ФТПРПИ №6, 2016. Аннотации.

ГЕОМЕХАНИКА

УДК 622.234.573:622.831.1 

К ВОПРОСУ ОБ ИЗМЕРЕНИИ НАПРЯЖЕНИЙ В ПОРОДНОМ МАССИВЕ МЕТОДОМ ГИДРОРАЗРЫВА
С. В. Сердюков, М. В. Курленя, А. В. Патутин

Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, E-mail: ss3032yandex.ru,
Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия

Экспериментально установлено, что давление запирания трещины гидроразрыва соответствует давлению распространения при равномерном нагружении ее берегов рабочей жидкостью. Показано, что приравнивание минимального напряжения давлению запирания локальных разрывов ведет к завышенным оценкам. Ошибка зависит от длины устройства разрыва и значительна при малом сжатии горных пород (менее 5 – 10 МПа). Предложены решения, направленные на повышение точности и информативности измерения напряжений методом гидроразрыва.

Массив горных пород, напряженное состояние, скважинные исследования, метод гидроразрыва, трещина, измерение напряжений, давление запирания, устройство гидроразрыва, ошибка измерений

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 14–05–00629).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Hubbert M. K., Willis D. G. Mechanism of hydraulic fracturing, Trans. AIME, 1957, Vol. 210. — P. 153 – 168.
2. Haimson B. C., Fairhurst C. Initiation and extension of hydraulic fracture in rocks, Soc. Petr. Engrs. J., 1967. — P. 310 – 318.
3. Bredehoeft J. D., Wolf R. G., Keys W. S., and Shutter E. Hydraulic fracturing to determine the regional in situ stress field in the Piceance Basin, Colorado, J. Geological Society of American Bulletin, 1976, Vol. 87, No. 2. — P. 250 – 258.
4. Haimson B. C. Near surface and deep hydrofracturing stress measurements in the Waterloo quartzite, Int. J. Rock Mech. Min. Sci. & Geomech. Abstr., 1980, Vol. 17, No. 2. — P. 81 – 88.
5. Cornet F. H., Valette B. In-situ stress determination from hydraulic injection test data, J. Geophys. Res., 1984, Vol. 89. — P. 11527 – 11537.
6. Ito T., Sato A., and Hayashi K. Two methods for hydraulic fracturing stress measurements needless the ambiguous reopening pressure, Int. J. Rock Mech. Min. Sci. & Geomech. Abstr., 1997, Vol. 34, No. 3. — Paper No. 143.
7. Ito T., Igarashi A., Ito H., and Sano O. Problem for the maximum stress estimation in hydrofracturing method and its potential solution, Proc. US Rock Mech. Symp., 2005. — ARMA/USRMS 05–862 (CD-ROM).
8. Zoback M. D., Rummel F., Jung R., and Raleigh C. B. Laboratory hydraulic fracturing experiments in intact and pre-fractured rock, Int. J.Rock Mech.Min. Sci. and Geomech. Abstr., 1977, Vol. 14, — P. 49 – 58.
9. Ratigan J. L. The use of fracture reopening pressure in hydraulic fracturing stress measurements, Rock Mech. Rock Engng., 1992, Vol. 25. — P. 225 – 236.
10. Cheung L. S., Haimson B. C. Laboratory study of hydraulic fracturing pressure data — how valid is their conventional interpretation, Int. J. Rock Mech. Min. Sci. & Geomech. Abstr., 1989, Vol. 26. — P. 595 – 604.
11. Rutqvist J., Chin-Fu Tsang, and Stephansson O. Uncertainty in the maximum principal stress estimated from hydraulic fracturing measurements due to the presence of the induced fracture, Int. J. Rock Mech. Min. Sci. & Geomech. Abstr., 2000, Vol. 37. — P. 107 – 120.
12. Aggson J. R., Kim K. Analysis of hydraulic fracturing pressure histories: A comparison of five methods used to identify shut in pressure, Int. J. Rock Mech. Min. Sci. & Geomech. Abstr., 1987, Vol. 24, No. 1. — P. 75 – 80.
13. Рубцова Е. В., Скулкин А. А. О методах косвенного определения величины давления запирания трещины при измерительном гидроразрыве // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2016. Междунар. науч. конф. “Недропользование. Горное дело. Направления и технологии поиска, разведки и разработки месторождений полезных ископаемых. Геоэкология”: сб. материалов в 4 т. Т. 3. — Новосибирск: СГУГиТ, 2016. — C. 266 – 271.
14. Mini?frac (DFIT) Analysis for unconventional reservoirs using F. A. S.T. welltest. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.petroleumengineers.ru/sites/default/files/minifrac_analysis_for_ unconventional_reservoirs_using_fast_welltest_16-aug-2013.pdf
15. Kehle O. K. The determination of fracture stresses through analysis of hydraulic well fracturing, J. of Geophys. Res., 1964, Vol. 69. — P. 259 – 273.
16. Cornet F. H. Interpretation of hydraulic injection test for in-situ stress determination, in Proc. Int. Workshop on Hydraulic Fracturing Stress Measurements (Zoback and Haimson, Eds), Monterey, National Academy Press, Washington D. C., 1983. — P. 149 – 158.
17. Sung O. Choi. Interpretation of shut-in pressure in hydrofracturing pressure-time records using numerical modeling, Int. J. Rock Mech. Min. Sci. & Geomech. Abstr., 2012, Vol. 50. — P. 29 – 37.
18. Perkins T. K., Kern L. R. Widths of hydraulic fractures, Journal of Petroleum Technology, 1961, Vol. 13, No. 9. — P. 937 – 949.
19. Атрошенко С. А., Кривошеев С. И., Петров А. Ю. Распространение трещины при динамическом разрушении полиметилметакрилата // Журн. Техн. физики. — 2002. — Т.72. — Вып. 2. — С. 52 – 58.
20. Mastrojannis E. N., Keer L. M., and Mura T. Growth of planar cracks induced by hydraulic fracturing, Int. J. Num. Meth. Engng., 1980, Vol. 15, No. 1. — P. 41 – 54.
21. Сердюков С. В., Курленя М. В., Патутин А. В., Рыбалкин Л. А., Шилова Т. В. Экспериментальная проверка способа направленного гидроразрыва горных пород // ФТПРПИ. — 2016. — № 4. — С. 3 – 11.
22. Курленя М. В., Зворыгин Л. В., Сердюков С. В. Управление продольным гидроразрывом скважин // ФТПРПИ. — 1999. — № 5. — С. 3 – 12.
23. Шилова Т. В., Сердюков С. В. Защита действующих дегазационных скважин от поступления воздуха из горных выработок // ФТПРПИ. — 2015. — № 5. — С. 179 – 188.
24. Руководство по оценке состояния и свойств угольного массива скважинными гидравлическими датчиками. — Новосибирск: ИГД СО РАН, 1978.

УДК 622.02:539.2 

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЯВЛЕНИЙ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКИХ ЭФФЕКТОВ НА ЛИНЕЙНОЙ И НЕЛИНЕЙНОЙ СТАДИЯХ ДЕФОРМИРОВАНИЯ ОБРАЗЦОВ КАМЕННОЙ СОЛИ В РЕЖИМЕ ЦИКЛИЧЕСКОГО НАГРУЖЕНИЯ
В. И. Шейнин, Д. И. Блохин, И. Б. Максимович, Е. П. Сарана

Научно-исследовательский институт оснований и подземных сооружений им. Н. М. Герсеванова,
E-mail: geo-mech@yandex.ru, 2-я Институтская, 6, 109428, г. Москва, Россия
Национальный исследовательский технологический университет “МИСиС”,
E-mail: dblokhin@yandex.ru, Ленинский проспект, 4, 119049, г. Москва, Россия

Исследована возможность получения информации о протекании механических процессов в геоматериалах за пределами упругого деформирования по вариациям интенсивности ИК-излучения. Представлены результаты экспериментов по регистрации теплового излучения с поверхности образцов каменной соли при их многократном циклическом нагружении в условиях одноосного сжатия. Сделан вывод об эффективности использования термомеханических эффектов для фиксации момента начала активизации процесса разрушения периодически нагружаемых геометериалов.

Геоматериалы, каменная соль, циклическое нагружение, осевые напряжения, осевые деформации, инфракрасное излучение, геомеханический мониторинг

Работа выполнена при частичной финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ по программе повышения конкурентоспособности НИТУ “МИСиС” среди ведущих мировых научно-образовательных центров (№ К1–2015–025).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Гудман Р. Механика скальных пород. — М.: Стройиздат, 1987. — 232 с.
2. Вознесенский Е. А. Динамическая неустойчивость грунтов. — М.: Эдиториал УРСС, 1999. — 264 с.
3. Богданов Ю. М., Журавлева Т. Ю., Сильверстов Л. К., Тавостин М. Н. Результаты исследования геомеханических процессов при закачке и отборе газа на ПХГ в каменной соли // Газовая пром-сть. — 2010. — № 6. — С. 72 – 75.
4. Мохначев М. П. Усталость горных пород. — М.: Наука, 1979. — 152 с.
5. Ставрогин А. Н., Тарасов Б. Г. Экспериментальная физика и механика горных пород. — СПб.: Наука, 2001. — 343 с.
6. Болдырев Г. Г. Методы определения механических свойств грунтов. Состояние вопроса. — Пенза: ПГУАС, 2008. — 696 с.
7. Badge M. N., Petros V. Fatigue and dynamic energy behavior of rock subjected to cyclical loading, Int. J. Rock Mech. & Min. Sci, 2009, Vol. 46. — P. 200 – 209.
8. Fuenkajorn K., Phueakphum D. Effects of cyclic loading on mechanical properties of Maha Sarakham salt, Engineering Geology, 2010, Vol. 112, No. 1. — Р. 43 – 52.
9. Guo Y. T., Zhao K. L., Sun G. H., Yang C. H., Hong-Ling M. A., Zhang G. M. Experimental study of fatigue deformation and damage characteristics of salt rock under cyclic loading, Rock and Soil Mechanics, 2011, Vol. 32, No. 5. — Р. 1353 – 1359.
10. Liu J., Xie H., Hou Z. et al. Damage evolution of rock salt under cyclic loading in uniaxial tests, Acta Geotechnica, 2014, Vol. 9, No. 1. — Р. 153 – 160.
11. Momeni A., Karakus M., Khanlari G. R., Heidari M. Effects of cyclic loading on the mechanical pro¬perties of a granite, Int. J. Rock Mech. & Min. Sci, 2015, Vol. 77. — P. 89 – 96.
12. Жигалкин В. М., Усольцева О. М., Семенов В. Н., Цой П. А., Асанов В. А., Барях А. А., Паньков И. Л., Токсаров В. Н. Деформирование квазипластичных соляных пород при различных условиях нагружения. Сообщ. 1: Закономерности деформирования соляных пород при одноосном сжатии // ФТПРПИ. — 2005. — № 6. — С. 14 – 25.
13. Виттке В. Механика скальных пород. — М.: Недра, 1990. — 439 с.
14. Захаров В. Н., Кубрин С. С., Фейт Г. Н., Блохин Д. И. Определение напряженно-деформирован¬ного состояния горных пород при разработке угольных пластов, опасных по гео- и газодинамическим явлениям // Уголь. — 2012. — № 10. — С. 34 – 36.
15. Курленя М. В., Опарин В. Н. Скважинные геофизические методы диагностики и контроля напряженно-деформированного состояния массивов горных пород. — Новосибирск: Наука, 1999. — 335 с.
16. Lavrov A. Fracture-induced phenomena and memory effects in roks: a review, Strain, 2005, Vol. 41, No. 4. — Р. 135 – 149.
17. Лавров А. В., Шкуратник В. Л. Акустическая эмиссия при деформировании и разрушении горных пород (обзор) // Акуст. журн. — 2005. — Т. 51. — № 7. — С. 6 – 18.
18. Опарин В. Н., Аннин Б. Д., Чугуй Ю. В. и др. Методы и измерительные приборы для моделирования и натурных исследований нелинейных деформационно-волновых процессов в блочных массивах горных пород. — Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2007. — 330 с.
19. Шейнин В. И., Левин Б. В., Мотовилов Э. А., Морозов А. А., Фаворов А. В. Идентификация периодических изменений напряженного состояния грунтов по изменениям плотности потока инфракрасного излучения // ПМТФ. — 2000. — № 6. — С. 193 – 198.
20. Шейнин В. И., Левин Б. В., Мотовилов Э. Ф., Морозов А. А., Фаворов А. В. Диагностика быстрых периодических изменений напряжений в горных породах по данным инфракрасной радиометрии // Физика Земли. — 2001. — № 4. — С. 24 – 30.
21. Шейнин В. И., Сидорчук В. Ф., Блохин Д. И. Экспериментальные исследования методом ИК-радиометрии изменений нормальных тангенциальных напряжений на поверхности забоя скважины в модели грунтового массива // Основания, фундаменты и механика грунтов. — 2004. — № 6. — С. 8 – 11.
22. Wu L., Liu S., Wu Y., Wang C. Precursors for fracturing and failure, Part II: IRR T-Curve abnormalities, Int. J. Rock Mech. & Min. Sci, 2006, Vol. 43, No. 3. — Р. 483 – 493.
23. Шейнин В. И., Блохин Д. И. Исследования особенностей проявления термомеханических эффектов при одноосном сжатии образцов каменной соли // ФТПРПИ. — 2012. — № 1. — С. 46 – 53.
24. 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.
25. Надаи А. Пластичность и разрушение твердых тел. Т. 2. — М.: Мир, 1969. — 863 с.
26. Криксунов Л. З. Справочник по основам инфракрасной техники. — М.: Сов. радио, 1978. — 400 с.
27. Ильин А. С. Термоэлектрические приемники оптического излучения с пленочными и проволочными термопарами для прецизионных измерений // Метрология. — 2005. — № 11. — С. 19 – 30.
28. Москвитин В. В. Пластичность при переменных нагружениях. — M.: Изд-во МГУ, 1965. — 266 с.
29. Muneer M., Prakash R. V., Balasubramaniam K. Tensile deformation studies in glass/epoxy composite specimen using infrared thermography, Int. J. of Aerospace Innovations, 2010, Vol. 2, No. 1. — Р. 13 – 22.

УДК 532.546:681.2:624.1 

ВЛИЯНИЕ ИНЪЕКТИРОВАНИЯ ПЛАСТА ТЕРМОГЕЛЕМ НА ВЫТЕСНЕНИЕ НЕФТИ ПРИ ВНУТРИКОНТУРНОМ ЗАВОДНЕНИИ
Н. К. Корсакова, В. И. Пеньковский, Л. К. Алтунина, В. А. Кувшинов

Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, E-mail: kors@hydro.nsc.ru,
просп. Академика Лаврентьева, 15, 630090, г. Новосибирск, Россия
Институт химии нефти СО РАН, E-mail: alk@ipc.tsc.ru,
Академический проспект, 4, 634021, г. Томск, Россия

Представлены результаты физического и математического моделирования влияния инъекции термогеля на конфигурацию фильтрационного потока закачиваемой воды при добыче нефти методом внутриконтурного заводнения. Разработка месторождения указанным методом, особенно в случае залежей вязкой нефти, проходит с неустойчивым фронтом вытеснения, с образованием растущих языков воды, превращающихся в конечном итоге в сеть водопроводящих каналов в направлении наименьшего фильтрационного сопротивления между рядами скважин. При этом большая часть нефти остается в неподвижном состоянии, находящемся в динамическом равновесии с потоком вытесняющей воды. Показано, что закачка термогеля в область пласта между скважинами расширяет фронт вытеснения на поздней стадии разработки месторождения, что позволяет повысить коэффициент извлечения нефти из пласта.

