ФТПРПИ №2, 2014. Аннотации.

ГЕОМЕХАНИКА

УДК 622.272.6 

О НЕКОТОРЫХ ОСОБЕННОСТЯХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МЕЖДУ ГЕОМЕХАНИЧЕСКИМИ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ В УГОЛЬНЫХ ПЛАСТАХ КУЗБАССА
В. Н. Опарин, Т. А. Киряева, В. Ю. Гаврилов, Р. А. Шутилов, А. П. Ковчавцев, А. С. Танайно, В. П. Ефимов, И. Е. Астраханцев, И. В. Гренев

Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, E-mail: сoalmetan@mail.ru,
Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
Институт катализа им. Г. К. Борескова СО РАН, E-mail: gavrilov@catalysis.ru,
просп. Академика Лаврентьева 5, 630090, г. Новосибирск, Россия
Институт физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН, E-mail: kap@isp.nsc.ru,
пpосп. Академика Лавpентьева 13, 630090, г. Новосибирск, Россия
Новосибирский государственный университет,
ул. Пирогова, 2, 630090, г. Новосибирск, Россия

Представлены экспериментальные данные лабораторных и натурных исследований по особенностям взаимодействия между геомеханическими и физико-химическими процессами в угольных пластах Кузбасса различной стадии метаморфизма с учетом влияния температурного фактора. Анализируется связь между напряженно-деформированным состоянием угольных образцов с температурой, а также ИК-излучением. Изучается влияние температуры и микроструктуры угольного вещества в энергомассообменных процессах (изменение массы, выхода летучих, удельной поверхности частиц угля, внутренней энергии релаксации метаноносности, а также влагосодержания). Обсуждается связь между выбросо- и пожароопасностью угольных пластов с позиций единой постадийной термомеханической и термохимической зависимости в поведении угольного вещества при его формировании в натурных условиях и последующего извлечения ведением горных работ. Введен обобщенный показатель количественного описания петрографических свойств углей, с использованием которого даны классификация и описано распределение петрографических групп угольных пластов районов Кузбасса.

Напряженно-деформированное состояние, температура, уголь, выход летучих, удельная поверхность, структура, пористость, плотность, окисление, горение, выбросоопасность, стадии метаморфизма, классификация

Работа выполнена при частичной финансовой поддержке РФФИ (проект № 13–05–00673а), партнерского интеграционного проекта СО РАН №100 и проекта ОНЗ РАН-3.1 и с использованием оборудования ЦКП ГГГИ СО РАН.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Деструкция земной коры и процессы самоорганизации в областях сильного техногенного воздействия / отв. ред. Н. Н. Мельников. — Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2012.
2. Адушкин В. В., Опарин В. Н. От явления знакопеременной реакции горных пород на динамические воздействия — к волнам маятникового типа в напряженных геосредах. Ч. I // ФТПРПИ. — 2012. — № 2.
3. Адушкин В. В., Опарин В. Н. От явления знакопеременной реакции горных пород на динамические воздействия — к волнам маятникового типа в напряженных геосредах. Ч. II // ФТПРПИ. — 2013. — № 2.
4. Опарин В. Н., Аннин Б. Д., Чугуй Ю. В. и др. Методы и измерительные приборы для моделирования и натурных исследований нелинейных деформационно-волновых процессов в блочных массивах горных пород. — Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2007.
5. Опарин В. Н., Багаев С. Н., Маловичко А. А. и др. Методы и системы сейсмодеформационного мониторинга техногенных землетрясений и горных ударов: в 2 т. — Новосибирск: Изд-во СО РАН. — 2009. — Т. 1. — 2010. — Т. 2.
6. Пархоменко Э. М. Электрические свойства горных пород. — М.: Наука, 1965.
7. Моисеенко У. И., Соколова Л. С., Истомин В. Е. Электрические и тепловые свойства горных пород. — Новосибирск: Наука, 1970.
8. Резниченко Ю. В., Силаева О. И., Шамина О. Г. и др. Сейсмоакустические методы изучения напряженного состояния горных пород на образцах и в массиве // Борьба с внезапными выбросами угля и газа в шахтах. — М.: Изд-во АН СССР, 1956. — Вып. 34.
9. Курленя М. В., Опарин В. Н. Скважинные геофизические методы диагностики и контроля напряженно-деформированного состояния массивов горных пород. — Новосибирск: Наука, 1999.
10. Опарин В. Н., Сашурин А. Д., Кулаков Г. И. и др. Современная геодинамика массива горных пород в верхней части литосферы: истоки, параметры, воздействие на объекты недропользования. —– Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2008.
11. Оливер Д. Анализ полей напряжений с использованием теплового излучения // Экспериментальная механика: кн. 2 / пер. с англ. под ред. А. Кобаяси. — М.: Мир, 1990.
12. Надаи А. Пластичность и разрушение твердых тел. — М.: Мир, 1969. — Т. 2.
13. Левин Б. В., Шейнин В. И., Блохин Д. И., Фаворов А. В. Инфракрасная диагностика отклика геоматериалов на импульсные и ударные нагрузки // ДАН. — 2004. — Т. 395. — № 6.
14. Опарин В. Н., Усольцева О. М., Семенов В. Н., Цой П. А. О некоторых особенностях эволюции напряженно-деформированного состояния образцов горных пород со структурой при одноосном нагружении // ФТПРПИ. — 2013. — № 5.
15. Малышев Ю. Н., Трубецкой К. Н., Айруни А. Т. Фундаментально-прикладные методы решения проблемы угольных пластов. — М.: ИАГН, 2000.
16. Алексеев А. Д., Айруни А. Т., Зверев И. В. и др. Свойства органического вещества угля образовывать с газами метастабильные однофазные системы по типу твердых растворов // Диплом на научное открытие, РАЕН, 1994. — № 9.
17. Опарин В. Н. Волны маятникового типа и “геомеханическая температура” // Нелинейные геомеханико-геодинамические процессы при отработке месторождений полезных ископаемых на больших глубинах: тр. 2-й Рос.-Кит. науч. конф. — Новосибирск: ИГД СО РАН, 2012.
18. Полевщиков Г. Я, Киряева Т. А., Плаксин М. С. Газодинамические следствия зональной дезинтеграции углеметановых пластов // Геодинамика и напряженное состояние недр Земли. — Новосибирск: ИГД СО РАН, 2011. — Т. 1.
19. Полевщиков Г. Я., Плаксин М. С. Газодинамическая активность угольных пластов и зональная дезинтеграция массива горных пород при ведении подготовительных выработок // Нелинейные геомеханико-геодинамические процессы при отработке месторождений полезных ископаемых на больших глубинах: тр. 2-й Рос.-Кит. науч. конф. — Новосибирск: ИГД СО РАН, 2012.
20. Каталог метаноемкости углей Кузбасса. — Кемерово: Изд. ВостНИИ, 1969.
21. Курленя М. В., Опарин В. Н., Еременко А. А. Об отношении линейных размеров блоков к раскрытию трещин в структурной иерархии массивов // ФТПРПИ. — 1993. — № 3.
22. Опарин В. Н. Геотехнологии будущего — геотехнологии “реакторного типа”: современные тенденции, научный задел, ключевые проблемы // Фундаментальные проблемы формирования техногенной геосреды: тр. Всерос. конф. с участие иностр. ученых. Т. 1. — Новосибирск: ИГД СО РАН, 2012.
23. Госорг Ж. Инфракрасная термография. Основы, техника, применение. — М.: Мир,1988.
24. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теория упругости. — М.: ГИФМЛ, 1965.
25. Шейнин В. И., Левин Б. В., Мотовилов Э. Ф., Морозов А. А., Фаворов А. В. Диагностика быстрых периодических изменений напряжений в горных породах по данным инфракрасной радиометрии // Физика Земли. — 2001. — №4.
26. Рац М. В. Неоднородность горных пород и их физических свойств. — М.: Наука, 1968.
27. Лыков А. В. Теория теплопроводности. — М.: Высш. школа, 1967.
28. Ковчавцев А. П. Тепловизор: лучше один раз увидеть // Наука из первых рук. — 2012. — № 5(47).
29. Опарин В. Н., Киряева Т. А. К вопросу о возникновении температуры в углеметановых образцах при нагружении и возможных методах их контроля // Фундаментальные проблемы формирования техногенной геосреды. — Новосибирск: ИГД СО РАН, 2012.
30. Киряева Т. А. Разработка метода газодинамической активности угольных пластов по геолого-разведочным данным на примере Кузбасса. — Saarbrucken, Germany: LAP LAMBERT Academic Publishing GmbH & Co, 2011.
31. Грег С., Синг К. Адсорбция, удельная поверхность, пористость. — М.: Мир, 1984.
32. Скрицкий В. А. Механизм возникновения очагов самовозгорания угля в шахтах и способы их предотвращения. — Новосибирск: Изд-во НГАВТ, 2013.
33. Киряева Т. А., Родин Р. И. К вопросу о механизме возникновения высоких температур при разработке угольных пластов // Уголь. — 2010. — № 2.
34. Ходот В. В. Влияние влажности на газоносность ископаемых углей. — М.: Изд-во АН СССР. ОТН, 1952. — № 12.
35. Полевщиков Г. Я., Киряева Т. А. Энергия релаксации сорбционной метаноемкости углей // ГИАБ. — 2006. — Темат. прил. Метан.
36. Киряева Т. А. Особенности устойчивых состояний искусственных и природных углеметановых систем // Естественные и технические науки. — М.: Спутник+, 2011. — № 4.
37. Рудаков В. А., Киряева Т. А. Особенности сорбционной метаноемкости углей Кузбасса // Вопросы безопасности труда на горных предприятиях. — Кемерово: Изд-во КузГТУ, 2003. — Вып. № 2.
38. Опарин В. Н., Танайно А. С. Каноническая шкала иерархических представлений в горном породоведении. — Новосибирск: Наука, 2011.

