ФТПРПИ №1, 2015. Аннотации.

ГЕОМЕХАНИКА

УДК 550.34; 622.83 

АКУСТИЧЕСКАЯ ЭМИССИЯ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМАХ МЕЖБЛОКОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ
Г. Г. Кочарян, А. А. Остапчук

Институт динамики геосфер РАН, E-mail: gevorgk@idg.chph.ras.ru,
Ленинский проспект, 38, корп. 1, 119334, г. Москва, Россия
Московский физико-технический институт, E-mail: ostap165@gmail.com,
Институтский пер. 9, 141700, г. Долгопрудный, Россия

Представлены результаты лабораторных экспериментов, в которых исследован сейсмоакустический эффект, наблюдаемый при различных режимах смещения по границам между блоками горной породы. Тот факт, что косейсмические перемещения при техногенных землетрясениях происходят по существующим границам раздела, служит основанием относительно простой постановки экспериментов на установке “слайдер”-модели. Использование различных материалов в качестве заполнителя трещины позволило смоделировать весь спектр возможных деформационных режимов. Последние, с известной долей условности, можно разделить на три группы. Первая — крип, или стабильное скольжение; вторая — нестабильное скольжение; третья — регулярное прерывистое скольжение, или стик-слип. Показано, что статистика акустических событий, излучаемых в процессе скольжения, описывается распределением Гутенберга – Рихтера. При этом наиболее крупные “характеристические” события при сдвиге происходят квазирегулярно с вероятностью значительно выше, чем следует из закона повторяемости. Установлена функциональная связь между потоком излученной энергии акустической эмиссии (АЭ) и скоростью деформации нарушения сплошности.

Горно-тектонический удар, техногенное землетрясение, разлом, режим деформирования, акустическая эмиссия, сейсмический мониторинг

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект №14–17–00719).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Адушкин В. В. Сильные природно-техногенные землетрясения как особый вид триггерной сейсмичности // Триггерные эффекты в геосистемах. Материалы II Всерос. семинара-совещания / под ред. В. В. Адушкина, Г. Г. Кочаряна. — М.: ГЕОС, 2013.
2. Опарин В. Н., Тапсиев А. П., Востриков В. И. и др. О возможных причинах увеличения сейсмической активности шахтных полей рудников “Октябрьский” и “Таймырский” Норильского месторождения в 2003 г. Ч. I. Сейсмический режим // ФТПРПИ. — 2004. — № 4.
3. Деструкция земной коры и процессы самоорганизации в областях сильного техногенного воздействия / Опарин В. Н. и др.; отв. ред. Н. Н. Мельников. — Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2012.
4. Назаров Л. А., Назарова Л. А., Ярославцев А. Ф., Мирошниченко Н. А., Васильева Е. В. Эволюция полей напряжений и техногенная сейсмичность при отработке месторождений полезных ископаемых // ФТПРПИ. — 2011. — № 6.
5. Еманов А. Ф., Еманов А. А., Фатеев А. В., Лескова Е. В., Шевкунова Е. В., Подкорытова В. Г. Крупнейший техногенный сейсмический процесс на земле. Бачатское землетрясение 18.06.2013 г. (ML = 6.1, Кузбасс) // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2014. X Междунар. науч. конгр. (8 – 18 апреля 2014 г.): Междунар. науч. конф. “Недропользование. Горное дело. Направления и технологии поиска, разведки и разработки месторождений полезных ископаемых. Геоэкология”: сб. материалов, Т. 2. — Новосибирск, 2014.
6. Ellsworth W. L. Injection-induced earthquakes, Science, 2013, 341, 1225942.
7. Соболев Г. А., Пономарев А. В. Физика землетрясений и предвестники. — М.: Наука, 2003.
8. Бобряков А. П. Моделирование динамических проявлений деформированной блочной среды в стеснённых условиях // ФТПРПИ. — 2012. — № 6.
9. Усольцева О. М., Назарова Л. А., Цой П. А., Назаров Л. А., Семенов В. Н. Исследование генезиса и эволюции нарушений сплошности в геоматериалах: теория и лабораторный эксперимент // ФТПРПИ. — 2013. — № 1.
10. Клишин С. В., Микенина О. А. О коэффициенте бокового распора случайных упаковок дискретных элементов // ФТПРПИ. — 2013. — № 6.
11. Клишин С. В., Микенина О. А., Ревуженко А. Ф. Деформирование сыпучего материала вокруг жесткого цилиндрического включения // ФТПРПИ. — 2014. — № 2.
12. Сырников Н. М., Тряпицын В. М. О механизме техногенного землетрясения в Хибинах // ДАН СССР. — 1990. — T. 314. — № 4.
13. Heesakkers V., Muphy S., Reches Z. Earthquake rupture at focal depth, Part I, structure and rupture of the pretorius fault, TauTona Mine, South Africa, Pageoph, 2011, Vol. 168.
14. Kocharyan G. G., Ostapchuk A. A., Markov V. K., Pavlov D. V. Some questions of geomechanics of the faults in the continental crust, Izvestiya, Physics of the Solid Earth, 2014, Vol. 50, No. 3.
15. Peng Z., Gomberg J. An integrated perspective of the continuum between earthquakes and slow-slip phenomena, Nature geosciences, 2010, 3, 599–607.
16. Kocharyan G. G., Markov V. K., Ostapchuk A. A., Pavlov D. V. Mesomechanics of shear resistance along a filled crack, Physical Mesomechanics, 2014, Vol. 17, No. 2.
17. Кузнецов В. М. Математические модели взрывного дела. — Новосибирск: Наука, 1977.
18. Gutenberg B., Richter C. Seismicity of the earth and its associated phenomena, Princeton, N. J.: Princeton University Press, 1949.
19. Nadeau R. M., Dolenc D. Nonvolcanic tremors deep beneath the san andreas fault, Science, 2005, Vol. 307.
20. Omori F. On the aftershocks of earthquakes, Journal of College of Science, Imperial University of Tokyo, 1894, Vol. 7.
21. Касахара К. Механика землетрясений. — М.: Мир, 1985.
22. Ben-Zion Y. Collective behavior of earthquakes and faults: Continuum-discrete transitions, progressive evolutionary changes, and different dynamic regimes, Rev. Geophys., 2008, Vol. 46, RG4006.

УДК 624.131.21+539.37 

ТРИГГЕРНОЕ ИНИЦИИРОВАНИЕ РАЗРЯДКИ УПРУГОЙ ЭНЕРГИИ В НАПРЯЖЕННОЙ ГЕОСРЕДЕ
А. П. Бобряков, В. П. Косых, А. Ф. Ревуженко

Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН,
E-mail: bobriakov@ngs.ru,
Красный проспект, 54, 630091, Новосибирск, Россия

Разработаны и изготовлены экспериментальный стенд и средства измерений для моделирования динамических подвижек границ разломной зоны горных пород, разделенных прослойкой предварительно напряженной сыпучей среды, при триггерной разгрузке. В качестве триггера использована слабая сейсмическая волна от одиночного точечного удара. Выявлена связь возникающих скачков смещений со сбросом усилий. Показано, что мягкое нагружение более энергоемко и при разрядке приводит к меньшим сбросам усилий, но большим подвижкам. Установлено, что причиной инициирования смещений является волна разгрузки, уменьшающая контактное трение в среде.

Срез, триггерные эффекты, мягкое нагружение, разломы, трение, скольжение

Работа выполнена при частичной финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 12–05–00540).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Бобряков А. П., Лубягин А. В. Экспериментальное исследование неустойчивых режимов скольжения // ФТПРПИ. — 2008. — № 4.
2. Косых В. П. Закономерности распределения скачков смещений при срезе сыпучих материалов в стесненных условиях // ФТПРПИ. — 2010. — № 3.
3. Aksenov V. V., Lavrikov S. V., Revuzhenko A. F. Numerical modeling of deformation processes in rock pillars, Applid Mechanics and Materials, 2014, Vol. 682.
4. Клишин С. В., Микенина О. А. О коэффициенте бокового распора случайных упаковок дискретных элементов // ФТПРПИ. — 2013. — № 6.
5. Триггерные эффекты в геосистемах: материалы Всерос. семинара-совещ., 22 – 24 июня 2010 г. / под ред. акад. РАН. В. В. Адушкина, проф. Г. Г. Кочаряна. — М.: Геос, 2010.
6. Молчанов А. Е. Механика триггерного воздействия при искусственном провоцировании землетрясения // Триггерные эффекты в геосистемах: материалы Всерос. семинара-совещ., 22 – 24 июня 2010 г. / под ред. акад. РАН. В. В. Адушкина, проф. Г. Г. Кочаряна. — М.: Геос, 2010.
7. Бобряков А. П., Ревуженко А. Ф., Шемякин Е. И. Однородный сдвиг сыпучего материала. Локализация деформаций // ФТПРПИ. — 1983. — № 5.
8. Бобряков А. П., Ревуженко А. Ф. Однородный сдвиг сыпучего материала. Дилатансия // ФТПРПИ. — 1982. — № 5.
9. Бобряков А. П. Влияние слабых сотрясений на статически напряженный массив сыпучей среды // ФТПРПИ. — 2008. — № 2.
10. Кочарян Г. Г., Бенедик А. А., Костюченко В. Н., Кулюкин А. М., Павлов Д. В. Создание геомеханических моделей геофизических объектов // Физические процессы в геосферах при сильных возмущениях. — М.: ИДГ РАН, 1996.
11. Esaki N., Du S., Metani Y., Ikusada K., and Jing Li. Development of a shear flow test apparatus and determination of coupled properties for a single rock joint, Int. J. Rock Mech, Min. Sci., 1999, Vol. 36.
12. Кочарян Г. Г., Марков В. К., Остапчук А. А., Павлов Д. В. Мезомеханика сопротивления сдвигу по трещине с заполнителем // Физ. мезомеханика. — 2013. — Т. 16. — № 5.
13. Кочарян Г. Г., Спивак А. А. Динамика деформирования блочных массивов горных пород. — М.: ИКЦ “Академкнига”, 2003.
14. Баренблатт Г. И. Великий механик Сергей Алексеевич Христианович // Сергей Алексеевич Христианович: Выдающийся механик XX века / отв. ред. В. Н. Фомин, А. М. Харитонов. — Новосибирск: Гео, 2008.

