ФТПРПИ №2, 2016. Аннотации.

ГЕОМЕХАНИКА

УДК 551 + 622 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГЕОМАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ДАННЫХ НАНОИНДЕНТИРОВАНИЯ И МОДЕЛЕЙ ДРОБНОГО ПОРЯДКА
М. А. Журавков, Н. С. Романова

Белорусский государственный университет, E-mail: Zhuravkov@bsu.by,
просп. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

Рассмотрена проблема разработки эффективных аналитико-экспериментальных методов для оценки физико-механических свойств пород и кристаллов на нано- и микроуровнях. Предложена модификация классических упругих решений задач контактной механики с помощью математического аппарата интегродифференцирования дробного порядка. Построены новые модели и алгоритмы для дальнейшего развития технологии изучения свойств и состояния геоматериалов на основе метода атомно-силовой микроскопии, описаны результаты выполненных экспериментов с использованием разработанных новых подходов применительно к расчетам модуля упругости углеводородов с нанодобавками.

Физико-механические свойства пород и кристаллов, модели дробного порядка, расчет модуля упругости углеводородов с нанодобавками

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Viti C., Collettini C., and Tesei T. Pressure solution seams in carbonatic fault rocks: mineralogy, micro/ nanostructures and deformation mechanism, Contributions to Mineralogy and Petrology, 2014, Vol. 167, No. 2. — Р. 1 – 15.
2. Briand D., Yeatman E., Roundy S., Brand O., Fedder G. K., et al. (ed.). Micro energy harvesting, John Wiley & Sons, 2015, Vol. 12. — 490 р.
3. Bandini A., Berry P., Bemporad E., Sebastiani M., Chicot D. et al. Role of grain boundaries and micro-defects on the mechanical response of a crystalline rock at multiscale, International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 2014, Vol. 71. — Р. 429 – 441.
4. Суслов А. А., Чижик С. А. Сканирующие зондовые микроскопы (обзор) // Материалы. Техноло¬гии. Инструменты. — 1997. — Т. 2. — № 3. — С. 78 – 86.
5. Plodinec M., Loparic M., Monnier C. A., Obermann E. C., Zanetti-Dallenbach R., et al. The nanomechanical signature of breast cancer, Nat. Nano, 2012, Vol. 7. — Р. 757 – 765.
6. Luque T., Melo E., Garreta E., Cortiella J., Nichols J., et al. Local micromechanical properties of decellularized lung scaffolds measured with atomic force microscopy, Acta Biomaterialia, 2013, Vol. 9. — Р. 6852 – 6859.
7. Dimitriadis E., Horkay F., Maresca J., Kachar B., and Chadwick R. Determination of elastic moduli of thin layers of soft material using the atomic force microscope, Biophys. J., 2002, Vol. 82, No. 5. — Р. 2798 – 2810.
8. Kataoka N., Iwaki K., Hashimoto K., et al. Measurements of endothelial cell-to-cell and cell-to-substrate gaps and micromechanical properties of endothelial cells during monocyte adhesion, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2002, Vol. 99, No. 24. — Р. 15638 – 15643.
9. Аптуков В. Н., Митин В. Ю., Молоштанова Н. Е., Морозов И. А. Механические характеристики карналлита, шпатовой соли и сильвинита в нанодиапазоне // ФТПРПИ. — 2013. — № 3. — С. 49 – 57.
10. Викторов С. Д., Головин Ю. И., Кочанов А. Н., Тюрин А. И., Шуклинов А. В., Шуварин И. А., Пирожкова Т. С. Оценка прочностных и деформационных характеристик минеральных компонентов горных пород методом микро- и наноиндентирования // ФТПРПИ. — 2014. — № 4. — С. 46 –55.
11. Бородич Ф. М., Булл С. Дж., Эпштейн С. А. Особенности применения наноиндентирования для изучения механических характеристик неоднородных материалов // ФТПРПИ. — 2015. — № 3. — С. 57 – 63.
12. Morita S., Wiesendanger R., Meyer E., and Giessibl F. J. Noncontact atomic force microscopy, Springer, Berlin, 2002. — 440 р.
13. Haugstad G. Atomic force microscopy, Understanding Basic Modes and Advanced Applications, Wiley, 2012. — 520 р.
14. Benoit M. Cell adhesion measured by force spectroscopy on living cells, Methods Cell Biol, 2002, Vol. 68. — Р. 91 – 114.
15. Benoit M., Gaub H. E. Measuring cell adhesion forces with the atomic force microscope at the molecular level, Cells Tissues Organs, 2002, Vol. 172(3). — Р. 174 – 189.
16. Журавков М. А. Фундаментальные решения теории упругости и некоторые их применения в геомеханике, механике грунтов и оснований. Курс лекций. — Минск: БГУ, 2008. — 247 с.
17. Zhuravkov M., Romanova N. Review of methods and approaches for mechanical problem solutions based on fractional calculus, Mathematics and Mechanics of Solids, 2014. — Р. 1 – 26.
18. Argatov I. I., Sabina F. J. Asymptotic analysis of the substrate effect for an arbitrary indenter, The Quarterly Journal of Mechanics and Applied Mathematics, 2010, Vol. 66(1). — Р. 75 – 95.
19. Gefen A. Cellular and biomolecular mechanics and mechanobiology, Series: Studies in Mechanobiology, Tissue Engineering and Biomaterials, Springer-Verlag Berlin Heidelberg; ed., 2011, Vol. 4. — 141 р.
20. Argatov I. I. Depth-sensing indentation of a transversely elastic layer: second-order asymptotic models for canonical indenters, Int. Journal of Solids and Structures, 2011, Vol. 48. — Р. 3444 – 3452.
21. Попов Г. Я. Концентрация упругих напряжений возле штампов, разрезов, тонких включений и подкреплений. — М., 1982. — 344 с.
22. Галин Л. А. Контактные задачи теории упругости и вязкоупругости. — М., 1980.— 304 с.
23. Sneddon I. N. Fourier Transforms, McGraw- Hill, New York, 1951. — Р. 47 – 57.
24. Журавков М. А., Романова Н. С., Прохоров Н. А. Об определении свойств биоматериалов на основе технологий наноиндентирования. Ч. 1. Модификация моделей контактной механики при моделировании процессов наноиндентирования // Механика машин, механизмов и материалов. — 2015. — № 1. — С. 47 – 58.
25. Журавков М. А., Романова Н. С., Прохоров Н. А. Об определении свойств биоматериалов на основе технологий наноиндентирования. Ч. 2. Методики определения точки контакта в методе силовой спектроскопии // Механика машин, механизмов и материалов. — 2015. — № 2. — С. 58 – 66.
26. Амензаде Ю. А. Теория упругости. — М.: Высш. шк., 1976. — 272 с.
27. Schinagl R. M., et al. Depth-dependent confined compression modulus of full-thickness bovine articular cartilage, J. Orthop. Res., 1997, Vol. 15. — Р. 499 – 506.
28. Royston T. J., Mansy H. A., Sandler R. H. Excitation and propagation of surface waves on a viscoelastic half-space with application to medical diagnosis, J. Acoust. Soc. Am., 1999, Vol. 106. — Р. 3678 – 3686.
29. Royston T. J., Yazicioglu Y., Loth F. Surface response of a viscoelastic medium to subsurface acoustic sources with application to medical diagnosis, J. Acoust. Soc. Am., 2003, Vol. 113. — Р. 1109 – 1121.
30. Craiem D., Rojo F., Atienza J., Armentano R., and Guienea G. Fractional-order viscoelasticity applied to describe uniaxial stress relaxation of human arteries, Physics in Medicine and Biology, 2008, Vol. 53. — Р. 4543 – 4554.
31. Самко С. Г., Килбас А. А., Маричев О. И. Интегралы и производные дробного порядка и некоторые их приложения. — Минск: Наука и техника, 1987. — 688 с.
32. Журавков М. А., Старовойтов Э. И. Механика сплошных сред. Теория упругости и пластичности. — Минск: БГУ, 2011. — 543 с.
33. Szoszkiewicz R., Riedo E. New AFM developments to study elasticity and adhesion at the nanoscale, Applied Scanning Probe Methods V, Springer Berlin Heidelberg, 2007. — Р. 269 – 286.
34. Журавков М. А. Математическое моделирование деформационных процессов в твердых деформируемых средах (на примере задач механики горных пород и массивов) — Минск: БГУ, 2002. — 456 с.
35. Alonso J. L., Goldmann J. L. Feeling the forces: atomic force microscopy in cell biology, Life Science, 2003, Vol. 72 (23). — Р. Р. 2553 – 2560.
36. Stifter T., Marti O., Bhushan B. Theoretical investigation of the distance dependence of capillary and van der Waals forces in scanning force microscopy, Phys. Rev. B 2000, Vol. 62. — Р. 13667 – 13673.
37. Jang J., Schatz G. C., and Ratner M. A. Capillary force in atomic force microscopy, The Journal of chemical physics, 2004, Vol. 120, No. 3. — Р. 1157 – 1160.
38. De Lazzer, Dreyer M., Rath H. J. A. Particle-surface capillary forces, Langmuir, 1999, Vol. 15, No. 13. — Р. 4551 – 4559.
39. Sedin D. L., Rowlen K. L. Adhesion forces measured by atomic force microscopy in humid air, Analytical chemistry, 2000, Vol. 72, No. 10. — Р. 2183 – 2189.
40. Rabinovich Y. I. et al. Capillary forces between surfaces with nanoscale roughness, Advances in colloid and interface science, 2002, Vol. 96, No. 1. — Р. 213 – 230.
41. Heim L. O., Kappl M., Butt H. J. Tilt of atomic force microscope cantilevers: effect on spring constant and adhesion measurements, Langmuir, 2004, Vol. 20, No. 7. — Р. 2760 – 2764.
42. Takeyasu K. Atomic force microscopy in nanobiology, Pan Stanford Publishing, 2014. — 458 р.
43. Butt H., Cappella B., and Kappl M. Force measurements with the atomic force microscope: Technique, interpretation and applications, Surface Science Reports, 2005, Vol. 59 (1–6). — Р. 1 – 152.
44. Zhuravkov M., Drozd L., Romanova N., and Krupoderov A. Mechanical-mathematical modelling of biological tissue behaviour, Analytic Methods in Interdisciplinary Applications. Springer Proccedings in Mathematics & Statistics, 2015, Vol. 116. — Р. 153 – 181.
45. Buzio R., Valbusa U. Probing the role of nanoroughness in contact mechanics by atomic force microscopy, Advances in Science and Technology, 2006, Vol. 51. — Р. 90 – 98.
46. Tranchida D., Piccarolo S. Local mechanical properties by atomic force microscopy nanoindentations, Applied Scannin, Probe Methods XI, Springer Berlin Heidelberg, 2009. — Р. 165 – 198.
47. Бараш Ю. С. Силы Ван-дер-Ваальса. — М.: Наука, 1988. — 344 с.
48. Crick S. L., Yin F. C. P. Assessing micromechanical properties of cells with atomic force microscopy: importance of the contact point, Biomechan Model Mechanobiol., 2007, Vol. 6. — Р. 199 – 210.
49. Pharr G. M., Oliver W. C., Brotzen F. R. On the generality of the relationship among contact stiffness, contact area, and elastic modulus during indentation, Journal of Materials Research, 1992, Vol. 7, No. 3. — Р. 613 – 617.
50. Merchan L., Szoszkiewicz R., and Riedo E. NanoMechanics: elasticity in nano-objects, Fundamentals of Friction and Wear, Springer Berlin Heidelberg, 2007. — Р. 219 – 254.
51. Fung Y. C. Biomechanics: material properties of living tissues, Springer, 1993. — 219 р.
52. Sneddon I. N. The relation between load and penetration in the axis symmetric Boussinesq problem for a punch of arbitrary profile, Int. J. Engng Sci., 1965, Vol. 3. — Р. 47 – 57.

УДК 622.81 

ЗАВИСИМОСТЬ ПРОНИЦАЕМОСТИ УГОЛЬНОГО ПЛАСТА ОТ ГАЗОСОДЕРЖАНИЯ И ДЕЙСТВУЮЩИХ НАПРЯЖЕНИЙ
В. Н. Захаров, О. Н. Малинникова, В. А. Трофимов, Ю. А. Филиппов

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

Рассмотрены основные факторы, влияющие на формирование проницаемости угольных пластов в условиях естественного залегания при изменении напряженно-деформированного состояния массива, связанного с ведением горных работ. Предлагается аналитическая зависимость проницаемости от напряжений и количества сорбированного углем газа, определяющая параметры зоны фильтрации в угольном пласте и закономерности массопереноса. Проведено сопоставление полученного соотношения с известной моделью, отражающей структуру угля, а также с результатами экспериментальных исследований. Предложенная модель проницаемости угольного пласта при соответствующем подборе или экспериментальном определении ее параметров позволяет описать закономерности фильтрации и локализацию зон проницаемости в угольном пласте.

