ФТПРПИ №3, 2011. Аннотации.

ГЕОМЕХАНИКА

УДК 622.411.332 

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ДЕГАЗАЦИИ РАЗРАБАТЫВАЕМЫХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ
А. Д. Рубан, В. С. Забурдяев

Учреждение Российской академии наук
Институт проблем комплексного освоения недр РАН, E-mail: ruban_ad@mail.ru,
Крюковский тупик, 4, 111020, г. Москва

Сформирована методическая база определения параметров дегазации разрабатываемых угольных пластов. Установлено, что критерием необходимости применения предварительной дегазации разрабатываемого угольного пласта является предельное значение природной метаноносности угля. Методика определения нижнего предела метаноносности подвергаемого дегазации разрабатываемого угольного пласта включает последовательность расчетных операций, результатом которых с учетом необходимой эффективности дегазации являются основные параметры системы дегазационных скважин и параметры метаноносности и метановыделения после дегазации.

Угольный пласт, метаноносность, очистные работы, метановыделение, дегазация, методика, исходные данные, система дегазационных скважин, эффективность дегазации

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Рубан А. Д., Артемьев В. Б., Забурдяев В. С. и др. Проблемы обеспечения высокой производительности очистных забоев в метанообильных шахтах. — М.: УРАН ИПКОН РАН, 2009.
2. Рубан А. Д., Артемьев В. Б., Забурдяев В. С. и др. Подготовка и разработка высокогазоносных угольных пластов: справочное пособие / Под ред. А. Д. Рубана, М. И. Щадова. — М.: Горная книга, 2010.
3. Газоносность угольных бассейнов и месторождений СССР. Т. 3. — М.: Недра, 1980.
4. Сергеев И. В., Забурдяев В. С., Рубан А. Д. и др. Проблемы разработки угольных пластов, извлечения и использования шахтного метана в Печорском бассейне. — М.: ННЦ ГП-ИГД им. А. А. Скочинского, 2002.
5. Рубан А. Д., Забурдяев В. С., Забурдяев Г. С. и др. Метан в шахтах и рудниках России: прогноз, извлечение и использование. — М.: ИПКОН РАН, 2006.
6. Методические рекомендации о порядке дегазации угольных шахт (РД-15–09–2006). Серия 05. Выпуск 14 / Колл. авт. — М.: ОАО “Научно-технический центр по безопасности в промышленности”, 2007.
7. Рубан А. Д., Забурдяев Г. С., Забурдяев В. С. Геотехнологические проблемы разработки опасных по газу и пыли угольных пластов. — М.: Наука, 2007.
8. Забурдяев В. С., Рубан А. Д., Забурдяев Г. С. и др. Методические основы проектирования дегазации на действующих и ликвидируемых шахтах. — М.: ННЦ ГП-ИГД им А. А. Скочинского, 2002.

УДК 622.611:534 

МЕТОД ВЫЯВЛЕНИЯ АНОМАЛИЙ ПЛОТНОСТНОГО РАЗРЕЗА МАССИВА ГОРНЫХ ПОРОД НА ОСНОВЕ ПРОФИЛЬНЫХ СЕЙСМИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ
Л. С. Загорский, В. Л. Шкуратник, Н. А. Пустовойтова

Московский государственный горный университет, E-mail: ftkp@mail.ru,
Ленинский проспект, 6, 119991, г. Москва, Россия

Теоретически обоснована и оценена с помощью компьютерного и физического моделирования возможность выявления аномалий плотностного разреза массива горных пород на основе обработки данных сейсмических профильных измерений с последовательным использованием решений прямой и обратной двумерных матричных задач для волн SH поляризации.

Сейсмический метод, прямая и обратная задачи, структуроскопия массива, объемные волны, плотностной разрез, профильные измерения

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Загорский Л. С., Шкуратник В. Л., Пустовойтова Н. А. Повышение информативности резонансного акустического метода определения свойств массива горных пород // ФТПРПИ. — 2004. — № 4.
2. Пустовойтова Н. А., Шкуратник В. Л. Использование модифицированного резонансного акустического метода в инженерно-геологических изысканиях при строительстве метрополитена // ГИАБ. — 2008. — № 6.
3. Кабанихин С. И. Проекционно-разностные методы определения коэффициентов гиперболических уравнений. — Новосибирск: Наука, 1988.
4. Загорский Л. С. Спектральные методы определения строения горного массива / Под ред. акад. В. Н. Страхова. — М.: Изд. Дом «Грааль», 2001.
5. Назаров Л. А. Определение свойств структурированного породного массива акустическим методом // ФТПРПИ. — 1999. — № 3.
6. Гельфанд И. М., Левитан Б. М. Об определении дифференциального уравнения по его спектральной функции // Изв. АН СССР. Сер. мат. — 1951. — Т. 15. — № 4.
7. Белишев М. И., Благовещенский А. С. Многомерные аналоги уравнений типа Гельфанда – Левитана – Крейна в обратной задаче для волнового уравнения // Условно-корректные задачи математической физики и анализа. — Новосибирск: Наука, 1992.
8. Кабанихин С. И. О линейной регуляризации многомерных обратных задач для гиперболических уравнений // Докл. АН СССР. — 1989. — Т. 309.— № 4.
9. Кабанихин С. И., Баканов Г. Б. Дискретный аналог метода Гельфанда – Левитана в двумерной обратной задаче для гиперболического уравнения / Сиб. мат. журн. — 1999. — Т. 40. — № 2.
10. Загорский Л. С. Восстановление вертикального сейсмического разреза по спектральной матрице-функции уравнения Штурма – Лиувилля //ДАН. — 1998. — Т. 358. — № 5.
11. Самарский А. А. Введение в теорию разностных схем. — М.: Наука, 1971.
12. Шкуратник В. Л., Загорский Л. С., Пустовойтова Н. А. Система информационного сопровождения акустических измерений в массиве горных пород “INPUT-INVERSE 2D” для построения его плотностного разреза. — Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2011610577.
13. Лепендин Л. Ф. Акустика: учебное пособие для вузов. — М.: Высш. школа, 1978.