УДК 550.834 

ПРОЯВЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКОЙ МИКРОПЛАСТИЧНОСТИ ПРИ РАСПРОСТРАНЕНИИ ПРОДОЛЬНОЙ ВОЛНЫ В ГОРНОЙ ПОРОДЕ
Э. И. Машинский

Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А А. Трофимука СО РАН,
E-mail: MashinskiiEI@ipgg.sbras.ru,
просп. Академика Коптюга, 3, г. Новосибирск, 630090, Россия

Описаны эффекты локальной микропластической неупругости при распространении продольной сейсмической волны частотой 240 – 1000 Гц в суглинках в пространстве между двумя неглубокими скважинами. Импульсный пьезоэлектрический излучатель размещался в одной скважине, а аналогичный приемник — в другой. Проявления микропластичности на сейсмической записи представлены в виде ступенчатого изменения амплитуды в течение времени и встроенных плато длительностью единицы – десятки микросекунд. Плато создают краткосрочное прерывание упругого процесса, временную задержку, которая зависит от амплитуды сигнала. В результате этого процесса изменяется время первого вступления, происходит трансформация формы волны. Микропластичность, предположительно, обусловлена концентрацией напряжений на различных дефектах. Результаты могут быть полезными для решения прикладных задач в горном деле и сейсмике.

Локальная неупругость, динамическая микропластичность, задержка времени и деформации, неупругие сейсмические параметры, амплитудная зависимость скоростей волн и затухания

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Курленя М. В., Опарин В. Н., Востриков В. И. О формировании упругих волновых пакетов при импульсном возбуждении блочных сред. Волны маятникового типа // ДАН СССР. — 1993. — Т. 333. — № 4.
2. Садовский М. А. Естественная кусковатость горных пород // ДАН СССР. — 1979. — Т. 247. — № 4.
3. Опарин В. Н., Симонов Б. Ф., Юшкин В. Ф., Востриков В. И., Погарский Ю. В., Назаров Л. А. Геомеханические и технические основы увеличения нефтеотдачи пластов в виброволновых технологиях. — Новосибирск: Наука, 2010.
4. Айзенберг-Степаненко М. В., Шер Е. Н. Моделирование волновых явлений в структурированных средах // Физ. мезомеханика. — 2007. — Т. 10. — № 1.
5. Александрова Н. И., Черников А. Г., Шер Е. Н. Экспериментальная проверка одномерной расчетной модели распространения волн в блочной среде // ФТПРПИ. — 2005. — № 3.
6. Александрова Н. И., Черников А. Г., Шер Е. Н. О затухании маятниковых волн в блочном массиве горных пород // ФТПРПИ. — 2006. — № 5.
7. Александрова Н. И., Шер Е. Н., Черников А. Г. Влияние вязкости прослоек на распространение низкочастотных маятниковых волн в блочных иерархических средах // ФТПРПИ. — 2008. — № 3.
8. Шер Е. Н., Александрова Н. И., Айзенберг-Степаненко М. В., Черников А. Г. Влияние иерархической структуры блочных горных пород на особенности распространения сейсмических волн // ФТПРПИ. — 2007. — № 6.
9. Александрова Н. И., Шер Е. Н. Распространение волн в двумерной периодической модели блочной среды. Ч. 1. Особенности волнового поля при действии импульсного источника // ФТПРПИ. — 2010. — № 6.
10. Машинский Э. И., Дьяков Г. Н. Амплитуднозависимое затухание импульсных сигналов в горных породах // Изв. АН СССР. Физика Земли. — 1999. — № 11.
11. Машинский Э. И., Кокшаров В. З., Нефедкин Ю. А. Амплитуднозависимые эффекты в диапазоне малых сейсмических деформаций // Геология и геофизика. — 1999. — Т. 40. — № 4.
12. Mashinskii E. I. Experimental study of the amplitude effect on wave velocity and attenuation in consolidated rocks under confining pressure, Journal of Geophysics and Engineering, 2005, 2.
13. Mashinskii E. I. Effect of Strain Amplitude on the Relaxation spectra of attenuation in the dry and saturated sandstone under pressure, Journal of Geophysics and Engineering, 2007, 4.
14. Mashinskii E. I. Amplitude-frequency dependencies of Wave Attenuation in Single-Crystal Quartz: Experimental Study, Journal of Geophysical Research, 2008, 113, B11304.
15. Песчанская Н. Н., Смирнов Б. И., Шпейзман В. В. Скачкообразная микродеформация в наноструктурных материалах // ФТТ. — 2008. — Т. 50. — № 5.
16. Лебедев С. В., Савич С. В. Параметры скачкообразной деформации сплава Al — 3% Mg в интервале температур (210 – 350) К // Вісник ХНУ. — 2010. — № 915. — Серія “Фізика”. — Вип. 14.
17. Машинский Э. И. Эффект Портевена – Ле Шателье в осадочных породах в сейсмическом диапазоне деформаций // Теория и практика вибросейсмического зондирования Земной коры. — Новосибирск: Изд. ИГиГ СО АН СССР, 1988.
18. Машинский Э. И., Кочегаров Г. Г. Квазимикропластическая неупругость горных пород // ДАН. — 1992. — Т. 324. — № 6.
19. Машинский Э. И. Процессы квазимикропластичности и нелинейная сейсмика // Физика Земли. — 1994. — № 2.
20. Машинский Э. И., Кочегаров Г. Г., Кокшаров В. З.,Чаплыгин В. Н. Экспериментальные исследования квазимикропластичности пород при деформации сжатием // Геология и геофизика. — 1994. — № 12.
21. Mashinskii E. I. Non-linear stress-strain relation in sedimentary rocks and its effect on seismic wave velocity, Geophysica (Finland), 2005b, 41 (1, 2).
22. Raphanel J., Dimanov A., Nazarova L. A., Nazarov L. A., and Artemova A. I. High temperature rheology of synthetic two-phase gabbroic aggregates: microstructural heterogeneities and local deformation mechanisms, Journal of Mining Science, 2010, 5.
23. Назарова Л. А., Назаров Л. А., Эпов М. И., Ельцов И. Н. Нелинейные процессы эволюции геомеханических полей природных и техногенных объектов // Вестн. Нижегородского гос. ун-та им. Н. И. Лобачевского. — 2011. — № 4 (2).
24. Назарова Л. А., Назаров Л. А., Эпов М. И., Ельцов И. Н. Эволюция геомеханических и электрогидродинамических полей в массиве горных пород при бурении глубоких скважин // ФТПРПИ. —2013. — № 5.
25. Машинский Э. И. Амплитудно-зависимые эффекты при распространении продольной сейсмической волны в межскважинном пространстве // Физика Земли. — 2007. — Т. 43. — № 8.
26. Mashinskii E. I. Seismo-microplasticity phenomenon in the rocks, Natural Science, 2010, 2 (3).
27. Mashinskii E. I. Microplasticity effect in low-velocity zone induced by seismic wave, Journal of Applied Geophysics, 2012, 83.
28. Qiang J. B., Xie G. Q., Zhang W., and Inoue A. Unusual room temperature ductility of a Zr-based bulk metallic glass containing nanoparticles, Applied Physics Letters, 2007, 90, 231907.
29. Nishino Y., Asano S. Amplitude-dependent internal friction and microplasticity in thin-film materials, Journal de Physique IV, 1996, 6.
30. Golovin I. S., Sinning H.-R., Goken J., and Riehemann W. Fatigue-related damping in some cellular metallic materials, Materials Science and Engineering, 2004, A 370.
31. Sapozhnikov K. V., Vetrov V. V., Pulnev S. A., and Kustov S. B. Acousto-pseudoelastic effect and internal friction during stress-induced martensitic transformations in Cu – Al – Ni single crystals. Scripta Materialia, 1996, 34 (10).
32. Smirnov B. I., Shpeizman V. V., Peschanskaya N. N., and Nikolaev R. K. Effect of magnetic field on microplastic strain rate for C60 single crystals, Physics of the Solid State, 2002, 44 (10).
33. Шибков А. А., Золотов А. Е., Желтов М. А. Акустический предвестник неустойчивой пластической деформации алюминий-магниевого сплава АМг6 // ФТТ. — 2010. — Т. 52. — Вып. 11.
34. Bradby J. E., Williams J. S. Pop-in events induced by spherical indentaton ib compound semiconductors, J. Mater. Res., 2004, 19, No. 1.
35. Lorenz D., Zeckzer A., Hilpert U., and Grau P. Pop-in effect as homogenous nucleation of dislocationsduring nanoidentation, Physical Review, 2003, B 67, 172101.
36. Sheng-Nian Luo J. G., Swadener Chi Ma., and Oliver Tschauner. Examining crystallographic orientation dependence of hardness of silica stishovite, Physica, 2007, B 390.
37. Yarushina V. M., Podladchikov Y. Y. Micriscale yielding as mechanism for low-frequency imtrinsic seismic wave attenuation. 70th EAGE Conference & Exhibition – Rome, Italy, 9 – 12 June 2008.
38. Yarushina V. M., Podladchikov Y. Y. Plastic yielding as a frequency and amplitude independent mechanism of seismic wave attenuation, Geophysics, 2010, 75, 3.
39. Mashinskii, E. I. Nonlinear amplitude-frequency characteristics of attenuation in rock under pressure, Journal of Geophysics and Engineering, 2006, 3.

УДК 550.348.4, 550.348.098 

ТЕХНОГЕННАЯ СЕЙСМИЧНОСТЬ РАЗРЕЗОВ КУЗБАССА (БАЧАТСКОЕ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЕ 18 ИЮНЯ 2013 Г.)
А. Ф. Еманов, А. А. Еманов, А. В. Фатеев, Е. В. Лескова, Е. В. Шевкунова, В. Г. Подкорытова

Алтае-Саянский филиал Геофизической службы СО РАН,
просп. Академика Коптюга, 3, 630090, г. Новосибирск, Россия
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН,
просп. Академика Коптюга, 3, 630090, г. Новосибирск, Россия
Новосибирский государственный университет,
ул. Пирогова, 2, 630090, г. Новосибирск, Россия

Представлены данные о крупнейшем техногенном землетрясении при добыче твердых полезных ископаемых на Земле — Бачатском (ML = 6.1), произошедшем 18 июня 2013 г. в Кузбассе. Сейсмическая активизация в районе разреза “Бачатский” в 2012 – 2013 гг. трижды сопровождалась крупными землетрясениями, создавшими ощутимые воздействия на населенные пункты Кузбасса. Проанализированы результаты экспериментов с временными сетями сейсмологических станций в 2012 г. и при регистрации афтершокового процесса Бачатского землетрясения в 2013 г. Установлено существование сейсмической активности на уровне малых энергий под разрезами “Бачатский” и “Шестаки”. Выявлено, что мелкие землетрясения концентрируются под центральной частью разреза, а наиболее крупные — около бортов, при этом глубина очагов составляет 3 – 4 км.