Увеличение нефтеотдачи, вязкая нефть, капиллярное запирание, гели, заводнение пласта

Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ № 14.607.21.0022 в рамках ФЦП (идентификатор проекта RFMEFI60714X0022).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Chuoke R. L., van Meures P., van der Poel C. The instability of slow, immiscible, viscous liquid-liquid displacement in permeable media, Petrol. Trans, AIME, 1959, Vol. 216. — Р. 188 – 194.
2. Антонцев С. Н., Доманский А. В., Пеньковский В. И. Фильтрация в прискважинной зоне пласта и проблемы интенсификации притока. — Новосибирск: ИГиЛ СО РАН СССР, 1989. — 190 c.
3. Пеньковский В. И. О влиянии капиллярных сил на нефтеотдачу месторождений при внутриконтурном заводнении // Математические модели фильтрации и их приложения: cб. науч. тр. — Новосибирск: ИГиЛ СО РАН, 1999. — C. 124 – 133.
4. Данаев Н. Т., Корсакова Н. К., Пеньковский В. И. Массоперенос в прискважинной зоне и электромагнитный каротаж пластов. — Алматы: Казак университетi, 2005. — 180 c.
5. Пеньковский В. И., Корсакова Н. К., Алтунина Л. К., Кувшинов В. А. Разработка целиков нефти при воздействии на пласт химических реагентов // ПМТФ. — 2013. — Т. 54. — № 3. — C. 87 – 94.
6. Пеньковский В. И., Корсакова Н. К., Симонов Б. Ф., Савченко А. В. Остаточные нефтенасыщенные зоны продуктивных пластов и способы воздействия на них с целью вовлечения в разработку // ФТПРПИ. — 2012. — № 5. — С. 41 – 51.
7. Евстигнеев С. Е., Симонов Б. Ф., Савченко А. В., Пеньковский В. И. Численное решение задачи нестационарной фильтрации несмешивающихся жидкостей в трещиновато-блочной структуре // Недропользование. Горное дело. Новые направления и технологии поиска, разведки и разработки месторождений полезных ископаемых. Геоэкология: сб. материалов Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2013, IX Междунар. науч. конгр., 15–26 апреля 2013 г. — Новосибирск — С. 98 – 103.
8. Данаев Н. Т., Корсакова Н. К., Пеньковский В. И. Многофазная фильтрация и электромагнитное зондирование скважин. — Алматы: Эверо, 2014. — 277 c.
9. Алтунина Л. К., Кувшинов В. А. Физико-химические методы увеличения нефтеотдачи пластов нефтяных месторождений (обзор) // Успехи химии. — 2007. — Т. 76. — № 10. — С. 1034 – 1052.
10. Алтунина Л. К., Кувшинов В. А., Кувшинов И. В. Термотропные гели, золи и композиции ПАВ для увеличения нефтеотдачи пластов // Нефть. Газ. Новации. — 2015. — № 6. — С. 27 – 32.
11. Пеньковский В. И., Корсакова Н. К., Алтунина Л. К., Кувшинов В. А. Перспективы вовлечения в разработку целиков нефти // Добыча, подготовка, транспорт нефти и газа: материалы VI Всерос. науч.-практ. конф. [Электронный ресурс]. — Томск: Изд. ИОА СО РАН, 2013. — С. 29 – 34.
12. Веригин Н. Н. Нагнетание вяжущих растворов в горные породы в целях повышения прочности и водонепроницаемости оснований гидротехнических сооружений // Изв. АН СССР. ОТН. — 1952, № 5. — С. 674 – 687.
13. Назарова Л. А., Назаров Л. А., Джаманбаев М. Д., Чыныбаев М. К. Эволюция термогидродинамических полей в окрестности защитной дамбы хвостохранилища рудника Кумтор (Кыргызская Республика) // ФТПРПИ. — № 1. — 2015. — С. 23 – 29.
14. Назарова Л. А., Назаров Л. А., Эпов М. И., Ельцов И. Н. Эволюция геомеханических и электрогидродинамических полей в массиве горных пород при бурении глубоких скважин // ФТПРПИ. — 2013. — № 5. — С. 37 – 49.
15. Sun N. Z., Yeh W. W.-G. A proposed upstream weight numerical method for simulating pollutant transport in groundwater, Water Resour. Res, 1983, Vol. 19, No. 6. — Р. 1489 – 1500.

УДК 662.831:550.34 

ПРИМЕНЕНИЕ ЛАЗЕРНОГО ДЕФОРМОГРАФА В СИСТЕМЕ КОМПЛЕКСНОГО ГЕОДИНАМИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА В РАЙОНЕ СТРЕЛЬЦОВСКОГО РУДНОГО ПОЛЯ
И. Ю. Рассказов, Г. И. Долгих, В. А. Петров, В. А. Луговой, С. Г. Долгих, Б. Г. Саксин, Д. И. Цой

Институт горного дела ДВО РАН, E-mail: adm@igd.khv.ru,
ул. Тургенева, 51, 680000, г. Хабаровск, Россия
Тихоокеанский океанологический институт им. В. И. Ильичева ДВО РАН,
ул. Балтийская, 43, 690043, г. Владивосток, Россия
Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН,
пер. Старомонетный, 35, 119017, г. Москва, Россия

Представлены результаты применения лазерного деформографа в составе системы комплексного геодинамического мониторинга в пределах Стрельцовского рудного поля. Рассмотрены технические характеристики и конструктивные особенности деформографа. Показана принципиальная возможность проведения высокоточных измерений параметров деформационного поля в шахтных условиях действующего горнодобывающего предприятия. Описаны особенности проявления собственных колебаний Земли и установлены значения деформации породного массива в зависимости от энергии источника разрушения.

Техногенная сейсмичность, геомеханический мониторинг, лазерный деформограф, напряженно-деформированное состояние, деформационное поле

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (соглашения № 14–17–00041 и № 16–17–00018).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ищукова Л. П. Урановые месторождения Стрельцовского рудного поля в Забайкалье. — Иркутск: Тип. “Глазовская”, 2007. — 260 с.
2. Рассказов И. Ю., Саксин Б. Г., Петров В. А., Просекин Б. А. Геомеханические условия и особенности динамических проявлений горного давления на месторождении Антей // ФТПРПИ. — 2012. — № 3. — C. 3 – 13.
3. Рассказов И. Ю., Саксин Б. Г., Петров В. А., Шевченко Б. Ф., Усиков В. И., Гильманова Г. З. Современное напряженно-деформированное состояния верхних уровней земной коры Амурской литосферной плиты // Физика Земли. — 2014. — № 3. — С. 104 – 113.
4. Бортников Н. С., Петров В. А., Веселовский А. В., Кузьмина Д. А. Лексин А. Б. Геоинформационная система (ГИС) забайкальского сектора Монголо-Охотского подвижного пояса // Руды и металлы. — 2012. — № 3. — С. 18 – 27.
5. Petrov V. A., Leksin A. B., Sankov V. A., Pogorelov V. V., Rasskazov I. Yu. GIS-based 3D geodynamic modelling of transbaikalia, Russia, Int. Conf. GeoFrankfurt’2014 “Earth System Dynamics”. Goethe University Frankfurt a, Main. SDGG Heft 85, Abstract Volume, 2014. — P. 471.
6. Рассказов И. Ю., Гладырь А. В., Аникин П. А., Святецкий В. С., Просекин Б. А. Развитие и модернизация системы контроля динамических проявлений горного давления на рудниках ОАО “ППГХО” // Горн. журн. — 2013. — № 8 (2). — С. 9 – 14.
7. Rasskazov I. Yu., Lugovoy V. А., Kalinov G. А., etc. Development of measuring complexes for the assessment and control of burst–hazard during mining, Proceedings of the 8-th International symposium on rockbursts and seismicity in mines (Russia, Saint-Petersburg – Moscow. 1 – 7 September 2013), Obninsk – Perm, 2013. — P. 121 – 124.
8. Гладырь А. В., Мирошников В. И., Болотин Ю. И. и др. Техническое оснащение системы микросейсмического мониторинга нового поколения // ГИАБ. — 2012. — № 5. — С. 174 – 180.
9. Адушкин В. В., Опарин В. Н. От явления знакопеременной реакции горных пород на динамические воздействия — к волнам маятникового типа в напряженных геосредах // ФТПРПИ: Ч. I, 2012. — № 2; Ч. II, 2013. — № 2; Ч. III, 2014. — № 4; Ч. IV, 2016. — № 1.
10. Опарин В. Н., Багаев С. Н., Маловичко А. А. и др. Методы и системы сейсмодеформационного мониторинга техногенных землетрясений и горных ударов. — Новосибирск: Изд-во СО РАН, Т. 1, 2009; Т. 2, 2010.
11. Berger R. J., Lovberg R. H. Earth strain measurements wits laser interferometer, Science, 1970, Vol. 170. — P. 296 – 303.
12. Levin J., Hall J. L. Design and operation of a methane absorption stabilized laser strainmeter, J. Geophys. Res., 1972, Vol. 77, No. 14. — P. 2595 – 2610.
13. Алешин Л. Е., Дубров М. Н., Яковлев А. П. Лазерный интерферометр для измерения деформаций земной коры // ДАН СССР. — 1980. — Т. 256. — № 6. — С. 1343 – 1346.
14. Корчагин Ф. Г., Криницын Ю. М., Халяпин Ю. Н. и др. Исследование собственных колебаний Земли с помощью оптического деформографа // Тихоокеанская геология. — 1986. — № 5. — С. 110 – 112.
15. Takemoto Shuzo, Momose Hideo, Araya Akito, etc. A 100 m laser strainmeter system in the Kamioka Mine, Japan, for precise observations of tidal strains, Journal of Geodynamics, 2006, Vol. 41. — P. 23 – 29.
16. Багаев С. Н., Опарин В. Н., Орлов В. А., Панов С. В., Парушкин М. Д. О волнах маятникового типа и методе их выделения от крупных землетрясений по записям лазерного деформографа // ФТПРПИ. — 2010. — № 3. — С. 3 – 11.
17. Долгих Г. И., Копвиллем У. Х., Павлов А. Н. Наблюдение периодов собственных колебаний Земли лазерным деформометром // Изв. АН СССР. Физика Земли. — 1983. — № 2. — С. 15 – 20.
18. Долгих Г. И., Валентин Д. И., Долгих С. Г. и др. Применение лазерных деформографов вертикальной и горизонтальной ориентаций в геофизических исследованиях переходных зон // Физика Земли. — 2002. — № 8. — С. 69 – 73.
19. Долгих Г. И., Привалов В. Е. Лазеры. Лазерные системы. — Владивосток: Дальнаука, 2009. — 202 с.
20. Долгих Г. И., Рассказов И. Ю., Луговой В. А., Аникин П. А., Цой Д. И., Швец В. А., Яковенко С. В. Краснокаменский лазерный деформограф // Приборы и техника эксперимента. — 2013. — № 5. — С. 138 – 139.

21. Dziewonski A. M., Gilbert F. Observations of normal modes from 84 recordings of the Alaskan earthquke of 1964 March 28, Geophys. J. Roy. Astr. Soc., 1972, Vol. 27. — P. 393 – 446.

РАЗРУШЕНИЕ ГОРНЫХ ПОРОД

УДК 622.235 

ВОЛНОВОЕ ПРЕДРАЗРУШЕНИЕ МОНОЛИТНЫХ ГОРНЫХ ПОРОД ПРИ ВЗРЫВЕ
А. Н. Кочанов, В. Н. Одинцев

Институт проблем комплексного освоение недр РАН, E-mail: Odin-VN@yandex.ru, Крюковский тупик, 4, 111020, г. Москва, Россия

Рассмотрены особенности волнового предразрушения (микроразрушения) пород при взрывном воздействии. Предложен новый подход к исследованиям, в котором используются соотношения динамического упругого распределения напряжений в породе и теория трещин. Получено соотношение для оценки размера области предразрушения сравнительно монолитных горных пород при камуфлетном взрыве, которое включает давление газов во взрывной полости, горное давление в массиве пород, трещиностойкость породы, характерный размер природной нарушенности (дефектности) породы и ее деформационные параметры. Показано, что размеры области предразрушения породы зависят как от природных, так и технологических факторов. В зависимости от их параметров размеры области предразрушения породы могут различаться в несколько раз.

Горная порода, камуфлетный взрыв, упругая волна, растяжение породы, микротрещины, волновое предразрушение, скорость детонации

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Горные науки. Освоение и сохранение недр Земли / под. ред. акад. К. Н. Трубецкого. — М.: Изд-во АГН, 1997. — 478 с.
2. Викторов С. Д., Галченко Ю. П., Закалинский В. М., Рубцов С. К. Разрушение горных пород сближенными зарядами. — М.: Научтехлитиздат, 2006. — 276 с.
3. Викторов С. Д., Еременко А. А., Машуков И. В. Технология крупномасштабной взрывной отбойки на удароопасных рудных месторождениях Сибири. — Новосибирск: Наука, 2005. — 211 с.
4. Ганопольский М. И., Барон В. Л., Белин В. А., Пупков В. В., Сивенков В. И. Методы ведения взрывных работ. Специальные взрывные работы. — М.: МГГУ, 2007. — 568 с.
5. Persson P.-A., Holmberg R., Lee J. Rock blasting and explosives engineering, Boca Raton, Fla.: CRC Press, 1994. — 560 p.
6. Ghose A. K., Joshi A. Blasting in mining – New Trends, CRC Press, 2012. — 150 p.
7. Адушкин В. В., Спивак А. А. Геомеханика крупномасштабных взрывов. — М.: Недра, 1993. — 319 с.
8. Шер Е. Н., Александрова Н. И. Динамика развития зон разрушения при взрыве сосредоточенного заряда в хрупкой среде // ФТПРПИ. — 2000. — № 5. — С. 54 – 68.
9. Шер Е. Н., Александрова Н. И. Динамика микроразрушений в упругой зоне при взрыве сферического заряда в горной породе // ФТПРПИ. — 2001. — № 5. — С. 33 – 40.
10. Крюков Г. М. Физика и моменты разных видов разрушения горной породы при взрыве в ней удлиненного заряда ПВВ. — М.: МГГУ, 2009. — 48 с.
11. Дугарцыренов А. В. Динамика напряженно-деформированного состояния горных пород при камуфлетном взрыве сосредоточенного заряда // ГИАБ. — 2007. — № 4. — С. 166 – 179.
12. Meyers M. Dynamic failure: mechanical and microstructural aspects, Journal de Physique IV Colloque, 1994, 04(C8). — P. 597 – 621.
13. Brian N. C., Gao H, Gross D., Rittel D. Review – modern topics and challenges in dynamic fracture, J. Mech. and Physics Solids, 2005, Vol. 53. — P. 565 – 596.
14. Dehghan Banadaki M. M. Stress-wave induced fracture in rock due to explosive action. Ph.D. Thesis. University of Toronto, 2010. — 254 p.
15. Родионов В. Н., Адушкин В. В., Костюченко В. Н., Николаевский В. Н., Ромашов А. Н., Цветков В. М. Механический эффект подземного взрыва. — М.: Недра, 1971. — 224 с.
16. Мосинец В. Н. Дробящее и сейсмическое действие взрыва в горных породах. — М.: Недра, 1976. — 271 с.
17. Кочарян Г. Г., Спивак А. А. Динамика деформирования блочных массивов горных пород. — М.: ИКЦ “Академкнига”, 2003. — 423 с.
18. Александрова Н. И., Шер Е. Н. Моделирование процесса распространения волн в блочных средах // ФТПРПИ. — 2004. — № 6. — С. 49 – 57.
19. Шемякин Е. И., Кочанов А. Н., Деньгина Н. И. Параметры волн напряжений и предразрушение горных пород при взрыве // Разрушение взрывом и необратимые деформации горных пород. — М.: ИГД им. А. А. Скочинского, 1997. — С. 10 – 17.
20. Александров В. Е., Кочанов А. Н., Левин Б. В. О взаимосвязи акустических и прочностных свойств пород в зоне предразрушающего действия взрыва // ФТПРПИ. — 1987. –— № 4. — С. 45 – 48.
21. Кочанов А. Н. Изучение параметров зон предразрушения массива как основа совершенствования технологии взрывных работ // ГИАБ. — 1996. — № 5. — С. 49 – 52.
22. Кочанов А. Н. Анализ структуры микро- и макротрещин при динамическом разрушении горных пород // Фундамент. и прикл. вопросы горных наук. — 2015. — № 2. — С. 317 – 321.
23. Силина О. В. Влияние зон предразрушения в увлажненных горных породах на параметры буровзрывных работ: автореф. дис. … канд. техн. наук. — М.: ИГД им. А. А. Скочинского, 1994. — 18 с.
24. Лексовский А. М., Боровиков В. А., Бозоров Н. С., Абдуманонов А. А., Синани А. Б., Пилецки С. А. Зона поврежденности высокомодульных материалов при взрывном нагружении гранита // Письма в ЖТФ. — 2002. — Вып. 16. — С. 90 – 94.
25. Менжулин М. Г., Юровских А. В. Влияние естественной и наведенной трещиноватости на взрывное разрушение и предразрушение горных пород // ГИАБ. — 2004. — № 1. — С. 90 – 94.
26. Садовский М. А., Адушкин В. В., Спивак А. А. О размере зон необратимого деформирования при взрыве в блочной среде // Физика Земли. — 1989. — № 9. — С. 9 – 15.
27. Sharp J. A. The program of elastic waves by explosive pressure, Geophysics, 1942, Vol. 7. — P. 144 – 154. 28. Черепанов Г. П. Механика хрупкого разрушения. — М.: Наука, 1974. — 640 с.
29. Одинцев В. Н. Отрывное разрушение массива скальных горных пород. — М.: ИПКОН РАН, 1996. — 166 с.
30. Одинцев В. Н. Моделирование разупрочнения геоматериалов при импульсно-волновом воздействии // Взрывное дело. — 2011. —№ 105 – 62. — С. 34 – 45.
31. Справочник по коэффициентам интенсивности напряжений / под ред. Ю. Мураками. Т. 2. — М.: Мир, 1990. — 1016 .
32. Li J., Huang Q., Ren X. D. Dynamic initiation and propagation of multiple cracks in brittle materials, Materials, 2013, Vol. 6. — P. 3241 – 3253.
33. Смирнов В. И. О неустойчивости поведения динамической вязкости разрушения // ЖТФ. — 2006. — Т. 76. — Вып. 11. — С. 134 – 136.
34. Петров Ю. В., Ситникова Е. В. Прогнозирование динамической трещиностойкости конструкционных материалов на примере авиационного сплава при ударном воздействии // ЖТФ. — 2004. — Т. 74. — Вып. 1. — С. 58 – 61.
35. Баклашов И. В. Деформирование и разрушение породных массивов. — М.: Недра, 1988. — 271 с.
36. Roberts D. K., Wells F. F. The velocity of brittle fracture, Engineering, 1954, Vol. 178. — 820 р.