УДК 622.831:539.3 

О НЕКОТОРЫХ НЕКОРРЕКТНЫХ ЗАДАЧАХ В ГЕОМЕХАНИКЕ
В. Е. Миренков

Институт горного дела СО РАН, E-mail: mirenkov@misd.nsc.ru,
Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия

Для всех обратных задач есть общее требование – необходимость преодоления некорректности через регуляризацию или же через получение точных уравнений. На основе сингулярных интегральных уравнений, связывающих граничные значения компонент напряжений и смещений, предложен метод последовательных приближений и алгоритм его численной реализации на примере кусочно-однородного целика по идентификации упругих свойств, границы раздела и условий на контакте с вмещающими породами при переопределенных граничных условиях на доступной части контура.

Уравнения, метод, граница, контакт, смещения, напряжение, целик, блок пород, обратная задача, прямая задача

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 09–05–00133).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Тихонов А. Н., Арсенин В. Я. Методы решения некорректных задач. — М.: Наука, 1979.
2. Лаврентьев М. М. Некорректные задачи математической физики и анализа. — М.: Наука, 1981.
3. Колмогоров А. Н. Теория информации и теория алгоритмов. — М.: Наука, 1987.
4. Копцов А. В., Шифрин Е. И. Идентификация плоской трещины в упругом теле с помощью инвариантных интегралов // МТТ. — 2008. — № 3.
5. Миренков В. Е., Шутов В. А. Математическое моделирование деформирования горных пород около ослаблений. — Новосибирск: Наука, 2009.
6. Красновский А. А., Миренков В. Е. К вопросу идентификации ослаблений в блоке пород // ФТПРПИ. — 2010. — № 2.
7. Мусхелишвили Н. И. Некоторые основные задачи математической теории упругости. — М.: Наука, 1967.

УДК 539.375 

МЕТОД ОЦЕНКИ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ МАССИВА ГОРНЫХ ПОРОД ПО ДЕФОРМАЦИОННОЙ ХАРАКТЕРИСТИКЕ ПРИСКВАЖИННОЙ ЗОНЫ, СОДЕРЖАЩЕЙ ТРЕЩИНУ ГИДРОРАЗРЫВА
П. А. Мартынюк, В. А. Павлов*, С. В. Сердюков

Институт горного дела СО РАН, E-mail: Serdyukov Sergey ss3032@yandex.ru,
Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
*Институт нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН,
пр. академика Коптюга, 3, 630090, г. Новосибирск, Россия

Предложен и численно исследован метод оценки напряженного состояния массива проницаемых горных пород по зависимости площади поперечного сечения интервала скважины, содержащего трещину гидроразрыва, от давления нагружения его стенок через непроницаемую оболочку. Рассмотрены алгоритм обработки экспериментальных данных, а также вопросы практической реализации метода.

Напряженное состояние горных пород, метод гидроразрыва, деформационная характеристика, раскрытие трещины

Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки РФ (ГК № 16.515.11.5035) и СО РАН (интеграционный проект № 19).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. M. K. Hubbert and D. G. Willis. Mechanism of hydraulic fracturing, Trans. AIME, Vol. 210, 1957. — pp. 153 – 166.
2. B. C. Haimson and C. Fairhurst. Initiation and extension of hydraulic fracture in rocks, Soc. Petr. Engrs. J., 1967. — pp. 310 – 318.
3. J. D. Bredehoeft, R. G. Wolff, W. S. Keys, and E. Shuter. Hydraulic fracturing to determine the regional in situ stress field, Piceance Basin, Colorado, Geol. Soc. Am. Bull, 1976, Vol. 87. – pp. 250 – 258.
4. F. H. Cornet and B. Valette. In-situ stress determination from hydraulic injection test data, J. Geophys. Res., 1984, Vol. 89. — pp. 11527 – 11537.
5. S. Serata, S. Sakuma, S. Kikuchi, and Y. Mizuta. Double fracture method of in situ stress measurement in brittle rock, Rock Mech. & Rock Eng., 1992, Vol. 25. — pp. 89 – 108.
6. S. Serata. Single – fracture method and apparatus for automatic determination of underground stress state and material properties, United States Patent № 7513167 B1, Date of patent, Apr. 7, 2009.
7. Курленя М. В., Зворыгин Л. В., Сердюков С. В. Управление продольным гидроразрывом скважин // ФТПРПИ. — 1999. — № 5.
8. A. S. Abou-Sayed, C. E. Brechtel, and R. J. Clifton. In Situ Stress Determination by Hydrofracturing: A Fracture Mechanics Approach, J. Geophys. Res, 1978, Vol. 8. — pp. 2851 – 2862.
9. A. D. Charsley, C. D. Martin, and D. R. McCreath. Sleeve-fracturing limitations for measuring in situ stress in an anisotropic stress environment, International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences, 2003, Vol. 40. — pp. 127 – 136.
10. T. Ito, A. Sato, and K. Hayashi. Laboratory and field verification of a new approach to stress measurements using a dilatometer tool, International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences, 2001, Vol. 38. — pp. 1173 – 1180.
11. Сердюков С. В., Мартынюк П. А., Павлов В. А. Моделирование процесса деформирования системы “скважина — трещины гидроразрыва” в задаче оценки напряженного состояния массива горных пород / Доклады междунар. конф. по математическим методам в геофизике “ММГ-2008” (Новосибирск, 13–15 октября 2008 г.). http://www.sscc.ru/Conf/mmg2008/papers/SerdyukovSV.doc.
12. Павлов В. А., Янкайте А. В., Сердюков С. В. Развитие метода гидроразрыва применительно к оценке напряженного состояния проницаемых горных пород // ГИАБ. — 2009. — № 12.
13. T. W. Doe and G. Boyce. Orientation of hydraulic fractures in salt under hydrostatic and non-hydrostatic stresses, International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences, 1989, Vol. 26. — pp. 605 – 611.
14. W. L. Medlin and L. Masse. Laboratory investigation of fracture initiation pressure and orientation, Society of petroleum engineers Journal, 1979.
15. Башеев Г. В., Мартынюк П. А., Шер Е. Н. О влиянии направления и величины внешнего поля напряжений на форму траекторий развития звездчатой системы трещин // ПМТФ. — 1994. — № 5.
16. Саврук М. П. Двумерные задачи упругости для тел с трещинами. — Киев: Наук. думка, 1981.
17. Панасюк В. В., Саврук М. П., Дацышин А. П. Распределение напряжений около трещин в пластинах и оболочках. — Киев: Наук. думка, 1976.
18. Кулигин Е. А., Шнурман Г. А., Науменко-Брайловская А. А. Эффективность сканирующей аппаратуры бокового и микробокового каротажа при изучении разрезов бурящихся скважин // Геофизика. — 2006. — №1.
19. Инструкция по применению каротажных методов при инженерных изысканиях для строительства РСН 46–79. — М.: ГОССТРОЙ РСФСР, 1979.

УДК 622.831.32+550.34 

МЕТОДИКА ГРУППОВОЙ ЛОКАЛИЗАЦИИ ТЕХНОГЕННЫХ СЕЙСМИЧЕСКИХ СОБЫТИЙ ПРИ ВЕДЕНИИ ГОРНЫХ РАБОТ В ГЛУБОКИХ РУДНИКАХ
С. В. Цирель, Г. М. Таратинский, С. Н. Мулев

Государственный горный институт (технический университет), E-mail: tsirel58@mail.ru,
Васильевский остров, 21 линия, д. 2, 199106, г. Санкт-Петербург, Россия

Проведен анализ применяемых методов локализации сейсмических событий при ведении сейсмического мониторинга на шахтах и рудниках. Предложена новая методика групповой локализации техногенных сейсмических событий на шахтах и рудниках, включающая выделение участков массива с приблизительно одинаковыми скоростями прохождения волн до сейсмодатчиков, периодическое проведение тарировочных взрывов и групповую локализацию происходящих в выделенных участках сейсмособытий с помощью итерационной процедуры. В качестве примера рассмотрены сейсмические явления в разделительном массиве РМ-1 рудника “Октябрьский”. Показано, что данный метод позволил не только существенно уточнить вертикальные координаты происходивших сейсмических событий, но также установить тектонические структуры, с которыми они связаны.

Техногенная сейсмичность, гипоцентр, групповая локализация, алгоритм, матрица системы нормальных уравнений, тарировочные взрывы, тектонические структуры

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Указания по безопасному ведению горных работ на Талнахском и Октябрьском месторождениях, склонных к горным ударам. — Норильск: РАО “Норильский никель”, 2007 .
2. Мулев С. Н, Беляева Л. И. Результаты сейсмического контроля на шахте Комсомольская ОАО “Воркутауголь” // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2009. — № 6.
3. F. Omori. Horizontal pendulum observations of earthquakes in Tokyo: Similarity of the seismic motions originating at neighboring centers, Publ. Earthquake Invest. Comm, Foreign Lang, 1905, Vol. 21.
4. W. S. Phillips, L. S. House, and M. C. Fehler. Detailed joint structure in a geothermal reservoir from studies of induced microearthquake clusters, J. Geophys, Res. 1997, Vol. 102.
5. W. Menke. Using waveform similarity to constrain earthquake locations, Bull. Seismol, Soc. Am. 1999, Vol. 89.
6. R. Aster, C. Rowe. Automatic phase pick refinement and similar event association in large seismic datasets, Advances in Seismic Event Location. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers, 2000.
7. C. A. Rowe, R. C. Aster, W. S. Phillips et all. Using automated, high-precision repicking to improve delineations of microseismic structures at the Soultz Geothermal Reservoir, Pure Appl. Geophys, 2001, Vol. 159.
8. A. Cichowicz, S. M. Spottiswoode, L. M. Linzer, D. Drent, P. S. Heyns, and M. F. Handley. Improved seismic locations and location techniques, Pretoria: University of Pretoria, 2005.
9. F. Essrich. Review of Seismicity in Sequential Grid Mining on Elandsrand, Internal Report, Reference No. 012/98, Elandsrand Mine, AngloGold West Wits Operations, 3 February, 1998.
10. S. M. Spottiswoode, A. Milev. The use of waveform similarity to define planes of mining-induced seismic events, Tectonophysics, 1998, Vol. 289.
11. A. J. Mendecki, M. Sciocatti. Location of seismic events, Seismic Monitoring in Mines, London, Chapman and Hall, 1997.
12. J. W. Dewey. Seismicity Studies with the Method of Joint Hypocenter Determination, Ph. D. Thesis, University of California, Berkeley, 1971.
13. Арефьев С. С. Эпицентральные сейсмологические исследования. — М.: ИКЦ “Академкнига”, 2003.
14. Цирель С. В., Мулев С. Н., Петрушина В. Ф. Вариации и анизотропия скоростей распространения сейсмических волн в напряженных массивах на глубоких рудниках / Горная геомеханика и маркшейдерское дело. — СПб.: ВНИМИ, 2009.
15. W. Spence. Relative epicenter determination using P- wave arrival-time differences, Bull, Seism. Soc. Am., 1980, Vol. 70.