Углепородный массив, проницаемость, метан, фильтрация, напряжение

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда, проект № 16–17–00029 (В. Н. Захаров) и Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 15–05–07542).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Фейт Г. Н., Малинникова О. Н., Зыков В. С., Рудаков В. А. Прогноз опасности внезапных выбросов и горных ударов по энергии массива // ФТПРПИ. — 2002. — № 1. — С. 67 – 70.
2. Христианович С. А. Об основах теории фильтрации // ФТПРПИ. — 1989. — № 5. — 1991. — № 1. — С. 3 – 18.
3. Опарин В. Н., Киряева Т. А., Гаврилов В. Ю. и др. О некоторых особенностях взаимодействия между геомеханическими и физико-химическими процессами в угольных пластах Кузбасса // ФТПРПИ. — 2014. — № 2. — С. 3 – 30.
4. Физико-химия газодинамических явлений в шахтах. — М.: Наука, 1972. — 140 с.
5. Баренблатт Г. И., Ентов В. М., Рыжик В. М. Теория нестационарной фильтрации жидкости и газа. — М.: Недра, 1972. — 288 с.
6. Кузнецов С. В., Кригман Р. Н. Природная проницаемость угольных пластов и методы ее определения. — М.: Наука, 1978. — 122 с.
7. Басниев К. С., Дмитриев Н. М., Каневская Р. Д., Максимов В. М. Подземная гидромеханика. — М.; Ижевск: Ин-т компьютер. исслед., 2005. — 496 с.
8. Гриценко А. И., Алиев З. С., Ермилов О. М. и др. Руководство по исследованию скважин. — М.: Наука, 1995. — 523 с.
9. Ромм Е. С. Структурные модели порового пространства горных пород. — Л.: Недра, 1985. — 240 с.
10. Кузнецов С. В. Об одной модели пористого грунта (геометрические параметры и коэффициент фильтрации грунта) // ПМТФ. — 1961. — № 1. — С. 85 – 94.
11. Connell L. D., Lu M., and Pan Z. An analytical coal permeability model for tri-axial strain and stress conditions, Int. J. Coal Geol., 2010, No. 84, P. 103 – 114.
12. Cui X., Bustin R. M., and Chikatamarla L. Adsorption-induced coal swelling and stress: implications for methane production and acid gas sequestration into coal seams, J. Geophys. Res., 2007, No. 112., 16 p.
13. Palmer I., Mansoori J. How permeability depends on stress and pore pressure in coalbeds: a new model, Evaluation, 1998, P. 539 – 544.
14. Pan Z., Connell L. D. Modelling of anisotropic coal swelling and its impact on permeability behaviour for primary and enhanced coalbed methane recovery, Int. J. Coal Geol., 2011, No. 85, P. 257 – 267.
15. Pan Z., Connell L. D., and Camilleri M. Laboratory characterisation of coal reservoir permeability for primary and enhanced coalbed methane recovery, Int. J. Coal Geol., 2010, No. 82, P. 252 – 261.
16. Scott M., Mazumder S., and Jiang J. Permeability increase in Bowen Basin coal as a result of matrix shrinkage during primary depletion, SPE International SPE 158152, 2012, Vol. 1, P. 323 – 343.
17. Seidle J., Jeansonne M., and Erickson D. Application of matchstick geometry to stress dependent permeability in coals, SPE Rocky Mountain Regional Meeting, Society of Petroleum Engineers, 1992.
18. Somerton W. H., Soylemezolu I. M., and Dudley R. C. Effect of stress on permeability of coal, Int. J. Rock Mech. Min. Sci. Geomech. Abstr., 1975, No. 12, P. 129 – 145.
19. Назаров Л. А., Назарова Л. А. Некоторые геомеханические аспекты проблемы извлечения газа из угольных пластов // ФТПРПИ. — 1999. — № 2. — С. 35 – 44.
20. Pan Z., Connell L. D. Modelling permeability for coal reservoirs: a review of analytical models and testing data, Int. J. Coal Geol., 2012, 92, P. 1 – 44.
21. Назарова Л. А., Назаров Л. А., Карчевский А. Л., Вандамм М. Определение газокинетических параметров блочного угольного пласта на основе решения обратной задачи по данным измерения давления газа в скважине // ФТПРПИ. — 2015. — № 4. — С. 34 – 41.
22. Фейт Г. И., Малинникова О. Н. Геолого-физические критерии прогноза перспективности дегазации угольных пластов для промышленного извлечения метана // ГИАБ. — 2001. — № 5. — С. 80 – 84.
23. Фейт Г. Н., Малинникова О. Н., Гурьянов В. В., Матвиенко Н. Г. Разработка метода оценки метаноотдающей способности угольных пластов по комплексу геолого-физических показателей // ГИАБ. — 2002. — Вып. 6. — С. 46 – 49.
24. Pinkun Guo, Yuanping Cheng. Permeability prediction in deep coal seam: A case study on the № 3 coal seam of the Southern Qinshui Basin in China, The Scientific World Journal, 2013, Vol. 2013, 10 p.
25. Трофимов В. А. Определение давления газа в угольном пласте // ГИАБ. — 2012. — ОВ № 1. — С. 324 – 345.
26. Кузнецов С. В., Трофимов В. А. Анализ результатов измерения давления газа в угольных пластах в связи с проявлением проницаемости около скважин и горных выработок // ФТПРПИ. — 1998. — № 2. — С. 17 – 23.
27. Васючкова Г. К., Фейт Г. Н. Исследование газопроницаемости выбросоопасных углей высокой степени тектонической нарушенности. “Прогноз и предотвращение газодинамических явлений в угольных шахтах” // Науч. сообщ. ИГД им. А. А. Скочинского. — 1982. — Вып. 209. — С. 23 – 27.
28. Ходот В. В. Влияние упругих свойств угля на сорбцию и фильтрацию газа // Рудничная аэрология и безопасность труда в шахтах. — М., 1949. — С. 157 – 176.
29. Ножкин Н. В. Заблаговременная дегазация угольных месторождений. — М.: Недра, 1979. — 271 с.
30. Щербань А. Н., Цырульников А. С. Газопроницаемость угольных пластов. — Киев: АН УССР, 1958. — 108 с.

УДК 622.1:550.82 

НАТУРНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЧНОСТНЫХ СВОЙСТВ ГОРНЫХ ПОРОД И ПОРОДНЫХ КОНТАКТОВ
Ф. К. Низаметдинов, А. А. Нагибин, В. В. Левашов, Р. Ф. Низаметдинов, Н. Ф. Низаметдинов, А. Е. Касымжанова

Карагандинский государственный технический университет,
E-mail: mdig_kstu@mail.ru, Бульвар Мира, 56, 100000, г. Караганда, Казахстан

Предлагаются натурные способы изучения сцепления и угла внутреннего трения горных пород и контактов разрывных нарушений. Выполнены разработка и апробация технологий и устройств для проведения сдвига породных призм на карьере, лазерно-цифровой съемки локальных вывалов и обрушений породных блоков в недоступных местах карьерных откосов для составления уравнения предельного равновесия и вычисления прочностных свойств пород и породных контактов. Для подготовки породных призм в карьере используются буровые станки различной модификации, а сдвиг породной призмы осуществляется с помощью 40-тонного домкрата, помещенного в специальный металлический кожух с электрической маслостанцией. Для съемки локальных обрушений в недоступных местах откосов уступов применяются электронные тахеометры и горные 3D-сканеры. Апробация рассматриваемых методов исследований осуществлена на карьерах Казахстана и Киргизии.

Натурные испытания пород, сцепление пород и породных контактов, углы внутреннего трения и по контактам пород, породная призма, обрушение, гидродомкрат, сдвиг, уравнение предельного равновесия

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Фисенко Г. Л. Устойчивость бортов карьеров и отвалов. — М., 1965. — 378 с.
2. Попов И. И., Низаметдинов Ф. К., Окатов Р. П., Долгоносов В. Н. Природные и техногенные основы управления устойчивостью уступов и бортов карьеров. — Алматы: Гылым, 1997. — 216 с.
3. Виттке В. Механика скальных массивов. — М: Недра, 1990. — 439 с.
4. Bieniawski Z. Engineering classification of joined rock masses, Trans South Africa Inst. Civ. Eng., 1973, Vol. 15. — Р. 335 – 344.
5. Низаметдинов Ф. К., Ожигин С. Г., Долгоносов В. Н. и др. Управление устойчивостью техногенных горных сооружений. — Караганда: Изд-во Каз.-Рос. ун-та, 2014. — 657 с.
6. Бабелло В. А. Исследование прочностных свойств пород Уртуйского буроугольного разреза в на¬турных условиях // ГИАБ. — 2004. — № 10. — С. 203 – 206.
7. Бабелло В. А., Криворотов А. П., Федосеева Л. В. Результаты определения прочностных харак¬теристик горных пород методом обрушения призм // Изв. вузов. Строительство. — 2006. — № 1. — С. 98 – 103.
8. Ильницкая Е. Н., Тедер Р. Н., Ватолин Е. С и др. Свойства горных пород и методы их определения. — М.: 1969. — 392 с.
9. Бондарик Г. К., Комаров И. С., Ферронский В. Н. Полевые методы инженерно-геологических исследований. — М.: 1967. — 372 с.
10. Ломтадзе В. Д. Методы лабораторных исследований физико-механических свойств горных пород. — Л., 1972. — 312 с.
11. Курленя М. В., Барышников В. Д., Гахова Л. Н. Развитие экспериментально-аналитического метода оценки устойчивости горных выработок // ФТПРПИ. — 2012. — № 4. — С. 20 – 28.
12. Назаров Л. А., Назарова Л. А., Усольцева О. М., Кучай О. А. Применение решений обратных задач для оценки состояния и свойств геомеханических объектов различного масштабного уровня // ФТПРПИ. — 2014. — № 5. — С. 33 – 43.
13. Попов И. И., Шпаков П. С., Поклад Г. Г. Устойчивость породных отвалов. — Алма-Ата, 1987. — 225 с.
14. Попов В. Н., Шпаков П. С., Юнаков Ю. Л. Управление устойчивостью карьерных откосов. — М.: Горная книга, 2008. — 683 с.
15. Багдасарьян А. Г., Лукишов Б. Г., Родионов В. Н., Федянин А. С. Выявление признаков формирования структуры разрушения на бортах карьера Мурунтау // ФТПРПИ. — 2008. — № 1. — С. 80 – 89.
16. Карташов Ю. М., Матвеев Б. В., Михеев Г. В. Прочность и деформируемость горных пород. — М., 1979. — 269 с.

УДК 622.831.32: 550.348.42 

ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАЗВИТИЯ И МЕТОДИКА ОПЕРАТИВНОЙ ОЦЕНКИ ТЕХНОГЕННОЙ СЕЙСМИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ НА ГОРНЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ И В ГОРНОДОБЫВАЮЩИХ РЕГИОНАХ
Д. В. Яковлев, С. В. Цирель, С. Н. Мулев

АО “Научно-исследовательский институт горной геомеханики
и маркшейдерского дела” — Межотраслевой научный центр ВНИМИ,
E-mail: vnimioao@yandex.ru,
21-я линия, 6, лит. А, 199106, г. Санкт-Петербург, Россия

Описываются особенности развития природно-техногенной сейсмичности, трансформация графиков повторяемости при переходе от природной сейсмичности к природно-техногенной в горнодобывающем регионе и от техногенной сейсмичности на шахтах и рудниках к природно-техногенной. Показана сложная связь техногенной сейсмичности со сдвижением (оседанием) вышележащей толщи на рудниках — сейсмический процесс развивается вместе с оседанием, но в годы максимальных скоростей оседания сейсмическая активность снижается и возрастает при остановках и замедлениях процесса сдвижения. Особое внимание уделено оценкам сейсмической активности на подземных горных предприятиях; подробно описана методика, использующая комплексный параметр F, апробированная на ряде рудников и шахт и скорректированная на основании почти десятилетнего опыта применения.