УДК 622.271 

ЭВОЛЮЦИЯ ТЕРМОГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ В ОКРЕСТНОСТИ ЗАЩИТНОЙ ДАМБЫ ХВОСТОХРАНИЛИЩА РУДНИКА КУМТОР (КЫРГЫЗСКАЯ РЕСПУБЛИКА)
Л. А. Назарова, Л. А. Назаров, М. Д. Джаманбаев, М. К. Чыныбаев

Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН,
Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия, E-mail: larisa@misd.nsc.ru
Новосибирский государственный университет,
ул. Пирогова, 2, 630090, г. Новосибирск, Россия
Кыргызский государственный технический университет им. И. Р. Раззакова,
просп. Мира, 66, 720044, г. Бишкек, Кыргызстан

Разработана и методом конечных элементов реализована геомеханическая модель эволюции температурного и гидродинамического полей в окрестности защитной дамбы хвостохранилища жидких отходов золоторудного месторождения Кумтор (Кыргызская Республика), расположенного в зоне вечной мерзлоты. На основе численных экспериментов выполнена оценка влияния изменения температуры флюидов в хранилище и размеров противофильтрационного экрана на объем фильтрата через дамбу. Показано, что увеличение скорости изменения давления в наблюдательной скважине может служить индикатором повреждения противофильтрационного экрана.

Грунтовой массив, термогидродинамическая модель, вечная мерзлота, рудник Кумтор, хвосто-хранилище, защитная дамба, противофильтрационный экран

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 14–05–90116 Киргизия_а).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Батугин А. С. Геодинамическое районирование. — М.: Изд-во МГГУ, 2003.
2. Довгань В. И. Сейсмометрические наблюдения на Токтогульской ГЭС: история и перспективы // Вестн. КРСУ. — 2006. — Т. 6. — № 3.
3. Влияние ГЭС на окружающую среду в условиях Крайнего Севера / под ред. В. Ф. Возина. — Якутск, 1987.
4. Соболь С. В. Водохранилища в области вечной мерзлоты. — Н. Новгород: ННГАСУ, 2007.
5. Биянов Г. Ф., Когодовский О. А., Макаров В. И. Грунтовые плотины на вечной мерзлоте. — Якутск, 1989.
6. Goy L., Fabre D., and Menard G. Modeling of rock temperatures for deep alpine tunnel projects, Rock Mechanics and Rock Engineering, 1996, Vol. 29, No. 1.
7. Bense V. F., Kooi H., Ferguson G., and Read T. Permafrost degradation as a control on hydrogeological regime shifts in a warming climate, J. Geophys. Res., 2012, 117, F03036.
8. Michel F. A., R. O. van Everdingen. Changes in hydrogeologic regimes in permafrost regions due to climatic change, Permafrost Periglacial Processes, 1994, No. 5.
9. Rawlins M. A., Ye H., Yang D. et al. Divergence in seasonal hydrology across northern Eurasia: Emerging trends and water cycle linkages, J. Geophys. Res., 2009, 114, D18119.
10. Bense V., Person M. Transient hydrodynamics in inter-cratonic basins during glacial cycles, J. Geophys. Res., 2008, 113, F04005.
11. Zhang Y., Chen W., and Riseborough D. W. Disequilibrium response of permafrost thaw to climate warming in Canada over 1850 – 2100, Geophys. Res. Lett., 2008, 35, L02502.
12. Zhou W., Huang S. L. Modeling impacts of thaw lakes to ground thermal regime in northern Alaska, J. Cold Reg. Eng., 2004, 18(2), 70 – 87.
13. Velicogna I., Tong J., Zhang T., and Kimbal J. S. Increasing subsurface water storage in discontinuous permafrost areas of the Lena River basin, Eurasia, detected from GRACE, Geophys. Res. Let., 2012, 39, L09403.
14. Чжан Р. В. Температурный режим и устойчивость низконапорных гидроузлов и грунтовых каналов в криолитозоне. — Якутск: Изд-во ИМЗ СО РАН, 2002.
15. Цыбин A. M. Некоторые вопросы расчета температурных полей, связанные со строительством и эксплуатацией гидросооружений, работающих в районах Крайнего Севера и вечной мерзлоты. — СПб.: ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева, 1995.
16. McKenzie J. M., Voss C. I., and Siegel D. I. Groundwater flow with energy transport and water – ice phase change: Numerical simulations, benchmarks, and application to freezing in peat bogs, Adv. Water Resour., 2007, 30.
17. Lolaev A. B., Spesivtsev A. V., Spesivtsev V. V. et al. Site investigation of tailing dam in permafrost region, Geoevironmental Engineering, eds. R. N. Yong and H. R. Thomas. Thomas Telford, London, 1997.
18. Sayles F. H. Special Report 87–11 July 1987 US Army Corps of Engineers Cold Regions Research & Engineering Laboratory Embankment dams on permafrost Design and performance summary, bibliography and the annotated bibliography.
19. Буйских А. А., Замощ М. Н. Прогноз термического режима хвостохранилища в условиях криолитозоны // ФТПРПИ. — 2010. — № 1.
20. www.kumtor.kg
21. СНиП 2.01.01–82. Строительная климатология и геофизика.
22. Kumtor Operating Company. Проект Кумтор-золото // Технико-экономическое обоснование. Килборн проект S566–15. — 1993.
23. Осмонбетова Д. К. Современное экологическое состояние в районе верхнего течения р.Нарын и прогнозные оценки в связи с разработкой золоторудного месторождения / Зап. КРСУ. — 2011. — Т.11. — № 3.
24. Гончаров С. А. Термодинамика. — М.: Изд-во МГГУ, 2002.
25. Zienkiewicz O. C. The finite element method in engineering science. London: McGraw-Hill, 1971.
26. Назарова Л. А. Напряженное состояние наклонно-слоистого массива горных пород вокруг выработки // ФТПРПИ. — 1985. — № 2.
27. Назарова Л. А. Моделирование объемных полей напряжений в разломных зонах земной коры // ДАН. — 1995. — Т. 342. — № 6.
28. Свод правил 39.13330.2012. Плотины из грунтовых материалов. Актуализированная редакция СНиП 2.06.05–84. Дата введения 2013–01–01.
29. Ищенко А. В. Обеспечение фильтрационной безопасности и эффективности противофильтрационных устройств гидротехнических сооружений. — Ростов-н/Д.: СКНЦВШ, 2007.

УДК 622.831:550.3 

ВЗАИМОСВЯЗЬ АКУСТИЧЕСКОЙ ДОБРОТНОСТИ С ПРОЧНОСТНЫМИ СВОЙСТВАМИ ИЗВЕСТНЯКОВ
А. С. Вознесенский, Я. О. Куткин, М. Н. Красилов

Московский государственный горный университет, E-mail: al48@mail.ru,
Ленинский проспект, 6, 119991, г. Москва, Россия

Рассмотрены результаты экспериментальных исследований взаимосвязей предела прочности и акустической добротности горных пород на образцах известняков Касимовского месторождения. Сравниваются две методики с определением предела прочности прямым методом и интерполяцией. Показано преимущество использования акустической добротности по сравнению с определением скоростей упругих волн при оценке нарушенности и остаточной прочности пород. Полученные зависимости могут быть использованы для оценки остаточной прочности и ресурса конструктивных элементов систем разработки — целиков и кровли подземных выработок.

Горная порода, прочность, акустическая добротность, затухание, динамические характеристики, нарушенность

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект 14–05–00362а).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Протодьяконов М. М., Тедер Р. И., Ильницкая Е. И. и др. Распределение и корреляция показателей физических свойств горных пород: справ. пособие. — М.: Недра, 1981.
2. Дортман Н. Б. Физические свойства горных пород и полезных ископаемых. — М.: Недра, 1964.
3. Александров К. С., Беликов Б. П., Рыжова Т. В. М. Упругие свойства породообразующих минералов и горных пород. — М.: Недра, 1970.
4. Chaki S., Takarli M. and Agbodjan W. P. Influence of thermal damage on physical properties of a granite rock: porosity, permeability and ultrasonic wave evolutions, Construction and Building Materials, 2008, Vol. 22 (7).
5. 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.
6. Меркулова В. М., Пигулевский Е. Д., Цаплев В. М. Измерение поглощения звука в горных породах при одноосном сжатии // Изв. АН СССР. Физика Земли. — 1972. — № 3.
7. Меркулова В. М. Изменение коэффициента затухания ультразвука в горных породах после нагрева // Акуст. журн. АН СССР. — 1973. — № 6.
8. Tittman B. R., Abdel-Gawad M., Housley R. M. Elastic velocity and Q factor measurements on Apollo 12, 14, and 15 rocks, Proceedings of the Third Lunar Conference (Supplement 3, Geochimica et Cosmochimica Acta), The M. I. T. Press, 1972, Vol. 3.
9. Машинский Э. И. Аномалии затухания амплитуды акустических волн малой интенсивности в горных породах // ФТПРПИ. — 2008. — № 4.
10. Вознесенский А. С., Куткин Я. О., Красилов М. Н. О возможности определения резерва прочности анкерного крепления кровли методами неразрушающего контроля // Геодинамика и напряженное состояние недр Земли: труды XX Всерос. конф. с участием иностр. ученых. 7–11 октября 2013. — Новосибирск: ИГД им. Н. А. Чинакала СО РАН, 2013.
11. Keshavarz M., Pellet F. L. and Loret B. Damage and changes in mechanical properties of a gabbro thermally loaded up to 1,000 °C, Pure and Applied Geophysics, 2010, No. 167.
12. David C., Menendez B. and Darot M. Influence of stress-induced and thermal cracking on physical properties and microstructure of La Peyratte granite, International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 1999, Vol. 36 (4).
13. Mahmutoglu Y. Mechanical behaviour of cyclically heated fine grained rock, Rock Mechanics and Rock Engineering, 1998, Vol. 31 (3).
14. Прибор для определения скорости прохождения упругих акустических волн “Ультразвук” [Электронный документ] http://www.ecogeospro.ru/product/issled/acustik/.
15. Вознесенский А. С., Шкуратник В. Л., Вильямов С. В., Винников В. А. Установка для акустоэмиссионных исследований горных пород при их нагревании // ГИАБ. — 2007. — №12.
16. Вильямов С. В., Вознесенский А. С., Набатов В. В., Шкуратник В. Л. Термоакустическая эмиссия известняков как инструмент распознавания их принадлежности конкретному месторождению // ГИАБ. — 2009. — № 11.
17. Вознесенский А. С., Куткин Я. О., Красилов М. Н. О возможности оперативной оценки состояния анкерного крепления и кровли подземных горных выработок акустическими методами Ч. I // Научные труды УкрНДМИ НАН Украины. — 2013. — № 13.
18. Монастырев А. В. Производство извести. — М.: Высш. шк., 1971.
19. Вознесенский А. С., Вильямов С. В. Особенности акустоэмиссионных сигналов гипсосодержащих пород при нагревании // ГИАБ. — 2008. — № 8.
20. Шкуратник В. Л., Вознесенский А. С., Набатов В. В., Вильямов С. В. Об идентификации генотипов горных пород по их акустоэмиссионному отклику на термическое воздействие. Ч. I // Научные труды УкрНДМИ НАН Украины. — 2009. — № 5.