Техногенное землетрясение, наведенная сейсмичность, углеразрез “Бачатский”, Кузбасс, афтершоки, сеть временных сейсмостанций

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Семибаламут В. М., Рыбушкин А. Ю. Комплекс автономных регистраторов сейсмических сигналов высокого разрешения // Проблемы сейсмологии III тысячелетия: материалы междунар. геофиз. конф. (г. Новосибирск, 15 – 19 сент. 2003 г.) — Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2003.
2. Еманов А. Ф., Еманов А. А., Лескова Е. В., Фатеев А. В., Семин А. Ю. Сейсмические активизации при разработке угля в Кузбассе // Физ. мезомеханика. — 2009. — Т. 12. — № 1.
3. Еманов А. Ф., Еманов А. А., Фатеев А. В., Лескова Е. В., Шевкунова Е. В., Манушина О. А., Демидова А. А., Ворона У. И., Смоглюк А. С. Наблюдения с временными сетями: Экспериментальные исследования триггерных эффектов в развитии наведенной сейсмичности в Кузбассе // Землетрясения России в 2009 году. —– Обнинск: ГС РАН, 2011.
4. Опарин В. Н., Еманов А. Ф., Востриков В. И., Цибизов Л. В. О кинетических особенностях развития сейсмоэмиссионных процессов при отработке угольных месторождений Кузбасса // ФТПРПИ. — 2013. — № 4.

УДК 51.72, 539.3 

ДЕФОРМИРОВАНИЕ СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛА ВОКРУГ ЖЕСТКОГО ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО ВКЛЮЧЕНИЯ
С. В. Клишин, О. А. Микенина, А. Ф. Ревуженко

Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН,
Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия

Выполнено численное исследование напряженно-деформированного состояния сыпучего материала в окрестности жесткого цилиндрического включения. Рассматривается случай сложного нагружения с непрерывным поворотом направления сдвига. Учитывались дилатансия, сухое трение, вязкость. Показано, что при определенных условиях на жесткое включение действует момент, который стремится повернуть его в направлении, противоположном направлению сдвига. Дано сопоставление с экспериментом.

Напряженное состояние, гранулированный материал, численный анализ, метод дискретных элементов, жесткое включение, вязкость

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 13–05–00432).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ревуженко А. Ф., Косых В. П., Бобряков А. П. О локализованном пластическом течении геосреды вокруг жесткого включения // ФТПРПИ. — 1998. — № 6.
2. Бобряков А. П., Ревуженко А. Ф. Экспериментальное моделирование спиральных линий скольжения в сыпучих материалах // ФТПРПИ. — 2009. — № 2.
3. Краус Е. И., Лавриков С. В., Медведев А. Е., Ревуженко А. Ф., Шабалин И. И. Моделирование эффекта дифференциального вращения при сложном нагружении сыпучих сред // ПМТФ. — 2009. — Т. 50. — № 4.
4. Bobet A., Fakhimi A., Johnson S., Morris J., Tonon F., Yeung M. Numerical Models in Discontinuous Media: Review of Advances for Rock Mechanics Applications, J. Geotech. Geoenviron. Eng., 2009, Vol. 135, Issue 11.
5. Игошкин А. М., Головнев И. Ф., Фомин В. М. Молекулярно-динамическое исследование влияния температуры подложки на термомеханические характеристики формируемых из газовой фазы нанопленок // Физ. мезомеханика. — 2013. — Т. 16. — № 1.
6. Годунов С. К., Киселев С. П., Куликов И. М., Мали В. И. Численное и экспериментальное моделирование образования волн при сварке взрывом // Труды Математического института им. В. А. Стеклова. — 2013. — Т. 281.
7. Williams J. R., O’Connor R. Discrete Element Simulation and the Contact Problem, Archives of Computational Methods in Engineering, 1999, Vol. 6, Issue 4.
8. Potyondy D. O., Cundall P. A. A bonded particle model for rock, International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 2004, Vol. 41, Issue 8.
9. Kolonko M., Raschdorf S., Wasch D. A hierarchical approach to simulate the packing density of particle mixtures on a computer, Granular Matter, 2010, Vol. 12, Issue 6.
10. Labra C., Onate E. High-density sphere packing for discrete element method simulations // Communications in Numerical Methods in Engineering, 2009, Vol. 25, Issue 7.
11. Ревуженко А. Ф. Приливные волны и направленный перенос масс Земли. — Новосибирск: Наука, 2013.

УДК 539.371: 532.546 

ПРОСТЕЙШИЕ МОДЕЛИ ДЕФОРМИРОВАНИЯ ПОРОУПРУГОЙ СРЕДЫ, НАСЫЩЕННОЙ ФЛЮИДАМИ
О. Б. Бочаров, В. Я. Рудяк, А. В. Серяков

Новосибирский технологический центр компании Baker Hughes,
просп. Кутателадзе, 4а, 630128, г. Новосибирск, Россия
Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет,
ул. Ленинградская, 113, 630008, г. Новосибирск, Россия

Анализируется совместная модель двухфазного течения в пористой среде и деформирования порового пространства. Модель включает в себя уравнения переноса компонент среды (флюида и пористого скелета), полученные на основе законов сохранения, условия совместности деформирования и замыкающие уравнения в форме обобщенного закона Гука. Показано, что система определяющих уравнений содержит ряд малых параметров, разложение по которым позволяет построить иерархическую последовательность моделей, соответствующих определенным условиям деформирования среды. В явном виде выписаны модели нулевого и первого приближения. Установлено, что в случае несжимаемости компактных фаз уравнения первого приближения переходят в систему, аналогичную модели Баклея – Леверетта, но с учетом изменения порового пространства. Уравнения нулевого приближения описывают поведение пористой среды при условии сохранения объема. В данном случае уравнение на поровое давление отделяется от системы уравнений для упругого скелета. Для модели нулевого приближения построены аналитические решения в цилиндрических координатах, характеризующиеся наличием сдвиговых напряжений, способных вызвать разрушение.

Пороупругость, теория смесей, метод масштабов, насыщенная пористая среда, совместная модель, среда с сохранением объема, аналитические решения

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Biot M. General Theory of Three Dimensional Consolidation, J. Appl. Phys., 1941, Vol. 12, No. 2.
2. Френкель Я. И. К теории сейсмических и сейсмоэлектрических явлений во влажной почве // Изв. АН СССР. — 1944. — Т. 8. — №. 4.
3. Николаевский В. Н. О распространении продольных волн в насыщенных жидкостью упругих пористых средах // Инж. журн. — 1963. — Т. 3. — Вып. 2.
4. Золотарев П. П. Распространение звуковых волн в насыщенной газом пористой среде с жестким скелетом // Инж. журн. — 1964. — Т. 4.
5. Рахматулин Х. А. Основы газодинамики взаимопроникающих движений сжимаемых сред // ПММ. — 1956. — Т. 20.
6. Brutsaert W. The Propagation of Elastic Waves in Unconsolidated Unsaturated Granular Medium, J. Geophys. Res., 1964, Vol. 69, No. 2.
7. Berryman J. G. and Thigpen L. Nonlinear and Semilinear Dynamic Poroelasticity With Microstructure, J. Mech. Phys. Solids., 1985, Vol. 33, No. 2.
8. Lo Wei-Cheng, Sposito G., and Majer E. Immiscible Two-phase Fluid Flows in Deformable Porous Media, Advanced in Water Rescources, 2002, Vol. 25.
9. Biot M. Generalized theory of acoustic propagation in porous dissipative media, J. Acoust. Soc. Am., 1962, Vol. 34.
10. Городецкая Н. С. Волны в пористо-упругих насыщенных жидкостью средах // Акуст. вестн. — 2007. — Т. 10. — № 2.
11. Ельцов И. Н., Назаров Л. А., Назарова Л. А., Нестерова Г. В., Эпов М. И. Интерпретация геофизических измерений в скважинах с учетом гидродинамических процессов в зоне проникновения // ДАН. — 2012. — Т. 445. — № 6.
12. Нигматулин Р. И. Динамика многофазных сред. Ч. 1. — М.: Наука, 1987.
13. Рудяк В. Я., Белкин А. А. Уравнения многожидкостной гидродинамики // Мат. моделирование. — 1996. — Т. 8. — № 6.
14. Рудяк В. Я., Белкин А. А. Уравнения многожидкостной гидродинамики для гетерогенных систем с вращательными степенями свободы // СибЖИМ. — 2002. — Т. 5. — № 1(9).
15. Рудяк В. Я. Статистическая аэрогидромеханика. Т. 2. Гидроаэромеханика. — Новосибирск: НГАСУ, 2005.
16. Маскет М. Течение неоднородных жидкостей в пористых средах. — М.; Л.: Гостоптехиздат, 1949.
17. King M. S., Marsden J. R., Dennis J. W. Biot dispersion for P- and S-wave velocities in partially and fully saturated sandstones, Geophysical Prospecting, 2000, Vol. 48.
18. Brown R. J. S., Korringa J. On the dependence of elastic properties of a porous rock on the compressibility of the pore fluid, Geophysics, 1975, Vol. 40, No. 4.
19. Biot M. A. and Willis D. G. The Elastic Coefficients of the Theory of Consolidation, J. of Applied Mechanics, Trans. ASME, 1956, Vol. 24.
20. Рекач В. Г. Руководство к решению задач по теории упругости. — М.: Высш. шк., 1966.
21. Солонников В. А. Переопределенные эллиптические краевые задачи. — Л.: Наука, 1971.
22. Ашихмин С. Г. Научные основы методов прогноза напряженно-деформированного состояния горных пород при разработке месторождений нефти и газа: автореф. дис. … д-ра техн. наук. — Пермь, 2008.
23. Wang H. F. Theory of Linear Poroelasticity with Applications to Geomechanics and Hydrology — Princeton: Princeton University Press, 2000.
24. Coussy O. Poromechanics, John Willey & Sons Ltd., 2004.
25. Иванова Ю. Е. Метод возмущений в динамике деформирования несжимаемых упругих сред: автореф. дис. … канд. физ.-мат. наук. — Владивосток, 2007.
26. Cui L., Kaliakin V. N., Abousleiman Y., and Cheng A. H.-D. Finite Element Formulation and Application of Poroelastic Generalized Plane Strain Problems, Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 1997, Vol. 34, No. 6.
27. Зайцев В. Ф., Полянин А. Д. Справочник по обыкновенным дифференциальным уравнениям. —М.: Физматлит, 2001.
28. Прудников А. П., Брычков Ю. А., Маричев О. И. Интегралы и ряды: в 3 т. — 2-е изд., испр. — М.: Физматлит, 2003.
29. Шемякин Е. И., Фисенко Г. Л., Курленя М. В., Опарин В. Н. и др. Зональная дезинтеграция горных пород вокруг подземных выработок. Ч. I // ФТПРПИ. — 1986. — № 3.
30. Манаков А. В., Рудяк В. Я. Алгоритм совместного моделирования процессов фильтрации и геомеханика в прискважинной зоне // Сиб. журн. индустр. математики. — 2012. — Т. 15. — № 1(49).
31. Рудяк В. Я., Серяков А. В. Влияние неоднородности корки бурового раствора на напряженное состояние коллектора // ФТПРПИ. — 2012. — № 4.