РАЗРУШЕНИЕ ГОРНЫХ ПОРОД

УДК 622.011:539.3 

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА АНИЗОТРОПНОГО ТРЕЩИНООБРАЗОВАНИЯ ГЕОСРЕДЫ
В. И. Мирошников, И. Ю. Рассказов, Б. Г. Саксин

Институт горного дела ДВО РАН, E-mail: mirosh@igd.khv.ru,
Тургенева 51, 680000, г. Хабаровск, Россия

Предложена математическая модель для описания термофлуктуационных процессов пластического деформирования и трещинообразования в геосреде. Кинетические коэффициенты — функции температуры, среднего давления и интенсивности девиатора напряжений.

Деформирование горных пород, трещиноватая среда, пластичность

Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 09–05–00533-a)

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Регель В. Р., Слуцкер А. И., Томашевский Э. Е. Кинетическая природа прочности твердых тел. — М.: Недра, 1974.
2. Николаевский В. Н. Механика пористых и трещиноватых сред. — М.: Недра, 1984.
3. Карташов Ю. М., Матвеев Б. В., Михеев Г. В., Фадеев А. Б. Прочность и деформируемость горных пород. — М.: Недра, 1979.
4. Турчанинов И. А., Иофис М. А., Каспарьян Э. В. Основы механики горных пород. — Л.: Недра, 1989.
5. Седов Л. И. Механика сплошной среды. Т. 2. — М.: Наука, 1973.
6. Гандмахер Ф. Р. Теория матриц. — М.: Наука, 1988.
7. Мясников В. П. Уравнения движения упругопластических материалов при больших деформациях // Вестник ДВО РАН. — 1996. — № 4.
8. Мирошников В. И. О разложении тензора деформации горных пород на упругие, вязкопластические и хрупкотрещиноватые составляющие // ГИАБ. — 2007. — № 9.
9. Ставрогин А. Н., Протосеня А. Г. Пластичность горных пород. — М.: Недра, 1979.
10. Ставрогин А. Н., Протосеня А. Г. Прочность горных пород и устойчивость выработок на больших глубинах. — М.: Недра, 1985.
11. Ержанов Ж. С. Теория ползучести горных пород и ее приложения. — Алма-ата: Наука, 1964.
12. Рассказов И. Ю., Мирошников В. И. Прогнозирование опасных проявлений горного давления на основе трехстадийной модели разрушения горных пород // ГИАБ. — 2007. — № 4.

УДК 662.011 

НЕКОТОРЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СООТНОШЕНИЯ РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД НА РАЗЛИЧНЫХ СТРУКТУРНЫХ УРОВНЯХ
Ц. Чэнчжи, В. Минян,* Ц. Циху,* Ч. Цзяньцзе

Пекинский архитектурно-строительный институт, 100044, г. Пекин, КНР
*Китайская академия по инженерным наукам, 100859, г. Пекин, КНР

В массивах горных пород существует сложная структурная иерархия. На каждом структурном уровне между временным и пространственным масштабами деформирования и разрушения горных пород имеется тесная связь, которая выражается в том, что время до разрушения пород на каждом структурном уровне пропорционально размеру геоблоков данного уровня. На основе такой связи в данном исследовании получены принципы постоянства плотности работы, потока энергии и равной мощности. Они могут служить аппаратом для анализа деформирования и разрушения горных пород на различных масштабных уровнях.

Cтруктурная иерархия, разрушение, принцип постоянства плотности работы, принцип постоянства потока энергии, принцип равной мощности, массив горных пород