Сейсмические события, землетрясения, горные работы, график повторяемости, сдвижение, сеть сейсмостанций, геодинамический мониторинг, оценки опасности, прогноз

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Khallurin V. I., Rauеtian Т. О., Richards P. O. The seismic signal strength of chemical explosions, Bull. Seism. Soc. Am., 1998, Vol. 88, No. 6. — P. 1511 – 1524.
2. Адушкин В. В. Техногенная сейсмичность: основные источники, причины возникновения и классификация // Горная геомеханика и маркшейдерия в III тысячелетии. — СПб.: ВНИМИ, 2004. — С. 45 – 57.
3. Адушкин В. В., Турунтаев С. Б. Техногенные процессы в земной коре (опасности катастрофы). — М.: ИНЭК, 2005. — 252 с.
4. Николаев А. В. Проблемы наведенной сейсмичности // Наведенная сейсмичность. — М.: Наука, 1994. — С. 5 – 15.
5. Гупта X., Растоги Б. Плотины и землетрясения. — М.: Мир, 1979. — 251 c.
6. Simpson D. W., Leith W. The 1976 and 1984 Gazli, USSR, earthquakes were they induced? Bulletin of the Seismological Society of America, 1984, Vol. 75, No. 5. — P. 1465 – 1468.
7. Wetmiller R. J., Plouffe M., Cajka M. G., and Hasegawa H. S. Investigation of natural and mining-related seismic activity in northern Ontario, Rockbursts and seismicity in mines, Rotterdam: Brookfield, 1990. — P. 249 – 254.
8. Williams T. J., Cuvelier D. J. Report on a field trial of an underhand longwall mining method to alleviate rockburst hazards, Rockbursts and seismisity in mines, Rotterdam: Brookfield, 1990. — P. 349 – 353.
9. 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. — 449 c.
10. Яковлев Д. В., Лазаревич Т. И., Цирель С. В. Природно-техногенная сейсмоактивность Кузбасса // ФТПРПИ. — 2013. — № 4. — С. 20 – 34.
11. Wettainen T. and Martinsson J. Estimation of future ground vibration levels in Malmberget town due to mining-induced seismic activity, J. S. Afr. Inst. Min. Metall., Oct. 2014, Vol. 114, No. 10. — P. 835 – 843.
12. Vallejos J. A., McKinnon S. D. Correlations between mining and seismicity for re-entry protocol development, International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 2011, Vol. 48. — P. 616 – 625.
13. Snelling P., Godin L., and McKinnon S. The role of geologic structure and stress in triggering remote seismicity in Creighton Mine, Sudbury, Canada, International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 2013, Vol. 58. — P. 166 – 179.
14. Еманов А. Ф., Еманов А. А., Лескова Е. В., Фатеев А. В., Сёмин А. Ю., Демидова А. А., Янкайтис В. В. Наблюдения с временными сетями. Техногенная сейсмичность в Кузбассе // Землетрясения России в 2007 году. — Обнинск: ГС РАН, 2009. — С. 86 – 93.
15. Еманов А. Ф., Еманов А. А., Лескова Е. В. и др. Сейсмические активизации при разработке угля в Кузбассе // Физ. мезомеханика. — 2009. — № 12. — С. 37 – 43.
16. Butra J., Kudeiko J. Rockburst hazard evaluation and prevention methods in Polish copper mines, Cuprum, 2011, Vol. 61, No. 4. — P. 5 – 20.
17. Hudyma M., Potvin Y. An engineering approach to seismic risk management in Hardrock Mines, Journal Rock Mechanics and Rock Engineering, 2010, Vol. 43. — P. 891 – 906.
18. Suorineni F. T., Hebblewhite B., Saydam S. Geomechanics challenges of contemporary deep mining: a suggested model for increasing future mining safety and productivity, Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy, 2014, Vol. 114, No. 12. — P. 1023 – 1032.
19. Взрывы и землетрясения на территории Европейской части России / под ред. В. В. Адушкина и А. А. Маловичко. — М.: ГЕОС, 2013. — 384 с.
20. Тряпицын В. М., Шабаров А. Н. Современная геодинамика и тектоника Хибин. — Кострома: Авантитул, 2007. — 146 с.
21. Арефьев С. С. Эпицентральные сейсмологические исследования. — М.: Академкнига, 2003. — 375 с.
22. Курленя М. В., Опарин В. Н., Востриков В. И., Аршавский В. В., Мамадалиев Н. Волны маятникового типа Ч. III: Данные натурных наблюдений // ФТПРПИ. — 1996. — № 5. — С. 3 – 27.
23. Александрова Н. И., Шер Е. Н. Моделирование процесса распространения волн в блочных средах // ФТПРПИ. — 2004. — № 6. — C.49 – 57.
24. Опарин В. Н., Потапов В. П., Гиниятуллина О. Л., Харлампенков И. Е. Фрактальный анализ траекторий миграции геодинамических событий в Кузбассе // ФТПРПИ. — 2012. — № 3. — C. 75 – 81.
25. 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. — C.10 – 38.
26. Шабаров А. Н, Дупак Ю. Н., Цирель С. В. и др. Практические приложения геодинамики недр // Горная геомеханика и маркшейдерия в III тысячелетии. — СПб.: ВНИМИ, 2004. — С.137 – 161.
27. Кузьмин Ю. О. Современная геодинамика и оценка геодинамического риска при недропользовании. — М.: Агентство Экономических Новостей, 1999. — 220 c.
28. Касьянова Н. А., Кузьмин Ю. О. Современная аномальная геодинамика недр и ее влияние на объекты нефтегазового комплекса (научные основы, практические приложения и методы учета аномальных геодинамических проявлений). — М.: АОЗТ “Геоинформмарк”, 1996. — 56 c.
29. Петухов И. М., Линьков А. М. Механика горных ударов и выбросов. — М.: Недра, 1983. — 280 c.
30. СП 14.13330.2014. Строительство в сейсмических районах. — М., 2015.
31. Geller R. J., Jackson D. D., Kagan, Y. Y., and Mulargia F. Earthquakes cannot be predicted, Science, 1997, Vol. 275, No. 5306. — P. 1616 – 1617.
32. Matthews R. A. Decision-theoretic limits on earthquake prediction, Geophysical Journal International, 1997, Vol. 131, N. 3. — P. 526 – 529.
33. Геодинамическое районирование недр: методические указания / под ред. И. М. Петухова и И. М. Батугиной. — Л.: ВНИМИ, 1990. — 129 с.
34. Положение по безопасному ведению горных работ на месторождениях, склонных и опасных по горным ударам. — М.: Ростехнадзор, 2014. — 59 с.
35. РД 06–329–99. Инструкция по безопасному ведению горных работ на рудных и нерудных месторождениях, объектах строительства подземных сооружений, склонных и опасных по горным ударам. — М.: Ростехнадзор, 2003.
36. РД 05–328–99. Инструкция по безопасному ведению горных работ на шахтах, разрабатывающих угольные пласты, склонные к горным ударам. — М.: Ростехнадзор, 2000.
37. Ломакин В. С., Мулев С. Н., Скакун А. П., Цирель С. В., Беляева Л. И., Лопатков Д. Г., Каплуненко А. К. Методика прогноза удароопасного состояния массива. — СПб.: ОАО ВНИМИ, 2007. — 62 с.
38. Benioff H. Earthquakes and rock creep, Bull. Seism. Soc. Am., 1951, Vol. 41, No. 1. — P. 31 – 62.
39. Петухов И. М., Смирнов В. А., Винокур В. Ш., Дальнов А. С. Геофизические исследования горных ударов. — М.: Недра, 1975. — 134 с.

РАЗРУШЕНИЕ ГОРНЫХ ПОРОД

УДК 622.83+539.4 

ЧИСЛЕННОЕ РЕШЕНИЕ ПЛОСКОЙ ЗАДАЧИ О ГИДРОРАЗРЫВЕ В МОДИФИЦИРОВАННОЙ ПОСТАНОВКЕ ПРИ ПРОИЗВОЛЬНЫХ НАЧАЛЬНЫХ УСЛОВИЯХ
А. М. Линьков

Институт проблем машиноведения РАН, E-mail: voknilal@hotmail.com,
Большой проспект, В. О., 61, 199178, г. Санкт-Петербург, Россия
Санкт-Петербургский государственный политехнический университет,
ул. Политехническая, 29, 195251, г. Санкт-Петербург, Россия

Решение задачи о гидроразрыве для модели Христиановича – Гиртсма – де Клерка получено на основе модифицированной постановки, в которой в отличие от традиционного подхода используется скорость частиц вместо потока. Это позволило дополнить систему обыкновенных дифференциальных уравнений, возникающую после дискретизации по пространственной переменной, уравнением скорости фронта. Полученная полная система решена методом Рунге – Кутты при произвольных начальных условиях. Установлено и численно исследовано затухающее влияние начальных условий на ключевые параметры трещины (раскрытие, длину) в конце гидроразыва.

Гидравлический разрыв, уравнение скорости, асимптотический зонтик, начальные условия, неньютоновская жидкость, раскрытие, длина трещины

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 15–11–00017).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Wrobel M., Mishuris G. Hydraulic fracture revisited: Particle velocity based simulation, Int. J. Engineering Sci., 2015, Vol. 94, P. 23 – 58.
2. Nordgren R. P. Propagation of a vertical hydraulic fracture, Soc. Pet. Eng. J., August 1972, P. 307 – 314.
3. Spence D. A., Sharp P. W. Self-similar solutions for elastohydrodynamic cavity flow, Proc. Roy Soc., London, Ser. A, 1985, Vol. 400, P. 289 – 313.
4. Алексеенко О. П., Вайсман А. М. Некоторые особенности плоской задачи гидроразрыва упругой среды // ФТПРПИ. — 1999. — № 3. — С. 64 – 70.
5. Adachi J., Detournay E. Self-similar solution of plane-strain fracture driven by a power-law fluid, Int. J. Numer. Anal. Meth. Geomech., 2002, Vol. 26, P. 579 – 604.
6. Adachi J., E. Siebrits E. et al. Computer simulation of hydraulic fractures, Int. J. Rock Mech. Mining Sci., 2007, Vol. 44, P. 739 – 757.
7. Detournay E., Peirce A. On the moving boundary conditions for a hydraulic fracture, Int. J. Engineering Sci., 2014, Vol. 84, P. 147 – 155.
8. Линьков А. М. Уравнение скорости и его применение для решения некорректных задач о гидроразрыве // Докл. АН. — 2011. — Т. 439. — № 4. — С. 473 – 475.
9. Kemp L. F. Study of Nordgren’s equation of hydraulic fracturing. SPE Production Engineering, 1990, Vol. 5, P. 311 – 314.
10. Linkov A. M. On efficient simulation of hydraulic fracturing in terms of particle velocity, Int. J. Engineering Sci., 2012, Vol. 52, P. 77 – 88.
11. Mishuris G., Wrobel M. and Linkov A. On modeling hydraulic fracture in proper variables: stiffness, accuracy, sensitivity, Int. J. Engineering Sci., 2012, Vol. 61, P. 10 – 23.
12. Линьков А. М. Аналитическое решение задачи о гидроразрыве для неньютоновской жидкости // ФТПРПИ. — 2013. — № 1. — С. 11 – 21.
13. Желтов Ю. П., Христианович С. А. О гидравлическом разрыве нефтеносного пласта // Изв. АН СССР. ОТН. — 1955. — № 5. — С. 3 – 41.
14. Khristianovich S. A., Zheltov V. P. Formation of vertical fractures by means of highly viscous liquid, Proc. 4-th World Petroleum Congress, Rome, 1955, P. 579 – 586.
15. Geertsma J., F. de Klerk. A rapid method of predicting width and extent of hydraulically induced fractures, J. Pet. Tech., December, 1969, P. 1571 – 1581.
16. Perkins T. K., Kern L. F. Widths of hydraulic fractures, J. Pet. Tech., Sept., 1961, P. 937 – 949.
17. Linkov A. M. The particle velocity, speed equation and universal asymptotics for the efficient modelling of hydraulic fractures // Прикл. математика и механика. — 2015. — Т. 79. — № 1. — С. 74 – 89.
18. Sethian J. A. Level set methods and fast marching methods. Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1999, 378 p.
19. Peirce A., Detournay E. An implicit level set method for modeling hydraulically driven fractures, Comput. Methods Appl. Mech. Engng., 2008, Vol. 197, P. 2858 – 2885.
20. Качанов Л. М. Основы механики разрушения. — М.: Наука, 1974. — 312 с.
21. Мусхелишвили Н. И. Сингулярные интегральные уравнения. — 2-е изд. — М.: Наука, 1962. — 600 с.
22. Самарский А. А., Гулин А. В. Численные методы. — М.: Наука, 1989. — 432 с.

УДК 539.375 

ВЛИЯНИЕ СКОРОСТИ НАГРУЖЕНИЯ НА ТРЕЩИНОСТОЙКОСТЬ ГОРНЫХ ПОРОД С ПОЗИЦИЙ КИНЕТИЧЕСКОЙ ТЕРМОФЛУКТУАЦИОННОЙ КОНЦЕПЦИИ РАЗРУШЕНИЯ
В. П. Ефимов

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

На основе выполненных экспериментальных исследований по определению прочности и трещиностойкости образцов долерита и габбро-диорита изгибом в зависимости от скорости нагружения показано, что кинетические постоянные, характеризующие прочностные свойства среды в модели С. Н. Журкова, имеют одинаковые значения при локализованном и нелокализованном разрушениях. Аналогичные результаты получены при разрушении образцов органического стекла с краевой трещиной.

Прочность, долговечность, трещиностойкость, скорость нагружения, изгиб, начальная энергия активации разрушения

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Регель В. Р., Слуцкер А. И., Томашевский Э. Е. Кинетическая природа прочности твердых тел. — М.: Наука, 1974. — 560 с.
2. Черепанов Г. П. Механика хрупкого разрушения. — М.: Наука, 1974. — 640 с.
3. Партон В. З., Морозов Е. М. Механика упругопластического разрушения. — М.: Наука, 1985. — 502 с.
4. Журков С. Н. Кинетическая концепция прочности твердых тел // Вестн. АН СССР. — 1968. — № 3. — С. 46 – 52.
5. Cherepanov G. P. On crack propagation in solid, Int. Journal Solids & Structures, 1969, Vol. 5. — Р. 863 – 871.
6. Ефимов В. П., Шер Е. Н. Определение динамической трещиностойкости органического стекла // Прикл. механика и техн. физика. — 2001. — Т. 42. — № 5. — С. 217 – 225.
7. Теокарис П. С. Локальное течение вблизи вершины трещины в плексигласе // Прикл. механика. — 1970. — № 2. — С. 159 – 165.
8. Ефимов В. П. Динамическая калибровка измерения трещиностойкости хрупких материалов методом расклинивания // ФТПРПИ. — 1990. — № 4. — С. 32 – 36.
9. Ефимов В. П. Исследование длительной прочности горных пород в режиме постоянной скорости нагружения // ФТПРПИ. — 2007. — № 6. — С. 37 – 44.
10. Сроули Д. Е. Вязкость разрушения при плоской деформации. Разрушение. Т. 4. — М.: Машиностроение, 1977. — С. 47 – 67.
11. Ouchterlony F. Fracture toughness of rock, Svedefo Report DS, Stocholm, Sweden, 1982. — 75 p.