УДК 622.023 

РАЗРАБОТКА ЧИСЛЕННОЙ МОДЕЛИ ПРОГНОЗА ПРЕДЕЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ МАССИВА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КРИТЕРИЯ ПРОЧНОСТИ СТАВРОГИНА
А. Г. Протосеня, М. А. Карасев, Н. А. Беляков

Национальный минерально-сырьевой университет “Горный”,
E-mail: kaf-sgp@mail.ru,
21-я линия В.О., 2, 199026, г. Санкт-Петербург, Россия

Изучаются в комплексе следующие вопросы: прочность горных пород в условиях объемных напряженных состояний, упругопластическая модель с переменными показателями пластического течения, алгоритм решения задач с условием прочности Ставрогина, оценка корректности численной модели и области использования условия Кулона. Алгоритм решения задачи реализован в программном комплексе Abaqus, выполнено сопоставление результатов расчета зон предельного состояния вокруг выработки с условиями прочности Ставрогина и Кулона.

Порода, напряжения, условие прочности, огибающая, модель, нелинейность, выработка

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Руппенейт К. В. Некоторые вопросы механики горных пород. — М.: Углетехиздат,1954.
2. Ставрогин А. Н., Протосеня А. Г. Пластичность горных пород. — М.: Недра, 1979.
3. Ставрогин А. Н., Протосеня А. Г. Прочность горных пород и устойчивость выработок на больших глубинах. — М.: Недра, 1985.
4. Ставрогин А. Н., Протосеня А. Г. Механика деформирования и разрушения горных пород. — М.: Недра, 1992.
5. Ставрогин А. Н., Тарасов Б. Г. Экспериментальная физика и механика горных пород. — СПб.: Наука, 2001.
6. Протосеня А. Г., Ставрогин А. Н., Черников А. К., Тарасов Б. Г. К определяющим уравнениям состояния при деформировании горных пород в запредельной области // ФТПРПИ. — 1981. — № 3.
7. Протосеня А. Г., Ставрогин А. Н. Пластичность горных пород в условиях переменных скоростей деформирования // ФТПРПИ. — 1983. — № 4.
8. Abaqus Users Manual [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://50.16.176.52/v6.13/.
9. ГОСТ 21153.8–88. Породы горные. Метод определения предела прочности при объемном сжатии. — М., 1989.

УДК 532.685, 533.15 

ВЛИЯНИЕ НЕРАВНОВЕСНОСТИ ДЕСОРБЦИИ НА СТРУКТУРУ УДАРНЫХ ВОЛН И ВОЛН РАЗРЕЖЕНИЯ В УГОЛЬНОМ ПЛАСТЕ
А. В. Федоров, А. В. Шульгин

Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН,
E-mail: fedorov@itam.nsc.ru,
ул. Институтская, 4/1, 630090, Новосибирск, Россия

Предложена физико-математическая модель, описывающая процессы неравновесной фильтрации и диффузии свободного и сорбированного газа в угольном пласте в рамках механики гетерогенных сред с учетом физической десорбции. Модель представляет собой систему неоднородных параболических уравнений с жестким источниковым членом. На примере задач о распространении волн сжатия и разрежения выявлено влияние неравновесной десорбции на ширину этих волновых процессов. Решена задача об инициировании и устойчивости ударной волны, распространяющейся в массиве угля.

Неравновесная кинетика десорбции метана, ударные волны, волны разрежения

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Кричевский Р. М. О выделении метана из угольных шахт в подготовительные выработки // Бюл. МакНИИ. — 1947. — № 16.
2. Христианович С. А. Распределение давления газа вблизи движущейся свободной поверхности угля // Изв. АН СССР, ОТН. — 1953. — № 12.
3. Федоров А. В., Федорченко И. А. Математическое моделирование распространения метана в угольных пластах // ФТПРПИ. — 2009. — № 1.
4. Холл Дж. Уатт Дж. Современные численные методы решения обыкновенных дифференциальных уравнений. — М.: Мир, 1979.

УДК 622.831.32 

ПОТОКИ ЭНЕРГИИ В ЗАДАЧАХ О ДЕЙСТВИИ ШТАМПА НА ПОЛУПЛОСКОСТЬ
Г. Л. Линдин, Т. В. Лобанова

Новокузнецкий институт (филиал) Кемеровского государственного университета,
E-mail: lindins@ngs.ru, ул. Циолковского, 23, 654041, г. Новокузнецк, Россия
Сибирский государственный индустриальный университет,
ул. Кирова, 42, 654007, г. Новокузнецк, Россия

Построены линии тока энергии в задачах о равномерной вертикальной нагрузке на границе упругой полуплоскости и о вдавливании гладкого штампа в жесткопластическую среду. Проанализирован баланс работы напряжений на скоростях смещений. В качестве приложения рассмотрен процесс формирования зоны уплотнения при трамбовке.

Линии тока энергии, распределение напряжений и смещений, энергетический барьер

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ревуженко А. Ф., Клишин С. В. Линии тока энергии в деформируемом горном массиве, ослабленном эллиптическими отверстиями // ФТПРПИ. — 2009. — № 3.
2. Умов Н. А. Избранные сочинения. — М.; Л.: Гостехиздат, 1950.
3. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Электродинамика сплошных сред. — М.: Физматгиз, 1959.
4. Крамаренко В. И., Ревуженко А. Ф. Потоки энергии в деформируемой среде // ФТПРПИ. — 1988. — № 6.
5. Тимошенко С. П., Гудьер Дж. Теория упругости. — М.: Наука, 1978.
6. Мусхелишвили Н. И. Некоторые основные задачи математической теории упругости. — М.: Наука, 1966.
7. Beine R. A. Verdichtungswirkung der fallmasse und lastausbreitung in nichtbindigen boden bei der dynamischen intensivverdichtung, Schriftenreihe des Institutes fur Grundbau Wasserwesen und Verkehrswesen, 1986, No. 11.
8. Качанов Л. М. Основы теории пластичности. — М.: Наука, 1969.

УДК 624.131:550.837 

ПРОГНОЗ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ НАМЫВНОГО МАССИВА ПО ДАННЫМ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЗОНДИРОВАНИЙ
С. М. Простов, Н. А. Смирнов, С. П. Бахаева

Кузбасский государственный технический университет им. Т. Ф. Горбачева,
E-mail: psm.kem@mail.ru, ул. Весенняя, 26, 650000, г. Кемерово, Россия
Новационная фирма “КУЗБАСС-НИИОГР”,
Пионерский бульвар, 4а, 650054, г. Кемерово, Россия

Приведена методика прогноза физико-механических свойств техногенного массива на основе геолого-геофизических исследований, включающая анализ данных электротомографии, установление взаимосвязей между комплексом физических свойств грунтов. На примере намывного массива гидроотвала угольного разреза дан прогноз изменения физико-механических свойств намывных грунтов, расположенных под отвальной насыпью.

Намывной массив, физико-механические свойства, регрессионный анализ, электротомография, удельное электросопротивление, геофизический прогноз

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Костюков Е. В., Простов С. М., Бахаева С. П. Исследование динамики развития фильтрационных коллекторов в теле ограждающей перемычки гидроотвала геоэлектрическим методом // Вестн. КузГТУ. — 2004. — № 3.
2. Смирнов Н. А., Простов С. М. Прогноз влагонасыщенности намывного массива электрофизическим методом // Вестн. КузГТУ. — 2011. — № 4.
3. Никулин Н. Ю. Георадиолокационный мониторинг при изучении свойств закрепленного массива // Вестн. КузГТУ. — 2013. — № 3.
4. Старовойтов А. В., Пятикова А. М., Шалаева Н. В., Калашников А. Ю. Выделение пустот методом георадиолокации // Инж. изыскания. — 2013. — № 13.
5. Старовойтов А. В., Романова А. М., Калашников А. Ю. Возможности георадиолокации при изучении ослабленных зон в верхней части разреза // Инж. изыскания. — 2012. — № 4.
6. Рассказов И. Ю., Шкабарня Г. Н., Шкабарня Н. Г. Развитие метода электрической томографии при исследовании месторождений со сложными горно-геологическими условиями // ФТПРПИ. — 2013. — № 3.
7. Рассказов, И. Ю., Шкабарня Г. Н., Шкабарня Н. Г. Исследование оползневых откосов угольных разрезов методом электрической томографии // ФТПРПИ. — 2013. — № 5.
8. Чаповский Е. Г. Инженерная геология. Основы инженерно-геологического изучения горных пород. — М.: Высш. шк., 1975.
9. Гальперин А. М. Управление состоянием намывных массивов на горных предприятиях. — М.: Недра, 1988.
10. Попов В. Н., Шпаков П. С., Юнаков Ю. Л. Управление устойчивостью карьерных откосов: учебник для вузов — М.: Изд-во МГГУ. Горная книга, 2008.
11. Электроразведка методом сопротивлений / под ред. В. К. Хмелевского и В. А. Шевнина. — М.: Изд-во МГУ, 1994.
12. Простов С. М., Хямяляйнен В. А., Гуцал М. В., Бахаева С. П. Геоэлектрический контроль зон укрепления глинистых горных пород. — Томск: Изд-во Том. ун-та, 2005.
13. Простов С. М., Костюков Е. В., Бахаева С. П. Прогноз устойчивости грунтовых дамб. — Кемерово; Москва: Изд. объединение “Российские университеты”: Кузбассвузиздат-АСТШ, 2006.
14. Простов, С. М., Хямяляйнен В. А., Бахаева С. П. Взаимосвязи электрофизических свойств глинистых горных пород с их пористостью и влагонасыщенностью // ФТПРПИ. — 2006. — № 4.
15. Теоретические основы инженерной геологии. Механико-математические основы / под ред. акад. Е. М. Сергеева. — М.: Недра, 1986.