Работа выполнена при поддержке государственной 973 научной программы (2010CB732003), Китайского фонда естественных наук (NSFC № 50825403) и Пекинского фонда естественных наук (KZ200810016007).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Physical mesomechanics of heterogeneous media and computer-aided design of materials, ed. by V. E. Panin, Cambridge Intersci Pub., Cambridge, 1998.
2. M. A. Sadovsky, L. G. Bolkhovitinov, and V. F. Pisarenko. Deformation of geophysical medium and seismic process [M], M., Science Press, 1987.
3. Курленя М. В., Опарин В. Н. Проблемы нелинейной геомеханики. Ч. I // ФТПРПИ. — 1999. — № 3.
4. Курленя М. В., Опарин В. Н. Проблемы нелинейной геомеханики. Ч. II // ФТПРПИ. — 2000. — № 4.
5. V. N. Nikolaevsky. Geomechanics and fluid dynamics. Moscow, Nedra Press, 1996.
6. V. S. Kuksenko and et al. Physical and methodological fundamental of forecasting of rock-bursts, J. Russian Mining Science, 1987, No. 1.
7. V. N. Kostjuchenko, G. G. Kocharyan, and D. V. Pavlov. Deformation characteristics of layers between blocks at different scale levels, Physical Mesomechanics, 2002, Vol. 5, No. 5.
8. G. G. Kocharyan, А. М. Kuljukin. Study of collapse of underground opening in rock mass with block structure under dynamic loading, Part II, J. Russian Mining Science, 1994, No. 5.
9. Qi Chengzhi, Wang Mingyang, Qian Qihu, and Chen Jianjie. Structural hierarchy and mechanical properties of rock mass. Part I, Structural hierarchy and viscosity of rock mass, Physical Mesomechanics, 2006, Vol. 9, No. 6.
10. Qi Chengzhi Wang Mingyang, Qian Qihu, and Chen Jianjie. Structural hierarchy and mechanical properties of rock mass, Part II, Structural hierarchy, size effect and strength of rock mass, Physical Mesomechanics, 2006, Vol. 9, No. 6.
11. Опарин В. Н. Энегретический критерий объемного разрушения горных пород // Тр. Научного семинара “Неделя горняка – 2009”. — М.: изд-во МГГУ, 2009.
12. V. R. Regel, A. E. Slutsker, and E. E. Tomashevsky. Kinetic nature of strength of solids [M], M., Science Press, 1974.
13. Qi Chengzhi. Dynamic deformation and fracture of geomedium, thesis of doctor of science of Lomonosov Moscow State University, M., Russia, 2006.
14. Formation of faults in lithosphere, zone of tension, Edited by Logachev N. A. Novosibirsk, Scuence Press, 1992.
15. M. V. Kurlenia, V. N. Oparin, and A. A. Eremenko. On ratio of linear sizes of blocks to openings of cracks in structural hierarchy of rock mass, J. Mining Science, 1993, Nо. 2.

ТЕХНОЛОГИЯ ДОБЫЧИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

УДК 622.013.3 + 622.277 

НОВЫЕ ПОДХОДЫ К ПРОЕКТИРОВАНИЮ РЕСУРСОВОСПРОИЗВОДЯЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ КОМПЛЕКСНОГО ОСВОЕНИЯ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
К. Н. Трубецкой, Д. Р. Каплунов, М. В. Рыльникова, Д. Н. Радченко

Учреждение Российской академии наук Институт проблем комплексного освоения недр РАН, E-mail: rylnikova@mail.ru,
Крюковский тупик, 4, 111020, г. Москва, Россия

Рассмотрены основные концептуальные положения воспроизводства георесурсов при комплексном освоении рудных месторождений. Предложены горнотехнические системы, в которых реализуются типовые технологические решения, обеспечивающие перевод некондиционных руд в кондиционные в самых различных горно-геологических и горнотехнических условиях. Определено, что эффективное воспроизводство некондиционных георесурсов возможно при сочетании на осваиваемом участке недр комбинированных физико-технических и физико-химических технологий. Реализация горнотехнических систем, обеспечивающих ресурсовоспроизводство оставленных в недрах запасов, становится возможной при определении в базовом проекте условий для подготовки некондиционных руд к последующей эксплуатации и реализации этих решений на всех этапах комплексного освоения месторождений.

Ресурсовоспроизводящие геотехнологии, рудные месторождения, комплексное освоение, горнотехнические системы, некондиционные руды, восполнение запасов

Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 09–05–00675) .

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Трубецкой К. Н. Развитие новых направлений комплексного использования недр. — М.: ИПКОН АН СССР, 1990.
2. Горные науки. Освоение и сохранение недр Земли / РАН, АГН, РАЕН, МИА; под ред. К. Н. Трубецкого. — М.: Изд-во Академии горн. наук, 1997.
3. Историческая справка и обзор зарубежной практики кучного и подземного выщелачивания/ Б. Д. Халезов, Н. А. Ватомин, В. А. Неживых и др.// ГИАБ. — 2002. — № 4.
4. Каплунов Д. Р., Калмыков В. Н., Рыльникова М. В. Комбинированная геотехнология. — М.: Изд. дом “Руда и Металлы”, 2003.
5. Рыльникова М. В., Лапин В. А., Горбатова Е. А. Технология подземной разработки некондиционных руд с предварительным обогащением на месте залегания / Проблемы и перспективы развития горных наук. Труды междунар. конф. Т. II: Машиноведение. Геотехнология. — Новосибирск: ИГД СО РАН, 2006.
6. Трубецкой К. Н., Чантурия В. А., Каплунов Д. Р., Рыльникова М. В. Комплексное освоение месторождений и глубокая переработка минерального сырья. — М.: Наука, 2010.

УДК 622.273.218 

ОБОСНОВАНИЕ СПОСОБА КАМЕРНО-ЦЕЛИКОВОЙ ВЫЕМКИ ПОДКАРЬЕРНЫХ ЗАПАСОВ МАКМАЛЬСКОГО ЗОЛОТОРУДНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ С ЗАКЛАДКОЙ ПУСТОТ ТЕХНОГЕННЫМИ ОТХОДАМИ
А. П. Тапсиев, А. М. Фрейдин, П. А. Филиппов, А. А. Неверов, С. А. Неверов, Ю. В. Артеменко, В. А. Усков, З. Г. Уфатова*

Институт горного дела СО РАН,
Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия;
*Норильский индустриальный институт,
ул. 50 лет Октября, 7, 663310, г. Норильск, Россия

Рассмотрен практический опыт закладки пустот Северной и Южной линз Южного рудного тела рудника “Макмал” через провалы в днище карьера с использованием материала забалансовых отвалов. Изложены теоретические и технологические аспекты обеспечения безопасности труда при отработке запасов предохранительного целика подземным способом.