УДК 620.179.17/[622.(833.5+692.4:539.4):624.042.(62+63)]

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕРМОСТИМУЛИРОВАННОЙ АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ ОБРАЗЦОВ ГОРНЫХ ПОРОД РАЗЛИЧНЫХ ГЕНОТИПОВ ПРИ ОДНООСНОМ НАГРУЖЕНИИ
В. Л. Шкуратник, Е. А. Новиков, Р. О. Ошкин

Национальный исследовательский технологический университет “МИСиС”,
E-mail: ftkp@mail.ru, Ленинский проспект, 4, 119049, г. Москва, Россия

Экспериментально исследованы и теоретически обоснованы закономерности низкотемпературной термостимулированной акустической эмиссии (ТАЭ), возникающей в образцах горных пород различных генотипов и пористости при одноосном механическом нагружении. Показано качественное соответствие этих закономерностей для магматических, метаморфических и осадочных горных пород. Проведено сопоставление границ стадий деформирования испытуемых горных пород, определенных по традиционной методике, основанной на деформационных измерениях, при механическом нагружении образцов, и измерении по предлагаемому ТАЭ методу. Дано объяснение механизмов, лежащих в основе рассмотренных термоакустоэмиссионных явлений, связанных с переходом объектов контроля из одной стадии деформирования в другую в зависимости от исходной дефектно-пористой структуры геоматериала. Показана возможность использования метода ТАЭ для контроля действующих в массиве напряжений и их пространственно-временной динамики.

Горные породы, генотип, одноосное сжатие, термостимулированная акустическая эмиссия, теоретическое обоснование, напряженно-деформированное состояние, пористость

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, грант № 13–05–00168.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Опарин В. Н., Усольцева О. М., Семенов В. Н., Цой П. А. О некоторых особенностях эволюции напряженно-деформированного состояния образцов горных пород со структурой при их одноосном нагружении // ФТПРПИ. — 2013. — № 5.
2. Лавров В. В., Шкуратник В. Л. Акустическая эмиссия при деформировании и разрушении горных пород (обзор) // Акуст. журн. — 2005. — Т. 51 (Приложение).
3. Вознесенский А. С., Набатов В. В., Куткин Я. О., Новиков Е. А. Структурная диагностика горных пород на основе анализа термоакустической эмиссии // Геодинамика и напряженное состояние недр Земли: тр. Всерос. конф., посвященной 80-летию акад. М. В. Курлени. Т. 1. — Новосибирск, 2011.
4. Шкуратник В. Л., Новиков Е. А. Диагностика структурных нарушений образцов скальных горных пород по параметрам термостимулированной в них акустической эмиссии // XIII междунар. конф. “Физико-химические и петрофизические исследования в науках о Земле”. — М.: ИГЕМ РАН, 2012.
5. Баранов В. М., Гриценко А. И. и др. Акустическая диагностика и контроль на предприятиях топливно-энергетического комплекса. — М.: Наука, 1998.
6. Шкураник В. Л., Новиков Е. А. О взаимосвязи термостимулированной акустической эмиссии скальных горных пород с их пределом прочности при сжатии // ФТПРПИ. — 2012. — № 4.
7. Шкуратник В. Л., Новиков Е. А. О взаимосвязи термостимулированной акустической эмиссии с напряженно-деформированным состоянием геоматериала и переходом его в стадию предразрушения // Труды ХХ Всерос. конф. с участием иностр. ученых “Геомеханика и напряженное состояние недр Земли.” — Новосибирск, 2013.
8. ГОСТ 21153.2–84. Породы горные. Методы определения предела прочности при одноосном сжатии. — М.: Изд-во стандартов, 2001.
9. ГОСТ 30629–2011. Материалы и изделия облицовочные из горных пород. Методы испытаний. — М.: Стандартинформ, 2012.
10. ГОСТ 28985–91. Породы горные. Метод определения деформационных характеристик при одноосном сжатии. — М.: Изд-во стандартов, 1991.
11. Филимонов Ю. Л. Закономерности акустической эмиссии при деформировании соляных горных пород: автореф. дис. … канд. техн. наук. — М.: МГУ, 2002.
12. Вознесенский А. С., Тавостин М. Н. Акустическая эмиссия угля в состоянии запредельного деформирования // ФТПРПИ. — 2005. — № 4.
13. Соболев Г. А., Пономарев А. В., Кольцов А. В., Салов Б. Г., Бабичев О. В., Терентьев В. А., Патонин А. В., Мострюков А. О. Возбуждение акустической эмиссии упругими импульсами // Физика Земли. — 2001. — № 1.

УДК 621.396.96:51 

ЧАСТОТНО-ВРЕМЕННОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ГЕОРАДИОЛОКАЦИОННЫХ РАЗРЕЗОВ НА ОСНОВЕ НЕПРЕРЫВНОГО ВЕЙВЛЕТ-ПРЕОБРАЗОВАНИЯ
К. О. Соколов

Институт горного дела Севера им. Н. В. Черского СО РАН,
E-mail:_ksokolov@mail.ru, просп. Ленина, 43, г. Якутск, 677980, Россия

Предложен способ обработки георадиолокационных разрезов на основе непрерывного вейвлет-преобразования для оценки поглощения электромагнитной энергии в изучаемой среде. С помощью разработанного метода показана возможность локализации неоднородностей мерзлого горного массива повышенной электропроводимости.

Георадиолокация, вейвлет-анализ, криолитозона, неоднородности горного массива

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Хмелевской В. К., Горбачев Ю. И., Калинин А. В., Попов М. Г., Селиверстов Н. И., Шевнин В. А. Геофизические методы исследований: учеб. пособие. — Петропавловск-Камчатский: Изд-во КГПУ, 2004.
2. Изюмов С. В., Дручинин С. В., Вознесенский А. С. Теория и методы георадиолокации: учеб. пособие. — М.: Горная книга, МГГУ, 2008.
3. Манштейн А. К. Малоглубинная геофизика: пособие по спецкурсу. — Новосибирск: Изд-во НГУ, 2002.
4. Нерадовский Л. Г. Методическое руководство по изучению многолетнемерзлых пород методом динамической георадиолокации: избр. тр. Рос. школы по проблемам науки и технологий. — М.: Изд-во РАН, 2009.
5. Куляндин Г. А., Федорова Л. Л., Омельяненко А. В., Оленченко В. В. Определение электрофизических свойств пород горного массива методом георадиолокационного каротажа // ГИАБ. —2011. — № 8.
6. Хакиев З. Б. Определение свойств грунта георадиолокационным методом // Радиолокация и радиосвязь: докл. III Всерос. конф. — М., 2009.
7. Денисов Р. Р., Капустин В. В. Обработка георадарных данных в автоматическом режиме // Геофизика. — 2010. — № 4.
8. Irving J. D., Knight R. J. Removal of wavelet dispersion from ground-penetrating radar data, Geophysics, 2003, Vol. 68, No. 3.
9. Baili J., Lahouar S., Hergli M., Amimi A., Besbes K. Application of the Discrete Wavelet transform to Denoise GPR Signals, J. Baili, Second International Symposium on Communications, Control and Signal Processing, Marrakech, 13–15 March 2006.
10. Федорова Л. Л., Соколов К. О. Георадиолокация массива горных пород россыпных месторождений криолитозоны, перекрытого электропроводящим слоем // ГИАБ. — 2011. — № 8.
11. Финкельштейн М. И., Карпухин В. И., Кутев В. А., Метелкин В. Н. Подповерхностная георадиолокация. — М.: Радио и связь, 1994.
12. Дручинин С. В., Лещанский Ю. И., Подшибякин Н. Г. Влияние проводимости грунта на форму и амплитуду импульсных сигналов георадиолокатора // Проблемы дифракции и распространения волн: междувед. сб. — М.: МФТИ, 1994.

УДК 622.112.3:624.046 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЕФОРМАЦИОННЫХ КРИТЕРИЕВ УСТОЙЧИВОСТИ ПОРОД КРОВЛИ И АНКЕРНОЙ КРЕПИ
М. А. Розенбаум, Д. Н. Демёхин

Национальный минерально-сырьевой университет “Горный”,
ВО, 21-я линия, 2, 199106, г. Санкт-Петербург, Россия

Рассмотрены вопросы поэтапного крепления горных выработок. На моделях из эквивалентных материалов определены допустимые значения расслоения пород кровли, при которых необходимо устанавливать крепь в соответствии с полным паспортом крепления. Рассчитаны критические смещения, после реализации которых применение поэтапного крепления невозможно.

Горная выработка, анкерная крепь, поэтпаное крепление, устойчивость, допустимые смещения, критические смещения, модель из эквивалентных материалов

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Стариков А. П., Снижко В. Передовой опыт скоростного проведения горных выработок на шахте “Заречная” в Кузбассе // Уголь. — 2008. — № 11.
2. Олтаунян П. Системы скоростной проходки выработок в странах Европы // Глюкауф. — 2001. — № 11.
3. Коренной Ю. П., Власенко Д. С., Демёхин Д. Н. Расчет параметров двухуровневой анкерной крепи горных выработок // Сборник научных трудов ВНИМИ. — 2012.
4. Магдыч В. И., Егоров А. П., Емельянов А. Е. Перспектива развития и внедрения технологии поэтапного проведения и анкерного крепления пластовых подготовительных выработок большого сечения на шахтах Кузбасса // Сборник научных трудов ВНИМИ. — 2012.
5. Якоби О. Практика управления горным давлением. — М.: Недра, 1987.
6. Зональная дезинтеграция горных пород и устойчивость подземных выработок / В. Н. Опарин, А. П. Тапсиев, М. А. Розенбаум и др. — Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2008.
7. Глушихин Ф. П., Кузнецов Г. Н., Шклярский М. Ф. и др. Моделирование в геомеханике. — М.: Недра, 1991.