УДК 622.02:537.8 

ПРЕОБРАЗОВАНИЯ АКУСТИЧЕСКИХ ИМПУЛЬСОВ В ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ОТКЛИК СЛОИСТЫХ И ДЕФЕКТНЫХ СТРУКТУР
А. А. Беспалько, Ю. Н. Исаев, Л. В. Яворович

Национальный исследовательский Томский политехнический университет,
E-mail: lusi@tpu.ru, просп. Ленина, 30, 634050, г. Томск, Россия

Приведены результаты математических расчетов изменения параметров электромагнитных сигналов в модельной слоистой и дефектной диэлектрической твердотельной структуре при импульсном акустическом возбуждении. Показано, что в результате акустоэлектрических преобразований в таких структурах на двойных электрических слоях происходит передача энергии воздействующих акустических импульсов в энергию электромагнитных откликов. При этом амплитудно-частотные параметры излучаемых электромагнитных сигналов находятся в непосредственной связи с характеристиками детерминированных акустических воздействий и зарядовым состоянием слоистых и дефектных структур.

Детерминированный акустический сигнал, электромагнитный сигнал, слоистая структура, заряженный дефект, двойной электрический слой, амплитудно-частотные параметры

Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки РФ в рамках государственного задания в сфере научной деятельности и Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 14–08–00395).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Журков С. Н. Кинетическая концепция прочности твердых тел // Вестн. АН СССР. — 1968. — № 3. — С. 46 – 52.
2. Регель В. Р., Слуцкер А. И., Томашевский Э. Е. Кинетическая природа прочности твердых тел. — М.: Наука, 1974. — С. 193 – 228.
3. Ржевский В. В., Новик Г. Я. Основы физики горных пород. — М.: Недра, 1984. — 359 с.
4. Болотин Ю. И., Маслов Л. А., Полунин В. И. Установление корреляции между размером трещины и амплитудой импульсов акустической эмиссии // Дефектоскопия. — 1975. — № 4. — С. 119 – 122.
5. Носов В. В. Методика определения информативных параметров сигнала акустической эмиссии // Дефектоскопия. — 1998. — № 5. — С. 91 – 98.
6. Лавров А. В., Шкуратник В. Л. Акустическая эмиссия при деформировании и разрушении горных пород: обзор // Акуст. журн. — 2005. — Т. 51. Приложение. — С. 6 – 18.
7. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Электродинамика сплошных сред. — М.: Наука, 1982. — 656 с.
8. Вишневская Н. Л., Защинский Л. А. Расчет напряженности самосогласованного электрического поля, возникающего в диэлектрике при механическом воздействии // Изв. вузов. Физика. — 1977. — № 5. — С. 71 – 74.
9. Перельман М. Е., Хатиашвили Н. Г. Генерация электромагнитного излучения при колебаниях двойных электрических слоев и его проявления при землетрясениях // ДАН СССР. — 1983. — Т. 271. — № 1. — С. 80 – 83.
10. Хатиашвили Н. Г., Перельман М. Е. Генерация электромагнитного излучения при прохождении акустических волн через кристаллические диэлектрики и некоторые горные породы // ДАН СССР. — 1982. — Т. 263. — № 4. — С. 71 – 74.
11. Беспалько А. А., Гольд Р. М., Яворович Л. В., Дацко Д. И. Возбуждение электромагнитного излучения в слоистых горных породах при акустическом воздействии // ФТПРПИ. — 2003. — № 2. — С. 8 – 14.
12. Koktavy P., Pavelka J., and Sikula J. Characterization of acoustic and electromagnetic emission sources, Measurement Science and Technology, 2004, No. 15. — Р. 973 – 977.
13. Беспалько А. А., Яворович Л. В., Федотов П. И. Связь параметров электромагнитных сигналов с электрическими характеристиками горных пород при акустическом и квазистатическом воздействиях // Изв. ТПУ. — 2005. — Т. 308. — № 7. — С. 18 – 23.
14. Беспалько А. А., Яворович Л. В., Суржиков А. П. Связь петрофизических свойств горных пород с изменением параметров электромагнитных сигналов при акустическом воздействии. — Томск: Изд-во ТПУ, 2011. — 120 с.
15. Bespal’ko A. A., Yavorovich L. V., and Fedotov P. I. Mechanoelectrical transformations in quartz and quartz-bearing rocks under acoustic action, Journal of Mining Science, 2007, Vol. 43, No. 5. — Р. 472 – 476.
16. Bespalko A. A., Gol`d R. M., Yavorovich L. V., аnd Datsko D. I. Excitation of electromagnetic radiation in laminated rocks under acoustic influence, Journal of Mining Science, 2003, Vol. 39, No. 2. — Р. 112 – 117.
17. Голямин И. П. Ультразвук. Маленькая энциклопедия. — М.: Сов. энцикл., 1979. — 230 с.
18. Сегерлинд Л. Применение метода конечных элементов — М.: Мир, 1979. — 392 с.
19. Хайрер Э., Нёрсетт С., Ваннер Г. Решение обыкновенный дифференциальных уравнений. — М.: Мир, 1990. — 512 с.
20. Bespal`ko A. A., Surzhikov A. P., Yavorovich L. V. Study of mechanoelectrical transformation in rocks under dynamic impact, Russian Journal of Non-Ferrous Metals, 2007, No. 1. — Р. 9 – 11.

ТЕХНОЛОГИЯ ДОБЫЧИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

УДК 553.068.5:622.271.1 

ПРОБЛЕМЫ ОЦЕНКИ И ОСВОЕНИЯ ТЕХНОГЕННЫХ ОБРАЗОВАНИЙ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ РОССЫПЕЙ ПРИАМУРЬЯ
В. С. Литвинцев, Р. С. Серый, Т. С. Банщикова, П. П. Сас

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

В техногенных образованиях золотороссыпных месторождений Приамурья (Дальний Восток России) определены минералы — спутники золота, относящиеся к группе попутных полезных компонентов. Учитывая комплексный характер техногенных отходов, обоснована необходимость учета и добычи попутных полезных компонентов на основе применение рациональных технологий.

Полезные попутные компоненты, техногенные образования, хвосты шлихообогатительных установок, продукты обогащения, тяжелые шлихи, титаномагнетит, ильменит, шеелит, циркон, серебро, платина

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Беневольский Б. И., Шевцов Т. П. О потенциале техногенных россыпей золота Российской Федерации // Минеральные ресурсы. — 2000. — № 1. — С. 14 – 19.
2. Шило Н. А. Учение о россыпях. Теория россыпеобразующих рудных формаций и россыпей. — Изд. 2-е, перераб. и доп. — Владивосток: Дальнаука, 2002. — 576 с.
3. Трубецкой К. Н., Уманец В. Н. Комплексное освоение техногенных месторождений // Горн. журн. — 1992. — № 1. — С. 12 – 16.
4. Трубецкой К. Н., Чантурия В. А., Каплунов Д. Р., Рыльникова М. В. Комплексное освоение месторождений и глубокая переработка минерального сырья. — М.: Наука, 2010. — 440 с.
5. 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. — С. 144 – 157.
6. Лешков В. Г. Разработка россыпных месторождений: учебник для вузов. — М.: Горная книга, Изд-во МГГУ, 2007. — 906 с.
7. Мамаев Ю. А., Литвинцев В. С., Алексеев В. С. Процессы формирования продуктивного пласта техногенных россыпей благородных металлов // Тихоокеан. геология. —2012. — Т. 31. — № 4. — С. 106 – 113.
8. Быховский Л. З., Спорыхина Л. В. Техногенные отходы как резерв пополнения минерально-сырьевой базы: состояние и проблемы освоения // Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. — 2011. — № 4. — С. 15 – 20.
9. Флеров И. Б. Техногенные россыпи — неоцененный ресурс золота России // Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. — 2004. — № 4. — С. 41 – 44.
10. Сорокин А. П., Ван-Ван-Е. А. П., Глотов В. Д., Белоусов Л. В. и др. Атлас основных золотороссыпных месторождений юга Дальнего Востока и их горно-геологические модели / ред. А. П. Сорокин. — Владивосток; Благовещенск; Хабаровск; ДВО РАН, 2000. — 334 с.
11. Литвинцев В. С. О ресурсном потенциале техногенных золотороссыпных месторождений // ФТПРПИ. — 2013. — № 1. — С. 118 – 126.
12. Литвинцев В. С., Пономарчук Г. П., БанщиковаТ. С. Золотоносность илово-глинистых отложений техногенных россыпей Дальневосточного региона России // ФТПРПИ. — 2010. — № 5. — С. 91 – 98.
13. Литвинцев В. С., Алексеев В. С., Пуляевский А. М. Суффозионные процессы в технологии формирования обогащенных зон техногенных золотороссыпных месторождений // ФТПРПИ. — 2012. — № 5. — С. 157 – 163.
14. Литвинцев В. С., Пуляевский А. М., Сас П. П. Оптимизация параметров гидропотока на шлюзах гидроэлеваторного промывочного прибора // ФТПРПИ. — 2012. — № 6. — С. 134 – 139.
15. Мамаев Ю. А., Литвинцев В. С., Пономарчук Г. П., Банщикова Т. С., Подшивалов В. С., Альков С. П. Перспективы извлечения упорных форм золота из техногенных россыпных месторождений // Обогащение руд. — 2005. — № 5. — С. 42 – 45.
16. Литвинцев В. С., Пономарчук Г. П., Банщикова Т. С., Шокина Л. Н. Влияние минерального состава шлюзовых концентратов на эффективность извлечения тонкопластинчатого и мелкого золота с применением физико-химических технологий // Изв. вузов. Горн. журн. — 2009. — № 2. — С. 8 – 15.
17. Банщикова Т. С., Литвинцев В. С., Шокина Л. Н. Проблемы извлечения золота из иловых отложений техногенных россыпей // ГИАБ. — 2007. — № 12. — Т. 8. — С. 234 – 242.
18. Литвинцев В. С., Банщикова Т. С., Пономарчук Г. П., Нечаев В. В., Замбржицкий А. И. Особенности вещественного состава и эксплуатации рудно-россыпного месторождения руч. Болотистый (Хабаровский край) // Маркшейдерия и недропользование. — 2011. — № 1. — С. 35 – 41.
19. Быховский Л. З., Спорыхина Л. В., Цветкова К. В. Техногенные месторождения России. Проблемы учета и освоения // Материалы XIV Междунар. совещания по геологии россыпей и месторождений кор выветривания. — Новосибирск, 2010. — С. 141 – 148.
20. Методическое руководство по изучению и эколого-экономической оценке техногенных месторождения // Государственная комиссия по запасам полезных ископаемых (ГКЗ) Министерства охраны окружающей среды и природных ресурсов Российской Федерации. — М., 1994. — 51 с.

УДК 622.271.3 

ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ТЕХНОЛОГИИ ОТКРЫТОГО СПОСОБА ДОБЫЧИ АПАТИТОВОГО СЫРЬЯ ФРЕЗЕРНЫМИ КОМБАЙНАМИ
А. А. Ордин, Е. E. Швабенланд

Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, E-mail: ordin@misd.nsc.ru,
Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
Всероссийский научно-исследовательский институт
минерального сырья им. Н. М. Федоровского, E-mail: e.schwabenland@mail.ru,
Старомонетный пер., 31, 119017, г. Москва, Россия

Приведены результаты исследований по обоснованию рациональных технологических параметров открытого способа разработки Ошурковского месторождения апатитов с применением фрезерных комбайнов Wirtgen Surface Miner. Обоснованы основные зависимости производительности фрезерных комбайнов от горно-геологических и горнотехнических факторов. Построены лаговые модели и определены оптимальные значения проектной мощности карьера.