УДК 523.31–6/-7, 622.01 

УСИЛЕНИЕ НЕЛИНЕЙНОСТИ ДИСПЕРСИОННЫМИ ЯВЛЕНИЯМИ В СРЕДАХ СО СТРУКТУРОЙ И ФОРМИРОВАНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ПРЕОБЛАДАЮЩИХ ЧАСТОТ ПРОДОЛЬНЫХ И ПОПЕРЕЧНЫХ ВОЛН
Б. П. Сибиряков, Е. Б. Сибиряков

Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН,
E-mail: sibiryakovbp@ipgg.sbras.ru, просп. Академика Коптюга, 3, 630090, г. Новосибирск, Россия
Новосибирский государственный университет, E-mail: sibiryakoveb@ipgg.sbras.ru,
ул. Пирогова, 1, 630090, г. Новосибирск, Россия

Предложена модель континуума со структурой, которая описывается уравнениями движения бесконечного порядка. В случае большой длины волны в сравнении с размером структуры уравнения редуцированы к уравнениям четвертого порядка. Получено замкнутое уравнение движения, содержащее нелинейный, дисперсионный, а также волновые члены. Показано, что решения в форме солитонов существуют лишь в средах, где скорость волн растет с ростом давления. В тех средах, где солитоны не существуют, имеют место квазистационарные решения, содержащие кратные частоты. Установлено, что нелинейный эффект кратных частот неожиданно велик даже для малых деформаций, так как дисперсия резко усиливает нелинейные явления. Кроме того, в области малых деформаций имеются решения для продольных и поперечных волн с одинаковыми длинами волн, но с разными частотами. Решения, соответствующие одинаковым длинам упомянутых волн, но существенно разным частотам, чаще всего встречаются в сейсмологии и сейсморазведке.

Оператор сплошности, микроструктура, солитоны, различие частот P- и S-волн

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 15–05–04165).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Садовский М. А. Естественная кусковатость горной породы // ДАН СССР. — 1979. — Т. 247. — № 4. — C. 829 – 832.
2. Cлепян Л. И., Яковлев Ю. С. Интегральные преобразования в нестационарных задачах механики. — Л.: Судостроение, 1980. — 344 с.
3. Опарин В. Н., Танайно А. С., Юшкин В. Ф. О дискретных свойствах объектов геосреды и их каноническом представлении // ФТПРПИ. — 2007. — № 3. — C. 7 – 24.
4. Александрова Н. И., Шер Е. Н. Моделирование процесса распространения волн в блочных средах // ФТПРПИ. — 1999. — № 4. — C. 75 – 83.
5. Suvorov V. D., Mishenkina Z. M., Petrick G. P., Sheludko I. F., Seleznev V. S., Solovyov V. M. Structure of the crust in the Baikal rift zone and adjacent areas from deep seismic sounding data, Tectonophysics, 2002, Vol. 351. — P. 61 – 74.
6. Puzirev N. N., Mandelbaum M. M., Krylov S. V., Mishenkin B. P., Mishenkina Z. R., Petrick G. V., Seleznev V. New data from explosion seismology in the Baikalian rift zone, Tectonophysics, 1979, Vol. 56, Issue 1 – 2. — 128 p.
7. Dehandschutter B., Vysotskyc E., Delvaux D., Klerkx J., Buslov M. M., Seleznev V. S., De Batiste M. Structural evolution of the Teletsk graben (Russian Altai), Tectonophysics, 2002, Vol. 351. — P. 139 – 167.
8. Горельчик В. И., Сторчеус А. В. Глубокие длиннопериодные землетрясения под Ключевским вулканом // Геодинамика и вулканизм Курило-Камчатской островодужной системы. — Петропавловск-Камчатский, 2001. — 428 с.
9. Канаи К., Осида К., Иосизава К. Соотношения между периодами и амплитудами сейсмических волн // Слабые землетрясения. — М.: ИЛ, 1961. — С. 231 – 242.
10. Крылов С. В., Мишенькин Б. П., Мишенькина З. Р. и др. Детальные сейсмические исследования литосферы на P- и S-волнах. — Новосибирск: Наука, 1993.
11. Nikolaev A. V. Problems of nonlinear seismology, Phys. Earth Planet. Inter., 1988, Vol. 50, No. 1. — P. 1 – 7.
12. Nikolaev A. V. Scattering and attenuation of seismic waves in the presence of nonlinearity, Pure and Applied Geophys., 1989, Vol. 131, No. 4. — P. 687 – 702.
13. Алешин А. С., Гущин В. В., Николаев А. В. и др. Экспериментальное исследование нелинейных взаимодействий сейсмических поверхностных волн // ДАН СССР. — 1981. — Т. 260. — № 3. — C. 574 – 575.
14. Хаврошкин О. Б. Сейсмическая нелинейность. — М.: ОИФЗ РАН, 2000. — 110 с.
15. Хаврошкин О. Б., Цыплаков В. В. Аппаратурно-методические основы экспериментальной нелинейной сейсмологии // Сейсм. приборы. — М.: ОИФЗ РАН, 2003. — Вып. 39. — С. 43 – 71.
16. Sibiryakov B. P. Generation of nonlinear oscillations at weak perturbations and generalization of cracks at fracture, Physical Mesomechanics, 2007, No. 3. — P. 203 – 206.
17. Sibiriakov B. P. Supersonic and intersonic cracking in rock-like material under remote stresses, Theoretical and Applied Fracture Mechanics, 2002, No. 4. — P. 255 – 265.
18. Sibiryakov B. P., Prilous B. I. The unusual small wave velocities in structural bodies and instability of pore or cracked media by small vibration, WSEAS Transactions on Applied and Theoretical Mechanics, 2007, No. 7. — P. 139 – 144.
19. Sibiryakov B. P., Leite L. W. B., Vieira W. W. S. Model of the structured continuum, and the relation between specific surface area, porosity and permeability, Revista Brasileira de Geof?sica, 2013, Vol. 31(4). — P. 559 – 568.
20. Sibiryakov B. P., Prilous B. I., Kopeykin A. V. The nature of instabilities in blocked media and seismological law of Gutenberg-Richter, WSEAS Transections on Applied and Theoretical Mechanics, 2011, Vol. 6, Issue 2. — P. 69 – 79.
21. Sibiryakov B. P. Deviations from the Gutenberg–Richter law on account of a random distribution of block sizes, AIP Conf. Proc. 1683, 020214 (2015); http://dx.doi.org/10.1063/1.4932904.
22. Sibiryakov B. P. The appearance of plasticity on the blocks surfaces in geological media, AIP Conf. Proc. 1623, 579 – 583 (2014); http://dx.doi.org/10.1063/1.4899011 Conf. date: 3 – 5 September, 2014.
23. Sibiryakov B. P., Prilous B. I., Kopeykin A. V. The nature of instability of blocked media and distribution law of unstable states, Physical Mesomechanics, 2013, Vol. 16, No. 2. — P. 141 – 151.
24. Sibiryakov B. P., Prilous B. I., Kopeykin A. V. The nature of instabilities in blocked media and seismological law of Gutenberg – Richter, WSEAS Transections on Applied and Theoretical Mechanics, 2011, Vol. 6, Issue 2. — P. 69 – 79.
25. Сибиряков Б. П. Природа неустойчивости блочных сред и некоторые сценарии развития катастроф // Технологии сейсморазведки. — 2011. — № 3. — С. 114 – 117.
26. Сибиряков Б. П., Прилоус Б. И., Копейкин А. В. Природа неустойчивости блочных сред и закон распределения неустойчивых состояний // Физ. мезомеханика. — 2012. — № 3. — Т. 15. — С. 11 – 21.
27. Градштейн И. С., Рыжик И. М. Таблица интегралов, сумм, рядов и произведений. — М.: Физматгиз, 1963. — 1184 с.
28. Maслов В. П. Oператорные мeтоды. — 1973. — 544 с.
29. Ризниченко Ю. В. Проблемы сейсмологии. — М.: Наука, 1985. — 405 с.
30. Егоров Г. В., Maшинский Э. И. Бигармонические продольные и поперечные волны в искусственной пористой среде под аксиальной нагрузкой // Технологии сейсморазведки. — 2011. — № 1. — С. 72 – 77.

ГОРНОЕ МАШИНОВЕДЕНИЕ

УДК 622.026; 622.243.4; 622.24.051 

КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССА РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД ПРИ УДАРНО-ВРАЩАТЕЛЬНОМ БУРЕНИИ СКВАЖИН
В. Н. Опарин, В. В. Тимонин, В. Н. Карпов

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

Рассмотрены факторы, оказывающие существенное влияние на эффективность ударно-вращательного бурения скважин погружными ударными машинами. Представлены результаты физического моделирования динамического вдавливания породоразрушающих инденторов в горную породу. Проведен анализ результатов с позиции явления знакопеременной реакции горных пород на динамические воздействия.

Количественный показатель эффективности, разрушение горных пород, погружной пневмоударник, буровой станок, ударно-вращательное бурение скважин, волны маятникового типа, безразмерное энергетическое условие, структура, напряженно-деформированное состояние