РАЗРУШЕНИЕ ГОРНЫХ ПОРОД

УДК 539.375 

РАСПРОСТРАНЕНИЕ ТРЕЩИНЫ ГИДРОРАЗРЫВА В СЖАТОМ КВАЗИРЕГУЛЯРНОМ БЛОЧНОМ МАССИВЕ ГОРНОЙ ПОРОДЫ
П. А. Мартынюк, Е. Н. Шер

Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН,
Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия

Проанализировано влияние нерегулярности строения сжатого блочного массива на процесс развития трещины гидроразрыва. Исследован предельный случай, когда двуосное поле сжатия является изотропным.

Гидроразрыв, блочный массив, поле сжатия, раскрытие трещин

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Садовский М. А. Естественная кусковатость горной породы // ДАН СССР. — 1979. — Т. 247. — № 4.
2. Опарин В. Н., Тапсиев А. П., Розенбаум М. А. и др. Зональная дезинтеграция горных пород и устойчивость подземных выработок / отв. ред. М. А. Гузев. — Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2008.
3. Мартынюк П. А., Шер Е. Н. Развитие трещины гидроразрыва в сжатом блочном массиве // ФТПРПИ. — 2010. — № 5.
4. Мартынюк П. А. Особенности развития трещин гидроразрыва в поле сжатия // ФТПРПИ. — 2008. — № 6.
5. Саврук М. П. Двумерные задачи упругости для тел с трещинами. — Киев: Наук. думка, 1981.
6. Панасюк В. В., Саврук М. П., Дацышин А. П. Распределение напряжений около трещин в пластинах и оболочках. — Киев: Наук. думка, 1976.
7. Осив П. Н., Саврук М. П. Определение напряжений в бесконечной пластине с ломаной или ветвящейся трещиной // ПМТФ. — 1983. — № 2.
8. Саврук М. П., Осив П. Н., Прокопчук Н. В. Численный анализ в плоских задачах теории трещин. — Киев: Наук. думка, 1989.
9. Мартынюк П. А., Шер Е. Н. Особенности формирования трещин отрыва в горных породах при сжатии // ФТПРПИ. — 2004. — № 6.

УДК 622.23.02 

ЛОКАЛЬНЫЙ МИНИМУМ ЭНЕРГОЕМКОСТИ РАЗРУШЕНИЯ СКАЛЬНЫХ ПОРОД В ДИАПАЗОНЕ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУР
Е. В. Захаров, А. С. Курилко

Институт горного дела Севера им. Н. В. Черского СО РАН, E-mail: zaharoff@igds.ysn.ru,
просп. Ленина, 43, 677980, г. Якутск, Россия

Приведены результаты исследований по определению влияния отрицательных температур на удельную энергоемкость разрушения горных пород. Установлено, что энергоемкость разрушения известняков карьеров “Удачный” и “Мохсоголлох”, а также кимберлита трубок “Интернациональная” и “Удачная” в диапазоне температур от – 5 до – 15°С существенно снижается.

Энергоемкость разрушения, отрицательные температуры, карбонатные породы, кимберлит

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Потемкин С. В. Разупрочнение мерзлых и сцементированных пород россыпных месторождений: практ. и учеб. пособие. — М.: МГГА, 1995.
2. Цытович Н. А. Механика грунтов. — М.: Госстройиздат, 1963.
3. Зеленин А. Н. Основы разрушения грунтов механическими способами. — М.: Машиностроение, 1968.
4. Федулов А. И., Иванов Р. А. Удельные показатели процесса разрушения материалов и оценки технического уровня ударных машин // ФТПРПИ. — 2006. — № 1.
5. Ржевский В. В., Новик Г. Я. Основы физики горных пород: учебник для вузов. — М.: Недра, 1984.
6. Москалев А. Н., Пигида Е. Ю., Керекелица Л. Г., Вахалин Ю. Н. Разрушение горных пород при термоциклическом воздействии. — Киев: Наук. думка, 1987.
7. Захаров Е. В., Курилко А. С. Энергетические показатели разрушения горных пород и их зависимость от температурного фактора // Наука и образование. — 2009. — № 1 (53).
8. Барон Л. И., Коняшин Ю. Г., Курбатов В. М. Дробимость горных пород. — М.: Изд-во АН СССР, 1963.
9. Каркашадзе Г. Г. Механическое разрушение горных пород. — М.: Изд-во МГГУ, 2004.
10. Курилко А. С. Экспериментальные исследования влияния циклов замораживания – оттаивания на физико-механические свойства горных пород. — Якутск: ЯФ ГУ Изд-во СО РАН, 2004.
11. Курилко А. С., Новопашин М. Д. Об особенностях влияния низкой температуры на прочность вмещающих пород и кимберлита трубки “Удачная” // ФТПРПИ. — 2005. — № 2.

УДК 550.343.6 + 622.831.32 

ПРОГНОЗ ОБРУШЕНИЙ НА РУДНИКАХ ПО ДАННЫМ СЕЙСМИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА
В. И. Герман

ГПКК “Красноярский научно-исследовательский институт геологии и минерального сырья”,
E-mail: germanv@rambler.ru, просп. Мира, 55, 660049, г. Красноярск, Россия

Рассматривается физический смысл характеристик сейсмичности, наиболее часто используемых для оценки опасности развития обрушений на рудниках. Описывается и обосновывается на основе механики разрушения модифицированный концентрационный критерий разрушения твердых тел, который успешно применяется для прогноза обрушений на Жезказганском медном месторождении.

Прогноз обрушений, сейсмический мониторинг, концентрационный критерий разрушения, параметр сближения сейсмических событий

Работа выполнена при частичной финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 13–05–00158 А).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Куксенко В. С., Инжеваткин И. Е., Манжиков Б. Ц., Станчиц С. А., Томилин Н. Г., Фролов Д. И. Физические и методические основы прогнозирования горных ударов // ФТПРПИ. — 1987. — № 1.
2. Tomilin N. G., Voinov K. A. Technique and results of the rock burst prediction, Proceedings of the International Conference on Mechanics of jointed and faulted rock, Rotterdam: Balkema, 1995.
3. Маловичко А. А., Завьялов А. Д., Козырев А. А. Горные удары // Природные опасности России. Т. 1. Сейсмические опасности. — М.: Крук, 2000.
4. Mansurov V. A. Prediction of Rockbursts by Analysis of Induced Seismicity Data. Int. J. of Rock Mechanics and Mining Sci., 2001, Vol. 38, No. 6.
5. Сейсмичность при горных работах / под ред. Н. Н. Мельникова. — Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 2002.
6. Техногенная сейсмичность при горных работах: модели очагов, прогноз, профилактика: сб. докл. Междунар. совещ. Т. 2. — Апатиты: КНЦ РАН, 2004.
7. Рассказов И. Ю., Аникин П. А., Мигунов Д. С., Искра А. Ю. Результаты геоакустического контроля удароопасности на рудниках Дальнего Востока // ГИАБ. — 2008. — № 11.
8. Журков С. Н., Куксенко В. С., Петров В. А., Савельев В. Н., Султонов У. С. О прогнозировании разрушения горных пород // Изв. АН СССР. Физика Земли. — 1977. — № 6.
9. Куксенко В. С. Кинетические аспекты процесса разрушения и физические основы его прогнозирования // Прогноз землетрясений. — Душанбе – Москва: Дониш. — 1983. — № 4.
10. Дамаскинская Е. Е., Куксенко В. С., Томилин Н. Г. Двухстадийная модель разрушения горных пород // Физика Земли. — 1994. — № 10.
11. Журков С. Н. Кинетическая концепция прочности твердых тел // Вестн. АН СССР. — 1968. — № 3.
12. Журков С. Н., Куксенко В. С., Петров В. А., Савельев В. Н., Султонов У. С. Концентрационный критерий объемного разрушения твердых тел // Физические процессы в очагах землетрясений / под ред. М. А. Садовского, В. И. Мячкина. — М.: Наука, 1980.
13. Соболев Г. А., Завьялов А. Д. О концентрационном критерии сейсмогенных разрывов // ДАН СССР. — 1980. — Т. 252. — № 1.
14. Завьялов А. Д. Среднесрочный прогноз землетрясений. — М.: Наука, 2006.
15. Ребецкий Ю. Л. Состояние и проблемы теории прогноза землетрясений. Анализ основ с позиции детерминированного подхода // Геофиз. журн. — 2007. — Т. 29. — № 4.
16. Макаров П. В., Смолин И. Ю., Стефанов Ю. П., Кузнецов П. В., Трубицын А. А., Трубицына Н. В., Ворошилов С. П., Ворошилов Я. С. Нелинейная механика геоматериалов и геосред. — Новосибирск: Гео, 2007.
17. Герман В. И., Мансуров В. А. Мониторинг индуцированной сейсмичности и процедура выделения очагов горных ударов // ФТПРПИ. — 2002. — № 4.
18. Мячкин В. И., Костров Б. В., Соболев Г. А., Шамина О. Г. Основы физики очага и предвестники землетрясений // Физика очага землетрясения. — М.: Наука, 1975.
19. Завьялов А. Д. От кинетической теории прочности и концентрационного критерия разрушения к плотности сейсмогенных разрывов и прогнозу землетрясений // ФТТ. —– 2005. — Т. 47. — № 6.
20. Соболев Г. А., Челидзе Т. Л., Завьялов А. Д., Славина Л. Б., Николадзе В. Е. Карты ожидаемых землетрясений, основанные на комплексе сейсмологических признаков // Изв. АН СССР. Физика Земли. — 1990. — № 11.
21. Кособоков В. Г. Прогноз землетрясений: основы, реализация, перспективы // Прогноз землетрясений и геодинамические процессы. Ч. I (Вычислительная сейсмология, вып. 36). — М.: ГЕОС, 2005.
22. Маловичко А. А., Маловичко Д. А., Дягилев Р. А. Сейсмологический мониторинг на рудниках Верхнекамского месторождения калийных солей // Горн. журн. — 2008. — № 10.
23. Методические указания по экспресс-оценке состояния выработанного пространства Жезказганского месторождения. — Караганда, 1999.
24. Алипбергенов М. К., Мансуров В. А., Сатов М. Ж., Макаров А. Б. Современный комплексный мониторинг — надежный инструментарий для повышения эффективности и безопасности горных работ // Горн. журн. — 2002. — № 5.
25. Мулев С. Н., Марысюк В. П., Анохин А. Г., Наговицин Ю. Н. Причины, признаки и критерии повышения сейсмоактивности на глубоких рудниках Норильска // Горн. журн. — 2011. — № 2.
26. Беляева Л. И., Скакун А. П., Мулев С. Н. Методика прогноза удароопасного состояния массива в сейсмогеологических условиях поля шахты “Комсомольская” // ГИАБ. — 2009. — № 12.
27. Рассказов И. Ю. Контроль и управление горным давлением на рудниках Дальневосточного региона. — М.: Горн. книга, 2008.
28. Указания по безопасному ведению горных работ на месторождениях Горной Шории, склонных к горным ударам. — Новокузнецк, 1991.
29. Мансуров В. А., Герман В. И. Прогноз обрушений на Жезказганском месторождении по данным сейсмического мониторинга // Горн. журн. — 2007. — № 1.
30. Герман В. И., Мансуров В. А. Прогноз обрушений на Жезказганском медном месторождении // ГИАБ. — 2010. — № 1.
31. Герман В. И. Разработка формализованной методики выделения микросейсмических данных, соответствующих подготовке горных ударов // Физические основы прогнозирования разрушения горных пород: материалы 1-й Междунар. школы-семинара. — Красноярск: СибГАУ, 2002.
32. Партон В. З. Механика разрушения: от теории к практике. — М.: Наука. 1990.
33. Das S., Scholz C. H. Theory of Time-Dependent Rupture in the Earth, J. Geophys. Res, 1981, Vol. 86.
34. Kagan Y. Y., Jackson D. D. Probabilistic forecasting of earthquakes, Geophys. J. Int., 2000, Vol. 143, No. 2.
35. Моги К. Предсказание землетрясений / пер. с англ. — М.: Мир, 1988.