РАЗРУШЕНИЕ ГОРНЫХ ПОРОД

УДК 622.232 

ФИЗИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОТДЕЛЕНИЯ БЛОЧНОГО КАМНЯ ОТ МАССИВА УДАРНЫМ ВОЗДЕЙСТВИЕМ НА ПЛАСТИЧНОЕ ВЕЩЕСТВО В ШПУРЕ
П. Н. Тамбовцев

Институт горного дела СО РАН им. Н. А. Чинакала, E-mail: tambovskiyp@mail.ru,
Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия

Представлены результаты физического моделирования процесса отбойки природного камня от массива пластичным веществом, определены значимые факторы, влияющие на энергозатраты и качество отделения блоков. Даны рекомендации последовательности приложения ударной нагрузки, схемы бурения шпуров, соотношения размеров отделяемых блоков от массива.

Массив, строчка шпуров, пластичное вещество, инструмент, удар, трещина, отделение блока

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Пат. 2131032 РФ. Способ разрушения горных пород / Н. Г. Кю, О. И. Чернов // Опубл. в БИ. — 1999. — № 15.
2. Кю Н. Г. Особенности разрушения горных пород при флюидоразрыве пластичными веществами // ФТПРПИ. — 2011. — № 4.
3. Тамбовцев П. Н. Экспериментальные исследования процесса флюидоразрыва породных блоков ударным способом // ФТПРПИ. — 2004. — № 3.
4. Петреев А. М., Тамбовцев П. Н. Ударное нагружение твердой породы через пластичное вещество в шпуре // ФТПРПИ. — 2006. — № 6.
5. Карасев Ю. Г., Бака Н. Т. Природный камень, добыча блочного и стенового камня: учеб. пособие. — С.-Петерб. горн. ун-т, 1997.
6. Казарян Ж. А. Природный камень: добыча, обработка, применение: справочник. — М., 2002.
7. Налимов В. В., Чернова Н. А. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов. — М.: Наука, 1965.

ТЕХНОЛОГИЯ ДОБЫЧИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

УДК 622.27.32: 620.311.21 

ПРОБЛЕМА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ В ХОДЕ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ТВЕРДЫХ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
Д. Р. Каплунов, М. В. Рыльникова, Д. Н. Радченко

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

Обсуждается актуальная для горнодобывающего комплекса России и мира проблема повышения энергоэффективности горного производства. Отмечены мировые тенденции в направлениях поиска новых нетрадиционных возобновляемых энергетических источников и их внедрения в ресурсосберегающие технологии по замкнутому циклу. В качестве таких источников рассматриваются: горное давление и упругие колебания горного массива, кинетическая энергия “падающих” закладочных смесей и жидкостей в процессах закладки выработанных пространств, водоотлива, потенциальная энергия силы тяжести большегрузного горнотранспортного оборудования, энергия отработанных воздушных струй системы вентиляции рудников, а также ее рекуперации и др. Авторы полагают, что преобразование этих видов энергии в электрическую в ходе реализации геотехнологических процессов разработки месторождений твердых полезных ископаемых, помимо решения экологических проблем, позволит развивать смежные направления в “малой энергетике”, в том числе для существенного сокращения внешнего энергопотребления рудника.

Энергоэффективность, разработка месторождений твердых полезных ископаемых, нетради-ционные возобновляемые источники энергии, преобразование

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 14–17–00255).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Энергоэффективные технологии [Электронный ресурс]. — режим доступа: http://alvip.ru/ proektirovanie/jenergojeffektivnye_tehnologii/
2. Министерство энергетики РФ. Энергосбережение и энергоэффективность [Электронный ресурс]. — режим доступа: http://minenergo.gov.ru/activity/energoeffektivnost/
3. Энергоэффективность сегодня или коллапс завтра. Фолькмар Деннер [Электронный ресурс]. — режим доступа: http: // www.bosch.ru/ru/ru/news room_1/topics_1/energy_efficiency/energy_efficiency_now.html
4. The Guardian, Q&A: Energyefficiency [Электронный ресурс] — режим доступа: http://www.guardian.co.uk/ environment/2009/jul/16/energy-efficiency
5. Ильковский К. К., Тимофеев Д. И. Взгляд на энергетику будущего // Горн. журн. — 2012. — № 12.
6. Чинакал Н. А. Система разработки со щитовым креплением (руководство для инженеров, техников, студентов). — М.; Л.: Гостоптехиздат, 1943.
7. Бронников Д. М., Замесов Н. Ф., Богданов Г. И. Разработка руд на больших глубинах. — М.: Недра, 1982.
8. Еременко А. А., Еременко В. А., Гайдин А. П. Совершенствование геотехнологии освоения железорудных удароопасных месторождений в условиях действия природных и техногенных факторов. — Новосибирск: Наука, 2008.
9. Каплунов Д. Р., Лейзерович С. Г., Томаев В. К. Энерговоспроизвоство при подземных закладочных работах // Горн. журн. — 2013. — № 4.
10. SINAMICS — for every application, power rating and performance level. [Электронный ресурс] — режим доступа: https://www.industry.usa.siemens.com/drives/us/en/electric-drives/Documents/DRV-SINAMICS-family-brochure.pdf (Дата обращения 10.10.2014 г.)
11. Иванцов В. В. Повышение энергоэффективности и производительности клетевой шахтной подъемной установки с использованием роторного частотного электропривода “ЭРАТОН-ФР” [Электронный ресурс] — режим доступа: http://erasib.ru/articles/hoist-eratonfr-efficiency (Дата обращения 10.10.2014 г.)
12. Рыльникова М. В., Туркин И. С. О перспективах строительства подземной гидроэлектростанции в районе ликвидируемых шахт // Маркшейдерский вестн. — 2014. — № 5.
13. Kaplunov D. R., Rylnikova M. V., and Eks V. V. Usage of modular backfill preparation plant in underground ore mining, 11-th International Symposium on Mining with Backfill, Perth., 2014.
14. [Электронный ресурс] — режим доступа: http://gekkos.com/documents/043TheModularPython ProcessingPlantDesignedForUndergroundPreConcentration.pdf (Дата обращения 10.10.2014 г.)
15. Каплунов Д. Р., Рыльникова М. В., Радченко Д. Н., Корнеев Ю. В. Передвижные закладочные комплексы в системах разработки рудных месторождений с закладкой выработанных пространств // Горн. журн. — 2013. — № 2.
16. Rodriguez R., Diaz M. B. Analysis of the utilization of mine galleries as geothermal heat exchangers by means of a semi-empirical prediction method, Renew. Energy, 2009, Vol. 34, No. 7.

УДК 622.342.1; 622.3.004.18 

ПРОБЛЕМЫ РАЦИОНАЛЬНОГО ОСВОЕНИЯ ТЕХНОГЕННЫХ РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ В ВОСТОЧНЫХ РАЙОНАХ РОССИИ
В. С. Литвинцев

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

Рассмотрены проблемы рационального освоения природных и техногенных россыпных месторождений благородных металлов, их ресурсный потенциал, основные направления развития технологий добычи полезного ископаемого, его переработки и обогащения. Установлено, что решающим условием рентабельного освоения техногенных запасов является проведение предварительной реструктуризации техногенного объекта с целью создания новой структуры и увеличения ценности запасов, адаптированных для выбранного способа выемки и обогащения песков. Обоснована необходимость и целесообразность внедрения инновационной технологии разработки техногенных россыпей на основе формирования зоны концентрации ценных компонентов в массиве пород отвальных комплексов. Разработаны направления модернизации технологических процессов на промывочных приборах, позволяющие увеличить извлечение золота и других ценных попутных компонентов в едином технологическом цикле.

Природные и техногенные россыпи, морфология, пробность золота, критерии оценки разработки россыпей, технологии освоения техногенных россыпей

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Забродский Г. С., Ставский А. П., Михайлов Б. К., Некрасов А. И. Состояние геологоразведочных работ на твердые полезные ископаемые в России: воспроизводство сырьевой базы и финансирование // Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. — 2011. — № 3.
2. Брайко В. Н., Иванов В. Н. Итоги работы отрасли по добыче и производству драгоценных металлов и драгоценных камней в 2010 г. и прогноз ее развития на ближайшие годы // Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. — 2011. — № 3.
3. Литвинцев В. С. О ресурсном потенциале техногенных золотороссыпных месторождений // ФТПРПИ. — 2013. — № 1.
4. Быховский Л. З., Спорыхина Л. В. Техногенные отходы как резерв пополнения минерально-сырьевой база: состояние и проблемы освоения // Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. — 2011. — № 4.
5. Кавчик Б. К., Пятаков В. Г. Геологическое строение техногенных россыпей и его влияние на выбор способа разработки // Золотодобыча № 135. — Иркутск: Изд-во Иргиредмет, 2010.
6. Петунина О. Н., Бондаренко В. П., Черкасов А. Д. Динамика и тенденции изменения состояния сырьевой базы твердых полезных ископаемых по данным Государственного баланса запасов полезных ископаемых (2004 – 2011 годы) // Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. — 2012. — № 4.
7. Зверева В. П. Хвостохранилища Дальнего Востока — техногенные месторождения и минерально-сырьевые ресурсы России, которые можно потерять // Материалы XIV Междунар. совещ. “Россыпи и месторождения кор выветривания: современные проблемы исследования и освоения”. — Новосибирск: Изд-во ООО “Апельсин”, 2010.

