng, Y., & Hou, K. (2025). Open-pit slope stability analysis integrating empirical models and multi-source monitoring data. Applied Sciences, 15(17), 9278. https://doi.org/10.3390/app15179278

29.      Guo, J., Zhao, Z., Zhao, P., & Chen, J. (2024). Prediction and optimization of open-pit mine blasting based on intelligent algorithms. Applied Sciences, 14(13), 5609. https://doi.org/10.3390/app14135609

30.      Wang, S., Cao, B., Bai, R., & Liu, G. (2024). Dynamic optimization design of open-pit mine full-boundary slope considering uncertainty of rock mass strength. Scientific Reports, 14, 19572.
https://doi.org/10.1038/s41598-024-70902-9

• < Попередня
• Наступна >