Открытые горные работы, безвзрывная технология, фрезерный комбайн, строительный лаг, оптимизация, производительность

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Швабенланд Е. Е. О потенциале фрезерных комбайнов непрерывного действия при разработке месторождений открытым способом // Рациональное освоение недр. — 2014. — № 1. — С. 54 – 60.
2. Ордин А. А., Метельков А. А. К вопросу об оптимизации длины лавы и производительности комплексно-механизированного очистного забоя угольной шахты // ФТПРПИ. — 2013. — № 2. — С. 100 – 113.
3. Твердов А. А., Жура А. В., Никишичев С. Б. Современные методические подходы к определению границ открытых горных работ // Уголь. — 2009. — № 2. — С. 21 – 24.
4. Анистратов Ю. И., Анистратов К. Ю. Открыто-подземная технология добычи угля // Уголь. — 2009. — № 2. — С. 6 – 9.
5. Капутин Ю. Е. Информационные технологии и экономическая оценка горных проектов. — СПб.: Недра, 2008. — 320 с.
6. Элкингтон Т., Дурхэм Р. Объединение задач определения размера приконтурных блоков и оптимизации производственной мощности карьера // ФТПРПИ. — 2011. — № 2. — С. 41 – 56.
7. Сабур С., Димитракопулос Р. Учет геологических и экономических неопределенностей, фактора эксплуатационной гибкости при проектировании открытых горных работ // ФТПРПИ. — 2011. — № 2. — С. 57 – 67.
8. Ричмонд Э. Оптимизация эффективности открытых горных работ с помощью сроков капиталовложений и стохастического моделирования на основе переменных, зависимых от времени // ФТПРПИ. — 2011. — № 2. — С. 94 – 102.
9. Годой М., Димитракопулос Р. Количественный анализ рисков при стратегическом планировании горных работ: методика и применение // ФТПРПИ. — 2011. — № 2. — С. 103 – 113.
10. Кинг Б. Стратегическое планирование как средство повышения рентабельности горного производства // ФТПРПИ. — 2011. — № 2. — С. 114 – 120.
11. Achireko P. K. Application of modified conditional simulation and artificial neural networks to open pit mining, Canada, Nova Scotia, Halifax, Dalhousie University Daltech, 1998. — P. 104 – 115.
12. Мигер К., Димитракопулос Р., Эйвис Д. Оптимальное проектирование карьера и размеров выемочных блоков с учетом проблемы межблочного интервала // ФТПРПИ. — 2014. — № 3. — С. 96 – 117.
13. Ордин А. А. Динамические модели оптимизации проектной мощности шахты. — Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 1991. — 159 с.
14. Ордин А. А., Клишин В. И. Оптимизация технологических параметров горнодобывающих предприятий на основе лаговых моделей. — Новосибирск: Наука, 2009. — 165 с.
15. Никольский А. А., Ордин А. А., Курилко А. С., Клишин В. И., Кулаков В. Н. Бесцеликовая технология подземной разработки россыпных залежей Якутии / отв. ред. В. Н. Опарин. — Новосибирск: Наука, 2014. — 276 с.
16. Ордин А. А., Никольский А. М., Голубев Ю. Г. Лаговое моделирование и оптимизация проектной мощности рудника при отработке россыпных алмазоносных залежей “Солур” и “Восточная” Республики Саха (Якутия) // ФТПРПИ. — 2012. — № 3. — С. 125 – 134.
17. Ордин А. А., Васильев И. В. Выбор оптимальной глубины перехода от открытых работ к подземным при отработке угольного месторождения // ФТПРПИ. — 2014. — № 4. — С. 97 – 108.

ГОРНОЕ МАШИНОВЕДЕНИЕ

УДК 621.314: 621.382: 621.314.572 

СИСТЕМА СТАБИЛИЗАЦИИ НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ ГОРНОДОБЫВАЮЩИХ ПРЕДПРИЯТИЙ
Б. Ф. Симонов, С. А. Харитонов, С. В. Брованов, Е. Я. Букина, Д. В. Макаров

Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, E-mail: Simonov_BF@mail.ru,
Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
Новосибирский государственный технический университет, E-mail: Kharitonov@corp.nstu.ru,
просп. К. Маркса, 20, 630073, г. Новосибирск, Россия
Национальный исследовательский Томский политехнический университет, E-mail: Kharit1@yandex.ru,
просп. Ленина, 30, 634050, г. Томск, Россия

Проанализирована возможность стабилизации напряжения синхронного генератора с возбуж¬дением от постоянных магнитов в автономных системах электроснабжения с переменной час¬тотой генерируемого напряжения. Способ стабилизации базируется на использовании последо¬вательно включенного с генератором полупроводникового преобразователя электрической энер¬гии, генерирующего реактивную мощность. Аналитически определены основные энергети¬ческие характеристики полупроводникового преобразователя и синхронного генератора, выяв¬лены ограничения по диапазону частот на возможность использования данного способа, определен рациональный диапазон частот и полные мощности элементов системы.

Синхронный генератор, постоянные магниты, переменная частота вращения, стабилизация на-пряжения, полупроводниковый преобразователь

Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки РФ в рамках ФЦП “Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 – 2020 гг.” (Соглашение о предоставлении субсидии № 14.577.21.0198, уникальный идентификатор ПНИЭР — RFMEFI57715X0198).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. http://www.cleantechinvestor.com/portal/fuel-cells/6422-mining-and-energy.html
2. Харитонов С. А., Рябчицкий М. В., Воробьева С. В., Калинин В. В. Интеллектуальные системы электроснабжения для небольших населенных пунктов // Техн. электродинамика. Темат. вып. “Силовая электроника и энергоэффективность”. — Киев: Ин-т электродинамики НАН, 2010. — Т. 2. — С. 32 – 37.
3. Kharitonov S., Riabchitsky M., and Vorobiova S. Smart grid for the small regions, Proc. of 2nd International Conference on Computational Technologies in Electrical and Electronics Engineering, Sibircon, 2010, Vol. 2. — P. 530 – 532.
4. Харитонов С. А., Рябчицкий М. В. Новое поколение автономных энергетических установок // Повышение надежности и эффективности эксплуатации электрических станций и энергетических систем: тр. Всерос. науч.-практ. конф. — М. — 2010. — Т. 2. — С. 54 – 58.
5. Симонов Б. Ф., Харитонов С. А., Коробков Д. В., Макаров Д. В. К вопросу стабилизации напряжения синхронного генератора с постоянными магнитами при переменной частоте вращения // ФТПРПИ. — 2012. — № 4. — С. 102 – 116.
6. Харитонов С. А., Коробков Д. В., Макаров Д. В. Левин А. В., Юхнин М. М., Коняхин С. Ф. Система генерирования электроэнергии переменного тока при постоянной частоте вращения вала генератора // Электроника и электрооборудование транспорта. — 2012. — № 4 – 5. — С. 2 – 8.
7. Харитонов С. А., Коробков Д. В., Макаров Д. В., Левин А. В., Коняхин С. Ф., Юхнин М. М. О возможности стабилизации напряжения синхронного генератора с постоянными магнитами в системе генерирования электрической энергии летательного аппарата // Авиац. пром-сть. — 2012. — № 4. — С. 9 – 13.
8. Харитонов С. А., Коробков Д. В., Макаров Д. В., Левин А. В., Коняхин С. Ф., Юхнин М. М. Расчет электрических параметров системы генерирования электроэнергии нестабильной частоты и стабильного напряжения // Авиац. пром-сть. —2013. — № 1. — С. 3 – 10.
9. Харитонов С. А., Коробков Д. В., Макаров Д. В., Гарганеев А. Г. Стабилизация напряжения синхронного генератора с постоянными магнитами при переменной нагрузке // Докл. ТУСУР. — 2012. — № 1(25). — С. 139 – 146.
10. Харитонов С. А., Коробков Д. В., Макаров Д. В., Левин А. В., Коняхин С. Ф., Юхнин М. М. Авиационная система генерирования электроэнергии // Науч. вестн. НГТУ. — 2013. — № 1(50). — С. 147 – 162.
11. Makarov D. V., Kharitonov S. A., Makarova E. A. Generation system of electric energy of “variable speed – variable frequency – constant amplitude” type, micro/nanotechnologies and electron devices (EDM), International Conference and Seminar, 2010. — P. 464 – 469.
12. Makarov D. V., Khlebnikov A. S., Geist A. V., and Bachurin P. A. Generation system with variable frequency and constant amplitude, Energetics (IYCE), Proceedings of the 2011 3rd International Youth Conference on, 2011 — P. 1 – 9.
13. Herrera J. I., Reddoch T. W. Testing requirements for variable speed generating technology for wind turbine applications. Electric Power Research Institute (EPRI) AP-4590, Project 1996–22, final report, May, 1986.
14. Харитонов С. А. Электромагнитные процессы в системах генерирования электрической энергии для автономных объектов. — Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2011. — 536 с.
15. Xiuxian X. Dynamic Power Distribution Management for All Electric Aircraft, Cranfield University, 2011. — 114 р.
16. Симонов Б. Ф., Харитонов С. А., Машинский В. В. Мехатронная система “синхронный генератор – трехфазный мостовой выпрямитель” для автономных энергетических систем // ФТПРПИ. — 2012. — № 3. — С. 102 – 113.
17. Иванов-Смоленский А. В. Электрические машины: учебник для вузов. — М.: Энергия, 1980. — 928 с.

УДК 62–783.3 

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ УСТРОЙСТВА ЗАЩИТНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ ГОРНЫХ МАШИН
Б. Б. Утегулов, А. Б. Утегулов, А. Б. Уахитова

Казахский агротехнический университет им. С. Сейфуллина,
E-mail: utegulov_bolatbek@mail.ru,
просп. Победы, 62, 010000, г. Астана, Казахстан

Приведены результаты экспериментальных исследований состояния изоляций электрической сети на экскаваторах угольного разреза. Установлено, что ток однофазного замыкания на землю в сети напряжением до 1000 В имеет меньшее значение, чем ток уставки устройства защитного отключения. Предложен способ повышения эффективности работы устройства защитного отключения, применяемый на экскаваторах и буровых станках горнодобывающих предприятий. Разработанный способ основан на наложении постоянного тока на трехфазную сеть с фиксированной уставкой срабатывания защиты, где при прикосновении человека к токоведущим частям производится отключение электрооборудования за счет увеличения емкости фаз относительно земли.

Горные предприятия, экскаватор, устройство защитного отключения, электробезопасность, состояние изоляции

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Абалаков Г. И. Исследование и разработка средств предварительного контроля изоляции высо-ковольтных кабельных линий горных предприятий: дис. …. канд. техн. наук. — Кемерово, 1999. — 179 c.
2. Сидоров А. И., Утегулов Б. Б., Утегулов А. Б., Уахитова А. Б. Методика исследования параметров изоляции при повреждении одной из фаз сети напряжением до 1000 В на горных предприятиях // Тр. КарГТУ. — 2007. — № 3. — С. 88 – 90.
3. Ягудаев Б. М., Шишкин Н. Ф, Назаров В. В. Защита от электропоражения в горной промышленности. — М.: Недра, 1982.
4. Valinevicius A., Keras E., and Balaisis P. Protection against electric shock using residual current devices in circuits with electronic equipment, Electronics & Electrical Engineering, 2007, Vol. 76, P. 51 – 54.
5. Xiang Y., Cuk V., and Cobben J. Impact of residual harmonic current on operation of residual current devices, Paper presented at the Environment and Electrical Engineering (EEEIC), 10-th International Conference, Rome, Italy, 2011.
6. Meijer C., van der Ven J.-K., and Ross R. EMC and electrical safety on board ships how EMI filters undermine the protection against electric shock, Paper presented at the Electromagnetic Compatibility (EMC Europe), International Symposium, Brugge, 2013, P. 1034 – 1038.
7. Кисаримов Р. А. Электробезопасность. — М.: РадиоСофт, 2013.
8. Манойлов В. Е. Электробезопасность и человек. — М.: Наука, 1991.
9. Гладилин Л. В., Щуцкий В. И., Бацежев Ю. Г., Чеботаев Н. И. Электробезопасность в горнодобывающей промышленности. — М.: Недра, 1977.
10. Правила безопасности в угольных и сланцевых шахтах. — М.: Недра, 1986. — 447 с.
11. Утегулов Б. Б., Утегулов А. Б., Уахитова А. Б., Амургалинов С. Т., Бегентаев Б. М. Исследование безопасности производства работ в сетях напряжением до 1000 В на экскаваторе ЭКГ-8И // Вестн. ПГУ. Серия “Энергетика”. — 2009. — № 3. — С. 111 – 114.
12. Utegulov B. B., Utegulov A. B., Begentayev M. M., Begentayev B. M., Uakhitova A. B., Zhakipov N., and Sadvakasov T. Method for determining the insulation in asymmetric networks with voltage up to 1000 v in mining enterprises, Paper presented at the the IASTED International Conference on “Power and Energy Systems and Appli-cations (PESA)”, Pittsburgh, USA, 2011, P. 54 – 57.
13. Уахитова А. Б. Методика контроля состояния изоляции в несимметричной сети с изолированной нейтралью напряжением 6 – 10 кВ // Изв. вузов. Проблемы энергетики: КГЭУ, — 2012. — № 9 – 10. — С. 102 – 106.
14. Shutskii V. I., and Utegulov B. B. Three-phase insulated neutral network insulation testing by measuring zero sequence and phase voltages of network with additional conductance in one phase, Patent number: SU917127-B, 1982.
15. Утегулов Б. Б., Утегулов А. Б., Уахитова А. Б., Амургалинов С. Т., Бегентаев Б. М. Числовые значения параметров изоляции электрических сетей напряжением до 1000 В экскаватора ЭКГ-8И // Вестн. ПГУ. Серия “Энергетика”. — 2009. — № 4. — С. 102 – 107.
16. Единые привила безопасности при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом. — М.: НТЦ “Промышленная безопасность” Гостехнадзора России, 2003.
17. Лазарев А. И. Разработка системы защитного отключения для шахтных электрических сетей напряжением до 1 кВ с частотно-регулируемым электроприводом: дис. … канд. техн. наук. — М.: МЭИ, 1998. — 245 с.
18. Утегулов Б. Б., Уахитова А. Б., Утегулов А. Б., Амургалинов С. Т. Способ защитного отключения в сети с изолированной нейтралью напряжением до 1000 В на экскаваторах / Инновационный патент № 23240. КазПАТЕНТ. — Астана, 2011.
19. Утегулов Б. Б., Утегулов А. Б., Уахитова А. Б., Амургалинов С. Т. Способ защитного отключения в сети с изолированной нейтралью напряжением до 1000 В на экскаваторах // Наука и техника Казахстана. — 2010. — № 1. — С. 105 – 107.