ТЕХНОЛОГИЯ ДОБЫЧИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

УДК 622.271.3 

МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И ИНСТРУМЕНТАРИЙ ДЛЯ РАЗВИТИЯ РОБАСТНОГО УПРАВЛЕНИЯ ГОРНЫМИ РАБОТАМИ НА КАРЬЕРАХ. Ч. I: СИСТЕМА ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ В КОНТЕКСТЕ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ ДОБЫВАЕМОГО ПОЛЕЗНОГО ИСКОПАЕМОГО
Е. В. Фрейдина, А. А. Ботвинник, А. Н. Дворникова

Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН,
Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
Новосибирский государственный университет экономики и управления,
ул. Каменская, 52, 630091 г. Новосибирск, Россия

Обоснована актуальность, изложены концепция, принципы и инструментарий применения робастного управления в приложении к предприятиям по открытой добыче твердых полезных ископаемых. Показано, что на всех этапах для управления качеством выстраиваются пределы допустимой флуктуации показателей свойств добываемых углей и производительности погрузочного оборудования, а также ограничения на пространственное развитие элементов рабочей зоны разреза. Создание устойчивой работы производственной системы в установленных пределах и ограничениях — цель и возможности робастного управления. Представлены методологические основы и инструментарий применения робастного управления при открытой угледобыче.

Робастность, открытая разработка месторождений, робастное управление, предел допустимых отклонений, управление качеством, геоинформационное моделирование, полные и условно-динамические модели, карты качества, контрольные карты

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Моисеев Н. Н. Алгоритмы развития. — М.: Наука, 1987.
2. Певзнер Л. Д. Теория систем управления. — М.: Изд-во МГГУ, 2002.
3. Freidina E. V., Botvinnik A. A., Dvornikova A. N. On problem of the quarry management as a robast system, Proceedings of National scientific and technical conference of automation with international participation, Sofia, 2006.
4. Фрейдина Е. В., Третьяков А. С., Молотилов С. Г. Методы текущего планирования на карьерах. — Новосибирск: ИГД СО РАН, 1988.
5. Щадов М. И., Фрейдина Е. В., Ботвинник А. А., Дворникова А. Н. Системное управление качеством углей при открытой разработке месторождений // Уголь. — 2003. — № 2.
6. Ботвинник А. А., Дворникова А. Н. Картирование запасов по нескольким показателям при формировании качества угольной продукции // Наукоемкие технологии добычи и переработки полезных ископаемых: материалы III Междунар. науч.-практ. конф. — Новосибирск: ИГД СО РАН, 2003.
7. Ботвинник А. А. Интегрированная модель управления качеством выходного потока угля при открытой разработке свиты пластов // ФТПРПИ. — 2010. — № 3.
8. Фрейдина Е. В., Ботвинник А. А., Дворникова А. Н. Геоинформационные технологии в обосновании коммерческого потенциала угольного месторождения // Проблемы комплексного освоения георесурсов: материалы IV Всерос. науч. конф. — Хабаровск, 2011. — Т. 2.
9. Чекмарев А. Н., Барвинок В. А., Шалавин В. В. Статистические методы управления качеством. — М.: Машиностроение, 1999.
10. Фрейдина Е. В., Ботвинник А. А., Дворникова А. Н. Основы управления качеством добываемых углей в контексте международных стандартов ISO 9000 – 2000 // ФТПРПИ. — 2008. — № 6.

УДК 622.35:621.93.025.7 

АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ РЕЖИМОВ РАБОТЫ КАНАТНЫХ ПИЛ НА СЕБЕСТОИМОСТЬ ОТДЕЛЕНИЯ МОНОЛИТОВ КАМНЯ ОТ ПОРОДНОГО МАССИВА
Г. Д. Першин, М. С. Уляков

Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова,
просп. Ленина, 38, 455000, г. Магнитогорск, Россия

Приведены зависимости основных показателей процесса резания (производительность, расход энергии и алмазного инструмента) от режима работы канатной пилы при различной высоте добычного уступа. Разработана методика выбора рационального режима управления канатной пилой, учитывающая установленные зависимости производительности отделения монолита от массива и эксплуатационные затраты на его отделение от высоты уступа. Для возможности выбора рационального режима управления канатной пилой предложен комплексный технико-экономический показатель, характеризуемый затратами, отнесенными к интенсивности отделения объемов камня от массива.

Канатная пила, производительность, расход инструмента, удельная работа резания, себестоимость

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Бычков Г. В., Кокунин Р. В. Оптимальные способы вскрытия рабочих горизонтов на перспективных и эксплуатирующихся месторождениях природного камня // Добыча, обработка и применение природного камня: сб. науч. тр. / под ред. Г. Д. Першина. — Магнитогорск: Изд-во МГТУ, 2007.
2. Дубровский А. Б., Уляков М. С. Выбор оборудования при разработке Нижне-Санарского месторождения гранодиоритов // Горн. журн. — 2011. — № 5.
3. Першин Г. Д., Караулов Н. Г., Уляков М. С. The research of high-strength dimension stone mining technological schemes in Russia and abroad // Сборник научных трудов SWorld. — 2013. — Т. 11. — № 2.
4. Аглюков Х. И. Обоснование эффективности технологии добычи блочного гранита. Добыча, обработка и применение природного камня: сб. науч. тр. / под ред. Г. Д. Першина. — Магнитогорск: Изд-во МГТУ, 2003.
5. Першин Г. Д., Караулов Н. Г., Уляков М. С., Шаров В. Н. Features of diamond-wire saws application for rock overburden removal at marble quarry construction // Сборник научных трудов SWorld. — 2013. — Т. 14. — № 3.
6. Аглюков Х. И. Повышение качества технологии добычи блочного гранита. Экономика, управление, качество: межвуз. сб. науч. тр. — Магнитогорск: Изд-во МГТУ, 2003.
7. Аглюков Х. И. Налог на добычу полезных ископаемых. — Магнитогорск: Изд-во МГТУ, 2010.
8. Аглюков Х. И. Эффективность производства гранитного щебня // Добыча, обработка и применение природного камня: сб. науч. тр. — Магнитогорск: Изд-во МГТУ, 2009.
9. Першин Г. Д., Пшеничная Е. Г., Уляков М. С. Влияние режима управления работой канатной пилы на ее производительность // Добыча, обработка и применение природного камня: сб. науч. тр. / под ред. Г. Д. Першина. — Магнитогорск: Изд-во МГТУ, 2012.
10. Пащенко К. Г., Бахматов Ю. Ф., Фролушкина К. А., Зарицкий Б. Б. Влияние технологических параметров на обрывность проволоки при бесфильерном волочении // Материалы 67-й науч.-техн. конф.: сб. докл. — Магнитогорск: Изд-во МГТУ, 2009. — Т. 1.
11. Пащенко К. Г., Бахматов Ю. Ф., Голубчик Э. М. Влияние пластического растяжения – изгиба в совмещенном процессе удаления окалины — волочения на свойства проволоки // Сталь. — 2011. — № 3.
12. Pashchenko K. G., Bakhmatov Y. F., Golubchik E. M. Influence of plastic tension-flexure on the wire properties in scale removal and drawing, Steel in Translation, 2011, Vol. 41, No. 3.
13. Акопян Р. В., Лусинян К. Г. Исследование влияния режимов резания на износ алмазных элементов алмазно-канатного режущего инструмента // Изучение природных каменных материалов и силикатного сырья, разработка эффективной техники и технологии производства: сб. науч. тр. — Ереван: НИИКС, 1983.
14. Першин Г. Д., Уляков М. С. Обоснование способов подготовки к выемке блочного природного камня высокой прочности // Вестн. МГТУ. — 2010. — № 4 (32).

УДК 622.013 

МНОГОКРИТЕРИАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СПОСОБОВ БЛАГОУСТРОЙСТВА ДЕГРАДИРОВАННЫХ ЗЕМЕЛЬ КАРЬЕРА “КЛЕНОВНИК” УГОЛЬНОГО БАССЕЙНА “КОСТОЛАЦ”
Б. Димитриевич, С. Вуйич, И. Матич, С. Маиана, Ж. Праштало, Й. Николич, В. Чолакович

Белградский университет, E-mail: bojan.dimitrijevic@rgf.bg.ac.rs,
г. Белград, Республика Сербия
Горный институт, E-mail: slobodan.vujic@ribeograd.ac.rs,
г. Белград, Республика Сербия

Угольный карьер “Кленовник” в Костолацком угольном бассейне выведен из производственной эксплуатации из-за истощения запасов угля. Началась работа по проектированию рекультивации и благоустройства деградированных земель. Ключевая проблема — выбор способа рекультивации. Учитывая цели рекультивации и окружающие условия, на основании анализа влиятельных факторов и определения критериев осуществления проекта, выделено 10 возможных решений. Как ранжировать альтернативы и обоснованно выбрать лучшую из них — такую задачу решают с помощью многоатрибутного метода принятия решений Promethee и Electre.