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Адушкин В. В., Опарин В. Н. От явления знакопеременной реакции горных пород на динамические воздействия — к волнам маятникового типа в напряженных геосредах. Ч. IV // ФТПРПИ. — 2016. — № 1. — С. 3 – 49.
2. Oparin V. N., Smolyanitsky B. N. Promote efficiency of drilling in tunneling and drilling rock, Journal of Lioning technical University (National Science), 2009, Vol. 28, No. 3. — P. 445 – 449.
3. Смоляницкий Б. Н., Репин А. А., Данилов Б. Б. Повышение эффективности и долговечности импульсных машин для сооружения протяженных скважин в породных массивах. — Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2013 (Интеграционные проекты СО РАН, вып. 43). — 204 с.
4. 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. — С. 10 – 38.
5. Опарин В. Н., Яковицкая Г. Е., Вострецов А. Г., Серяков В. М., Кривецкий А. В. О коэффициенте механо-электромагнитных преобразований при разрушении горных пород // ФТПРПИ. — 2013. — № 3. — С. 3 – 20.
6. Опарин В. Н., Юшкин В. Ф., Пороховский Н. Н., Гришин А. Н., Кулинич Н. А., Рублев Д. Е., Юшкин А. В. О влиянии массового взрыва в карьере строительного камня на формирование спектра сейсмических волн // ФТПРПИ. — 2014. — № 5. — С. 74 – 89.
7. Опарин В. Н., Танайно А. С. Каноническая шкала иерархических представлений в горном породоведении. — Новосибирск: Наука, 2011. — 259 с.
8. Курленя М. В., Опарин В. Н. Скважинные геофизические методы диагностики и контроля напряженно-деформированного состояния массивов горных пород. — Новосибирск: Наука, 1999. — 335 с.
9. Опарин В. Н. Энергетический критерий объемного разрушения горных пород // Труды науч. семинара “Неделя горняка – 2009”. — М.: МГГУ, 2009. — С. 43 – 69.
10. Курленя М. В., Опарин В. Н., Востриков В. И. Об эффекте аномально низкого трения в блочных средах // ФТПРПИ. — 1997. — № 1. — С. 3 – 16.
11. Тимонин В. В. Обоснование параметров породоразрушающего инструмента и гидравлической ударной машины для бурения скважин в породах средней и высокой крепости: автореф. дис. … канд. техн. наук. — Новосибирск: ИГД СО РАН, 2009. — 22 с.
12. Карпов В. Н., Тимонин В. В. Методика оценки эффективности погружных ударных машин при бурении скважин на станках ударно-вращательного бурения в производственных условиях // Тез. докл. II Междунар. науч. шк. акад. К. Н. Трубецкого “Проблемы и перспективы комплексного освоения и сохранения земных недр”. — М.: ИПКОН РАН. — 2016. — С.191 – 195.
13. Тимонин В. В. Оценка процесса разрушения горных пород при динамическом вдавливании группы инденторов с точки зрения нелинейной геомеханики // Тр. науч. конф. с участием иностр. ученых “Геодинамика и напряженное состояние недр Земли”. — Новосибирск, 2008. — С. 470 – 474.
14. Тимонин В. В. К оценке энергоемкости бурения скважин машинами ударного действия // Материалы 4-й Междунар. конф. “Проблемы механики современных машин”. Т. II. — Улан-Удэ, 2009. — С. 272 – 275.
15. Танайно А. С., Липин А. А. Состояние и перспективы ударно-вращательного бурения // ФТПРПИ. — 2004. — № 2. — С. 82 – 93.
16. Репин А. А., Смоляницкий Б. Н., Алексеев С. Е., Попелюх А. И, Тимонин В. В., Карпов В. Н. Погружные пневмоударники высокого давления для открытых горных работ // ФТПРПИ. — 2014. — № 5. — С. 157 – 167.
17. Липин А. А., Тимонин В. В., Танайно А. С. Современные погружные ударные машины для бурения скважин: каталог-справочник “Горная техника”. — СПб., 2006. — С. 116 – 123.
18. Тимонин В. В. Погружные пневмоударники для подземных условий разработки // Горное оборудование и электромеханика. — 2015. — № 2 (111). — С. 13 – 17.
19. Еременко В. А., Карпов В. Н., Тимонин В. В., Барнов Н. Г., Шахторин И. О. Основные направления развития бурового оборудования для системы разработки с этажным принудительным обрушением руды // ФТПРПИ. — 2015. — № 6. — С. 49 – 64.
20. Воздвиженский Б. И., Мельничук И. П., Пешалов Ю. А. Физико-механические свойства горных пород и влияние их на эффективность бурения. — М.: Недра, 1973. — 240 с.
21. Голубинцев О. Н. Механические и абразивные свойства горных пород и их буримость. — М.: Недра, 1968. — 199 с.
22. Шадрина А. В. Теоретические и экспериментальные исследования волновых процессов в колонне труб при бурении скважин малого диаметра из подземных горных выработок: автореф. дис. … д-ра техн. наук. — Томск: НИ ТПУ, 2014. — 44 с.
23. Тимонин В. В., Кондратенко А. С. Погружной пневмоударник для открытых горных работ для бурения скважин на высоком давлении сжатого воздуха // ИНТЕРЭКСПО ГЕО-СИБИРЬ. — Новосибирск: СГУГиТ, 2015. — Т. 2. — № 3. — С. 251 – 255.
24. Шахторин И. О., Тимонин В. В. Доводка машин ударного действия при помощи современного программного обеспечения // Сб. материалов Всерос. науч.-техн. конф. с междунар. участием “Современные проблемы в горном деле и методы моделирования горно-геологических условий при разработке месторождений полезных ископаемых”. — Кемерово, 2015. — 5 с.
25. Repin A. A., Alekseev S. E., Timonin V. V., Karpov V. N. Analysis of the compressed air distribution in down-the-hole hammer drills, MINER’S WEEK – 2015, Reports of the XXIII International Scientific Symposium, 2015. — P. 475 – 482.
26. Петреев А. М., Примычкин А. Ю. Влияние типа системы воздухораспределения на энергетические показатели пневмоударного узла кольцевой ударной машины // ФТПРПИ. — 2015. — № 3. — С. 117 – 123.
27. Петреев А. М., Примычкин А. Ю. Работа кольцевого упругого клапана в пневмоударном приводе // ФТПРПИ. — 2016. — № 1. — С. 132 – 143.
28. Репин А. А., Смоляницкий Б. Н., Алексеев С. Е., Попелюх А. И., Тимонин В. В., Карпов В. Н. Погружные пневмоударники высокого давления для открытых горных работ // ФТПРПИ. — 2014. — № 5. — С. 157 – 167.
29. Денисова Е. В., Конурин А. И. Геомеханическая модель взаимодействия рабочего органа пневмоударной машины с грунтовым массивом // ФТПРПИ. — 2013. — № 5. — С. 61 – 70.
30. Пат. 156214 РФ, МПК E21B4/14 (2006.01). Пневматический ударный механизм / В. В. Тимонин, А. В. Белоусов; заявитель и патентообладатель Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН. — № 2015126191/03; заявл. 30.06.2015; опубл. 10.11.2015, Бюл. № 31. — 5 с.
31. Пат. 2535314 РФ, МПК E21B4/14 (2006.01). Буровая коронка / А. В. Белоусов, В. В. Тимонин; заявитель и патентообладатель Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН. — № 2013133217/03; заявл. 16.07.2013; опубл. 10.12.2014, Бюл. № 34. — 6 с.
32. Пат. 2540368 РФ, МПК E21B4/14 (2006.01). Пневматический ударный механизм / А. В. Белоусов, В. В. Тимонин; заявитель и патентообладатель Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН. — № 2013156082/03; заявл. 17.12.2013; опубл. 10.02.2015, Бюл. № 4. — 7 с.
33. Пат. 2549649 РФ, МПК E21B4/14 (2006.01). Погружной пневмоударник / А. В. Белоусов, В. В. Тимонин; заявитель и патентообладатель Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН. — № 2014109614/03; заявл. 12.03.2014; опубл. 27.04.2015, Бюл. № 12. — 6 с.
34. Арцимович Г. В. Влияние забойных условий и режима бурения на эффективность проходки глубоких скважин. — Новосибирск: Наука, 1974. — 124 с.
35. Арцимович Г. В. Исследование и разработка породоразрушающего инструмента для бурения. — Новосибирск: Наука, 1978. — 182 с.
36. Курленя М. В., Опарин В. Н., Еременко А. А. Об отношении линейных размеров блоков пород к раскрытию трещин в структурной иерархии массивов // ФТПРПИ. — 1993. — № 3. — С. 3 – 10.
37. Опарин В. Н., Симонов Б. Ф., Юшкин В. Ф., Востриков В. И., Погарский Ю. В., Назаров Л. А. Геомеханические и технические основы увеличения нефтеотдачи пластов в виброволновых технологиях. — Новосибирск: Наука, 2010. — 404 с.
38. Опарин В. Н., Симонов Б. Ф. О нелинейных деформационно-волновых процессах в виброволновых геотехнологиях освоения нефтегазовых месторождений // ФТПРПИ. — 2010. — № 2. — С. 3 – 25.
39. Арцимович Г. В., Эпштейн Е. Ф. Ударно-вращательное бурение скважин гидроударниками. — М.: Госгортехиздат, 1963. — 85 с.
40. Алимов О. Д. Исследование вращательно-ударного бурения // Изв. ТПИ. — 1959. — Т. 106. — 156 с.
41. Ребрик Б. М. Бурение скважин при инженерно-геологических изысканиях. — М.: Недра, 1997. — С. 35 – 48.
42. Крюков Г. М., Кутузов Б. Н. Теоретическое исследование динамического взаимодействия бурового инструмента с породой // Всесоюз. науч.-техн. конф. “Разрушение горных пород при бурении скважин”. — Уфа, 1973. — С. 116 – 126.
43. Масленников И. К., Матвеев Г. И. Инструмент для бурения скважин: справ. пособие. — М.: Недра, 1981. — 432 с.
44. Садовский М. А., Кедров О. К., Пасечник И. Н. О сейсмической энергии и объеме очагов при коровых землетрясениях и подземных взрывах // ДАН. — 1985. — Т. 283. — № 5. — С. 1153 – 1156.
45. Бурение шпуров и скважин: по материалам Третьего Всесоюз. совещ. по бурению шпуров и скважин. — Фрунзе: Илим, 1968. — 332 с.
46. Павлова Н. Н., Шрейнер Л. А., Портнова А. Г. Экспериментальные исследования механических свойств горных пород при динамическом вдавливании // Вопросы деформации и разрушения горных пород при бурении. — М., 1961. — С. 4 – 34.
47. Сулакшин С. С. Бурение геологоразведочных скважин: справ. пособие. — М.: Недра, 1991. — 334 с.
48. Курленя М. В., Опарин В. Н., Ревуженко А. Ф., Шемякин Е. И. О некоторых особенностях реакции горных пород на взрывные воздействия в ближней зоне // ДАН. — 1987. — Т. 293. — № 1. — С. 67 – 70.
49. Курленя М. В., Опарин В. Н. О явлении знакопеременной реакции горных пород на динамические воздействия // ФТПРПИ. — 1990. —№ 4. — С. 3 – 13.
50. Курленя М. В., Адушкин В. В., Гарнов В. В., Опарин В. Н., Ревуженко А. Ф., Спивак А. А. Знакопеременная реакция горных пород на динамическое воздействие // ДАН. — 1992. — Т. 323. — № 2. — С. 263 – 265.
51. Курленя М. В., Опарин В. Н., Востриков В. И. О формировании упругих волновых пакетов при импульсном возбуждении блочных сред. Волны маятникового типа // ДАН. — 1993. — Т. 333. — № 4. — С. 3 – 13.

УДК 622.243 

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СООРУЖЕНИЯ ГЛУБОКИХ СКВАЖИН КОМПЛЕКСАМИ СО СЪЕМНЫМИ КЕРНОПРИЕМНИКАМИ
А. Л. Неверов, А. В. Минаков, В. А. Жигарев, Д. Д. Каратаев

Сибирский федеральный университет, E-mail: neveroff_man@mail.ru,
просп. Свободный, 79, 660041, г. Красноярск, Россия
Институт теплофизики СО РАН,
просп. Академика Лаврентьева, 1, 630090, г. Новосибирск, Россия
ООО “Норильскгеология”, Е-mail: dd.karataev@norilskgeology.ru,
663330, г. Норильск, а/я 889, Россия

Представлена методика расчета гидравлических потерь давления при бурении скважин снарядами со съемными керноприемниками (КССК) и неньютоновскими промывочными жидкостями. Выявлено, что основные потери давления возникают при движении бурового раствора в кольцевом пространстве между бурильной колонной и стенкой скважины. С помощью численного моделирования проведена серия расчетов, которые показали снижение гидравлических потерь давления на 76.5 – 89.0 % при увеличении диаметра буровой коронки на 2 мм. На основании аналитических исследований изготовлены алмазные коронки и расширители с наружными диаметрами 78.0 и 78.4 мм соответственно для бурения скважины комплексами КССК на Талнахском рудном узле.

Математическая модель, неньютоновская жидкость, гидравлические потери давления, нестандартный алмазный породоразрушающий инструмент

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 16–41–243034).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Будюков Ю. Е., Власюк В. И., Спирин В. И. Алмазный породоразрушающий инструмент. — Тула: ИПП “Гриф и К”, 2005. — 288 с.
2. Будюков Ю. Е. Создание и производство специального алмазного бурового инструмента: обзор. — М.: МГП “Геоинформмарк”, 1993. — 40 с.
3. Григорьев В. В. Бурение со съемными керноприемниками. — М.: Недра, 1986. — 195 с.
4. Исаев М. Л., Онищенко В. П. Бурение скважин со съемными керноприемниками. — Л.: Недра, 1975. — 128 с.
5. Афанасьев И. С., Горбушин А. П., Лебедев В. И. Опыт скоростного геологоразведочного бурения. — Л.: Недра, 1986. — 96 с.
6. Кравцов Б. Ф. Исследование, разработка и внедрение технологии алмазного бурения скважин на твёрдые полезные ископаемые. — М.: ВПО “Союзгеотехника”, 1984. — 116 с.
7. Кудряшов Б. Б., Яковлев A. M. Бурение скважин в осложненных условиях. — М.: Недра, 1987. — 269 с.
8. Новиков B. C. Устойчивость глинистых пород при бурении скважин. — М.: Недра, 2000. — 270 с.
9. Соловьев Н. В. Промывка скважин с поверхностно-активными и полимерными добавками. — М.: МГРИ, 1983. — 100 с.
10. Нескоромных В. В., Неверов А. Л., Рожков В. П., Каратаев Д. Д., Неверов А. А. Анализ горно-гео¬логических условий бурения скважин на Талнахском рудном узле // Изв. ТПУ. — 2015. — Т. 326. — № 1. — С. 100 – 111.
11. Неверов А. Л., Рожков В. П., Каратаев Д. Д., Неверов А. А. Исследование влияния растворов солей на гидратацию глинистых минералов при бурении скважин на примере Талнахского рудного узла // Изв. ТПУ. — 2015. — Т. 326. — № 2. — С. 103 – 117.
12. Неверов А. Л., Рожков В. П., Каратаев Д. Д., Матвеев А. В., Юрьев П. О. Исследование влияния тонкодисперсного шлама на свойства буровых промывочных жидкостей при бурении скважин комплексами со съемными кернопремниками на Талнахском рудном узле // Изв. ТПУ. — 2015. — Т. 326. — № 8. — С. 110 – 119.
13. Неверов А. Л., Рожков В. П., Самородский П. Н., Каратаев Д. Д., Неверов А. А. Исследование и разработка промывочных жидкостей для бурения комплексами КССК на Талнахском рудном узле // Изв. СО РАЕН. Секция науки о Земле. Геология, поиски и разведка рудных месторождений. — Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2014 — № 3(46). — С. 61 – 73.
14. Неверов А. Л., Рожков В. П., Баталина Л. С., Минеев А. В. Влияние простых солей на реологические свойства полимерных растворов для бурения комплексами ССК в глинистых отложениях // Изв. ТПУ. — 2013. — Т. 323. — № 1. — С. 196 – 200.
15. Горшков Л. К., Мендебаев Т. Н. Разведочное бурение с гидроизвлечением керноприемника. — СПб.: Недра, 1994. — 158 с.
16. Горшков Л. К., Осецкий А. И. Развитие принципов конструирования и эксплуатации нового алмазного породоразрушающего инструмента // Зап. Горного института. — 2012. — Т. 197. — С. 40 – 46.
17. Белов И. А., Исаев С. А. Моделирование турбулентных течений: учеб. пособие. — СПб.: БГТУ. — 2001. — 108 с.
18. Ferziger J. H. Computational methods for fluid dynamics, Berlin: Springer Verlag, 2002. — P. 431.
19. Бэтчелор Дж. Введение в динамику жидкости. — М.: Мир, 1973. — 758 с.
20. Launder B. E. Lectures in mathematical models of turbulence, Academic press, London, England, 1972.
21. Гаврилов А. А., Минаков А. В., Дектерев А. А., Рудяк В. Я. Численный алгоритм для моделирования установившихся ламинарных течений неньютоновских жидкостей в кольцевом зазоре с эксцентриситетом // Вычисл. технологии. — 2012. — Т. 17. — № 1. — С. 44 – 56.
22. Gavrilov A. A., Dekterev A. A., Minakov A. V., Rudyak V. Y. A numerical algorithm for modeling laminar flows in an annular channel with eccentricity, Journal of Applied and Industrial Mathematics, 2011, Vol. 5, No. 4. — P. 559 – 568.

УДК 620.22+620.17 

ПОВЫШЕНИЕ МОЩНОСТИ МАЛОГАБАРИТНЫХ ПОГРУЖНЫХ ПНЕВМОУДАРНИКОВ
А. А. Репин, В. В. Тимонин, С. Е. Алексеев, Д. И. Кокоулин, А. И. Попелюх

Институт горного дела СО РАН им. Н. А. Чинакала, E-mail: repin@misd.ru,
Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
Новосибирский государственный технический университет,
просп. К. Маркса, 20, 630092, г. Новосибирск, Россия

Рассмотрены основные подходы к созданию малогабаритных пневмоударников. Обоснован путь увеличения их ударной мощности за счет повышения частоты ударов. Экспериментально определены характеристики пневмоударников с ударниками из стали и титана и приведены результаты их сравнения, свидетельствующие о возможности увеличения мощности за счет применения материалов малой плотности. Описана технология термообработки ударника, изготовленного из титанового сплава, и представлены результаты его лабораторных испытаний.