ОБОГАЩЕНИЕ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

УДК 622.7 

НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФОТОЛЮМИНЕСЦЕНТНОЙ СЕПАРАЦИИ АЛМАЗОВ В ПРОЦЕССАХ ПЕРЕРАБОТКИ КИМБЕРЛИТОВЫХ РУД
В. А. Чантурия, И. Ж. Бунин, Г. П. Двойченкова, О. Е. Ковальчук

Институт проблем комплексного освоения недр РАН, E-mail: dvoigp@mail.ru,
Крюковский тупик, 4, 111020, г. Москва, Россия
Научно-исследовательское геологоразведочное предприятие АК “АЛРОСА”,
Чернышевское шоссе, 16, 678174, г. Мирный, Россия

Представлены новые экспериментальные данные по исследованию спектральных характеристик фотолюминесценции природных алмазов с глубоких горизонтов трубок “Мир” и “Интернациональная” (Республика Саха (Якутия)) в зависимости от состава основных и дополнительных оптически активных структурных дефектов в кристаллах и температурных режимов регистрации спектров с учетом кинетики люминесценции. Высказано предположение о возможности повышения эффективности фотолюминесцентной сепарации алмазных кристаллов за счет применения низкотемпературных воздействий.

Алмазы, фотолюминесценция, спектроскопия, микроструктурные характеристики, оптически активные дефекты, низкие температуры

Работа выполнена при финансовой поддержке Программы фундаментальных исследований Президиума РАН ПП-4.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Горобец Б. С., Рогожин А. А. Спектры люминесценции минералов: справочник. — М.: Изд-во ВИМС, 2001. — 316 с.
2. Миронов В. П. Рентгенолюминесценция природных алмазов // Сб. тр. IX Междунар. шк.-семинара по люминесценции и лазерной физике (Иркутск, 13 – 17 сент. 2004 г.). — Иркутск: ИГУ, 2005. — C. 102 – 116.
3. Орлов Ю. Л. Минералогия алмаза. — Изд. 2-е. — М.: Наука, 1984. — 170 с.
4. Природные алмазы России: науч.-справ. издание / ред. В. Б. Квасков. — М.: Полярон, 1997. — 303 с.
5. Мартынович Е. Ф., Морожникова Л. В., Новиков В. В. Рентгенолюминесценция алмазов // Люминесценция и спектральный анализ. — Иркутск: ИГУ, 1974. — № 3.
6. Мартынович Е. Ф., Морожникова Л. В., Парфианович И. А. Спектральные и кинетические характеристики центров рентгенолюминесценции в алмазе // ФТТ. — 1973. — Т. 15. — Вып. 3. — С. 927 – 929.
7. Мартынович Е. Ф., Морожникова Л. В., Клюев Ю. А., Плотникова С. П. Рентгенолюминесценция природных алмазов разных типов // Вопросы теории и практики алмазной обработки. — М.: НИИМАШ, 1977. — С. 28 – 38.
8. Миронов В. П. Сверхлюминесценция алмаза при импульсном возбуждении электронами // Сб. тр. IX Междунар. шк.-семинара по люминесценции и лазерной физике (Иркутск, 13 – 17 сент. 2004 г.) — Иркутск: ИГУ, 2005. — C. 94 – 101.
9. Новиков Н. В., Кочержинский Ю. А., Шульман Л. Н. и др. Физические свойства алмазов: справочник. — Киев: Наук. думка, 1987. — 189 с.
10. Плотникова С. П. Классификация и отбор природных алмазов для электронной техники // Алмаз в электронной технике / под ред. В. Б. Кваскова. — М.: Энергоатомиздат, 1990. — С. 156 – 170.
11. Васильев Е. А., Иванов-Омский В. И., Помазанский Б. С., Богуш И. Н. Тушение люминесценции N3 центра примесью азота в природном алмазе // Письма в ЖТФ. — 2004. — Т. 30. — Вып. 19. — С. 7 – 11.
12. Бескрованов В. В. Онтогения алмаза. — Новосибирск: Наука, 2000. — 264 с.
13. Соболев Е. В. Азотные центры и рост кристаллов природного алмаза // Проблемы петрологии земной коры и верхней мантии. — Новосибирск: Наука, 1978. — C. 245 – 255.
14. Хмельницкий Р. А. Перспективы выращивания монокристаллического алмаза большого размера // Успехи физ. наук. — 2015. — Т. 185. — № 2. — С. 143 – 159.

УДК 622.83:621.271 

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФЛОТАЦИИ НЕСУЛЬФИДНЫХ МИНЕРАЛОВ КАТИОННЫМИ СОБИРАТЕЛЯМИ
С. А. Кондратьев, Д. В. Семьянова

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

На основе анализа сведений о флотации кварца, барита, гематита и корунда катионными реагентами (аминами) показана недостаточность применения термодинамического подхода для объяснения результатов флотации образованием одной формы сорбции по ионно-элект-ростатическому механизму. Обсуждается применимость гипотезы, согласно которой при низких значениях рН собирательная способность реагента связана с закреплением в сорбционном слое ионной формы реагента по гидрофобному механизму. В щелочной области рН собирательная сила обусловлена образованием и осаждением в сорбционном слое минерала ионно-молекулярных ассоциатов. Данные формы сорбции закрепляются на предварительно гидрофобизированной по ионно-электростатическому механизму минеральной поверхности. Они обладают активностью по отношению к границе раздела “газ – жидкость” и при прорыве прослойки жидкости, разделяющей минеральную частицу и пузырек газа, способны переходить на указанную границу. Согласно гипотезе, возникает неравномерность поверхностного натяжения жидкости в прослойке и появляется поверхностная сила, снимающая кинетическое ограничение образованию флотационного агрегата. Аналитический обзор накопленных экспериментальных данных по применению катионных реагентов подтверждает предложенную гипотезу. Даны разъяснения о причине нарушения корреляционной связи поверхностного давления с собирательной способностью для начальных условий флотации.

Флотация, катионный реагент, ионно-молекулярные ассоциаты, поверхностное давление, собирательная активность

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. De Bruyn P. L. Flotation of quartz by cationic collectors, Mining Engineering. Transactions of the American Institute of Mining and Metallurgical Engineers, 1955, Vol. 202. — P. 291 – 296.
2. Fuerstenau D. W., Healy T. W., Somasundaran P. The role of the hydrocarbon chain of alkyl collectors in flotation, Mining Engineering, Transactions of the American Institute of Mining and Metallurgical Engineers, 1964, Vol. 229. — P. 321 – 325.
3. Gaudin A. M., Fuerstenau D. W. Quartz flotation with cationic collectors, Mining Engineering, Transaction of American Institute of Mining and Metallurgical Engineer, 1955, Vol. 202. — P. 958 – 962.
4. Somasundaran P., Fuerstenau D. W. On incipient flotation condition, Mining Engineering, Transactions of the American Institute of Mining and Metallurgical Engineers, 1968, Vol. 241, — P. 102 – 108.
5. Fuerstenau D. W., Pradip. Zeta potentials in the flotation of oxide and silicate minerals, Advances in colloid and interface, 2005, Vol. 114 – 115. — P. 9 – 26.
6. Laskowski J. S. Flotation thermodynamics: can we learn anything from it? Canadian Metallurgical Quarterly, 2007, Vol. 46, No. 3. — P. 251 – 258.
7. Fuerstenau D. W. Correlation of contact angles, adsorption density, zeta potentials, and flotation rate, Transaction of American Institute of Mining and Metallurgical Engineers, 1957, Vol. 208. — P. 1365 – 1367.
8. Takeda S., Usui S. Adsorption of dodecylammonium ion on quartz in relation to its flotation, Colloids and Surfaces, 1987, Vol. 23, Issues 1 – 2. — P. 15 – 28.
9. Gaudin A. M., Bloecher F. W. Concerning the adsorption of dodecylamine on quartz, Transaction of American Institute of Mining and Metallurgical Engineers, 1950, Vol. 187. — P. 499 – 505.
10. Takeda S., Usui S. Cationic flotation of quartz from an artificial mixture with hematite using hexylamin, Colloids and Surfaces, 1988, Vol. 29, Issues 1 – 2. — P. 221 – 232.
11. Finch J. A., Smith G. W. Dynamic surface tension of alkaline dodecylamine solutions, Journal of Colloid and Interface Science, 1973, Vol. 45, No. 1. — P. 81 – 91.
12. Somasundaran P., Wang Dianzuo. Solution Chemistry, Minerals and Reagents, 2006, Amsterdam: Elsevier. — 218 р.
13. Smith R. W., Akhtar S. Cationic flotation of Oxide and silicates, Flotation, M. C., Fuerstenau (Ed.), A. M. Gaudin Memorial Volume, 1976, Vol. 1, AIME Inc., New York. — P.87 – 116.
14. Somasundaran P. The Role of ionomolecular surfactant complexes in flotation, International Journal of Mineral Processing, 1976, Vol. 3, No. 1. — P. 35 – 40.
15. Bleier A., Goddard E. D., Kulkarni R. D. Adsorption and critical flotation conditions, Journal of colloid and Interface Science, 1977, Vol. 59, No. 3. — P. 490 – 504.
16. Долженкова А. Н., Холодницкий Б. А. Измерение краевых углов смачивания применительно к условиям флотации // Обогащение руд. — 1975. — № 5. — С. 40 – 43.
17. Arnold R., Brownbill E. E., Ihle S. W. Hallimond tube flotation of schelite and calcite with amines, International Journal of Mineral Processing, 1978, Vol. 5. — P. 143 – 152.
18. Soto H, Iwasaki I. Selective flotation of phosphates from dolomite using cationic collectors. I. Effect of collector and nonpolar hydrocarbons, International Journal of Mineral Processing, 1986, Vol. 16. — Р. 3 – 16.
19. Кондратьев С. А. Физически сорбируемые реагенты-собиратели в пенной флотации и их активность. Ч. I // ФТПРПИ. — 2008. — № 6. — С. 118 – 125.
20. Кондратьев С. А. Физически сорбируемые реагенты-собиратели в пенной флотации и их активность. Ч. II. // ФТПРПИ. — 2009. — №. 2. — С. 85 – 95.
21. Yoon R.-H., Yordan J. L. Induction time measurements for the quartz-amine flotation system, Journal of colloid and Interface Science, 1991, Vol. 141, No. 2. — P. 374 – 383.
22. Stechemesser H., Geidel Th., Weber K. Expansion of three-phase contact line after rupture of thin non-symmetrical films. II. Influence of pH on expansion rate at compressed electrical double-layer in the system quartz amine solution/air bubble, Colloid & Polymer Science, 1980, Vol. 258. — P. 1206 – 1207.
23. Smit R. W. Coadsorption of dodecylamine ion and molecule on quartz, Trans. Soc. Min. Engr., AIME, 1963, Vol. 226. — P. 427 – 433.
24. Smit R. W., Lai R. W. M. On the relationship between contact angle and flotation behavior, Trans. Soc. Min. Engr., AIME, 1966, Vol. 235. — P. 413 – 418.
25. Smith R. W., Scott J. L. Mechanisms of dodecylamin flotation of quartz, Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review: An International Journal, 1990, Vol. 7. — P. 81 – 94, DOI: 10.1080/08827509008952667.
26. Castro S. H., Vurdela R. M., Laskowski J. S. The surface association and precipitation of surfactant species in alkaline dodecylamine hydrochloride solutions, Colloids and Surfaces, 1986, Vol. 21. — P. 87 – 100.
27. Novich B. E. Flotation response prediction from interfacial properties, Colloid and Surfaces, 1990, Vol. 46. — P. 255 – 269.
28. Pugh R. J. The role of the solution chemistry of dodecylamin and oleic acid collectors in the flotation of fluorite, Colloid and Surfaces, 1986, Vol. 18. — P. 19 – 41.
29. Novich B. E., Ring T. A. A predictive model for alkylamine-quartz flotation system, Langmuir, 1985, Vol, 1, No. 6. — P. 701 – 708.
30. Кондратьев С. А., Рябой В. И. Оценка собирательной силы дитиофосфатов и ее связь с селективностью извлечения полезного компонента // Обогащение руд. — 2015. — № 3. — С. 25 – 30.

УДК 622.765 

КИНЕТИКА ЗАКРЕПЛЕНИЯ ЗЕРЕН ПИРИТА НА ПУЗЫРЬКЕ ВОЗДУХА В УСЛОВИЯХ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ СУСПЕНЗИИ
А. А. Николаев, А. А. Петрова, Б. Е. Горячев

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

Изучена минерализация пузырька воздуха зернами пирита. Выявлена зависимость изменения площади минеральной нагрузки пузырька воздуха от времени перемешивания суспензии, концентрации бутилового ксантогената калия и крупности пирита. Показана связь между площадью минерализации пузырька воздуха и массой минеральной нагрузки. На основе экспериментальных данных рассчитано количество зерен пирита узкого класса крупности, закрепляющихся на пузырьке воздуха за время перемешивания, и их масса. Рассчитаны значения физических сил, действующих на минеральную нагрузку пузырька воздуха пиритом крупностью – 0.1 + 0.071, – 0.071 + 0.044 и – 0.044 + 0 мм при разном времени перемешивания суспензии, значения абсолютной и удельной удерживающей силы.