Геотехнология, сухая закладка, техногенные образования, камерная выемка, транспорт, устойчивость массива, разгрузочный комплекс, безопасность труда

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Фрейдин А. М., Неверов А. А., Неверов С. А. Геомеханическая оценка горнотехнической ситуации на золоторудном месторождении “Макмал” // ФТПРПИ. —– 2009. — № 5.
2. Единые правила безопасности при разработке рудных, нерудных и россыпных месторождений полезных ископаемых подземным способом. — Бишкек: Шам, 2000.
3. Единые правила безопасности при взрывных работах. — Бишкек: Шам, 2000.
4. Ялымов Н. Г. Погашение пустот при подземной разработке руд. — Фрунзе: Илим, 1979.
5. Фрейдин А. М., Шалауров В. А. и др. Повышение эффективности подземной разработки рудных месторождений Сибири и Дальнего Востока. — Новосибирск: Наука, 1992.
6. Фрейдин А. М., Неверов А. А., Неверов С. А. Конструктивное разубоживание руды в системах разработки с обрушением // Горный журнал. — 2009. — № 10.
7. Опарин В. Н., Тапсиев А. П., Богданов М. Н., Бадтиев Б. П., Куликов Ф. М., Усков В. А. Современное состояние, проблемы и стратегия развития горного производства на рудниках Норильска. — Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2008.
8. Филиппов П. А. Переработка отвалов железорудных месторождений Сибири как фактор реализации региональной экологической политики и повышения эффективности деятельности горнодобывающих компаний // Инновации. — 2009. — № 3.
9. Анушенков А. Н., Фрейдин А. М., Шалауров В. А. Приготовление литой твердеющей закладки из отходов производства // ФТПРПИ. — 1998. — № 1.
10. Филиппов П. А. О потенциале техногенных образований рудников Западной Сибири // ФТПРПИ. — 2008. — № 4.

ГОРНОЕ МАШИНОВЕДЕНИЕ

УДК 622.23 

СПОСОБ СНИЖЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ВНЕДРЕНИЮ КОВША ПОГРУЗОЧНО-ТРАНСПОРТНОЙ МАШИНЫ В ШТАБЕЛЬ ГОРНОЙ ПОРОДЫ
В. Н. Лабутин, А. Р. Маттис

Институт горного дела СО РАН,
Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия

Проведена оценка возможности повышения эффективности погрузочно-транспортных машин за счет снижения сопротивления внедрению ковша в штабель горной породы путем возбуждения колебаний в передней и задней стенках ковша импульсными машинами. Рассмотрен один из вариантов технических решений этой актуальной проблемы.

Погрузочно-транспортная машина, ковш, горная порода, ударное устройство, вибратор

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Скорняков Ю. Г. Подземная добыча руд комплексами самоходных машин. — М.: Недра, 1986.
2. Гурков К. С., Кальницкий Я. Б., Костылев А. Д. и др. Шахтные вибрационные погрузочные машины и питатели. — Новосибирск: Наука, 1969.
3. Тихонов Н. В., Рысев Г. С. Шахтные погрузочно-транспортные машины. — М.: Недра, 1976.
4. Шишаев С. В., Федулов А. И., Маттис А. Р. Расчет и создание ковша активного действия. — Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 1989.
5. Маттис А. Р., Кузнецов В. И., Васильев Е. И. и др. Экскаваторы с ковшом активного действия.— Новосибирск: Наука. Сибирская издательская фирма РАН, 1996.
6. Патент № 2298103 РФ. Погрузочно-транспортная машина // В. Н. Лабутин, А. Р. Маттис, С. Б. Ста¬жевский // Опубл. в БИ. — 2007. — № 12.
7. Дубынин Н. Г., Храмцов В. Ф. Управление выпуском руды при подземной разработке. — Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 1970.
8. Стажевский С. Б. Механическое состояние свободной конической насыпи под давлением // ФТПРПИ. — 1973. — № 6.

УДК 622.233 

ПРИМЕНЕНИЕ БУРОШНЕКОВОГО МЕТОДА ПРИ ВЫЕМКЕ ЦЕЛИКОВ УГЛЯ НА ШАХТЕ “ПАСКОВ”
В. Гудечек, М. Стониш*

Остравский технический университет, E-mail: vlastimil.hudecek@vsb.cz,
г. Острава, Чешская Республика
*Компания Green Gas DPB, Пасков, E-mail: milan.stonis@dpb.cz,
Чешская Республика

Одним из результатов исследовательской работы по проекту “Защита персонала от последствий выброса пород и газов” управления горной промышленности Чешской Республики стало применение новых методов добычи угля с целью увеличения извлечения запасов путем отбойки угля, оставленного в целиках. Для этого в шахте “Пасков” компании “Шахты бассейна Острава – Карвина” был выбран метод бурения длинных скважин большого диаметра.