УДК 622.271.3 

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ КАМЕРНО-СТОЛБОВОЙ СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ ШАХТЫ “ИНАГЛИНСКАЯ” ЮЖНО-ЯКУТСКОГО УГОЛЬНОГО БАССЕЙНА
А. А. Ордин, А. М. Никольский, А. Ю. Цивка

Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, E-mail: ordin@misd.nsc.ru,
Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
ООО СП “Эрэл”, просп. Геологов, 55, 678960,
г. Нерюнгри, Республика Саха (Якутия), Россия

Приведены краткие сведения о проектируемой шахте “Инаглинская” Южно-Якутского угольного бассейна в пределах горного отвода разреза “Инаглинский” и результаты технико-экономического анализа эффективности ее строительства и эксплуатации. Изложены постановка и результаты решения задачи лагового моделирования и оптимизации проектной мощности шахты.

Камерно-столбовая система разработки, технико-экономический анализ, лаговое модели-рование, оптимизация, проектная мощность, шахта

Работа выполнена при финансовой поддержке программы фундаментальных исследований Отделения наук о Земле (ОНЗ-3.2 № 01201363928).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Никольский А. М., Ордин А. А., Цивка А. Ю., Неверов А. А., Неверов С. А. Опыт проектных решений при доработке оставшихся запасов разреза “Инаглинский” камерно-столбовой системой разработки // Сб. науч. статей междунар. науч.-практ. конф. “Наукоемкие технологии разработки и использования минеральных ресурсов”. — Новокузнецк, 2013.
2. Ордин А. А. Динамические модели оптимизации проектной мощности шахты. — Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 1991.
3. Ордин А. А., Клишин В. И. Оптимизация технологических параметров горнодобывающих предприятий на основе лаговых моделей. — Новосибирск: Наука, 2009.
4. Ордин А. А., Никольский А. М., Голубев Ю. Г. Технико-экономический анализ эффективности инвестиций и оптимизация проектной мощности рудника при подземной разработке россыпных алмазоносных залежей песков “Солур” и “Восточная” Республики Саха (Якутия) // ФТПРПИ. — 2012. — № 3.

УДК 553.521 (470.5)

ВЫБОР СПОСОБА ПОДГОТОВКИ ВЫСОКОПРОЧНОГО КАМНЯ К ВЫЕМКЕ С УЧЕТОМ УСЛОВИЙ ЗАЛЕГАНИЯ ПРИРОДНЫХ ТРЕЩИН В МАССИВЕ
Г. Д. Першин, Н. Г. Караулов, М. С. Уляков

Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова,
E-mail: pshenichnaya_e@mail.ru,
просп. Ленина, 38, 455000, г. Магнитогорск, Россия

Доказана техническая возможность и экономическая целесообразность отделения монолитов высокопрочного камня от массива породы на месторождениях с системами круто- и пологопадающих трещин с помощью канатных пил и разделки опрокинутых на рабочую площадку монолитов буроклиновым способом на товарные блоки на второй стадии процесса подготовки к выемке. Изложена и обоснована методика выбора рационального способа подготовки высокопрочного камня к выемке, учитывающая горно-геологические условия залегания (форма тела породы, пространственные характеристики систем трещин и расстояние между ними), температурную зону района месторождения, физико-механические свойства и минералогический состав породы.

Высокопрочный камень, способ подготовки, трещиноватость массива, комбинированный способ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Аглюков Х. И. Повышение качества технологии добычи блочного гранита. Экономика, управление, качество: межвуз. сб. науч. тр. — Магнитогорск: МГТУ, 2003.
2. Дубровский А. Б., Уляков М. С. Выбор оборудования при разработке Нижне-Санарского месторождения гранодиоритов // Горн. журн. — 2011. — № 5.
3. Аглюков Х. И. Налог на добычу полезных ископаемых. — Магнитогорск: МГТУ, 2010.
4. Першин Г. Д., Караулов Н. Г., Уляков М. С. и др. Features of diamond-wire saws application for rock overburden removal at marble quarry construction // Сборник научных трудов Sworld. — Одесса: Куприенко. — 2013. — Вып. 3. — Т. 14.
5. Аглюков Х. И. Обоснование эффективности технологии добычи блочного гранита // Добыча, обработка и применение природного камня: сб. науч. тр. — Магнитогорск: МГТУ, 2003.
6. Пшеничная Е. Г., Горбатова Е. А., Караулов Н. Г. и др. Технико-экономическое обоснование технологии добычи природного камня высокой прочности // Добыча, обработка и применение природного камня: сб. науч. тр. — Магнитогорск: МГТУ, 2012.
7. Аглюков Х. И. Эффективность производства гранитного щебня // Добыча, обработка и применение природного камня: сб. науч. тр. — Магнитогорск: МГТУ, 2009.
8. Уляков М. С. Обоснование комбинированного способа подготовки к выемке блочного высокопрочного камня: дис. … канд. техн. наук. — Магнитогорск: МГТУ, 2013.
9. 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. — Магнитогорск: МГТУ, 2007.
10. Пащенко К. Г., Бахматов Ю. Ф., Фролушкина К. А. и др. Влияние технологических параметров на обрывность проволоки при бесфильерном волочении // Материалы 67-й науч.-техн. конф.: сб. докл. — Магнитогорск: 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. 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. — Одесса: Куприен-ко. — 2013. — Вып. 2. — Т. 11.
14. Великанов В. С. Реализация подходов по совершенствованию эргономических показателей карьерных экскаваторов. — Магнитогорск: МГТУ, 2011.
15. 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. — Магнитогорск: МГТУ, 2012.
16. Великанов В. С. Тестовые методики и тренажерные средства в системе повышения профессионального мастерства операторов горных машин // Горн. журн. — 2012. — № 9.
17. Чирков А. С. Добыча и переработка строительных горных пород: учебник для вузов. — М.: Изд-во МГТУ, 2001.
18. Уляков М. С. Совершенствование процесса подготовки к выемке высокопрочного камня на месторождениях со сложными горно-геологическими условиями залегания // Сборник научных трудов SWorld. — Одесса: Куприенко. — 2012. — Вып. 4. — Т. 8.

РУДНИЧНАЯ АЭРОГАЗОДИНАМИКА

УДК 622.4÷625.42 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ МАССИВА ГРУНТА, ПОДВЕРЖЕННОГО ТЕПЛОВОМУ ВЛИЯНИЮ ПОДЗЕМНЫХ СТАНЦИЙ И ТОННЕЛЕЙ МЕТРОПОЛИТЕНА
А. М. Красюк, И. В. Лугин, А. Ю. Пьянкова

Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, E-mail: krasuk@cn.ru,
Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия

Разработана математическая модель, описывающая процесс изменения температуры массива грунта, окружающего подземные станции и тоннели метрополитена, учитывающая сезонные колебания атмосферного воздуха, промерзание – оттаивание грунта и техногенный тепловой поток из сооружений метрополитена. Методом конечных элементов решена задача расчета температурного поля массива грунта, окружающего подземные станции и тоннели метрополитена на различных глубинах заложения, при изменении температур атмосферного воздуха. На основе численных экспериментов выполнена оценка теплового влияния подземных станций и тоннелей метрополитена мелкого заложения на массив окружающего грунта. Предложена методика определения области влияния подземных сооружений метрополитенов на температуру окружающих их массивов грунта. Установлено, что область теплового влияния подземного сооружения возрастает с увеличением глубины его заложения в грунт. Размер этой области определяется количеством техногенного тепла, выделяющегося в подземных сооружениях метрополитена.

Метрополитен, область теплового влияния, температура, станция, тоннель, грунт

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Dai G., Vardy A. Heat transfer in train/tunnel annulusi: 9th International Symposium on aerodynamics and ventilation of vehicle tunnels “Developments for the 21st Century”, Aosta Valley, Italy: Earth Tech, 1997.
2. Vermeer P. A., Nico Ruse M. T. Tunnel heeting stability in drained ground, Tunneling, Great Britain: British Tunnelling Society, 2002, No. 6.
3. L. Goy, D. Fabre, G. Menard. Modeling of rock temperatures for deep alpine tunnel projects, Rock Mechanics and Rock Engineering, 1996, Vol. 29. No. 1.
4. Красюк А. М., Лугин И. В., Пьянкова А. Ю. Исследование температурных полей грунтового массива, окружающего станцию метрополитена мелкого заложения // ФТПРПИ. —2010. — № 4.
5. Красюк А. М., Лугин И. В. Исследование процессов теплопередачи в тоннеле метрополитена мелкого заложения // ФТПРПИ. — 2008. — № 6.
6. Куликов Ю. Г., Дубнов Ю. Д. Методические указания по испытанию вечномерзлых глинистых грунтов в полевых условиях: метод. указания. — М.: Главтранспроект, 1969.
7. СНиП 23–01–99*. Строительная климатология. — М.: Госстрой России, 1999.
8. Цодиков В. Я. Вентиляция и теплоснабжение метрополитенов. — М.: Недра, 1975.
9. Лугин И. В., Пьянкова А. Ю. Изменение теплопотерь в грунт из помещений станции “Октябрьская” Новосибирского метрополитена за 24 года эксплуатации: сб. докл. III Междунар. науч.-техн. конф. “Теоретические основы теплогазоснабжения и вентиляции”. — М.: МГСУ, 2009.
10. Осадчий Г. Б. Условия эффективного использования тепловых насосов в России. Ч. 2. Факторы, влияющие на эффективность трансформации теплоты тепловым насосом // Холодильщик.RU. — 2012. — Вып. 6.