Рекультивация, угольный карьер, многоатрибутный и многокритериальный анализ, принятие решений

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ordin A. A. Ecological-Economic Evaluation of Status and Future Line of Development of Coal Mining in the Kuznetsk Basine, Journal of Mining Science, 1994, Vol. 30, No. 2.
2. Вуйич С., Цвейич Й., Милянович И., Дражич Д. Проектирование рекультивации и благо-устройства поверхности открытых карьеров. — Белград. ун-т, Горно-геол. фак. и Академия инж. наук Сербии, 2009.
3. Bubnova M. B., Ozaryan Yu. A. Geoecological Valuation of Natural and Mine Engineering Systems on the South of the Far East, Journal of Mining Science, 2012, Vol. 48, No. 5.
4. Godoy M., Dimitrakopoulos R. and Risk A. Quantification Framework for Strategic Mine Planning: Method and Application, Journal of Mining Science, 2011, Vol. 47, No. 2.
5. Худей М. Мультивариабельные модели управления в горном деле: докт. дис. — Белград. ун-т, Горно-геол. фак., 2013.
6. Вуйич С., Макар Н., Николич Й. и др. Главный горный проект завершения эксплуатации угольного карьера “Кленовник”: документация Горного ин-та. — Белград, 2013.
7. Димитриевич Б. Оптимизация процессов рекультивации угольных карьеров: рабочая версия докт. дис. — Белград. ун-т, Горно-геол. фак., 2013.

РУДНИЧНАЯ АЭРОГАЗОДИНАМИКА

УДК 622.4 

ВЛИЯНИЕ ВОЗМУЩЕНИЙ ВОЗДУШНОГО ПОТОКА ОТ ПОРШНЕВОГО ДЕЙСТВИЯ ПОЕЗДОВ НА ТУННЕЛЬНЫЕ ВЕНТИЛЯТОРЫ МЕТРОПОЛИТЕНОВ
А. М. Красюк, П. В. Косых, Е. Ю. Русский

Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, E-mail: krasuk@cn.ru,
Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
Новосибирский государственный технический университет,
просп. К. Маркса, 630074, г. Новосибирск, Россия

Представлены результаты спектрального анализа возмущений воздушного потока, вызванного движением поездов в метрополитене. Предложена методика определения влияния возмущенного воздушного потока на крутильные колебания ротора туннельного вентилятора. Показано, что при использовании частотно регулируемого привода возможно совпадение гармонических частот возмущенного потока с собственными частотами ротора.

Частота движения поездов, возмущение воздушного потока, спектральный анализ, вентилятор, метрополитен, амплитуда колебаний, нагрузки на вентилятор, усталостная прочность, спектр частот

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Косых П. В., Красюк А. М. Влияние возмущений воздушного потока на динамику ротора туннельного осевого вентилятора в метрополитене: тр. XIII Всерос. науч.-техн. конф. “Наука. Промышленность. Оборона”. — Новосибирск, НГТУ, 2012.
2. Зедгенизов Д. В., Красюк А. М., Попов Н. А., Чигишев А. Н. Анализ способов регулирования режима работы туннельных осевых вентиляторов // Метро. — 2000. — № 5, 6.
3. Красюк А. М., Лугин И. В. Исследование динамики воздушных потоков в метрополитене от возмущающего действия поездов // ФТПРПИ. — 2007. — № 6.
4. Тимошенко С. П. Колебания в инженерном деле. — М.: Машиностроение, 1985.
5. Красюк А. М. Туннельная вентиляция метрополитенов. — Новосибирск: Наука, 2006.
6. Писаренко Г. С., Яковлев А. П., Матвеев В. В. Справочник по сопротивлению материалов. — Киев: Наук. думка, 1988.

УДК 622.45 

РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ МИКРОКЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ В СЕТИ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК ПРОИЗВОЛЬНОЙ ТОПОЛОГИИ
Л. Ю. Левин, М. А. Семин, А. В. Зайцев

Горный институт УрО РАН, E-mail: aerolog_lev@mail.ru,
ул. Сибирская, 78а, 614007, г. Пермь, Россия

Представлены результаты разработки математических методов прогнозирования микроклиматических условий в сети горных выработок произвольной топологии на основании исследований процессов формирования теплового режима шахт и рудников. Разработаны математические модели, позволяющие проводить расчет теплораспределения в сети горных выработок с учетом следующих факторов: гидростатического сжатия-расширения воздуха в вертикальных и наклонных горных выработках, наличия источников тепловыделения (поглощения), протекания фазовых переходов влаги.

Сеть горных выработок, микроклимат, тепловой режим, нестационарный теплообмен, породный массив, математическое моделирование, воздухораспределение, источники тепловыделения систем кондиционирования воздуха

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Дуганов Г. В., Баратов Э. И. Тепловой режим рудников. — М.: Госгортехиздат, 1963.
2. Дядькин Ю. Д. Основы горной теплофизики для шахт и рудников Севера. — М.: Недра, 1968.
3. Щербань А. Н., Кремнев О. А. Научные основы расчета и регулирования теплового режима глубоких шахт. Т. 1. — Киев: Изд-во АН УССР, 1959.
4. Courant R., Isaacson E., and Rees M. On the Solution of Nonlinear Hyperbolic Differential Equations by Finite Differences, Comm. Pure Appl. Math., 1952, 5.
5. Gibson K. L. The computer simulation of climatic conditions in underground mines. Ph. D. Thesis. University of Nottingham, 1976.
6. Hemp R. Environmental Engineering in South African Mines, Ch. 22. Mine Vent. Soc. Of S, Africa, 1982.
7. Mackay L., Bluhm S., Van Rensburg J. Refrigeration and cooling concepts for ultra-deep platinum mining. The 4th International Platinum Conference, Platinum in transition “Boom or Bust”, The Southern African Institute of Mining and Metallurgy, 2010.
8. McPherson M. J. Subsurface ventilation engineering, 2nd edition, Chapman&Hall, 2009.
9. Воропаев А. Ф. Теория теплообмена рудничного воздуха и горных пород в глубоких шахтах. — М.: Недра, 1966.
10. Флетчер К. Вычислительные методы в динамике жидкостей. Т. 2. Методы расчета различных течений. — М.: Мир, 1991.
11. Николаев С. А., Николаева Н. Г., Саламатин А. Н. Теплофизика горных пород. — Казань: Изд-во КГУ, 1987.
12. Андрияшев М. М. Техника расчета водопроводной сети. — М.: Сов. законодательство, 1932.
13. Сивухин Д. В. Общий курс физики. — М.: Наука, 1990.
14. Фокс Д. А. Гидравлический анализ неустановившегося течения в трубопроводах. — М.: Энергоиздат, 1981.
15. Луговский С. И. Проветривание глубоких рудников. — М.: Госгортехиздат, 1962.
16. Казаков Б. П., Шалимов А. В., Зайцев А. В. Влияние закладочных работ на формирование теплового режима в горных выработках в условиях рудников ОАО “Норильский никель” // Вестн. ПНИПУ. Геология. Нефтегаз. и горн. дело. — 2012. — № 2.
17. Карелин В. Н., Кравченко А. В., Левин Л. Ю., Казаков Б. П., Зайцев А. В. Особенности формирования микроклиматических условий в горных выработках глубоких рудников // Горн. журн. — 2013. — № 6.

ГОРНАЯ ЭКОЛОГИЯ

УДК 622.502 

МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ТЕХНОГЕННОГО ИЗМЕНЕНИЯ ЛИТОСФЕРЫ
К. Н. Трубецкой, Ю. П. Галченко, Г. В. Сабянин

Институт проблем комплексного освоения недр РАН,
Крюковский тупик, 4, 111020, г. Москва, Россия

Рассмотрены условия и особенности формирования в литосфере нового экологического объекта — техногенно измененных недр. Выдвинута и разработана гипотеза о формировании геофизического экотона и приведена методика определения значений экологических индикаторов для этого объекта применительно к подземному способу освоения минеральных ресурсов.

Литосфера, техногенно измененные недра, геофизический экотон, напряженно-деформирован-ное состояние, массив, экологические индикаторы, индекс, плотность

Работа выполнена при поддержке грантов Президента РФ № НШ-711.2012.5 и Российского фонда фундаментальных исследований № 12–05–00011.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Родионов В. Н., Сизов И. А., Цветков В. М. Основы геомеханики. — М.: Недра, 1986.
2. Чаплыгин Н. Н., Галченко Ю. П., Папичев В. И., Жулковский В. Г., Сабянин Г. В., Прошляков А. П. Экологические проблемы геотехнологий: Новые идеи, методы и решения. — М.: Научтехлитиздат, 2009.
3. Трубецкой К. Н., Галченко Ю. П., Родионов В. Н., Замесов Н. Ф., Куликов В. И. Структура техногенно измененных недр при их освоении // Вестн. РАН. — 2002. — Т. 72. — № 11.
4. Горные науки. Освоение и сохранение недр Земли / РАН, АГН, РАЕН, МИА; под ред. К. Н. Трубецкого. — М.: Изд-во АГН, 1997.
5. Трубецкой К. Н., Галченко Ю. П., Бурцев Л. И. Экологические проблемы освоения недр при устойчивом развитии природы и общества. — М.: Научтехлитиздат, 2003.
6. Турчанинов И. А., Иофис М. А., Каспарьян Э. В. Основы механики горных пород. — Л.: Недра, 1989.
7. Голубев Г. Н. Геоэкология. — М.: Аспект-Пресс, 2006.
8. Соболев Н. А., Евстигнеев О. И. Ландшафтно-картометрические критерии и методы // Критерии и методы формирования экологической сети природных территорий. — Вып. 1. — 2-е изд. — М.: Центр охраны дикой природы СоЭС, 1999.