Система разработки, скважины большого диаметра, бурение по углю, бурошнековый метод

Статья подготовлена при финансовой поддержке в рамках проекта VaV CBU № 57–07.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Tezebni soustava se spiralovym vrtakembn. Statni Makajevsky vedecko-vyzkumny ustav pro bezpecnost prace v dulnim prumyslu, Zkusei stredisko (ZS) MakNII, akreditacni atestace.zari 2003.
2. V. Hudecek. Analysis of Safety Precautions for Coal and Gas Outburst-Hazardous Strata, Journal of Mining Science, 2008, Vol. 44, No. 5.
3. V. Slivka, P. Welser a kol. Obecna geologicka charakteristika casti horskeho masivu ohrozeneho prutrzemi hornin a plynu s konkretizaci teto charakteristiky na podminky OKR. Dilci zprava za 3. ctvrtleti 2007 projektu VaV CBU.
4. V. Hudecek, M. Stonis, a kol. Analyza moznosti vyuziti netradicnich metod dobyvani uhli v oblastech s nebezpecim prutrzi hornin a plynu. Dilci zprava za 3. ctvrtleti 2008 projektu VaV CBU.

ОБОГАЩЕНИЕ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

УДК 622.794 

КИНЕТИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФЛОКУЛЯЦИИ ТОНКОДИСПЕРСНЫХ ПРОДУКТОВ ОБОГАЩЕНИЯ: ДВА МЕХАНИЗМА ДЛЯ ЧАСТИЦ МИКРОННОЙ И СУБМИКРОННОЙ КРУПНОСТИ
Г. Ю. Гольберг, В. Е. Вигдергауз

Учреждение Российской академии наук
Институт проблем комплексного освоения недр РАН, E-mail: gr_yu_g@mail.ru, vigderg@mail.ru,
Крюковский тупик, 4, 111020, г. Москва, Россия

Приведены экспериментальные данные по флокуляции отходов флотации углей. При определении кинетики осаждения и строении флокул установлено, что флокулы частиц крупностью свыше 1 мкм образуются по ортокинетическому механизму в течение долей секунды, а субмикронных частиц — по перикинетическому механизму в течение 400 – 600 с. Также выявлены особенности строения флокул, образующихся по данным механизмам.

Флокуляция, отходы флотации углей, осаждение, кинетика, механизм флокуляции, строение флокул

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Мягченков В. А., Баран А. А., Бектуров Е. А., Булидорова Г. В. Полиакриламидные флокулянты. — Казань: КГТУ, 1998.
2. P. Jarvis, B. Jefferson, and S. A. Parsons. Measuring Floc Structural Characteristics, Reviews in Environmental Science and Biotechnology, 2005, Vol. 4, No. 1, 2.
3. J. Y. H. Liao, Cordelia Selomulya, Graeme Bushell, Gotz Bickert, and Rose Amal. On Different Approaches to Estimate the Mass Fractal Dimension of Coal Aggregates, Particle and particle systems characterization, 2005, Vol. 22, No. 1, 2.
4. P. T. Spicer, W. Keller, and S. E. Pratsinis. The Effect of Impeller Type on Floc Size and Structure during Shear-Induced Flocculation, Journal of Colloid and Interface Science, 1996, Vol. 184.
5. M. Yusa. Mechanisms of pelleting flocculation, International Journal of Mineral Processing, 1977, No. 4.
6. Клейман Р. Я., Скрипченко Г. Б., Шпирт М. Я., Иткин Ю. В. Количественный фазовый анализ отходов добычи и обогащения углей // Химия твердого топлива. — 1989. — № 3.
7. J. Gregory. Effect of Polymers on Colloid Stability, The Scientific Basis of Flocculation, edited by K. J. Ives, Nordhoff, 1978.
8. J. Gregory. Flocculation by polymers and polyelectrolytes, Solid/Liquid Dispersions, London: Academic Press Inc., 1987.
9. M. Elimelich, J. Gregory, X. Jia, and R. A. Williams. Elimelich Particle deposition and aggregation: Measurement, modeling and simulation, Oxford: Butterworth-Heinemann, 1995.
10. Панфилов П. Ф. Повышение эффективности флокуляционного кондиционирования суспензий отходов флотации углей для интенсификации процесса их обезвоживания на ленточных фильтр-прессах: автореф. дис. … канд. техн. наук. — Люберцы, 2005.
11. Линев, Б. И., Гольберг Г. Ю., Панфилов П. Ф. К вопросу об эффективности перемешивания суспензий с флокулянтами в статических перемешивающих устройствах. — М.: МГГУ, 2005. Деп. в Горном информационно-аналитическом бюллетене 15.09.2005, № 429/12–05.
12. J. Gregory. Polymer Adsorption and Flocculation in Sheared Suspensions, Colloids and Surfaces, 1988, Vol. 31.
13. Рулев Н. Н., Донцова Т. А., Небеснова Т. В. Парная энергия связи частиц и размер флокул, образующихся в турбулентном потоке // Химия и технология воды. — 2005. — Т. 27. — № 1.
14. www.xumuk.ru.

УДК 622.765 

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГАЛЕНИТА С СУЛЬФГИДРИЛЬНЫМ СОБИРАТЕЛЕМ – ОСНОВА РАЗРАБОТКИ ИОННЫХ МОДЕЛЕЙ ФОРМИРОВАНИЯ СОРБЦИОННОГО СЛОЯ НА ПОВЕРХНОСТИ СУЛЬФИДНЫХ МИНЕРАЛОВ
Б. Е. Горячев, А. А. Николаев, Л. Н. Лякишева

Федеральное государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования “Национальный исследовательский
технологический университет “МИСиС”,
Ленинский проспект, 4, 119049, г. Москва, Россия

Проведены электрохимические исследования галенитового электрода в щелочных ксантогенатсодержащих растворах. Установлен порядок реакции по ксантогенат-ионам и получено уравнение суммарной скорости процесса. Выполнен инфракрасный спектроскопический анализ продуктов, образовавшихся на галенитовом электроде в ксантогенатсодержащих растворах переменных концентраций и рН, показавший, что на поверхности поляризуемого электрода идентифицированы ксантогенат свинца и продукты окисления галенита – сульфат, тиосульфат и гидроксид свинца.