ОБОГАЩЕНИЕ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

УДК 622.765.061 

ТЕХНОЛОГИЯ КОМПЛЕКСНОГО ОБОГАЩЕНИЯ ГЕМАТИТ-МАРТИТОВЫХ РУД
А. В. Курков, А. В. Егоров, С. Н. Щербакова

ОАО “Ведущий научно-исследовательский институт химической технологии”
(ОАО “ВНИИХТ”, Госкорпорация Росатом), E-mail: avkurkov@vniiht.ru,
Каширское шоссе, 33, 115409, г. Москва, Россия

Для извлечения из тонковкрапленного железорудного сырья оксидов железа разработана флотационная технология на основе использования в качестве основного собирателя реагента класса фосфорорганических соединений. Избирательное предварительное удаление загрязняющих примесей и последующая флотация оксидов железа применительно к хвостам мокрой магнитной сепарации действующего предприятия и непосредственно на тонковкрапленной гематитовой руде обеспечивает получение кондиционных гематит-мартитовых концентратов с содержанием железа 64 – 66 %. Показана возможность попутного извлечения из хвостов гематитовой флотации присутствующего в кварцитах золота.

Обогащение, железные руды, гематит, мартит, флотация, собиратель, фосфорорганические соединения, концентрат

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Полькин С. И. Флотация руд редких металлов и олова. — М.: Гос. науч.-техн. изд-во по горному делу, 1960.
2. Ocтапенко П. Е. Обогащение железных руд. — М.: Недра, 1977.
3. Lima N. P., Valadao G. E. S., and Peres A. E. C. Effect of amine and starch dosages on the reverse cationic flotation of an iron ore, Minerals Engineering, 2013, Vol. 45.
4. Arantes R. S. and Lima R. M. F. Influence of sodium silicate modulus on iron ore flotation with sodium oleate, International Journal of Mineral Processing, 2013, Vol. 125.
5. Uwadiale G. G. O. O. Flotation of iron oxide and quartz – a review, Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review, 1992, Vol. 11.
6. Rocha L., Cancado R. Z. L., and Peres A. E. C. Iron ore slimes flotation, Minerals Engineering, 2010, Vol. 23, No. 11 – 13.
7. Ma X., Marques M., and Gontijo C. Comparative studies of reverse cationic/anionic flotation of vale iron ore, International Journal of Mineral Processing, 2011.
8. De Mesquita I. M. S., Lins F. F., and Torem M. I. Interaction of a hydrophobic bacterium strain in a hematite-quartz flotation system, International Journal of Mineral Processing, 2003, Vol. 71, No. 1–4.
9. Mei G. J., Rao P., and Yu Y. F. Flotation separation of hematite and iron-containing silicate using ammonium hexafluorosilicate depressant, Proceedings of XXIV International Mineral Processing Congress, Science Press, Beijing, 2008, Vol. 1.
10. Yang H., Tang Q., Wang Ch., and Zhang J. Flocculation and flotation response of Rhodococcus erythropolis to pure minerals in hematite ores, Minerals Engineering, 2013, Vol. 45.
11. Pavlovic S. and Brandao H. R. G. Adsorption of starch, amilose, amilopectin and glucose monomer and their effect on the flotation of hematite and quartz, Minerals Engineering, 2003, Vol. 16, No. 11.
12. Araujo A. C., Viana P. R. M., and Peres A. E. C. Reagents in iron ores flotation, Minerals Engineering, 2005, Vol. 18, No. 2.
13. Quast K. B. Review flotation using 12-carbon chain collectors, Minerals Engineering, 2000, Vol. 13, No. 13.
14. Quast K. B. Flotation of hematite using C6 – C18 saturated fatty acids, Minerals Engineering, 2006, Vol. 19.
15. Turrer H. D. G. and Peres A. E. C. Investigation on alternative depressants for iron ore flotation, Minerals Engineering, 2010, Vol. 23.
16. Buckley A. N. and Parker G. K. Adsorption of n-octanohydroxamate collector on iron oxide, International Journal of Mineral Processing, 2013, Vol. 121.
17. Kurkov A. V. and Pastukhova I. V. Flotation method for ores of rare metal and tin, RU Patent, 2010, No. 2381073.
18. Kurkov A. and Pastukhova I. Computer modeling of the structure and action of a new class of organophosphorous collectors, Proceedings of the XIV Balkan Mineral Processing Congress, Tuzla, Bosnia and Herzegovina, 2011, Vol. II.
19. Kurkov A. V. and Sarychev G. A. Mechanism of action of flotation reagents in a non-sulfide flotation system based on the concepts of supramolecular chemistry, Proceedings of XXVI International Mineral Processing Congress, New Delhi, India, 2012.
20. Пат. 2494818 РФ. Способ флотационного обогащения гематитсодержащих железных руд и продуктов / А. В. Курков, Е. Н. Звонарев, С. Н. Щербакова, Г. А. Сарычев // Опубл. в БИ. — 2012. — № 28.
21. Чернышов Н. М., Молотков С. П., Петров С. В. и др. Особенности распределения и формы нахождения платиноидов и золота в железистых кварцитах Михайловского месторождения КМА // Геология и разведка. — 2003. — № 5.

УДК 622.7 

ОЦЕНКА СОБИРАТЕЛЬНОЙ СИЛЫ ФЛОТАЦИОННОГО РЕАГЕНТА
С. А. Кондратьев, Н. П. Мошкин

Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, E-mail: kondr@misd.nsc.ru,
Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия,
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, E-mail: nikolay.moshkin@gmail.com,
просп. Академика Лаврентьева, 15, 630090, г. Новосибирск, Россия

Выполнен сопоставительный анализ собирательной активности карбоновых кислот и поверхностного давления их пленок на поверхности воды. Установлено, что между этими параметрами существует корреляция, при этом величина поверхностного давления пленок зависит от длины углеводородного радикала, его насыщенности, разветвленности и наличия заместителей. Численно решена задача по удалению жидкости из прослойки, заключенной между пузырьком и минеральной частицей. Показано, что основная сила, действующая в прослойке на жидкость, обусловлена поверхностным давлением молекул в пленке. Сила флотационного реагента определена как мера его воздействия на объем жидкости в прослойке. Дана зависимость объемного расхода жидкости, вытекающей из прослойки, от поверхностного натяжения активных на границе раздела “газ – жидкость” форм реагента. Предложен метод оценки собирательной активности физически закрепившегося реагента по величине силы, оказываемой пленкой реагента на жидкость в прослойке.

Флотация, флотационная активность реагента, поверхностное натяжение, прослойка жидкости, уравнения теории смазки, физическая форма сорбции

Работа выполнена при частичной финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 13–05–00384).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Кондратьев С. А. Оценка флотационной активности реагентов-собирателей // Обогащение руд. — 2010. — № 4.
2. Кондратьев С. А. Оценка активности и селективности действия карбоновых кислот, используемых в качестве флотационных реагентов // ФТПРПИ. — 2012. — № 6.
3. Поверхностно-активные вещества: справочник / под. ред. А. А. Абрамзона, Г. М. Гаевого. — Л.: Химия, 1979.
4. Smith T. Monolayers on water. I. Theoretical equation for the liquid expanded state, Journal of colloid and interface science, 1967, Vol. 23.
5. Hukki R. T., Vartiainen O. An investigation of the collecting effects of fatty acids in tall oil on oxide minerals, particularly on ilmenite, Mining Engng., 1953, Vol. 5, No. 7.
6. Алейников Н. А., Никишин Г. И., Огибин Ю. П., Петров А. Д. Флотационные свойства разветвленных карбоновых кислот // Журн. прикл. химии. — 1962. — Т. 35. — № 9.
7. Левич В. Г. Физико-химическая гидродинамика. — 2-е изд. — М.: ГИФМЛ, 1959. [Translated into english: Levich V. G., Physicochemical hydrodynamics (Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, 1962)].
8. Зуев А. Л., Костарев К. Г. Особенности концентрационно-капиллярной конвекции // Успехи физ. наук. — 2008. — T. 178. — № 10.
9. Лойцянский Л. Г. Механика жидкости и газа. — М.: Наука, 1987.
10. Пухначев В. В. Задача о равновесии свободной неизотермической пленки жидкости // ПМТФ. —2007. — Т. 48. — № 3.
11. Gaver, D. P., Grotberg, J. The dynamics of a localized surfactant on a thin film, Journal of Fluid Mechanics, 1990, Vol. 213.
12. Peterson E. R., Shearer M. Radial spreading of surfactant on a thin liquid film, Appl. Math. Res. Express, 2010, doi:10.1093/amrx/abq015.
13. Jensen O. E., Grotberg J. B. The spreading of heat or soluble surfactant along a thin liquid ?lm, Physics of Fluids, 1992, Nо. 5(1).
14. Levy R., Shearer M., and Witelski T. Gravity-driven thin liquid ?lms with insoluble surfactant: Smooth traveling waves. European Journal of Applied Mathematics, 2008, Vоl. 18, Nо. 6.
15. Borgas M., Grotberg J. B. Monolayer ?ow on a thin ?lm, Journal of Fluid Mechanics, 1988, Vol. 193.

УДК 622.7:519.711.2 

МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА СЕЛЕКТИВНОСТЬ ПРОЦЕССА ФЛОТАЦИИ. Ч. 1. ВЛИЯНИЕ ДИАМЕТРА ПУЗЫРЬКА И ДИССИПАЦИИ ТУРБУЛЕНТНОЙ ЭНЕРГИИ
В. Д. Самыгин, П. В. Григорьев

Национальный исследовательский технологический университет “МИСИС”,
E-mail: visamiguin@yandex.ru, Ленинский проспект, 4, 119049, г. Москва, Россия
ООО “Инфорсер Инжиниринг”,
Рязанский проспект, 24, корп. 2, 109428, г. Москва, Россия

Машинным экспериментом двух субпроцессов — захвата пузырьком и отрыва частиц, входящих в 36 фракций руды, отличающихся крупностью и содержанием меди, показано влияние диаметра пузырьков и энергии диссипации на селективность флотации. Степень концентрации достигала 80 при оптимальном диаметре пузырьков 265 мкм, которая выше в 5 – 8 раз, чем при диаметре пузырьков 1000 – 2000 мкм, характерном для импеллерных флотомашин.