ОБОГАЩЕНИЕ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

УДК 622.772.001:662.346.3 

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ МЕХАНОАКТИВАЦИИ ИЛЬМЕНИТОВОГО И АРИЗОНИТОВОГО КОНЦЕНТРАТОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ РЕНТГЕНОСТРУКТУРНОГО АНАЛИЗА
Е. В. Богатырева, А. В. Чуб, А. Г. Ермилов

Национальный исследовательский технологический университет “МИСиС”,
E-mail: Helen_Bogatureva@mail.ru, Ленинский проспект, 4, 119049, г. Москва, Россия
ОАО “Соликамский магниевый завод”, ул. Правды, 9, г. Соликамск, Россия

Показана возможность прогнозирования изменения энергосодержания и реакционной способности аризонитового и ильменитового концентратов после механоактивации по данным рентгеноструктурного анализа. Установлено различие в характере изменения энергосодержа¬ния ильменита и аризонита после механоактивации от энергии структурных нарушений в минералах. Подтверждено влияние количества запасенной при механоактивации энергии в виде поверхностной энергии и микродеформаций на показатели последующего выщелачивания. Методика и критерии оценки эффективности предварительной механоактивации аризонитового и ильменитового концентратов создают технологические предпосылки для производства искусственного рутила из доступного минерального сырья.

Ильменитовый концентрат, аризонитовый концентрат, механоактивация, солянокислотное выщелачивание, рентгеноструктурный анализ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Резниченко В. А., Аверин В. В., Олюнина Т. В. Титанаты: научные основы, технология, производство. — М.: Наука, 2010.
2. Фундаментальные проблемы Российской металлургии на пороге ХХI века. Т. 3. Металлургия редких и рассеянных элементов / отв. ред. Д. В. Дробот. — М.: РАЕН, 1999.
3. Медведев А. С. Выщелачивание и способы его интенсификации. — М.: МИСиС, 2005.
4. Левашов Е. А., Рогачев А. С., Юхвид В. И., Боровинская И. П. Физико-химические и технологические основы самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. — М.: БИНОМ, 1999.
5. Пат. № 2279950 РФ. Способ получения изделий из пористого демпфириующего материала / А. Г. Ермилов, В. Ю. Лопатин, Н. П. Шмыгин // Опубл. в БИ. — 2006. — № 20.
6. Ибатуллин И. Д. Кинетика усталостной повреждаемости и разрушения поверхностных слоев. — Самара: ГТУ, 2008.
7. Ван-Бюрен Х. Г. Дефекты в кристаллах / пер. с англ. — М.: ИЛ, 1962.
8. Рид В. Т. Дислокации в кристаллах. — М.: Металлургиздат, 1957.
9. Китель Ч. Введение в физику твердого тела. — М.: Наука, 1978.
10. Новиков И. И. Дефекты кристаллического строения металлов. — М.: Металлургия, 1983.
11. Полубояров В. А., Андрюшкова О. В., Паули И. А., Коротаева З. А. Влияние механических воздействий на физико-химические процессы в твердых телах. — Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2011.
12. Полубояров В. А., Паули И. А., Болдырев В. В., Таранцова М. И. Оценка эффективности химических реакторов для механической активации твердофазного взаимодействия. Сообщ. 1 // Химия в интересах устойчивого развития. — 1994. — Вып. 2.
13. Ермилов А. Г., Сафонов В. В., Дорошко Л. Ф. и др. Оценка доли запасенной при предварительной механической активации энергии с помощью рентгенографии // Изв. вузов. Цв. металлургия. — 2002. — № 3.
14. Шелехов Е. В., Свиридова Т. А. Программы для рентгеновского анализа поликристаллов // МиТОМ. — 2000. — № 8.
15. Зуев В. В., Аксенова Г. А., Мочалов Н. А. и др. Исследование величин удельных энергий кристаллических решеток минералов и неорганических кристаллов для оценки их свойств // Обогащение руд. — 1999. — № 1–2.
16. Богатырева Е. В., Ермилов А. Г., Свиридова Т. А., Савина О. С., Подшибякина К. В. Влияние продолжительности механоактивации на реакционную способность вольфрамитовых концентратов // Неорган. материалы. — 2011. — Т. 47. — № 6.
17. Богатырева Е. В., Ермилов А. Г. Оценка эффективности механоактивации лопаритового концентрата // Неорган. материалы. — 2011. — Т. 47. — № 9.
18. Вольдман Г. М., Зеликман А. Н. Теория гидрометаллургических процессов. — М.: Металлургия, 1993.
19. Пат. № 2490346 РФ. Способ переработки аризонитовых и ильменитовых концентратов / Е. В. Бога¬тырева, А. В. Чуб, А. Г. Ермилов // Опубл. в БИ. — 2013. — № 23.

УДК 622.7 

ГРАВИТАЦИОННОЕ ОБОГАЩЕНИЕ ШЕЛЬФОВЫХ ФОСФОРИТОВ НАМИБИИ
В. И. Белобородов, Г. П. Андронов, И. Б. Захарова, Н. М. Филимонова, Е. Д. Рухленко

Горный институт КНЦ РАН,
ул. Ферсмана, 24, 184209, г. Апатиты, Россия

Представлены результаты исследований по обогащению шельфовых фосфоритов Намибии. Предложены варианты технологических схем гравитационного обогащения проб фосфоритов, имеющих различный химический и гранулометрический состав. Получен фосфатный концентрат с содержанием 27 % Р₂О₅ при извлечении 81.2 % Р₂О₅.

Фосфориты, гравитационное обогащение, концентрационный стол, фосфатный концентрат

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Батурин Г. Н. Фосфатонакопление в океане. — М.: Наука, 2004.
2. Айнемер А. И., Коншин Г. И. Россыпи шельфовых зон Мирового океана. — М.: Недра, 1982.
3. Лисицин А. П., Богданов Ю. А., Гурвин Е. Г. Гидротермальные образования рифтовых зон океана. — М.: Недра, 1990.
4. Батурин Г. Н., Жегалло Е. А., Исаева А. Б. Формирование фосфатных зерен в осадках шельфа Намибии // Океанология.— 1998. — Т. 38. — № 2.
5. Батурин Г. Н. Фосфориты на дне океана. — М.: Наука, 1978.
6. Батурин Г. Н. Цикл фосфора в океане // Литология полезных ископаемых. — 2003. — № 2.
7. Батурин Г. Н. Желваковая фракция фосфатных песков шельфа Намибии // Литология полезных ископаемых. — 2002. — № 1.
8. Белобородов В. И., Захарова И. Б., Рухленко Е. Д., Филимонова Н. М., Андронов Г. П. Исследование вещественного состава и обогатимости фосфоритов Намибии // Обогащение руд. — 2011. — № 2.

УДК 624.153.7 + 531.7 

ПРИМЕНЕНИЕ ГВИНЕЙСКИХ БОКСИТОВЫХ ХВОСТОВ В КАЧЕСТВЕ рН-КОРРЕКТОРА ПРИ ОБОГАЩЕНИИ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ РУД
М. Даумбойя, К. Ел. Касем, С. Китейн, А. Белхадж

Университет им. Мухаммеда, г. Рабат, Марокко
Национальная школа горнодобывающей промышленности, г. Рабат, Марокко

Предложен способ обогащения золотосодержащих руд с применением бокситовых шламов в качестве pH-корректора в цикле цианирования золота. Показано, что красный шлам может быть использован в качестве pH-корректора золотосодержащей пульпы. Также выявлено, что красный шлам содержит золото, которое может быть извлечено попутно с золотом, содержащимся в руде. В экспериментах по определению содержания угля в цианистых выщелачивающих растворах установлен уровень деактивации угля органическими компонентами бокситовых шламов.

Золото, бокситовые шламы, цианирование, выщелачивание, гравитационное разделение, уголь

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Parekh B. K. and Goldberger W. M. Utilization of Bayer process muds: Problems and possibilities. In: E. Aleshin (Editor), Proc. 6th Mineral Waste Utilization Symp., IIT Res. Inst., Chicago, Ill., 1978.
2. Varnavas S. P. and Papatheodorou G. Marine mineral resources in the Eastern Mediterranean Sea 1. An iron, titanium, chromium and nickel deposit in the Gulf of Corinth, Greece. Mar. Min., 6(1), 1987.
3. Weaver D. M. and Richie G. S. P. The effectiveness of lime-based amendments and bauxite residues at removing phosphorus from piggery effluent. Environ. Pollut., 46(3), 1987.
4. Uysal B. Z., Arksahiri I., and Yucel H. Sorption of sulphur dioxides on metal oxides in a Ruidized bed. Ind. Eng. Chem. Res., 27(3), 1988.
5. Wagh A. S. and Thompson B. A study of interparticle bonds in dry bauxite waste resulting in atmospheric aerosols. Phys. Ser., 37(2), 1988.
6. Vignes J.-L., Costanzo T. di, Bouquet S., Ferton D. Annuaire Statistique Mondial des Minerais et Metaux, edition 2007, SIM, 17 rue Saint-Severin, 75005 Paris, “Une vie d’aluminium”, Bulletin de l’Union des Physiciens, No. 790–91, janvier-fevrier 1997.
7. Fofana M. Treatment of red mud from Alumina production by High-Intensity Magnetic separation. Department of Mineral Processing and Environmental Protection, BERG Faculty, Technical University, Koice, Slovakia, Universite de Conakry, Faculte de Mecanique, Conakry, Guinee, 1986.
8. Staunton W. P., Formby S., and Schulz R. S. A preliminary investigation into the effect of spillage during transportation of sodium cyanide solution and possible response strategies. Chemistry Centre of Western Australia 88M2956, 1989.
9. Van Deventer J. S. J. The interaction between carbon and pulp in CIP/CIL plants. Short course on resin-in-pulp and carbon-in-pulp. Western Australian School of Mines, Curtin Univ, 1988.
10. Nicol M. J., Fleming C. A., and Paul R. L. The chemistry of the extraction of gold. In: G. G. Stanley (Editor), the Extractive Metallurgy of Gold in South Africa. S. Afr. Inst. Min. Metall., Johannesberg, Vol. 2, 1987.
11. La Brooy S. R., Bax A. R., Muir D. M., Hosking J. W., Hughes H. C., and Parentich A. Fouling of activated carbon by circuit organics. In: Gold 100. Proc. Int. Conf. on Gold. Vol. 2. Extractive Metallurgy of Gold. S. Afr. Inst. Min. Metall., Johannesberg, 1986.
12. Levenspiel O. Chemical Reaction Engineering. Wiley, New York, 2nd ed., 1972.
13. Announcement, Alcoa of Australia Ltd., Parkville, Vic., Chemistry in Australia, 1989.

  Версия для печати