Бурение, пневмоударник, мощность, рабочая площадь, термообработка, титановые сплавы, цементация

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Repin A. A, Alekseyev S. E. Air-percussion reamer: practical experience and future prospects, 21st Word Mining Congress & Expo 2008, Poland, Krakow-Katowice-Sosnowiec, 2008, Vol. 29. — 128 p.
2. Еременко В. А., Карпов В. Н., Тимонин В. В., Барнов Н. Г., Шахторин И. О. Основные направления развития бурового оборудования для системы разработки с этажным принудительным обрушением руды // ФТПРПИ. — 2015. — № 6. — С. 49 – 64.
3. Петреев А. М., Примычкин А. Ю. Влияние типа системы воздухораспределения на энергетические показатели пневмоударного узла кольцевой ударной машины // ФТПРПИ. — 2015. — № 3. — С. 117 – 123.
4. Алексеев С. Е., Тимонин В. В., Кокоулин Д. И., Шахторин И. О., Кубанычбек Б. Создание малогабаритного погружного пневмоударника для проходки исследовательских скважин // Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. — 2015. — № 2. — С. 187 – 193.
5. Тимонин В. В. Обоснование параметров породоразрушающего инструмента и гидравлической ударной машины для бурения скважин в породах средней и высокой крепости: автореф. дис. … канд. техн. наук. — Новосибирск, 2009. — 22 с.
6. Карпов В. Н., Тимонин В. В. Методика оценки эффективности погружных ударных машин при бурении скважин на станках ударно-вращательного бурения в производственных условиях // Тез. докл. II Междунар. науч. шк. акад. К. Н. Трубецкого “Проблемы и перспективы комплексного освоения и сохранения земных недр”. — М.: ИПКОН РАН, 2016. — С. 191 – 195.
7. Репин А. А., Смоляницкий Б. Н., Алексеев С. Е., Попелюх А. И., Тимонин В. В., Карпов В. Н. Погружные пневмоударники высокого давления для открытых горных работ // ФТПРПИ. — 2014. — № 5. — С. 157 – 167.
8. Тимонин В. В. Погружные пневмоударники для подземных условий разработки // Горное оборудование и электромеханика. — 2015. — № 2(111). — С. 13 – 17.
9. Иванов К. И., Глазунов В. Н., Надион М. Ф. Современные методы бурения крепких пород. — М.: Гос. науч.-техн. изд-во лит. по горному делу, 1963. — 192 с.
10. Липин А. А., Тимонин В. В., Танайно А. С. Современные погружные ударные машины для бурения скважин: каталог-справочник “Горная техника”. — СПб., 2006. — С. 116 – 123.
11. Денисова Е. В., Конурин А. И. Геомеханическая модель взаимодействия рабочего органа пневмоударной машины с грунтовым массивом // ФТПРПИ. — 2013. — № 5. — С. 61 – 70.
12. Шадрина А. В., Саруев Л. А. Анализ и научное обобщение результатов исследований ударно-вращательного способа бурения скважин малого диаметра из подземных горных выработок [Электронный ресурс] // Изв. ТПУ. — 2015. — Т. 326. — № 8. — С. 120 – 136.
13. Суднишников Б. В., Есин Н. Н., Тупицын К. К. Исследование и конструирование пневматических машин ударного действия. — Новосибирск: Наука, 1985. — 134 с.
14. Пат. 2090730 РФ. Погружной пневматический ударный механизм / С. Е. Алексеев // Опубл. в БИ. — 1997. — № 26. — 10 с.
15. Пат. 2343266 РФ. Погружной пневмоударник / А. А. Репин, С. Е. Алексеев, Г. А. Пятнин // Опубл. в БИ. — 2009. — № 1. — 6 с.
16. П. м. 121854 РФ. Погружной пневмоударник / А. А. Репин, С. Е. Алексеев, В. Н. Карпов // Опубл. в БИ. — 2012. — № 31. — 2 с.
17. Ильин А. А., Колачев Б. А., Полькин И. С. Титановые сплавы. Состав, структура, свойства. Справочник. — М.: ВИЛС-МАТИ, 2009. — 520 c.
18. Repin A. A., Alekseev S. E., Timonin V. V., Karpov V. N. Analysis of the compressed air distribution in down-the-hole, Reports of the XXIII international scientific symposium “MINER’S WEEK – 2015”, 26–30 January, 2015. — P. 475 – 482.
19. Есин Н. Н. Методика исследования и доводки пневматических молотков / под ред. Н. А. Чинакала. — Новосибирск, 1965. — 76 с.
20. Шахторин И. О., Тимонин В. В. Доводка машин ударного действия при помощи современного программного обеспечения // Электрон. сб. материалов Всерос. науч.-техн. конф. с междунар. участием “Современные проблемы в горном деле и методы моделирования горно-геологических условий при разработке месторождений полезных ископаемых”. — Кемерово, 2015.

УДК 622.28 

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КРЕПЕЙ ПРОТЯЖЕННОЙ ГОРНОЙ ВЫРАБОТКИ ПРИ СТАТИЧЕСКОЙ И ДИНАМИЧЕСКОЙ НАГРУЗКАХ
А. Ниробич

Центральный горный институт, E-mail: anierobisz@gig.eu,
пл. Горняков, 1, 40–166, г. Катовице, Польша

Представлены экспериментальные данные по сопротивлению крепей разрушению. Эта характеристика необходима для поддержания выработок с повышенной сейсмической активностью, когда колебания породного массива могут привести к горному удару. В результате исследований получены значения критических нагрузок, при которых смещаются стойки, скручиваются секции крепей, теряется их устойчивость, а также несущая способность соединительных элементов (болтов).

Горная промышленность, крепи выработок, горный удар, экспериментальные результаты

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Bilinski A. Zasady utrzymania wyrobiska w scianach zagrozonych tapaniami stropowymi (The maintenance rules of working in the longwalls endangered with roof rockbursts), Archiwum Gornictwa, 1983, T. 28, Z 2.
2. Chudek M., Duzy S., Kleta H., Kleczek Z., Stoinski K., and Zorychta A. Zasady doboru i projektowana obudowy wyrobisk korytarzowych i ich polaczen w zakladach gorniczych wydobywajacych wegiel kamienny (Rules of selection and designing of dog heading supports and their connectors in mining plants extracting hard coal), Wydawnictwo Politechnika Slaska, 2000.
3. Debkowski R., Madziarz M., Sawicki W., and Osadczuk T. Badania zmian obciazen kotew rozpreznych w wyniku oddzialywania wstrzasow sejsmicznych (Testing of changes in the load to expansion bolts as a result of seismic tremor activity), Prace naukowe Instytutu Geotechniki i Hydrotechniki Politechniki Wroclawskiej, 2007, No. 76.
4. Rulka K. Uproszczone zasady doboru obudowy korytarzowych wyrobisk przygotowawczych (Simplified selection rules of preparatory dog heading supports), Zaklad Technologii Eksploatacji i Obudow Gorniczych GIG, 2000.
5. Kidybinski A. Podstawy doboru obudowy chodnikowej dla rejonow zagrozonych wstrzasami i tapaniami (Basis for selection of dog heading support for areas endangered with tremors and rockbursts), Bezpieczenstwo pracy w gornictwie, 1988, No. 1.
6. Kidybinski A. System analizy komputerowej stanu zagrozenia tapaniami w chodnikach weglowych oraz projektowania optymalnych srodkow zabezpieczenia (The computer analysis system of rockburst threat in coal dog headings and designing optimal security measures), Glowny Instytut Gornictwa, Seria dodatkowa, 1990.
7. Skrzynski K. Nosnosc dynamiczna stojakow ciernych (Dynamic load capacity of friction props), Monografia GIG, Badania nad dynamika obciazen obudowy wyrobisk gorniczych, 1999.
8. PN-G-15533. Gornicza obudowa indywidualna. Stojaki cierne. Wymagania i badania (Mining individual support. Friction props. Requirements and tests), 1997.
9. Kowalski E. Wplyw parametrow technicznych odrzwi lukowej obudowy chodnikowej na zdolnosc przejmowania obciazen dynamicznych (The influence of the technical parameters of the arch dog heading support on the ability of withstanding the dynamic load), Praca doktorska, 1997.
10. Skrzynski K. Analiza odpornosci prostych odcinkow ksztaltownikow V na obciazenia dynamiczne udarem masy, na podstawie wynikow laboratoryjnych badan wytrzymalosciowych (Analysis of resistance of straight segments of V sections to dynamic loads with impact weight, based on the results of laboratory strength tests), Prace naukowe GIG, Seria Konferencje, 2000.
11. PN-G-15000/05. Odrzwia lukowe otwarte. Badania stanowiskowe (Open arch support. Stand tests), 1992.
12. Butra J., Mrozek K., and Osadczuk T. Aktualny stan zagrozenia tapaniami w kopalniach KGHM Polska Miedz S. A. (The current state of rockburst hazards in the mines of KGHM Polska Miedz S. A.), Prace Naukowe Instytutu Geotechniki i Hydrotechniki Politechniki Wroclawskiej, 1983, No. 76.
13. Szczerbinski J., Mirek A. Prawne uregulowania prowadzenia robot gorniczych w warunkach zagrozenia tapaniami (Legal regulation of conducting mining works in rock burst hazards conditions), Materialy Miedzynarodowego Sympozjum Naukowo-Technicznego Tapania, Wydawnictwo GIG, 2002.
14. Grzebyk W., Kosior A., and Pytel W. Ocena wplywu wstrzasow sejsmicznych na statecznosc wyrobisk gorniczych na podstawie rzeczywistych wartosci predkosci drgan osrodka (Assessment of the seismic tremor impact on the stability of underground workings based on the actual values of medium vibrations velocity), Materialy XXIII Zimowej Szkoly Mechaniki Gorotworu, 2000.
15. Kidybinski A. Kryteria uszkodzenia lub zniszczenia wyrobisk korytarzowych i komorowych wskutek wstrzasow (Criteria for damage or destruction of dog headings and chamber workings due to rockbursts), Bezpieczenstwo Pracy i Ochrona Srodowiska w Gornictwie, 1999, No. 5.
16. Prace Naukowe GIG, Seria Konferencje Nr 1. Obudowa kotwiowa w warunkach wstrzasow i tapan (Rockbolt suport in tremors and rockursts conditions), 1995.
17. Nierobisz A. Badania dolowe wplywu wstrzasow na zachowanie sie kotwi w kopalniach wegla (Underground tests of the bumps influence on the roof bolts behaviour in the hard coal mines), Cuprum, 2003, No. 3.
18. Kidybinski A., Nierobisz A., and Masny W. Wplyw bliskiego wstrzasu na damage towyrobiska korytarzowego (Impact of close tremor on damages in dog heading), Bezpieczenstwo Pracy i Ochrona Srodowiska w Gornictwie, 2005, No. 8.
19. Nierobisz A. Wyniki badan wplywu symulowanych wstrzasow gorotworu na statecznosc wyrobiska korytarzowego (The research results of simulated rock mass tremors impact on the stability of dog heading), Bezpieczenstwo Pracy i Ochrona Srodowiska w Gornictwie, 2005, No. 9.
20. Pytlik A. Gornicze kotwie strunowe o wysokiej odpornosci dynamicznej (Mining string bolts of high dynamic resistance). Maszyny Gornicze, 2005, No. 3.
21. Pytlik A. Okreslenie i ocena odpornosci udarowej kotwi gorniczych na podstawie stanowiskowych badan udarem masy (Determination and impact assessment of mining bolts on the basis of stand impact weight tests), Sprawozdanie z realizacji projektu badawczego wlasnego, Nr projektu 5 T12A 01623, 2006.
22. Nierobisz A. Analiza wplywu parametrow charakteryzujacych gorotwor i obudowe na damage towyrobiska korytarzowego w wyniku tapniecia (Analysis of the impact of parameters characterizing the rock mass and mine support on dog heading damage resulting from the rockburst), Przeglad Gorniczy, 2013, No. 12.
23. Mutke G. Charakterystyka drgan wywolanych wstrzasami gorniczymi w odleglosciach bliskich zrodla sejsmicznego w aspekcie oceny zagrozenia tapnieciem (Characteristics of near-field ground motion resulting from mining tremors to assessing of rockbursts hazard), Prace Naukowe Glownego Instytutu Gornictwa, 2007, No. 872.
24. Mutke G. Ocena stopnia potencjalnego zagrozenia statecznosci wyrobisk przyscianowych poddanych oddzialywaniu wstrzasow gorotworu (The evaluation of the potential risks to the stability of longwall workings subjected to the rock mass tremors), Prace Naukowe Glownego Instytutu Gornictwa, 2011, No 4/2.
25. Dudzic T., Korzeniowski W., and Piechota S. Badanie wplywu robot strzalowych na zakotwiony strop wyrobiska komorowego (Study into the impact of shooting on bolted roof of chamber excavation), Zeszyty Naukowe AGH, Gornictwo i Geoinzynieria, 2004, Z. 1.
26. Staniek A. Badania wplywu wstrzasow gorotworu na ciaglosc wklejania zerdzi kotwiowych (Investigation of rock mass tremor effect on the continuity of grouting bolt rods), Materialy XII Miedzynarodowej Konferencji Naukowo-Technicznej Gornicze Zagrozenia Naturalne, 2005.
27. Nierobisz A. Rola obudowy w utrzymaniu wyrobisk korytarzowych w warunkach zagrozenia tapaniami (The role of support in maintenance of dog headings in the rocburst hazard conditions), Prace Naukowe Glownego Instytutu Gornictwa, 2012, No. 887.

ТЕХНОЛОГИЯ ДОБЫЧИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

УДК 622.271.4.003.12:553.81 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРАНИЦ АЛМАЗОРУДНЫХ КАРЬЕРОВ С УЧЕТОМ РАЗНОВРЕМЕННОСТИ ЗАТРАТ НА ВСКРЫШНЫЕ РАБОТЫ
В. Л. Яковлев, И. В. Зырянов, А. Н. Акишев, Г. Г. Саканцев

Институт горного дела УрО РАН, E-mail: yakovlev@igduran.ru,
ул. Мамина-Сибиряка, 58, 620075, г. Екатеринбург, Россия
Институт “Якутнипроалмаз” АК “АЛРОСА”,
ул. Ленина, 39, 678174, г. Мирный, Республика Саха (Якутия), Россия

Приведен анализ способов учета разновременности затрат на вскрышные работы при определении границ глубоких карьеров. Выявлены их достоинства и недостатки и разработан принципиальный подход к определению дисконтированного граничного коэффициента вскрыши для наиболее типичных горно-геологических и горнотехнических условий разработки алмазорудных месторождений, представленных одиночными столбообразными. Дисконтирование граничных коэффициентов вскрыши основано на включении в общепринятую формулу средневзвешенного коэффициента дисконтирования, представляющего корреляционную зависимость от скорости понижения горных работ, высоты зоны вскрышных работ и углов наклона рабочих бортов. Показано, что целенаправленное варьирование факторов, определяющих дисконтированный граничный коэффициент вскрыши, позволяет в значительной степени влиять на глубину открытых горных работ и их эффективность.

Границы карьера, граничный коэффициент вскрыши, коэффициент дисконтирования, высота зоны вскрышных работ, скорость их понижения, угол наклона рабочих бортов

Статья подготовлена по результатам исследований, связанных с разработкой раздела национального стандарта РФ “Разработка алмазорудных месторождений открытым способом в криолитзоне. Требования к проектированию”.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов (вторая редакция): утв. Минэкономики, Минфином и Госстроем РФ № ВК 477 от 21.06.99. — М.: Экономика, 2000. — 421 с.
2. Хохряков В. С. Критерии технико-экономической оценки вариантов открытой разработки // Горн. журн. — 1970. — № 9. — С. 16 – 19.
3. Хохряков В. С. Оценка эффективности инвестиционных проектов открытых горных разработок: учеб. пособие. — Екатеринбург: Изд-во УГГА, 1996. — 180 с.
4. Трубецкой К. Н., Пешков А. А., Мацко Н. А. Методы оценки эффективности инвестиций горных предприятий // Горн. журн. — 1993. — № 2. — С. 3 – 11.
5. Яковлев В. Л., Саканцев М. Г., Саканцев Г. Г. Границы карьеров при проектировании разработки сложноструктурных месторождений. — Екатеринбург: ИГД УрО РАН, 2009. — 302 с.
6. Саканцев М. Г. Оптимизация глубины карьера по граничному коэффициенту вскрыши, определенному с учетом разновременности прибыли (затрат) // Горн. журн. — 1973. — № 12. — С. 3 – 8.
7. Ордин А. А., Клишин В. И. Оптимизация технологических параметров горнодобывающих предприятий на основе лаговых моделей. — Новосибирск: Наука, 2009. — 166 с.
8. Саканцев Г. Г. Экспресс-метод определения границ карьеров с учетом фактора времени // Проблемы недропользования [Электронный ресурс]: рецензируемое сетевое периодическое научное издание / ИГД УрО РАН. — 2015. — Вып. 3. — С.27 – 34. — Режим доступа: // trud.igduran.ru.
9. Колганов В. Ф., Акишев А. Н. Коренные месторождения алмазов Западной Якутии: справ. пособие / АК “АЛРОСА”, Институт “Якутнипроалмаз”. — Новосибирск: Гео, 2011. — 215 с.
10. Brandon D. B. Developing mathematical models for computer control, ISA Journal, 1959, No. 7.
11. Хохряков В. С., Саканцев Г. Г. Исследование точности технико-экономических показателей при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом // Горн. журн. — 1968. — № 5. — С. 5 – 21.
12. Хохряков В. С. Проектирование карьеров: учебник для вузов. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Недра, 1992. — 383 с.
13. Единая методика проектирования горнодобывающих предприятий черной металлургии с открытым способом разработки: рек. Черметпроектом от 12.11.81 № 10–214. — Л.: Гипроруда, 1963. — 159 с.
14. Истомин В. В. О режиме открытых горных работ и его экономической оценке // Горные науки и промышленность: сб. ст. (Посвящается 70-летию со дня рождения В. В. Ржевского) / сост. Томаков П. И., Истомин В. В. — М.: Недра, 1989. — С. 251 – 258.