Модель, селективность, флотация, пузырек, диссипация, субпроцесс, раскрытие

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 14–17–00393).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Митрофанов С. И. Влияние скорости протекания пульпы на скорость и селективность флотации // Цв. металлургия. — 1941. — № 17.
2. Rubinstein J. B., Samigyin V. D. Effect of particle and bubble size on flotation kinetics, In Frothing in flotation, London: Gordon and breath, 1998, Vol. 2.
3. Schubert H., Bischofberger C. On the optimization of hydrodynamics in flotation processes, Proceedings of the 13th International Mineral Processing Congress, 1979, Vol. 2.
4. Massinaei M., Kolahdoozan M., Noaparast M., Oliazadeh M., Yianatos J., Shamsadini R., Yarahmadi M. Hydrodynamic and metallurgical characterization of industrial columns in rougher circuit, Minerals Engineering, 2009, Vol. 22.
5. Dobby G. S., Finch J. A. Mixing characteristics of industrial flotation columns, Chemical Engineering Science, 1985, Vol. 40 (7).
6. Finch J. A., Dobby G. S. Column flotation, Oxford: Pergamon, 1990.
7. Changunda K. Deglon, Harris M. Investigating the effect of energy input on flotation kinetics in an oscillating grid flotation cell, Minerals Engineering, 2008, Vol. 21.
8. Rulyov N. N. Turbulent microflotation of ultrafine minerals, Mineral Processing and Extractive, Metallurgy, 2008, Vol. 117, No. 1.
9. Massinaei M. Mixing characteristics of industrial columns in rougher circuit, Minerals Engineering, 2007, Vol. 20.
10. Aslan A., Boz H. Effect of air distribution profile on selectivity at zinc cleaner circuit, Minerals Engineering, 2010, Vol. 23, No. 11 – 13.
11. Samyguin V., Filippov L., Matinin A., Lekhatinov Ch., and Tertyshnikov M. New multiple-zone flotation cell – device for increasing separation selectivity. Proceedings of the XV Balkan Mineral Processing Congress (BMPC 2013), I. Nishkov, I. Grigorova and D. Mochev Eds, Sofia: Publishing House St. Ivan Rilski, ISBN 978–954–353–217–9, 2013, Vol. 2.
12. Goryachev B. Y., Nikolaev А. А., Ilyina Е. Y. Analysis of flotation kinetics of particles with the controllable hydrophobic behavior, Journal of Mining Science 2010, 46.
13. Koh P. T. L., Schwarts M. P. CFD modelling of bubble–particle attachments in flotation cells, Mineral Engineering, 2006, Vol. 19.
14. Yoon R. H., Luttrell G. H. The effect of bubble size on fine particle flotation, Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review, 1989, Vol. 5.
15. Dai Z., Fornasiero D., Ralston J. Particle–bubble attachment in mineral flotation, Journal Colloid and Interface Science, 1999, Vol. 217, No. 1.
16. Schulze H. J. Hydrodynamics of bubble–mineral particle collisions, Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review, 1989, Vol. 5.
17. Jameson G. J. The effect of surface liberation and particle size on flotation rate constants, Minerals Engineering, 2012, Vol. 36 – 38.
18. Кондратьев С. А. Исследование процесса дробления газовых пузырьков в турбулентном потоке жидкости // ФТПРПИ. — 1987. — № 5.
19. Кондратьев С. А., Бочкарев Г. P. О стабилизации размера пузырьков в камере флотационной машины // ФТПРПИ. — 1998. — № 3.

УДК 546.65+ 620.22–419 

КОМПЛЕКСНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОМАТЕРИАЛОВ ИЗ БЕДНЫХ РУД И ОТХОДОВ
Ю. А. Миргород, С. Г. Емельянов

Юго-западный государственный университет, E-mail: yu_mirgorod@mail.ru,
ул. 50 лет Октября, 94, 305040, г. Курск, Россия

Обобщены исследования комплексной технологии получения наноматериалов, предложенной авторами. Смеси ионов металлов концентрируют и разделяют ионной флотацией. В мицеллярных растворах выделенных коллигендов получают наночастицы металлов или их оксидов. Наночастицы превращают в наноматериалы. Обсуждаются физико-технические проблемы ионной флотации, получения наночастиц в прямых мицеллах и свойств наноматериалов.

Технология, ионная флотация, флотоэкстракция, прямые мицеллы, наночастицы металлов, наночастицы оксидов металлов, наноматериалы

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Чантурия В. А., Козлов А. П., Матвеева Т. Н., Лавриненко А. А. Инновационные технологии и процессы извлечения ценных компонентов из нетрадиционного, труднообогатимого и техногенного минерального сырья // ФТПРПИ. — 2012. — № 5.
2. Mirgorod Yu. A., Emelyanov S. G. Technology of producing nanopowders of metals and metal oxides from the waste of metallurgy, Nanotech Italy, Promoting responsible innovation, Venice, 2011.
3. Миргород Ю. А., Борщ Н. А., Юрков Г. Ю. Получение наноматериалов из водных растворов, моделирующих отходы гидрометаллургии // Журн. физ. химии. — 2011. — № 8.
4. Nicol S. K., Galvin S. K., Engel M. D. Ion flotation – potential applications to mineral processing, Minerals Engineering, 1992, Nо. 5.
5. Doyle F. M. Ion flotation – its potential for hydrometallurgical operation, Int. J. Miner. Process, 2003, Vol. 72.
6. Миргород Ю. А., Борщ Н. А. Термодинамика и кинетика процесса флотоэкстракции с участием катионного и анионного поверхностно-активного вещества // Изв. Юго-Зап. гос. ун-та. Серия “Физика и химия”. — 2011. — № 1.
7. Чантурия В. А., Недосекин Т. В., Гапчич А. О. Повышение селективности процесса флотации золота на основе применения новых реагентов-собирателей // ФТПРПИ. — 2012. — № 6.
8. Morgan J. D., Napper D. H., Warr G. G., Nicol S. K. Kinetics of recovery of hexadecyltrimethyl ammonium bromide by flotation, Langmuir, 1992, Nо. 8.
9. Liu Z., Doyle F. M. A Thermodynamic approach to ion flotation: II. Metal ion selectivity in the SDS – Cu –Ca and SDS – Cu – Pb systems, Coll. Surf. A: Physicochem. Eng. Asp., 2001, Nо. 178.
10. Mirgorod Yu. A., Kurdykov A. V., Postnikov E. B. Thermodynamic models of alkaline-earth metal ion flotation, Russ. J. Phys. Chem, 2005, Nо. 8.
11. Doyle F. M., Lui Z. The effect of triethylenetetraamine (trien) on the ion flotation of and , J. Coll. Int. Sci., 2003, Nо. 258.
12. Миргород Ю. А., Ефимова H. A. Синтез суперпарамагнитных наногибридов платина/никель в прямых мицеллах катионных ПАВ // Журн. физ. химии. — 2008. — № 3.
13. Миргород Ю. А., Ефимова Н. А. Исследование взаимосвязи диаметра водного пула обратных мицелл с диаметром наночастиц сульфида кадмия // Журн. прикл. химии. — 2007. — № 9.
14. Mirgorod Yu. A. Thermodynamic analysis of the dynamic structure of micellar solution of sodium alkyl sulphate, J. Struct. Chem., 2008, Nо. 5.
15 Миргород Ю. А., Ефимова Н. А. Контактное и разделенное водой гидрофобное взаимодействие в мицеллярных растворах ПАВ // Журн. физ. химии. — 2007. — № 10.
16. Миргород Ю. А., Борщ Н. А., Бородина В. Г., Юрков Г. Ю., Тимаков Д. И. Получение наночастиц золота из скрапа // Хим. технология. — 2012. — № 9.
17. Mirgorod Yu. A., Borodina V. G. Preparation and bactericidal properties of silver nanoparticles in aqueous tea leaf extract, Inorg. Mater, 2013, Nо. 10.
18. Пат. 2424339 РФ. Способ получения наночастиц золота из железорудного сырья / Ю. А. Миргород // Опубл. БИ. — 2011. — № 20.
19. Пат. 2464088 РФ. Способ регенерации автомобильных катализаторов / Ю. А. Миргород, С. Г. Емельянов, Н. А. Борщ // Опубл. БИ. — 2012. — № 29.
20. Пат. 2468861 РФ. Способ получения катализатора на пористом металлооксидном носителе для окисления углеводов / Ю. А. Миргород, С. Г. Емельянов, Н. А. Борщ // Опубл. в БИ. — 2012. — № 34.
21. Миргород Ю. А., Борщ Н. А., Федосюк В. М., Юрков Г. Ю. Структура и свойства наночастиц феррита кобальта, синтезированного в системе прямых мицелл амфифилов с использованием ионной флотоэкстракции // Журн. физ. химии. — 2012. — № 3.
22. Маслоброд С. Н., Миргород Ю. А., Бородина В. Г., Борщ Н. А. Влияние водных дисперсных сис¬тем с наночастицами серебра и меди на прорастание семян // Электронная обработка материалов. — 2014. — № 4.

УДК 669.2/8:66.093:622.782 

МЕТОД СУЛЬФИДИРОВАНИЯ ТРУДНООБОГАТИМЫХ ОКИСЛЕННЫХ МИНЕРАЛОВ СВИНЦА И ЦИНКА В АТМОСФЕРЕ ВОДЯНОГО ПАРА
И. Г. Антропова, А. Ю. Дамбаева

Байкальский институт природопользования СО РАН, E-mail: inan@binm.bscnet.ru,
ул. Сахьяновой, 6, 670047, г. Улан-Удэ, Россия,
Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления,
ул. Ключевская, 42, 670013, г. Улан-Удэ Россия

Установлена возможность глубокого сульфидирования труднообогатимых окисленных минералов свинца и цинка в процессе их обжига с пиритным концентратом в атмосфере перегретого водяного пара. Показано, что реакция взаимодействия окисленных соединений свинца и цинка с сульфидом железа в атмосфере перегретого водяного пара с образованием сульфидов протекает на границе раздела фаз “твердое – газ”, а именно: MO – H₂S — при сульфидировании гетеролита и бедантита; PbSO₄ – H₂S — при сульфидировании плюмбоярозита.