Флотация, минерализация пузырька воздуха, кинетика флотации, пирит, ксантогенат калия, флотационная сила, закрепление частицы на пузырьке

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 14–05–00938).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Kлассен B. И., Mокроусов B. A. Bведение в теорию флотации. — 2-е изд. — M.: Госгортехиздат, 1959. — 636 с.
2. Богданов О. С., Максимов И. И., Поднек А. К. и др. Теория и технология флотации руд. — М.: Недра, 1990. — 363 с.
3. Рубинштейн Ю. Б., Филиппов Ю. А. Кинетика флотации. — М.: Наука, 1980. — 367 с.
4. Чантурия В. А., Вигдергауз В. Е. Электрохимия сульфидов. Теория и практика. — М.: ИД Руда и Металлы, 2008. — 272 с.
5. Кондратьев С. А. Минерализация пузырьков во флотационном процессе // ФТПРПИ. — 2004. — № 1. — С. 99 – 107.
6. Абрамов А. А. Технология обогащения руд цветных металлов. — М.: Недра, 1983. — 359 с.
7. Чантурия В. А., Вигдергауз В. Е. Теория и практика повышения контрастности смачиваемости минералов // Горн. журн. — 2005. — № 4. — С. 59 – 63.
8. Кондратьев С. А. Влияние основных параметров флотации на отрыв гидрофильной частицы от пузырька // ФТПРПИ. — 2005. — № 4. — С. 94 – 101.
9. Горячев Б. Е., Наинг Лин У., Николаев А. А. Особенности флотации пирита одного из медно-цинковых месторождений Уральского региона бутиловым ксантогенатом калия и дитиофосфатом натрия // Цв. металлы. — 2014. — № 6. — С. 16 – 22.
10. Verrelli D. I., Koh P. T. L., and Nguyen A. V. Particle–bubble interaction and attachment in flotation, Chemical Engineering Science, 2011, Vol. 66, Issue 23. — P. 5910 – 5921.
11. Горячев Б. Е., Николаев А. А. Взаимосвязь физико-химических характеристик смачивания поверхности двухкомпонентных твердых тел с флотируемостью частиц с той же поверхностью // ФТПРПИ. — 2006. — № 3. — С. 103 – 111.
12. Самыгин В. Д., Григорьев П. В. Моделирование влияния гидродинамических факторов на селективность процесса флотации. Ч. 1. Влияние диаметра пузырька и диссипации турбулентной энергии // ФТПРПИ. — 2015. —№ 1. — С. 145 – 152.
13. Самыгин В. Д., Григорьев П. В. Моделирование влияния гидродинамических факторов на селективность процесса флотации. Ч. 2. Влияние разделения исходного питания на крупные и мелкие фракции частиц // ФТПРПИ. — 2015. — № 2. — С. 161 – 166.
14. Гусев В. А., Мордкович А. Г. Математика: справ. материалы. — М.: Просвещение, 1990. — 416 с.

УДК 622.7 

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ВЫБОРА СПОСОБОВ РАЗДЕЛЕНИЯ ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНЦЕНТРАТОВ С БЛИЗКИМИ СВОЙСТВАМИ СУЛЬФИДНЫХ МИНЕРАЛОВ
В. А. Игнаткина, В. А. Бочаров, А. А. Каюмов

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

Приведены аналитические данные и результаты исследований по разделению сульфидных минералов коллективных концентратов полиметаллических руд. Выбраны способы разделения минералов с близкими технологическими свойствами. Выявлены факторы, влияющие на эффективность разделения минералов упорных руд и полиметаллических концентратов. Приведены новые данные по активирующему влиянию катионов меди на флотируемость разновидностей сфалерита, галенита, пирита и пирротина и изучены факторы активирующего действия медных минералов. Изучено влияние разновидностей пирита и сульфидов цветных металлов на окисление, флотируемость и депрессию минералов. Исследованы способы разделения полиметаллических концентратов, предусматривающие многостадийную схему флотации с извлечением разновидностей труднофлотируемых минералов в черновые концентраты и продукты с выделением их в разных циклах. Разработан и рекомендован системный режим дозирования селективных собирателей, депрессоров, модификаторов, которые обеспечивают получение лучших результатов.

Минералы, сульфиды, разновидности, гидрофильность, контрастность, технология, сульфгидрильные собиратели, фракции, генезис

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

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Митрофанов С. И. Селективная флотация. — М.: Недра, 1967. — 583 с.
2. Абрамов А. А. Флотационные методы обогащения. — М.: Горная книга, 2008. — Т. IV. — 707 с.
3. Авдохин В. М., Абрамов А. А. Окисление сульфидных минералов в процессах обогащения. — М.: Недра, 1989. — 232 с.
4. Бочаров В. А., Игнаткина В. А. Технология обогащения полезных ископаемых. — М.: Руда и Металлы, 2007. — Т. 1. — 470 с.
5. Игнаткина В. А., Бочаров В. А. Особенности флотации разновидностей сульфидов меди и сфалерита колчеданных руд // Горн. журн. — 2014. — № 12. — С. 75 – 79.
6. Бочаров В. А., Игнаткина В. А., Каюмов А. А. Флотационное обогащение блеклых руд // ФТПРПИ. — 2015. — № 3. — С. 130 – 137.
7. Бочаров В. А., Рыскин М. Я. Технология кондиционирования и селективной флотации руд цветных металлов. — М.: Недра, 1993. — 305 с.
8. Глембоцкий В. А., Дмитриева Г. М. Влияние генезиса минералов на их флотационные свойства. — М.: Наука, 1965. — 108 с.
9. Голиков А. А. Взаимодействие собирателей на поверхности сульфидов // Цв. металлы. — 1990. — № 11. — С. 11 – 15.
10. Игнаткина В. А., Бочаров В. А., Дьячков Ф. Г. Повышение контрастности флотационных свойств сульфидов цветных металлов полиметаллических руд с использованием сульфгидрильных собирателей различных структур // ФТПРПИ. — 2014. — № 6. — С. 161 – 170.
11. Богданов О. С., Максимов И. С., Поднек А. К. и др. Теория и технология флотации руд. — М.: Недра, 1990. — 435 с.
12. Вершинин Е. А., Филимонов В. И. О совместном действии сернистого натрия и сульфита натрия при флотации халькопирита, сфалерита и пирита // Цв. металлургия. — 1968. — № 11. — С. 15 – 18.
13. Игнаткина В. А., Бочаров В. А. Выбор сульфгидрильных собирателей при флотации сульфидов цветных металлов из упорных руд // Изв. вузов. Цв. металлургия. — 2015. — № 1. — С. 3 – 10.
14. Игнаткина В. А., Бочаров В. А., Дьячков Ф. Г. Исследование собирательных свойств диизобутилового дитиофосфата при флотации сульфидных минералов из колчеданных руд // ФТПРПИ. — 2013. — № 5. — С. 138 – 146.
15. Нестерова Л. И., Федорова М. Н. Факторы вещественного состава руд Учалинского месторождения, определяющих технологические свойства // Труды института “Уралмеханобр”. — Свердловск, 1958. — Вып. 3. — С. 45 – 49.
16. Бочаров В. А., Игнаткина В. А. К вопросу изучения влияния генетических особенностей разновидностей пирита и его структурных ассоциаций на контрастные и технологические свойства // Цв. металлы. — 2014. — № 8. — С. 20 – 27.
17. Кабачник М. И. Химия фосфорорганических соединений. T. l. — М.: Наука, 2008. — 459 с.
18. Lui G., Zhong Н., and Dai Т. Investigation of the selective of ethoxyicarbametes during the flotation of copper sulfides mineral and metallurgical proc., 2008, Vol. 25, No 1. — P. 19 – 24.
19. Бочаров В. А., Игнаткина В. А. О роли железа и его содержание в процессах обогащения сульфидных руд цветных и благородных металлов // Изв. вузов. Цв. металлургия. — 2007. — № 5. — С. 4 – 12.
20. Конев В. А. Флотация сульфидов. — М.: Недра, 1985. — 285 с.
21. Еропкин Ю. И. Обогащение орудененных песчаников. — СПб: Наука, 1999. — 160 с.
22. Козлова И. П. Особенности технологии обогащения полиметаллических руд на Рубцовской обогатительной фабрике // Материалы конф. “Создание высокотехнологических производств на предприятии “ГМК”. — Екатеринбург, 2013. — С. 35 – 37.
23. Каковский И. А., Комков В. Д. Исследование флотационных свойств дитиофосфатов // Изв. вузов. Горн. журн. — 1970. — № 11. — С. 181 – 186.
24. Игнаткина В. А., Бочаров В. А. Схемы флотации сульфидов цветных металлов на основе использования сочетания селективных собирателей // Горн. журн. — 2010. — № 2. — С. 58 – 64.
25. Бакинов К. Г. Методы разделения свинцово-медных концентратов // Обогащение руд. — 1962. — № 5. — C. 16 – 22.
26. Гросман Л. И., Хаджиев П. Г. Депрессия сульфидных минералов продуктами взаимодействия ZnSO4 и Na2CO3 // Изв. вузов. Цв. металлургия. —1966. — № 3. — С. 25 – 32.
27. Игнаткина В. А., Бочаров В. А., Милович Ф. О. и др. Новые подходы к изучению механизма действия сульфгидрильных собирателей при флотации сульфидов // Сб. материалов Конгресса обогатителей стран СНГ. — М.: МИСиС, 2015. — Т. II. — С. 475 – 482.
28. Филимонов В. И., Вершинин Е. А. Бочаров В. А. О влиянии сульфита натрия при бесцианидной флотации сульфидных минералов в реакциях окисления // Цв. металлы. — 1968. — № 7. — С. 15 – 17.
29. Brion D. Photoelectron spectroscopic study of the surface degradation ofpyrite (FeS2), chalcopyrite (CuFeS2), sphalerite (ZnS) and galena (PbS) in air and water. Applied surface science, 1980, Vol. 5. — p. 133.
30. Абрамов А. А. Технология переработки и обогащения руд цветных металлов. — Т. III, кн. 1; — Т. III, кн. 2. — М.: Изд. МГГУ, 2005. — 575 с.; 2006. — 472 с.

УДК 669.017.15+662.765 

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ДЕАРСЕНИЗАЦИИ ТРУДНООБОГАТИМОЙ ЗОЛОТО-КВАРЦ-МЫШЬЯКОВИСТОЙ РУДЫ В АТМОСФЕРЕ ВОДЯНОГО ПАРА
П. Л. Палеев, П. А. Гуляшинов, А. Н. Гуляшинов

Байкальский институт природопользования СО РАН, E-mail: palpavel@mail.ru,
ул. Сахьяновой, 6, 670047, г. Улан-Удэ, Россия

Приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований процесса деарсенизации золотосодержащей скородитовой руды в атмосфере водяного пара. Показано, что при обжиге скородита с пиритом в атмосфере перегретого водяного пара возможно полное удаление мышьяка и серы из исходного материала в виде его сульфидов и вскрытие благородного металла.

Золотосодержащий скородит, пирит, обжиг в атмосфере перегретого водяного пара, термодинамическое моделирование

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Копылов Н. И., Каминский Ю. Д. Проблема мышьяка при переработке минерального сырья // Химия в интересах устойчивого развития. — 1997. — Т. 5. — С. 221 – 258.
2. Исабаев С. М. Сульфидирование мышьяксодержащих соединений и разработка способов вывода мышьяка из концентратов и промпродуктов цветной металлургии: автореф. дис. … д-ра техн. наук. — Иркутск, 1991. — с. 39.
3. Чантурия В. А., Федоров А. А., Матвеева Т. Н. Оценка технологических свойств золотосодержащих пиритов и арсенопиритов различных месторождений // Цв. металлы. — 2000. — № 8. — С. 9 – 12.
4. Исабаев С. М., Кузгибекова Х. Физико-химические основы гетерогенного взаимодействия в системах Fe – As – S, Cо – As – S, Ni – As – S, Cu – As – S в неравновесных условиях сульфидирования // Цв. металлы. — 2002. — № 4. — С. 33 – 36.
5. Синярев Г. Б., Ватолин Н. А., Трусов Б. Г., Моисеев Г. Л. Применение ЭВМ для термодинамических расчетов металлургических процессов. — М.: Наука, 1982. — 267 с.
6. Методические основы исследования химического состава горных пород, руд и минералов. — М.: Недра, 1979. — 400 с.

НОВЫЕ МЕТОДЫ И ПРИБОРЫ В ГОРНОМ ДЕЛЕ

УДК 622.023.25:539.32 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТАТИЧЕСКИХ УПРУГИХ СВОЙСТВ ГОРНЫХ ПОРОД ПРИ ИЗМЕНЕНИИ ТЕМПЕРАТУРЫ
С. В. Сукнев

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

Выполнен сравнительный анализ международных стандартов определения упругих свойств горных пород при одноосном сжатии, отмечены их преимущества и недостатки. Представлены результаты измерения продольных и поперечных деформаций образцов горных пород, а также эталонных металлических образцов при сжатии с помощью экстензометров различного типа. Проанализирована возможность их использования для вычисления модуля упругости и коэффициента Пуассона материала при изменении температуры. Приведены примеры определения упругих свойств вмещающих пород на месторождении алмазов трубки “Ботуобин¬ская” в талом и мерзлом состояниях.