УДК 504.55.054:622(470.6)

ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ВЫПУСКА ПОТЕРЯННЫХ РУД ПОД ПЕРЕКРЫТИЯМИ
В. И. Голик

Геофизический институт Владикавказского научного центра РАН,
E-mail: v.i.golik@mail.ru, ул. Маркова, 93а, 362002, г. Владикавказ, Россия

Дана характеристика потерянных руд в зависимости от времени образования, их свойств и технологии добычи. Приведена типизация технологий повышения качества выпускаемых руд путем использования разделяющих перекрытий. Дано теоретическое обобщение механизма работы перекрытий и рекомендованы условия их применения. Подтверждено, что отделение потерянных руд от налегающих пород перекрытиями во время их выпуска является эффективной мерой повышения качества минерального сырья.

Недра, потерянные руды, порода, технология, разделяющие перекрытия, теоретическое обобщение, механизм работы, условия применения, качество сырья

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Голик В. И., Комащенко В. И. Природоохранные технологии управления состоянием массива на геомеханической основе. — М.: КДУ, 2010. — 554 с.
2. Голик В. И., Исмаилов Т. Т. Управление состоянием массива. — М.: МГГУ, 2005. — 395 с.
3. Голик В. И., Якименко А. Д., Цидаев Т. С. Садонские месторождения: история и проблемы // Горн. журн. — 2004. — № 10. — С. 24 – 27.
4. Якименко А. Д., Голик В. И. Проблемы обеспечения качества руд при повторной разработке Садонских месторождений // 65 лет НИС СКГМИ: сб. — Владикавказ: Терек, 2004. — С. 12 – 14.
5. Шестаков В. А., Разоренов Ю. И., Белодедов А. А. и др. Определение основных показателей использования недр // Разработка научных основ и способов ресурсосберегающей и экологически чистой технологии добычи полезных ископаемых: сб. науч. тр. ЮРГТУ (НПИ). — Новочеркасск: НАБЛА, 2005. — С. 95 – 102.
6. Якименко А. Д., Голик В. И. Совершенствование технологий повторной разработки техногенных месторождений // Цв. металлургия. — 2004. — № 1. — С. 2 – 9.
7. Ракишев Б. Р. Комплексное использование руды на предприятиях цветной металлургии Казахстана // Горн. журн. — 2013. — № 7. — С. 56 – 64.
8. Фоменко А. А. Использование техногенных скоплений и забалансовых руд цветных металлов в контексте экономики природопользования // Горн. журн. — 2013. — № 2. — С. 89 – 95.
9. Секисов Г. В., Рассказов И. Ю. Создание научно-производственных горно-технологических комплексов для инновационного обеспечения горнодобывающей промышленности // ГИАБ. — 2014. — № 9. — С. 123 – 128.
10. Ястребинский М. А. Экономическое обоснование рыночного критерия приведенных затрат и результатов // ГИАБ. — 2014. — № 6. — С. 67 – 74.

УДК 622.014.3:553.042 

ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОГО ВАРИАНТА КОМБИНИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЯ ВЫСОКОЦЕННОГО КВАРЦА НА ОСНОВЕ МОДЕЛИРОВАНИЯ
И. В. Соколов, А. А. Смирнов, Ю. Г. Антипин, К. В. Барановский, А. А. Рожков

Институт горного дела УрО РАН, E-mail: geotech@igduran.ru,
ул. Мамина-Сибиряка, 58, 620219, г. Екатеринбург, Россия

Изложены результаты прикладных научных исследований по выбору ресурсосберегающей подземной технологии, обеспечивающей кардинальное снижение потерь при освоении Кыштымского месторождения высокоценного кварца. На основе экономико-математического моделирования получены зависимости показателей эффективности от горно-геологических, конструктивных и технологических факторов, и по критерию максимальной прибыли установлен оптимальный вариант комбинированной системы разработки. Представлены результаты полигонных экспериментов по физическому моделированию действия взрыва плоской системы зарядов с целью снижения переизмельчения кварца при отбойке. Определены параметры буровзрывных работ для отбойки кварца в опытных камерах.

Месторождение кварца, подземная технология, комбинированная система разработки, потери и разубоживание, буровзрывные работы

Исследования проведены при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ (идентификатор проекта RFMEF160714X0026).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Соколов И. В., Корнилков С. В., Сашурин А. Д., Кузьмин В. Г., Шемякин В. Г. О формировании научно-технологического задела для внедрения комплексной геотехнологии добычи и переработки высокоценного кварца // Горн. журн. — 2014. — № 12. — С. 44 – 48.
2. Соколов И. В., Смирнов А. А., Антипин Ю. Г., Барановский К. В., Рожков А. А. Ресурсосберегающая технология подземной разработки месторождения высокоценного кварца // ФТПРПИ. — 2015. — № 6. — С. 133 – 145.
3. Соколов И. В., Смирнов А. А., Антипин Ю. Г. Научно-технические основы создания комплексной геотехнологии подземной добычи и переработки высокоценного кварца // Комбинированная геотехнология: устойчивое и экологически сбалансированное освоение недр: материалы Междунар. науч.-техн. конф.: сб. тез. — Магнитогорск: МГТУ, 2015. — C. 118 – 119.
4. Волков Ю. В., Соколов И. В., Камаев В. Д. Выбор систем подземной разработки рудных месторождений Урала. — Екатеринбург: УрО РАН, 2002. — 124 с.
5. Соколов И. В., Смирнов А. А., Антипин Ю. Г., Соколов Р. И. Влияние показателей извлечения на эффективность технологии подземной разработки рудных месторождений // Изв. вузов. Горн. журн. — 2012. — № 3. — С.4 – 11.
6. Горинов С. А. Эффективность применения плоских систем зарядов для отбойки сильнотрещиноватых руд в подземных условиях // Изв. вузов. Горн. журн. — 1985. — № 7. — С. 68 – 73.
7. Горинов С. А., Смирнов А. А. Действие взрыва плоской системы зарядов ВВ при отбойке горного массива // ГИАБ. — 2001. — № 4. — С. 42 – 50.
8. Боровиков В. А., Ванягин И. Ф. Моделирование действия взрыва при разрушении горных пород. — М.: Недра, 1990. — 231 с.
9. Баум Ф. А., Орленко Л. П., Станюкович К. П., Челышев В. П., Шехтер Б. И. Физика взрыва. — М.: Наука, 1975. — 704 с.
10. Белин В. А., Крюков Г. М. Итоги развития теории разрушения горных пород взрывом // Взрывное дело. — 2011. — №105/62 . — С. 33 – 46.
11. Менжулин М. Г., Афанасьев П. И., Казьмина А. Ю. Расчет диссипации энергии на основе определения наведенной трещиноватости при распространении волны напряжений // Взрывное дело. — 2013. — №109/66. — С. 73 – 78.
12. Казаков Н. Н., Шляпин А. В., Лапиков И. Н. Модель полости и некоторые параметры квазистатической фазы взрыва скважинного заряда конечной длины // Взрывное дело. — 2013. — №109/66. — С. 3 – 17.
13. Шапурин А. В., Васильчук Я. В. Качество дробления горных пород как результат комплексного влияния различных факторов // Вестн. КТУ. — 2011. — № 29. — С. 13 – 17.
14. Барон Л. И., Личели Г. П. Трещиноватость горных пород при взрывной отбойке. — М.: Недра, 1966. — 136 с.
15. Furtney S. J. K., Sellers E., and Onederra I. Simple models for the complex process of rock blasting, Rock Fragmentation by Blasting: Fragblast 10, Edited by Pradeep K. Singh, Amalendu Sinha, Leiden, Netherlands: CRC Press, 2013. — P. 275 – 282.
16. Akande J. M., Lawal A. I. Optimization of blasting parameters using regression models in Ratcon and NSCE Granite Quarries, Ibadan, Oyo State, Nigeria, Geomaterials, 2013, Vol. 3, No. 1. — P. 28 – 37.
17. Барон Л. И. Кусковатость и методы ее измерения. — М.: ИГД АН СССР, 1960. — 124 с.
18. Барон Л. И. Горнотехнологическое породоведение. Предмет и способы исследований. — М.: Наука, 1977. — 324 с.

ОБОГАЩЕНИЕ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

УДК 622.75.77 

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИМПУЛЬСНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ ДЛЯ МОДИФИЦИРОВАНИЯ СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ПОВЕРХНОСТИ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КАЛЬЦИЙСОДЕРЖАЩИХ МИНЕРАЛОВ
М. В. Рязанцева, И. Ж. Бунин, Е. В. Копорулина

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

Методами адсорбции индикаторов Гаммета, рентгенолюминесцентной спектроскопии и атомно-силовой микроскопии изучено влияние высоковольтных наносекундных импульсов на структурно-химическое состояние поверхности и технологические свойства кальцийсодержащих минералов. В результате импульсных энергетических воздействий в течение t_обр ≤ 30 с установлены следующие изменения структурно-функционального состояния поверхности минералов: усиление электронно-донорной способности и образование структурных дефектов поверхности флюорита, усиление акцепторных свойств поверхности кальцита и шеелита. Предварительная электроимпульсная обработка мономинеральных проб обусловливала повышение флотационной активности кальцийсодержащих минералов: прирост извлечения шеелита в пенный продукт составил 10 – 12 %, флюорита — 5 – 6 %, кальцита — 7 – 8 %.

Кальцит, флюорит, шеелит, высоковольтные наносекундные импульсы, метод кислотно-основных индикаторов Гаммета, рентгенолюминесценция, микроскопия, мономинеральная флотация

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 15–35–20598 мол_а_вед).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Чантурия В. А., Бунин И. Ж., Рязанцева М. В., Хабарова И. А. Влияние наносекундных электро¬магнитных импульсов на фазовый состав поверхностных нанообразований, электрохимические и сорбционные свойства халькопирита и сфалерита // ФТПРПИ. — 2012. — № 4. — С. 155 — 164.
2. Чантурия В. А., Бунин И. Ж., Рязанцева М. В., Хабарова И. А. Изучение методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии изменения состава и химического состояния атомов поверхности халькопирита и сфалерита до и после обработки наносекундными электромагнитными импульсами // ФТПРПИ. — 2013. — № 3. — С. 157 — 168.
3. Чантурия В. А., Бунин И. Ж., Рязанцева М. В., Хабарова И. А., Копорулина Е. В., Анашкина Н. Е. Активация поверхности и направленное изменение физико-химических и технологических свойств галенита при воздействии наносекундных электромагнитных импульсов // ФТПРПИ. — 2014. — № 3. — С. 154 — 169.
4. Рязанцева М. В., Бунин И. Ж. Модифицирование кислотно-основных свойств поверхности кальцита, флюорита и шеелита в процессе электромагнитной импульсной обработки // ФТПРПИ. — 2015. — № 5. — С. 140 — 145.
5. Нечипоренко А. П., Буренина Т. А., Кольцов С. И. Индикаторный метод исследования поверхностной кислотности твердых веществ // Журн. общей химии. — 1985. — Т. 55. — № 9. — С. 1907 — 1912.
6. Нечипоренко А. П. Донорно-акцепторные свойства поверхности твердых окислов и халькогенидов: автореф. дисс. … д-ра хим. наук. — СПб., 1995. — 508 с.
7. Танабе К. Твердые кислоты и основания. — М.: Мир, 1973. — 104 с.
8. Лупашко Т. Н., Шугина Т. Н., Силаве В. И., Таращан А. Н., Багмут Н. Н., Калиниченко А. М. Спектроскопические свойства флюорита как критерий металлогенетической типизации редкометалльных месторождений // Щелочной магматизм Земли и его рудоносность: материалы Междунар. (стран СНГ) совещ. — Киев, 2007. — С. 153 — 159.
9. Красильщикова О. А., Таращан А. Н., Платонов А. Н. Окраска и люминесценция природного флюорита. — Киев: Наук. думка, 1986. — 224 с.
10. Барский Л. А., Кононов О. В., Ратмирова Л. И. Селективная флотация кальцийсодержащих минералов. — М.: Недра, 1979. — 232 с.
11. Таращан А. Н. Люминесценция минералов. — Киев: Наук. думка, 1978. — 296 с.

УДК 622.775 : 669…3 : 663.18 

СОСТАВ И СВОЙСТВА БИОРЕАГЕНТА ДЛЯ ИНТЕНСИФКАЦИИ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ СУЛЬФИДНЫХ РУД И КОНЦЕНТРАТОВ ОБОГАЩЕНИЯ
Л. Н. Крылова, В. А. Игнаткина

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

Получены новые данные о составе и свойствах биореагента-окислителя, образуемого мезофильными аэробными хемолитотрофными бактериями Acidithiobaccilus ferrooxidans при окислении ионов железа (II) в растворе серной кислоты. Выполнено сопоставление состава и свойств биореагента с сульфатом железа (III), который применяется для интенсификации чанового и кучного выщелачивания металлов из сульфидных руд и концентратов обогащения. Результаты исследований с применением ИК-спектроскопии, масс-спектрометрии, ЯГР-спектроскопии, потенциометрии позволили выявить отличительные признаки биореагента и объяснить экспериментально установленную повышенную окислительную активность его при взаимодействии с минералами.

Биореагент, железоокисляющие бактерии, сульфат железа, молекулярный состав, кристаллическая структура железа, фазовый состав, функциональные группы, центрифугирование, окислительная активность, осаждение

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 15–05–06887).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Полькин С. И., Адамов Э. В., Панин В. В. Технология бактериального выщелачивания цветных и редких металлов. — М.: Недра, 1982. — 288 с.
2. Dew D. W., Lawso E. N., Broadhurst J. L. The BIOX process for biooxidation of gold-bearing ores or concentrates, Biomining: Theory, Microbes and Industrial processes, Eds. D. E. Rawlings. Berlin: Springer, 1997. — Р. 45 – 80.
3. Grundwell F. K., Ciminelli V. S. T., Garsia O. How do bacteria interact with minerals, Biohydrometallurgy: Fundamentals technology and sustainable development, Amsterdam: Elsevier, 2001. — P. 149 – 157.
4. Фомченко Н. В., Муравьев М. И. Исследование процесса химического окисления золотомышьяковых концентратов трехвалентным железом химической и биологической природы // Биотехнология: состояние и перспективы развития: материалы конгр. Ч. 2. — 2009. — С. 325 – 326.
5. Гусаков М. С., Крылова Л. Н. Применение бактериальных сернокислых растворов трехвалентного железа в гидрометаллургии // Металлург. — 2012. — № 4. — С. 89 – 91.
6. Mesa M. M, Macias M., Cantero D. Biological iron oxidation by Acidithiobacillus ferrooxidans in apacked-bed bioreactor, Chemicaland Biochemical ingineering Quarterly, 2002, No. 16. — Р. 69 – 73.
7. Gehrke T., Telegdi J., Thierry D., Sand W. Importance of extracellular polymeric substances from Thiobacillus ferrooxidans for bioleaching, Appl. Environ. Microbiol, 1998, Vol. 64. — Р. 2743 – 2747.
8. Sand W., Gehrke T. Extracellular polymeric substances mediate bioleaching / biocorrosion via interfacial processes involving iron (III) ions and acidophilic bacteriaб, Res. Microbiol., 2006, Vol. 157. — P. 49 – 56.
9. Yu R. L., Tan J. X., Yang P., Sun J., Ouyang X. J., Dai Y. J. EPS-contact-leaching mechanisms of chalcopyrite concentrates by A. ferooxidans, Trans. Nonferrous Met. Soc. China, 2008, Vol. 18. — P. 1427 – 1432.
10. Rohwerder T., Gehrke T., Kinzler K., Sand W. Bioleaching review part A: progress in bioleaching: fundamentals and mechanisms of bacterial metal sulfide oxidation, Appl. Microbiol. Biotechnol, 2003, Vol. 63. — Р. 239 – 248.
11. Fomchenko N. V., Muravyov M. I., Kondrat’eva T. F. Two-stage bacterial-chemical oxidation of refractory gold-bearing sulfidic concentrates, Hydrometallurgy, 2010, Vol. 101, No. 1 – 2. — P. 28 – 34.
12. Menil F. Systematic trends of 57Fe Mossbauer isomer shifts in (FeOn) and (FeFn) polyhedra. Evidence of a new correlation between the isomer shift and the inductive effect of the competing bond T–X(-Fe) (where X is O or F and T element with a formal positive charge), J. Phys. and Chem. Solids, 1985, Vol. 46, No. 7. — P. 763 – 789.
13. Ботвинко И. В. Экзополисахариды бактерий. — М.: Высш. шк., 1985. — 218 с.