Сульфидирование, труднообогатимые окисленные минералы свинца и цинка, перегретый водяной пар

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Абрамов А. А. Пути совершенствования технологии обогащения и переработки окисленных и смешанных руд // Переработка окисленных руд. — М.: Наука, 1985.
2. Чантурия В. А., Трофимова Э. А. Переработка окисленных руд. — М.: Наука, 1985.
3. Li Yong, Wang Ji-kun, Wei Chang, Liu Chun-Xia, Jiang Ji-Bo, and Wang Fan. Sulfidation roasting of low grade lead-zinc oxide ore with elemental sulfur, Minerals Engineering, 2010, No. 23.
4. Пат. 2364639 РФ. Способ переработки труднообогатимой окисленной свинцовой руды / И. Г. Антропова, А. Н. Гуляшинов, В. А. Ламуев, П. Л. Палеев. — 2009. — Бюл. № 23.
5. Дамбаева А. Ю., Антропова И. Г., Гуляшинов А. Н., Палеев П. Л. Комбинированный способ переработки труднообогатимой окисленной свинецсодержащей руды // ГИАБ. — М.: Горная книга, 2011. — № 1.
6. Антропова И. Г., Халудоров Д. Л. О кинетике образования сульфидов свинца при сульфидизирующем обжиге в атмосфере перегретого водяного пара // Журн. прикл. химии. — 2008. — Т. 81. — Вып. 5.

ГОРНАЯ ЭКОЛОГИЯ

УДК 622.5:504.4.054 

ЭНТРОПИЙНЫЙ МЕТОД АНАЛИЗА СОСТАВА ТЕХНОГЕННЫХ ВОД ГОРНОДОБЫВАЮЩЕГО РЕГИОНА
А. Б. Логов, В. Н. Опарин, В. П. Потапов, Е. Л. Счастливцев, Н. И. Юкина

Институт вычислительных технологий СО РАН (Кемеровский филиал),
ул. Рукавишникова, 21, 650025, г. Кемерово, Россия
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, E-mail: oparin@misd.nsc.ru,
Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия

Предложен энтропийный метод выявления кластеров общей загрязненности вод и речных сетей горнодобывающего района, а также с аномальным содержанием высоко опасных веществ на примере Бунгуро-Чумышского угледобывающего района Кузбасса. Определена специфика состава разных типов вод с идентификацией ингредиентов в них, выделены диагностические признаки отдельных источников, проранжированы интегральные показатели, полученные путем комбинирования ингредиентов, и проведен анализ распределения количества ингредиентов разных типов вод относительно ПДК.

Энтропийный метод, загрязнения, ингредиенты, водные объекты, карьерные и шахтные талые воды, угледобывающие предприятия Кузбасса

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Опарин В. Н. К проблеме формирования и развития очаговых зон катастрофических событий в горно-технических и природных системах: энергетический подход // Экологическая стратегия горнодобывающей отрасли — формирование нового мировоззрения в освоении природных ресурсов: сб. докл. Всерос. научн.-техн. конф. с участием иностр. специалистов, 13 – 15 октября 2014 г. / РАН, ГоИ КНЦ РАН. — Т. 1. — Апатиты, СПб.: Реноме, 2014.
2. Адушкин В. В., Опарин В. Н. От явления знакопеременной реакции горных пород на динамические воздействия – к волнам маятникового типа в напряженных геосредах. Ч. III // ФТПРПИ. — 2014. — № 4.
3. Опарин В. Н., Сашурин А. Д., Кулаков Г. И. и др. Современная геодинамика массива горных пород верхней части литосферы: истоки, параметры, воздействие на объекты недропользования. — Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2008.
4. Опарин В. Н., Козырев А. А., Сашурин А. Д. и др. Деструкция земной коры и процессы самоорганизации в областях сильного техногенного воздействия. — Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2012.
5. Опарин В. Н., Потапов В. П., Попов С. Е., Замараев Р. Ю., Харлампенков И. Е. Разработка распределенных ГИС-средств мониторинга миграций сейсмических проявлений // ФТПРПИ. — 2010. — № 6.
6. Потапов В. П., Опарин В. Н., Логов А. Б., Замараев Р. Ю., Попов С. Е. Геоинформационная система регионального контроля геомеханико-геодинамических ситуаций на основе энтропийного анализа сейсмических событий (на примере Кузбасса) // ФТПРПИ. — 2013. — № 3.
7. Бычков И. В., Опарин В. Н., Потапов В. П. Облачные технологии в решении задач горной геоинформатики // ФТПРПИ. — 2014. — № 1.
8. Опарин В. Н., Багаев С. Н., Маловичко А. А. и др. Методы и системы сейсмодеформационного мониторинга техногенных землетрясений и горных ударов. — Новосибирск: Изд-во СО РАН. — Т. 1, 2009; Т. 2, 2010.
9. Певзнер М. Е. Горная экология: учеб. пособие для вузов. — М.: Изд-во МГГУ, 2003.
10. Михайлов Ю. В., Коворова В. В. Горнопромышленная экология — обеспечение экологической безопасности при освоении минеральных ресурсов // Маркшейдерский вестник. — 2011. — № 3.
11. Сергеев В. И., Шимко Т. Г., Данченко Н. Н., Кулешова М. Л., Петрова Е. В., Свиточ Н. А. Апробирование методики оценки защищенности подземных вод в районе золохранилища Артемовской котельной // Геоэкология. Инженерная геология. Геокриология. — 2009. — № 4.
12. Ахметьева Н. П., Лапина Е. Е., Кудряшова В. В. Сорбционные свойства пород зоны аэрации и их роль в защите грунтовых вод от загрязнения // Геоэкология. Инженерная геология. Геокриология. — 2006. — № 4.
13. Кржиж Л., Виттлингерова З., Пашковский И. С., Халоупка Д. Влияние паводковых ситуаций на качество воды в подземных источниках водоснабжения // Геоэкология. Инженерная геология. Геокриология. — 2006. — № 5.
14. Алимова Г. С., Земцова Е. С., Чемагин А. А., Попова Е. И., Дударева И. А., Токарева А. Ю., Хакимзянова Г. Х. Гидрохимия поверхностных вод и видовой состав микрозообентоса нижнего течения р. Иртыш // Вода: химия и экология. — 2014. — № 5 (71).
15. Счастливцев Е. Л., Пушкин С. Г., Юкина Н. И., Жукова И. А. Оценка техногенного воздействия угольных предприятий на водные объекты // ГИАБ. — 2013. — № ОВ6.
16. Счастливцев Е. Л., Пушкин С. Г., Юкина Н. И. Некоторые возможности совершенствования системы мониторинга характеристик шахтных и карьерных вод угледобывающих предприятий // ГИАБ. — 2009. — № ОВ7.
17. Кантор Е. А., Афанасьева Е. С., Сафарова В. И., Фатьянова Е. В. Анализ загрязненности хлоридами р. Белой в створах Стерлитамакского района // Вода: химия и экология. — 2014. — № 6 (72).
18. Богуш А. А., Летов С. В., Мирошниченко Л. В. Распределение и формы нахождения тяжелых металлов в дренажных потоках и гидроотвале Беловского цинкового завода (Кемеровская область) // Геоэкология. Инженерная геология. Геокриология. — 2007. — № 5.
19. Алиева В. И., Ломоносов И. С., Гребенщикова В. И. Динамика поступления техногенных микроэлементов в воды Братского водохранилища // Геоэкология. Инженерная геология. Геокриология. — 2009. — № 3.
20. Мальцев А. Е., Леонова Г. А., Богуш А. А., Булычева Т. М. Эколого-геохимическая оценка степени антропогенного загрязнения экосистем обводненных карьеров г. Новосибирска // Экология промышленного производства. — 2014. — № 2 (86).
21. Ксенофонтов Б. С., Титов К. В. Моделирование флотационной очистки сточных вод // Экология промышленного производства. — 2014. — № 2 (86).
22. Поздняков С. П., Преображенская А. Е. Оценка эвапотранспирационной разгрузки подземных вод при помощи численного моделирования // Геоэкология. Инженерная геология. Геокриология. — 2009. — № 5.
23. Газаев М. А., Агоева Э. А., Жинжакова Л. З. Сравнительный анализ состава речных вод высокогорной зоны Баксанского и Черекского ущелий // Вода: химия и экология. — 2014. — № 6 (72).
24. Конов В. И. Исследование основных факторов, влияющих на качество воды малых рек при добыче золота открытым способом в Читинской области // Геоэкология. Инженерная геология. Геокриология. — 2008. — № 2.
25. Чевычелов А. П., Кузнецова Л. И. Изменение гидрохимических показателей поверхностных вод в промышленных районах Южной Якутии // Вода: химия и экология. — 2014. — № 6 (72).
26. Мироненко В. А., Румынин В. Г. Проблемы гидроэкологии. Т. 3 (кн. 1). — М.: Изд-во МГГУ, 1999.
27. Логов А. Б., Замараев Р. Ю., Логов А. А. Анализ состояния систем уникальных объектов // Вычисл. технологии. — 2005. — Т. 10. — № 5.
28. Логов А. Б., Замараев Р. Ю., Логов А. А. Моделирование тенденций поведения элементов систем уникальных объектов // Вычисл. технологии. — 2005. — Т. 10. — № 5.
29. Логов А. Б., Замараев Р. Ю., Логов А. А. Алгоритмы энтропийного метода анализа для отображения свойств объекта в фазовом пространстве // Вычисл. технологии. — 2005. — Т. 10. — № 6.

  Версия для печати