Горные породы, сжатие, модуль упругости, коэффициент Пуассона

Работа выполнена в рамках программы фундаментальных исследований СО РАН (проект VIII.74.5.1) и при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект 15–45–05014).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. ГОСТ 28985–91. Породы горные. Метод определения деформационных характеристик при одноосном сжатии. — М.: ИПК Изд-во стандартов, 2004. — 11 с.
2. Martin C. D., Chandler N. A. The progressive fracture of Lac du Bonnet granite, Int. J. Rock Mech. Min. Sci. & Geomech. Abstr., 1994, Vol. 31, No. 6. — Р. 643 – 659.
3. Hakala M., Kuula H., and Hudson J. A. Estimating the transversely isotropic elastic intact rock properties for in situ stress measurement data reduction: A case study of the Olkiluoto mica gneiss, Finland, Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 2007, Vol. 44, No. 1. — Р. 14 – 46.
4. Eberhardt E., Stead D., Stimpson B., and Read R. S. Identifying crack initiation and propogation tresholds in brittle rock, Can. Geotech. J., 1998, Vol. 35, No. 2. — Р. 222 – 233.
5. ASTM D7012–10. Standard test method for compressive strength and elastic moduli of intact rock core specimens under varying states of stress and temperatures, West Conshohocken: ASTM International, 2010. — 9 p.
6. DIN EN 14580:2005–07. Prufverfahren fur Naturstein – Bestimmung des statischen Elastizitatsmoduls, Berlin: Deutsches Institut fur Normung e.V., 2005. — 15 p.
7. Сукнев С. В. Использование окружных и диаметральных датчиков деформаций для определения коэффициента Пуассона при сжатии // ГИАБ. — 2012. — № 12. — С. 22 – 27.
8. ГОСТ Р 1.0–2004. Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения. — М.: Стандарт¬информ, 2007. — 12 с.
9. ГОСТ Р 1.4–2004. Стандартизация в Российской Федерации. Стандарты организаций. Общие положения. — М.: Стандартинформ, 2007. — 8 с.
10. ГОСТ Р 1.5–2004. Стандартизация в Российской Федерации. Стандарты национальные Российской Федерации. Правила построения, изложения, оформления и обозначения. — М.: Стандарт¬информ, 2007. — 35 с.
11. ГОСТ 21153.2–84. Породы горные. Методы определения предела прочности при одноосном сжатии. — М.: ИПК Изд-во стандартов, 2001. — 8 с.

УДК 550.34 + 551 + 622 

ИНСТРУМЕНТАЛЬНАЯ СИСТЕМА ДЕФОРМАЦИОННОГО МОНИТОРИНГА И ЕЕ АПРОБАЦИЯ В КИМБЕРЛИТОВОМ КАРЬЕРЕ
С. А. Борняков, Д. В. Салко

Институт земной коры СО РАН, E-mail: bornyak@crust.irk.ru,
ул. Лермонтова, 128, 664033, г. Иркутск, Россия,
Иркутский государственный университет,
ул. Ленина, 3, 664001, г. Иркутск, Россия

Разработана автоматизированная система деформационного мониторинга борта карьера в составе автономного прибора-регистратора, датчиков деформаций, аналого-цифровых преобразователей, серверной и клиентской программ управления. Накопление данных осуществляется на сервере в режиме on-line через модем сотовой связи. Питание автономных устройств происходит от аккумуляторов с подзарядкой от солнечных батарей, что повышает ресурс работы системы в целом. Элементы системы апробированы на карьере кимберлитовой трубки “Нюрбинская”. Выполнен мониторинг деформаций в зоне разломов восточного борта карьера, проведена оценка уровня его геомеханической устойчивости.

Борт карьера, разломно-блоковая структура, деформационный мониторинг, инструментальная система, регистратор, датчик, программа управления

Работа выполнена при частичной финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 15–55–53023-ГФЕН-a).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. http://www.reutechmining.com/ru/products/products-overview.
2. Востриков В. И., Акинин А. А. Система дистанционного геомониторинга деформационно-волно-вых процессов в горном массиве // ФТПРПИ. — 2004. — № 6. — С. 104 – 108.
3. Востриков В. И., Акинин А. А., Кривецкий А. В., Куратов К. А. Автономный продольный деформометр // ФТПРПИ. — 2005. — № 6. — С. 106 – 109.
4. Востриков В. И., Ружич В. В., Федеряев О. В. Система мониторинга обвалоопасных участков бортов глубоких карьеров // ФТПРПИ. — 2009. — № 6. — С. 117 – 126.
5. Востриков В. И., Полотнянко Н. С. Многоканальная измерительная система “Карьер” для мониторинга бортов глубоких карьеров // ФТПРПИ. — 2014. — № 6. — С. 224 – 229.
6. Димаки А. В., Астафуров С. В., Шилько Е. В., Ружич В. В., Псахье С. Г. Аппаратно-програм-мный комплекс регистрации смещений в зонах разломов “Сдвиг-3М” // Геодинамика и напряженное состояние недр Земли: тр. Междунар. конф. — Новосибирск: ИГД СО РАН, 2006. — С. 193 – 199.
7. Димаки А. В., Псахье С. Г. Распределенная измерительная система для мониторинга смещений по границам раздела блочных сред на базе комплекса “Сдвиг-4МР” // ФТПРПИ. — 2009. — № 2. — С. 110 – 117.
8. Салко Д. В., Борняков С. А. Автоматизированная система для мониторинга геофизических параметров на геодинамических полигонах // Приборы. — 2014. — № 6. — С. 24 – 28.
9. Борняков С. А., Встовский Г. В. Первый опыт сейсмодеформационного мониторинга Байкальской рифтовой зоны (на примере Южно-Байкальского землетрясения 27 августа 2008 г.) // ДАН. — 2010. — Т. 431. — № 4. — С. 537 – 541.
10. Bak P., Tang С., Wiesenfeld К. Selforganized criticality: an explanation of 1/f noise, Phys. Rev. Lett., 1987, No. 59(4). — P. 381 – 384.
11. Ma Jin, Guo Yanshuang, Sherman S. I. Accelerated synergism along a fault: a possible indicator for an impending major earthquake, Geodynamics & Tectonophysics, 2014, No. 5 (2). — P. 387 – 399.

ГОРНАЯ ЭКОЛОГИЯ

УДК 622.014.3–62–519 

ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ТЕРРИТОРИИ КАЧКАНАРСКОГО ГОКа ПО ДАННЫМ СПУТНИКОВОГО МОНИТОРИНГА
Г. В. Калабин, В. И. Горный, С. Г. Крицук

Институт проблем комплексного освоения недр РАН, Е-mail: kalabin.g@gmail.com,
Крюковский тупик, 4, 111020, г. Москва, Россия
Научно-исследовательский центр экологической безопасности РАН,
Е-mail: v.i.gornyy@mail.ru, ул. Корпусная, 18, 197110, г. Санкт-Петербург, Россия

Обосновывается актуальность использования цифровых космических материалов на региональном и локальном уровне для оперативной количественной оценки состояния природной среды в зонах деятельности предприятий горнопромышленного комплекса. Приводятся и анализируются результаты исследований состояния природной среды на примере территории размещения горнодобывающего предприятия, отрабатывающего открытым способом месторождение Гусевогорское (Свердловская область, Россия) титаномагнетитовых железных руд, содержащих примеси ванадия.

Предприятия горнопромышленного комплекса, состояние растительного покрова, дистан-ционные методы зондирования Земли, нормализованный дифференцированный вегетационный индекс

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Калабин Г. В. Методология количественной оценки состояния окружающей среды на территориях размещения предприятий по освоению георесурсов // ФТПРПИ. — 2012. — № 2. — С. 175 – 183.
2. Калабин Г. В., Моисеенко Т. И., Горный В. И., Крицук С. Г., Соромотин А. В. Спутниковый мониторинг природной среды при открытой разработке Олимпиадинского золоторудного месторождения // ФТПРПИ. — 2013. — № 1. — С. 177 – 184.
3. Калабин Г. В., Горный В. И., Крицук С. Г. Спутниковый мониторинг реакции растительного покрова на воздействие предприятия по освоению Сорского медно-молибденового месторождения // ФТПРПИ. — 2014. — № 1. — С. 153 – 161.
4. http: //www.mining-enc.ru/kachkanarskij-gorno-obogatitelnyj kombinat/
5. Павлов А. И. Обобщенные показатели добычи и производства железной руды в России в 2010 году // Технико-экономические показатели горных предприятий за 1990 – 2010 гг. — Екатеринбург: УрО РАН, 2011. — 407 с.
6. Природные ресурсы и экология России. Федеральный атлас. — М., 2002. — 277 с.
7. Государственный доклад “О состоянии окружающей среды Свердловской области в 2013 году”. — Екатеринбург, 2012. — 420 с.
8. http: //www.kgok.ru, www.mnr.gov.ru
9. http://ladsweb.nascom.nasa.gov/data/
10. http://www.cgiar-csi.org/data/elevation/item/45-srtm-90m-digital-elevation-database-v41.
11. http://terranorte.iki.rssi.ru/onlinegis/html/viewer.php?q=1 

УДК 504.0624.36:004.4 КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА ВОЗДЕЙСТВИЯ ГОРНОДОБЫВАЮЩИХ ПРЕДПРИЯТИЙ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ
М. Б. Бубнова, Ю. А. Озарян

Институт горного дела ДВО РАН,
Е-mail: ozaryanigd@gmail.com,
ул. Тургенева, 51, 680000, г. Хабаровск, Россия

Представлены новые данные комплексной оценки экологического воздействия на окружающую среду в результате деятельности горнопромышленного комплекса южных регионов Дальнего Востока. Они базируются на использовании: материалов дистанционного зондирования Земли; нормализованного относительного индекса растительности для природно-горнотехнических систем; совмещения результатов расчета вегетационного индекса и цифровой модели рельефа для раздельной оценки техногенного влияния и естественных природных факторов; сопряженного анализа техногенного воздействия по средствам спутникового мониторинга и полевых работ; расчета эколого-экономического ущерба.

Природно-горнотехнические системы, спутниковый мониторинг, экологические ущербы, комплексная оценка

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Трубецкой К. Н., Галченко Ю. П., Бурцев Л. И. Экологические проблемы освоения недр при устойчивом развитии природы и общества. — М.: Научтехлитиздат, 2003. — 260 с.
2. Певзнер М. Е., Костовецкий В. П. Экология горного производства. — М.: Недра, 1990. — 235 с.
3. Саксин Б. Г. Прогнозная оценка регионального геохимического воздействия на окружающую природную среду добывающих предприятий цветной металлургии в условиях Востока России. — Хабаровск: ИГД ДВО РАН, 2012. — 190 с.
4. Бубнова М. Б., Озарян Ю. А. Геоэкологическая оценка региональных природно-горнотехнических систем на юге Дальнего Востока // ФТПРПИ. — 2012. — № 5. — С. 189 – 196.
5. Калабин Г. В., Моисеенко Т. И., Горный В. И., Крицук С. Г., Соромотин А. В. Спутниковый мониторинг природной среды при открытой разработке Олимпиадинского золоторудного месторождения // ФТПРПИ. — 2013. — № 1. — С. 177 – 184.
6. Опарин В. Н., Потапов В. П., Гиниятуллина О. Л. и др. Оценка пылевого загрязнения атмосферы угледобывающих районов Кузбасса в зимний период по данным дистанционного зондирования Земли // ФТПРПИ. — 2014. — № 3. — С. 126 – 137.
7. Сандлерский Р. Б. Оценка потенциальной биологической продуктивности южно-таежных ландшафтов по данным дистанционного зондирования // Ландшафтное планирование: Общие основания. Методология. Технология: тр. Междунар. шк.-конф. — М.: МГУ, 2006. — С. 217 – 221.
8. Compton J. Tuckera, Jorge E. Pinzona, Molly E. Browna, Daniel A. Slaybacka, Edwin W. Paka, Robert Mahoneya, Eric F. Vermotea, and Nazmi El Saleousa. An extended AVHRR 8?km NDVI dataset compatible with MODIS and SPOT vegetation NDVI data, International Journal of Remote Sensing, Vol. 26, Issue 20, 2005, P. 4485 – 4498.
9. Морин В. А., Бубнова М. Б., Морина О. М. Экологическая роль пионерной растительности на техногенно нарушенных землях в бассейне р. Амур // ГИАБ. — 2009. — № 5. — С. 253 – 263.
10. Мамаев Ю. А., Крупская Л. Т., Саксин Б. Г. и др. Эколого-биогеохимическая оценка горнорудного техногенеза юга Дальнего Востока // Горн. журн. — 2005. — № 12. — С. 145 – 147.
11. Пашкевич М. А. Геохимия техногенеза среды: учеб. пособие. — СПб.: СППГИ (ТУ), 2004. — 72 с.
12. Растанина Н. К., Крупская Л. Т. О роли экологических факторов в изучении здоровья населения горняцких поселков на юге Дальнего Востока // Экология и промышленность России. — М. 2008. — № 12. — С. 56 – 57.
13. Перспективы освоения угольных месторождений Дальнего Востока: в 2-х т. Т. 1: Горно-экологические условия. — Владивосток: Изд-во Дальневост. ун-та, 2004. — 348 с.
14. Полохин О. В. Особенности формирования почвенного и растительного покрова техногенных ландшафтов Приморского края // Совр. проблемы науки и образования. — 2013. — №. 6. http:// www.science-education.ru/113–10936.
15. Домаренко В. А. Эколого-экономическая оценка месторождений (твердые полезные ископаемые): учеб. пособие. — Томск: Изд-во ТПУ, 2007. — 185 с.
16. Методика определения экономической эффективности рекультивации нарушенных земель. — М.: НИИПиН, 1986.
17. Алешичев А. Н. Значение почвогрунтов при рекультивации отвалов Райчихинского буроугольного месторождения // АГРО. — 2008. — № 4–6. — С. 79 – 80.

  Версия для печати