УДК 622.7 

ОСОБЕННОСТИ РАДИАЦИОННО-ТЕРМИЧЕСКОЙ МАГНЕТИЗАЦИИ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ ЕЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРИ ОБОГАЩЕНИИ
С. А. Кондратьев, В. И. Ростовцев, И. И. Бакшеева

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

Приведены результаты экспериментальных исследований магнитных свойств железосодержащего сульфидного и несульфидного минерального сырья при радиационно-термической обработке. Установлено, что объемная магнитная восприимчивость для пирита возросла более чем в 100 раз, а для бокситовой руды — почти в 6 раз. Показана возможность использования радиационно-термической модификации для бокситового и оловосодержащего минерального сырья при его переработке.

Минеральное сырье, пирит, бокситы, оловянные продукты, обработка ускоренными электронами, сухая магнитная сепарация

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 15–17–10017).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Чантурия В. А. Прогрессивные технологии комплексной и глубокой переработки природного и техногенного минерального сырья // Прогрессивные методы обогащения и комплексной переработки природного и техногенного минерального сырья (Плаксинские чтения-2014): материалы Междунар. совещ. — Алматы, 16–19 сентября 2014 г. — С. 5 – 6.
2. Чантурия В. А. Современные проблемы обогащения минерального сырья в России // ФТПРПИ. — 1999. — № 3. — С. 107 – 121.
3. Потапов С. А., Чантурия В. А., Поляков В. А. и др. Влияние пучка ускоренных электронов на технологические свойства железистых кварцитов Михайловского месторождения // ФТПРПИ. — 1989. — № 3. — С. 111 – 115.
4. Wang H., Lu S. Modifying effect of electron beam irradiation on magnetic property of iron-bearing minerals, J. Physiochem. Probl. Miner. Proc., 2014, No. 50(1). — P. 79 – 86.
5. Кондратьев С. А., Ростовцев В. И., Бочкарев Г. Р. и др. Научное обоснование и разработка инновационных технологий комплексной переработки труднообогатимых руд и техногенного сырья // ФТПРПИ. — 2014. — № 5. — С. 187 – 202.
6. Korobeinikov M. V., Bryazgin A. A., Bezuglov V. V., et al. Radiation-thermal treatment in ore dressing, Iop Conf. Series: Materials Science and Engineering, 81 (2015) 012124. — Р. 1 – 6.
7. Ростовцев В. И. Радиационно-термический метод изменения магнитных свойств минералов в обогащении минерального сырья // Недропользование. Горное дело. Направления и технологии поиска, разведки и разработки месторождений полезных ископаемых. Геоэкология: сб. материалов XI Междунар. науч. конгр. Интерэкспо “ГЕО-Сибирь-2015”, 13–25 апреля 2015 г., Т. 3 — Новосибирск: СГУГиТ, 2015. — С. 206 – 210.
8. Бочкарев Г. Р., Ростовцев В. И., Воблый П. Д. и др. Высокоградиентный магнитный сепаратор для обогащения слабомагнитных руд // ФТПРПИ. — 2004. — № 2. — С. 94 – 99.
9. Ванг Х., Бочкарев Г. Р., Ростовцев В. И. и др. Повышение магнитных свойств железосодержащих минералов при радиационно-термической обработке // ФТПРПИ. — 2004. — № 4. — С. 89 – 97.
10. Котова О. Б., Размыслов И. Н., Ростовцев В. И., Силаев В. И. Радиационно-термическое модифицирование железистых бокситов в процессах их переработки // Обогащение руд. — 2016. — № 4. С. 16 – 22.

УДК 622.777.778 

РАЗДЕЛЕНИЕ МИНЕРАЛОВ ЭВДИАЛИТСОДЕРЖАЩЕЙ РУДЫ НА МАГНИТНОМ СЕПАРАТОРЕ В ПУЛЬСИРУЮЩЕЙ ПУЛЬПЕ
Г. П. Андронов, И. Б. Захарова, Н. М. Филимонова, В. В. Львов, Т. Н. Александрова

Горный институт КНЦ РАН, E-mail: andronov@goi.Kolasc.net.ru
ул. Ферсмана, 24, 184209, г. Апатиты, Россия
Национальный минерально-сырьевой университет “Горный”,
В. О. 21-линия, 2, 199106, г. Санкт-Петербург, Россия

Представлены результаты исследований по разделению минералов эвдиалитсодержащей руды с низкой магнитной восприимчивостью на высокоинтенсивном мокром магнитном сепараторе в пульсирующей пульпе. Установлены оптимальные параметры сепаратора: индукция магнитного поля, пульсация пульпы и диаметр наполнителя матрицы, при которых обогащение руды наиболее эффективно.

Магнитная сепарация, магнитная индукция, частота пульсации пульпы, диаметр стержня матрицы, эвдиалитовый концентрат, нефелин-полевошпатовый продукт, эгириновый продукт

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Чипанин И. В. Исследования по обогащению руд и россыпей некоторых редких металлов // Исследования по обогащению полезных ископаемых. — М.: Госгеолтехиздат, 1961. — С. 104 – 115.
2. Найфонов Т. Б., Захарова И. Б. Исследование флотируемости эвдиалита и основных сопутствующих минералов // Изв. вузов. Цв. металлургия. — 1974. — № 1. — С. 12 – 16.
3. Шведова Т. Ф., Россовская Т. С., Ломтева Г. П. Влияние особенностей вещественного состава эвдиалитовых руд на оптимальную технологию их переработки // Обогащение редкометалльных руд: сб. науч. тр. — М.: Гиредмет, 1990. — С. 45 – 47.
4. Найфонов Т. Б., Белобородов В. И., Захарова И. Б., Зорина Т. А. Разработка прогрессивной технологии обогащения эвдиалитовых руд // Обогащение руд. — 1991. — № 1. — С. 15 – 17.
5. Найфонов Т. Б., Белобородов В. И., Захарова И. Б., Зорина Т. А. Флотация эвдиалита реагентами на основе фосфорной кислоты // Изв. вузов. Цв. металлургия. — 1991. — № 3. — С. 23 – 26.
6. Кудрин В. С., Чистов Л. Б. Состояние минерально-сырьевой базы редкоземельных металлов, перспективы её развития и освоения // Минеральные ресурсы России. — 1996. — № 5. — С. 6 – 12.
7. Чистов Л. Б., Охрименко В. Е., Юфраков В. А. Эвдиалитовые руды — новое промышленное сырье циркония и редкоземельных элементов // Стратегия использования и развития минерально-сырьевой базы редких металлов России в ХХ веке: сб. науч. тр. — М.: ИПКОН, 1998. — С. 101 – 110.
8. Booma de A., Degrez M., Hubaux P., Lucion C. MSWI boiler fly ashes: Magnetic separation for material recovery,Waste Management, 2011, Vol. 31. — Р. 1505 – 1513.
9. Тараханов А. В., Курков А. В. Перспективы освоения комплексных редкометалльно-редко-земельных эвдиалитовых руд Ловозерского месторождения // Горн. журн. — 2012. — № 4. — С. 54 – 56.
10. Ciesla A. Use of the low (LTS) and high (HTS) termperature superconductors in the magnetic separation, Economic comparison, Przeglad elektrotechniczny (Electrical Review), 2011, Vol. 3. — P. 21 – 24.
11. Захарова И. Б., Рухленко Е. Д., Андронов Г. П., Вицина Я. В. Минералого-технологические особенности руды эвдиалитовых луявритов // IX Конгресс обогатителей стран СНГ: сб. материалов, Т. 1, 26–28 февраля 2013 г. — М.: Изд-во МИСиС, 2013. — С. 255 – 258.
12. Chen L., Qian Z., Wen S., Huang S. High-gradient magnetic separation of ultrafine particles with rod matrix, Mineral Processing & Extractive Metal. Rev., 2013, Vol. 34. — P. 340 – 347.
13. Азбель Ю. И., Дмитриев С. В., Львов В. В., Мезенин А. О. Высокоградиентная магнитная сепарация черновых ильменитовых концентратов // Обогащение руд. — 2014. — № 5. — С. 18 – 21.

ГЕОИНФОРМАТИКА

УДК 004.21, 004.9+551+622 

ГОРНАЯ ИНФОРМАТИКА И ПРОБЛЕМА “БОЛЬШИХ ДАННЫХ” В ПОСТРОЕНИИ КОМПЛЕКСНЫХ МОНИТОРИНГОВЫХ СИСТЕМ БЕЗОПАСНОСТИ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЯ
И. В. Бычков, Д. Я. Владимиров, В. Н. Опарин, В. П. Потапов, Ю. И. Шокин

Институт динамики систем и теории управления СО РАН, E-mail: idstu@icc.ru,
ул. Лермонтова, 134, 664033, г. Иркутск, Россия
ОАО “ВИСТ групп”, E-mail: vladimirov@vistgroup.ru,
Докучаев пер., д. 3, стр. 1, 107078, г. Москва, Россия
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, E-mail: oparin@misd.ru,
Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
Кемеровский филиал Института вычислительных технологий СО РАН, E-mail: ict@ict.nsc.ru,
ул. Рукавишникова, 21, 650025, г. Кемерово, Россия
Институт вычислительных технологий СО РАН, E-mail: ict@ict.nsc.ru,
просп. Академика Лаврентьева 6, 630090, г. Новосибирск, Россия

Обсуждается актуальная проблема и перспективные пути ее решения в горной информатике, связанные с “большими данными” — потоками разнородной информации, сопровождающей процесс горного производства. Описывается технология BIG DATA и общая схема ее реализации на мини-кластерах с использованием программных средств Hadoop и MapReduce, иллюстрируемая конкретными примерами.

“Большие данные”, интеллектуальный анализ, вычислительные и мини-кластеры, неструктурированные массивы информации, потоковая обработка геомеханических и геодинамических данных, облачные технологии, распределенные вычисления, безопасное недропользование