Галенитовый электрод, ксантогенат-ионы, щелочные растворы, катодная и анодная поляризация, кинетические характеристики, “тафелевы” участки, ИК-спектроскопия

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Авдохин В. М., Абрамов А. А. Окисление сульфидных минералов в процессе обогащения. — М.: Недра, 1989.
2. Чантурия В. А., Вигдергауз В. Е. Электрохимия сульфидов. Теория и практика флотации. — М.: Руда и Металлы, 2008.
3. Абрамов А. А. Теоретические основы оптимизации селективной флотации сульфидных руд. — М.: Недра, 1978.
4. Стрижко В. С., Горячев Б. Е., Уласюк С. М. Основные кинетические параметры процесса электрохимического окисления галенита в щелочных растворах // Изв. вузов. Цветная металлургия. — 1986. — № 6.
5. Литл Л. Инфракрасные спектры адсорбированных молекул. — М.: Мир, 1969.
6. Накомото К. ИК-спектры и спектры неорганических и координационных соединений. Пер. с англ. — М.: Мир, 1991.
7. Плюснина И. И. Инфракрасные спектры минералов. — М.: Изд-во МГУ, 1977.
8. Горячев Б. Е., Николаев А. А., Лякишева Л. Н. Поляризационные и спектроскопические исследования галенитового электрода в щелочных водных растворах // ФТПРПИ. — 2010. — № 6.
9. A. Lundan, M. Tarvainen and O. Mattia. Experiments in applying computers for on stream x-ray analyzing and development of automation in mineral flotation process, APCOM 77. par. 15th Int. Symp, Appl, Comput and Oper. Pes. Miner, Ind. Brisbane, 1977, Parkville.
10. M. D. Pritzker, R. H. Yoon. Thermodynamic calculation on sulfide flotation system. 2. Comparison with electrochemical experiments on galena – ethylxantate system, Intern, J. Miner. Process, 1987, Vol. 20, No. 3/4.
11. Вигдергауз В. Е., Кондратьев С. А. О роли диксантогенида в пенной флотации // ФТПРПИ. —2009. — № 4.
12. Кондратьев С. А. Оценка флотационной активности реагентов-собирателей // Обогащение руд. —2010. — № 4.
13. Абрамов А. А. Технология обогащения руд цветных металлов. — М.: Недра, 1983.
14. Богданов О. С., Максимов И. И. Поднек А. К. Теория и технология флотации руд. — М.: Недра, 1990.

УДК 553.497:622.7 

КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИСУЛЬФИДОВ ДИТИОФОСФОРНЫХ КИСЛОТ И СУЛЬФГИДРИЛЬНЫХ СОБИРАТЕЛЕЙ
П. М. Соложенкин, О. И. Соложенкин*

Учреждение Российской академии наук
Институт проблем комплексного освоения недр РАН, Е-mail: solozhenkin@mail.ru,
Крюковский тупик, 4, 111020, г. Москва, Россия
*Учреждение Российской академии наук
Институт биоорганической химии им. М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова,
Е-mail: Oleg. Solozhenkin@gmail.ru

Построены молекулярные модели — шаростержневые и Стюарта ряда дисульфидов дитиофосфорных кислот и сульфгидрильных собирателей. Определены основные параметры молекул: значения дипольных моментов, граничных электронных плотностей ЯМР1 Н и ЯМР 13C. Проанализированы флотационные свойства дисульфидов сульфгидрильных собирателей.

Молекулярные модели, шаростержневые, Стюарта, дисульфиды сульфгидрильных собирателей, флотация минералов

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Рощупкин C. И. Пространственное моделирование молекулярных соединений // Химия: методика преподавания. — 2004. — № 1.
2. P. Solozhenkin, O. Solozhenkin. Computer chemistry flotation of reagents: updating sulphydrylic of collectors carboxyl by acids and tetraphenylantimony(V), Proceeding 14th Conference on Environment and Mineral Processing. 3–5.6. 2010,VSB-TU OSTRAVA, Czech Republic. P. II.
3. Гиревая Х. Я. Повышение эффективности флотации газовых углей на основе квантово-химического обоснования реагентов: автореф. дис. … канд. техн. наук. — Магнитогорск, 2006.
4. Медяник Н. Л., Гиревая Х. Я., Варламова И. А. Квантово-химический подход к выбору реагента-собирателя для флотации углей низкой стадии метаморфизма // Кокс и химия. — 2006. — № 1.
5. Каковский И. О. Сульфгидрильные реагенты. Модификаторы флотации / Физико-химические основы теории флотации. Отв. ред.: Б. Н. Ласкорин, Л. Д. Плаксина. — М.: Наука, 1983.
6. А. С. № 402391 СССР. Реагент-собиратель / П. М. Соложенкин, Е. С. Соколов, О. Н. Гришина, Г. Ю. Пулатов // Опубл. в БИ. — 1973. — № 42.
7. А. С. № 368781 СССР. Флотореагент-собиратель / П. М. Соложенкин // Опубл. в БИ. — 1973. — № 17.

  Версия для печати