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Мировой опыт автоматизации горных работ на подземных рудниках / В. Н. Опарин, Е. П. Русин, А. П. Тапсиев, А. М. Фрейдин, Б. П. Бадтиев; отв. ред. Н. Н. Мельников. — Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2007. — 99 с.
2. Трубецкой К. Н., Кулешов А. А., Клебанов А. Ф., Владимиров Д. Я. Современные системы управления горно-транспортными комплексами / под ред. акад. РАН. К. Н. Трубецкого. — СПб.: Наука. — 2007. — 344 с.
3. Адушкин В. В., Опарин В. Н. От явления знакопеременной реакции горных пород на динамические воздействия — к волнам маятникового типа в напряженных геосредах // ФТПРПИ. — Ч. I, 2012. — № 2. — С. 3 – 27; Ч. II, 2013. — № 2. — С. 3 – 46; Ч. III, 2014. — № 4. — С. 10 – 38; Ч. IV, 2016. — № 1. — С. 3 – 49.
4. Бычков И. В., Опарин В. Н., Потапов В. П. Облачные технологии в решении задач горной информатики // ФТПРПИ. — 2014. — № 1. — С. 138 – 152.
5. Потапов В. П. Математическое и информационное моделирование геосистем угольных предприятий. — Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1999. — 156 c.
6. Опарин В. Н., Потапов В. П., Юшкин В. Ф. и др. К вопросу формирования информационной геомеханической модели строения Кузнецкого угольного бассейна // ФТПРПИ. — 2006. — № 3. — С. 27 – 49.
7. Опарин В. Н., Потапов В. П., Попов С. Е., Замараев Р. Ю., Харлампенков И. Е. Разработка распределенных ГИС-средств мониторинга миграций сейсмических проявлений // ФТПРПИ. — 2010. — № 6. — С. 88 – 95.
8. Потапов В. П., Опарин В. Н., Логов А. Б., Замараев Р. Ю., Попов С. Е. Геоинформационная система регионального контроля геомеханических ситуаций на основе энтропийного анализа сейсмических событий (на примере Кузбасса) // ФТПРПИ. — 2013. — № 3. — С. 148 – 156.
9. Логов А. Б., Опарин В. Н., Потапов В. П., Счастливцев Е. Л., Юкина Н. И. Энтропийный метод анализа состава техногенных вод горнодобывающего региона // ФТПРПИ. — 2015. — № 1. — С. 168 – 179.
10. Опарин В. Н., Потапов В. П., Гиниятуллина О. Л., Харлампенков И. Е. Фрактальный анализ траекторий миграций геодинамических событий в Кузбассе // ФТПРПИ. — 2012. — № 3. — С. 75 – 81.
11. Потапов В. П., Опарин В. Н., Гиниятуллина О. Л., Харлампенков И. Е. Разработка сервиса облачных вычислений и обработки данных о сейсмособытиях в геомеханико-геодинамически активных угледобывающих районах Кузбасса // ФТПРПИ. — 2015. — № 3. — С. 162 – 168.
12. Потапов В. П., Опарин В. Н., Гиниятуллина О. Л., Харлампенков И. Е. Облачный сервис обработки сейсмособытий на основе диаграмм Вороного с использованием технологии GOOGLE APP ENGINE // ФТПРПИ. — 2015. — № 5. — С. 169 – 178.
13. Опарин В. Н., Потапов В. П., Гиниятуллина О. Л., Счастливцев Е. Л. Исследование процесса зарастания отвалов предприятий горного производства по данным дистанционного зондирования // ФТПРПИ. — 2013. — № 6. — С. 133 – 141.
14. Опарин В. Н., Потапов В. П., Гиниятуллина О. Л., Андреева Н. В. Мониторинг загрязнений бассейна районов активной угледобычи с использованием данных дистанционного зондирования // ФТПРПИ. — 2012. — № 5. — С. 181 – 188.
15. Опарин В. Н., Потапов В. П., Гиниятуллина О. Л. О комплексной оценке состояния окружающей среды по данным дистанционного зондирования Земли в регионах с высокой техногенной нагрузкой // ФТПРПИ. — 2014. — № 6. — С. 199 – 209.
16. Опарин В. Н., Потапов В. П., Гиниятуллина О. Л., Андреева Н. В., Счастливцев Е. Л., Быков А. А. Оценка пылевого загрязнения атмосферы угледобывающих районов Кузбасса в зимний период по данным дистанционного зондирования Земли // ФТПРПИ. — 2014. — № 3. — С. 126 – 137.
17. Потапов В. П., Опарин В. Н., Счастливцев Е. Л., Гиниятуллина О. Л., Харлампенков И. Е., Сидоренко П. В. Об одном подходе к построению многослойной геоинформационной системы экологической оценки горнопромышленных регионов на примере их биоразнообразия // ФТПРПИ. — 2016. — № 4. — С. 186 – 195.
18. Опарин В. Н., Потапов В. П., Логов А. Б., Счастливцев Е. Л., Юкина Н. И. Выделение кластеров загрязняющих ингредиентов в промышленных водных объектах Кузбасса // ФТПРПИ. — 2016. — № 5. — С. 181 – 190.
19. Опарин В. Н., Тапсиев А. П., Востриков В. И., Усольцева О. М и др. О возможных причинах увеличения сейсмической активности шахтных полей рудников “Октябрьский” и “Таймырский” Норильского месторождения в 2003 г. // ФТПРПИ. — Ч. I: Сейсмический режим, 2004. — № 4. — С. 3 – 22; Ч. II: Рудник “Октябрьский”, 2004. — № 5. — С. 3 – 25; Ч. III: Рудник “Таймырский”, 2004. — № 6. — С. 5 – 22; Ч. IV: Влияние площадей подработки налегающих породных массивов, 2005. — № 1. — С. 3 – 8.
20. Опарин В. Н., Еманов А. Ф., Востриков В. И., Цибизов Л. В. О кинетических особенностях развития сейсмоэмиссионных процессов при отработке угольных месторождений Кузбасса // ФТПРПИ. — 2013. — № 4. — С. 3 – 22.
21. Современная геодинамика массива горных пород верхней части литосферы: истоки, параметры, воздействие на объекты недропользования / В. Н. Опарин, А. Д. Сашурин, Г. И. Кулаков, А. В. Леонтьев, Л. А. Назаров и др. — Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2008. — 449 с.
22. Методы и системы сейсмодеформационного мониторинга техногенных землетрясений и горных ударов / В. Н. Опарин, С. Н. Багаев, А. А. Маловичко и др. — Новосибирск: Изд-во СО РАН. — Т. 1. — 2009. — 304 с; Т. 2. — 2010. — 261 с.
23. Методы и измерительные приборы для моделирования и натурных исследований нелинейных деформационно-волновых процессов в блочных массивах горных пород / В. Н. Опарин, Б. Д. Аннин, Ю. В. Чугуй и др. — Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2007. — 320 с.
24. Деструкция земной коры и процессы самоорганизации в областях сильного техногенного воздействия / В. Н. Опарин, А. Д. Сашурин, А. В. Леонтьев и др. — Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2012. — 632 с.
25. Опарин В. Н., Юшкин В. Ф., Акинин А. А., Балмашнова Е. Г. О новой шкале структурно-иерархических представлений как паспортной характеристики объектов геосреды // ФТПРПИ. — 1998. — № 5.
26. Опарин В. Н., Танайно А. С. Каноническая шкала иерархических представлений в горном породоведении. — Новосибирск: Наука, 2011. — 259 с.
27. Опарин В. Н., Потапов В. П., Танайно А. С. К проблеме информационного обеспечения мониторинга геодинамических процессов в условиях интенсивного недропользования в Кузнецком бассейне // ФТПРПИ. — 2006. — № 5. — С. 40 – 66.
28. Hrushikesha Mohanty Prachet, Bhuyan Deepak Chenthati. Editors, Big Data, A Primer, Springer, New Delhi, Heidelberg, New York, Dordrecht, London © Springer India, 2015. — 184 p.
29. Warden P. Big Data Glossary, Published by O’Reilly Media, Inc., 1005 Gravenstein Highway North, Sebastopol, 2011. — 42 p.
30. Schutt R., O’Neil C. Doing DataScience. Published by O’Reilly Media, Inc., 1005 Gravenstein Highway North, Sebastopol, 2014. — 375 p.
31. Andersen C. Creating a Data-Driven organization, Published by O’Reilly Media, Inc., 1005 Gravenstein Highway North, Sebastopol, CA 95472, 2015. — 285 p.
32. White T. Hadoop: the definition guide, Published by O’Reilly Media, Inc., 1005 Gravenstein Highway North, Sebastopol, 2009. — 497 p.
33. Gunarthne Th. Hadoop MapReduce v 2 Cookbook. Second edition, Packt Publishing, Birmingham UK, 2015. — 215 p.
34. Warden P. Big Data Glossary, Published by O’Reilly Media, Inc., 1005, Gravenstein Highway North, Sebastopol, 2011. — 42 p.
35. Kampes B. M. Radar Interferometry. Persistent Scaterrer Technique, Published by Springer, 2005. — 212 p.
36. Lublinsky B., Smith K. T., and Jakubovich A. Professional Hadoop Solutions, John Wiley&Sons Inc. Indianapolis, Indiana, 2013. — 477 p.
37. Zaki M. J., Vagner M. Jr. Data Mining and analysis. Fundamental Concepts and Algorithm, Cambridge University Press, New York, 2014. — 607 p.
38. Text mining and visualization: case studies using open-source tools, Edited M. Hoffman and A. Chisholm, CRC Press, Taylor&Francis Group. Boca Raton, London, New York, 2016. — 295 p.
39. Witten I. H., Frank E. Data mining: practical machine learning and techniques, second edition. Morgan Kaufman Publishers is an imprint of Elsiver, Amsterdam, Boston, Heidelberg, London, New York, Paris, San Diego, Sydney, Tokio, 2005. — 525 p.
40. Orange software. https://en.wikipedia.org/wiki/Orange_(software).
41. McCormick K., Abbot D., Brown M. S., Khabaza T., and Mutchler S. R. IBM SPSS Modeler Cookbook. Packt Publishing. Birmingham Mumbai, 2013. — 360 p.
42. Опарин В. Н., Киряева Т. А., Гаврилов В. Ю., Шутилов Р. А., Ковчавцев А. П., Танайно А. С., Ефимов В. П., Астраханцев И. Е., Гренев И. В. О некоторых особенностях взаимодействия между геомеханическими и физико-химическими процессами в угольных пластах Кузбасса // ФТПРПИ. — 2014. — № 2. — С. 3 – 30.
43. Опарин В. Н., Киряева Т. А., Гаврилов В. Ю., Танашев Ю. Ю., Болотов В. А. К проблеме возникновения очаговых зон подземных пожаров // ФТПРПИ. — 2016. — № 3. — С. 155 – 175.
44. Бобин В. А. Сорбционные процессы в природном угле и его структура. — М.: ИПКОН АН СССР, 1987. — 135 с.
45. Эттингер И. Л., Шульман Н. В. Распределение метана в порах ископаемых углей. — М.: Наука, 1975. — 111 
. 46. Ходот В. В., Яновская М. Ф., Премыслер Ю. С. и др. Физикохимия газодинамических явлений в шахтах. — М.: Наука, 1973. — 139 с.

НОВЫЕ МЕТОДЫ И ПРИБОРЫ В ГОРНОМ ДЕЛЕ

УДК 622.276.66:622.234.573 

ТЕХНИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ МНОЖЕСТВЕННОГО ЛОКАЛЬНОГО ГИДРОРАЗРЫВА ПОРОДНОГО МАССИВА В НЕОБСАЖЕННЫХ СКВАЖИНАХ
С. В. Сердюков, Н. В. Дегтярева, А. В. Патутин, Т. В. Шилова

Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, E-mail: ss3032@yandex.ru,
Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия

Технический комплекс предназначен для проведения множественного гидроразрыва в необсаженных протяженных скважинах любой ориентации и создания в мягких и средней твердости породах поперечных трещин радиусом до 5 м. Скважинное устройство оснащено встроенной системой передвижения. Оборудование позволяет выполнять гидроразрыв химически активными рабочими жидкостями, которые образуются в интервале разрыва при смешивании двух компонентов, нагнетаемых насосной станцией по отдельным рукавам высокого давления.

Множественный гидроразрыв, необсаженная скважина, скважинное оборудование, встроенная система доставки, анкерная система формирования поперечных трещин, двухкомпонентная рабочая жидкость гидроразрыва

Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 15–17–00008).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Сердюков С. В., Курленя М. В. Применение локального гидроразрыва для интенсификации термогравитационного дренирования пласта // Интерэкспо Гео-Сибирь-2016. XII Междунар. науч. конф. “Недропользование. Горное дело. Новые направления и технологии поиска, разведки и разработки месторождений полезных ископаемых. Геоэкология”: сб. материалов в 4 т. — Новосибирск: СГГА, 2016. — Т. 4. — С. 8 – 13.
2. Воробьев А. Е. Шахтное подземное выщелачивание марганца из скальных руд // ГИАБ. — 2000. —№ 5. — С. 36 – 39.
3. Mills K., Jeffrey R., Black D. et al. Developing methods for placing sand-propped hydraulic fractures for gas drainage in the Bulli Seam, In: Underground Coal Operators’ Conference, July 7 – 8, 2006, Wollongong, Australia, 2006. — P. 190 – 199.
4. Курленя М. В., Алтунина Л. К., Кувшинов В. А., Патутин А. В., Сердюков С. В. Пеногель для гидроразрыва газоносных угольных пластов в шахтных условиях // ФТПРПИ. — 2012. — № 6. — С. 3 – 11.
5. Горная энциклопедия. Дегазация [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.mining-enc.ru /d/degazaciya/.
6. Коноплев Ю. П., Питиримов В. В., Табаков В. П., Тюнькин Б. А. Термошахтная разработка месторождений с тяжелыми нефтями и природными битумами (на примере Ярегского нефтяного месторождения) // ГИАБ. — 2005. — № 3. — С. 246 – 253.
7. Gandossi L., Von Estorff U. An overview of hydraulic fracturing and other formation stimulation technologies for shale gas production. Scientific and Technical Research Reports, Publications Office of the European Union: Joint Research Centre of the European Commission, 2015. — DOI:10.2790/379646.
8. Характеристики горных пород, определенные по штампу [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://studopedia.ru/6_76798_harakteristiki-gornih-porod-opredelennie-po-shtampu.html.
9. Справочник по коэффициентам интенсивности напряжений: в 2-х т. — Т. 1; пер. с англ. / под ред. Ю. Мураками. — М.: Мир, 1990. — 448 с.
10. Парис П., Си Дж. Анализ напряженного состояния около трещины // Прикл. вопр. вязкости разрушения. — М.: Мир, 1968. — 552 с.
11. Курленя М. В., Зворыгин Л. В., Сердюков С. В. Управление продольным гидроразрывом скважин // ФТПРПИ. — 1999. — №5. — С. 3 – 12.
12. Пат. 2439298 РФ. МПК E 21 B 43/16. Способ разработки залежи нефти массивного типа с послойной неоднородностью / Р. С. Хисамов, Р. Г. Рамазанов, И. М. Бакиров, З. С. Идиятуллина, В. Б. Оснос. — № 2010129895/03; заявл. 16.07.10; опубл. 10.01.12, Бюл. № 1.

УДК 531.731 

МЕТОД И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПОРИСТОСТИ ПО ПОВЕРХНОСТИ АНШЛИФА УГЛЯ
А. С. Танайно, Б. Б. Сиволап, Е. А. Максимовский, О. А. Персидская

Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, E-mail: tanaino@misd.ru,
Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
Институт неорганической химии им. А. В. Николаева СО РАН,
просп. Академика Лаврентьева, 3, 630090, г. Новосибирск, Россия

Метод основан на капиллярном проникновении люминесцирующей жидкости (краситель EpoDye) в мельчайшие полости и трещины поверхности аншлифов. Визуализация заполненных люминофором пустот осуществляется ультрафиолетовым светом под объективом оптического микроскопа с последующей количественной оценкой пустот по их видам, размерам и занимаемым площадям. Приводятся примеры результатов измерений и статистический характер их распределения.

Уголь, плоская пористость, флюоресценция, микроскопический и структурный анализ, лабораторный эксперимент

Работа выполнена при частичной финансовой поддержке РФФИ (проект № 15–55–15046) в рамках соглашения РФФИ-CNRF (Projet International de Cooperation Scientifique PICS06582) на оборудовании ЦКП геомеханических, геофизических и геодинамических измерений СО РАН.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. http://www.patents.su.
2. ГОСТ 26450. 1–85. Породы горные. Метод определения коэффициента открытой пористости жидкостным насыщением.
3. Гудок Н. С. Изучение физических свойств пористых сред. — М.: Недра, 1970. — 212 с.
4. Грег С., Синг К. Адсорбция, удельная поверхность, пористость. — М.: Мир, 1984. — 306 с.
5. Иванов М. К., Калмыков Г. А., Белохин В. С., Корост Д. В., Хамидулин Р. А. Петрографические методы исследования кернового материала. Кн. 2. Лабораторные методы. — М.: МГУ, 2008. — 113 с.
6. Мордасов Д. М., Булгаков Н. А., Мордасов М. М. Физические основы пневмодинамического измерения пористости вещества // Вестн. Тамбов. ун-та. — 2009. — Т. 15. — № 3. — С. 661 – 666.
7. Radlinsky A. P., Mastalerz M., Hinde A. L., Hainbuchner M. et al. Application of SAXS and SANS in evaluation of porosity, pore size distribution and surface area of coal, Int. J. Coal Geology, 2004, Vol. 59, No. 3, 4. — Р. 245 – 271.
8. Ходот В. В. Внезапные выбросы угля и газа. — М.: ГНТИ, 1961. — 363 с.
9. Вячеславов А. С., Ефремова М. А. Определение площади поверхности и пористости материалов методом сорбции газов. — М.: МГУ, 2011. — 65 с.
10. Алексеев А. Д. Физика угля и горных процессов. — Киев: Наук. думка, 2010. — 425 с.
11. Айруни А. Т. Прогнозирование и предотвращение газодинамических явлений в угольных шахтах. — М.: Наука, 1987. — 310 с.
12. ГОСТ 17070–87. Межгосударственный стандарт. Угли. Термины и определения.
13. Эттингер И. Л., Шульман Н. В. Распределение метана в порах ископаемых углей. — М.: Недра, 1975. — 111 с.
14. Опарин В. Н., Танайно А. С. Каноническая шкала иерархических представлений в горном породоведении. — Новосибирск: Наука, 2011. — 259 с.
15. Oparin V. N., Tanaino A. S. A New method to test rock abrasiveness based on physico-mechanical and structural properties of rocks, Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, 2015, Vol. 7, No. 3. — P. 250 – 255.
16. Соколов В. Н. Количественный анализ горных пород по их изображениям в растровом микроскопе // Соросовский образовательный журнал. — 1997. — № 8. — С. 72 – 78.
17. Lingtao Mao, Peng Shi, Hui Tu, Liqian An, Yang Ju, Nai Hao. Porosity analysis based on CT images of coal under uniaxial loading, Advances in Computed Tomography, 2012, No. 1. — P. 5 – 10.
http://dx.doi.org/10.4236/act.2012.12002 Published Online September 2012 (http://www.SciRP.org/journal/act).
18. Viljoen J., Campbell Q. P., le Roux M., Hoffman J. The qualification of coal degradation with the aid of micro-focus computed tomography, South African Journal of Science, 111 (9 – 10): SEP-OCT 2015.
19. Булат А. Ф., Дырда В. И. Фракталы в геомеханике. — Киев: Наук. думка, 2005. — 305 с.
20. Алексеев А. Д., Василенко Т. А., Кириллов А. К. Фрактальный анализ иерархической структуры поверхности ископаемых углей // ФТПРПИ. — 2008. — № 3. — С. 14 – 24.
21. ГОСТ 18442. 80. Контроль неразрушающий. Капиллярные методы. Общие требования.
22. Багринцева К. И. Трещиноватость осадочных пород. — М.: Недра, 1982. — 256 с.
23. ГОСТ 55663–2013 (ИСО 7404–2Ж209). Методы петрографического анализа углей. Ч. 2: Методы подготовки проб углей.
24. Малышев Ю. Н., Трубецкой К. Н., Айруни А. Т. Фундаментальные прикладные методы решения проблемы метана угольных пластов. — М.: Изд-во АГН, 2000. — 519 с.
25. Бобин В. А. Энергетическое состояние природной микропористой системы “уголь – газ” // ГИАБ. — 2002. — Т. 6. — C. 40 – 42.
26. SIAMS. Минерал С7^тм. Руководство пользователя. — Екатеринбург: Ком. Siams, 2012. — 97 c.

  Версия для печати