ФТПРПИ №2, 2018. Аннотации.
ГЕОМЕХАНИКА
УДК 593.3 ФЕНОМЕНОЛОГИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДЕФОРМИРОВАНИЯ
ГОРНЫХ ПОРОД ВОКРУГ ВЫРАБОТОК
М. В. Курленя, В. Е. Миренков
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, E-mail: mirenkov@misd.ru,
Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
Представлен новый механизм деформирования горных пород вокруг подземных выработок. Разработан метод расчета геомеханического состояния массива горных пород, учитывающий их вес, действие которого совпадает с направлениями растягивающих напряжений на контуре выработки, а в ее почве эти направления различны. Предложен метод расчета деформирования пород, включающий два дополнительных параметра, характеризующих отношение смещений кровли к смещениям почвы выработки и отношение смещений дневной поверхности к смещениям кровли, которые определяются экспериментально.
Горная выработка, феноменологическая модель, напряжения, деформация, обратные задачи
DOI: 10.15372/FTPRPI20180201 Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 18–05–00533).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Михлин С. Г. О напряжениях в породе над угольным пластом // Изв. АН СССР. ОТН. — 1942. — № 7–8. — С. 13 – 28.
2. Баренблатт Г. И., Христианович С. А. Об обрушении кровли при горных выработках // Изв. АН СССР. ОТН. — 1955. — № 11. — С. 73 – 86.
3. Миренков В. Е., Красновский А. А. К вопросу учета линейного изменения поля напряжений нетронутого массива с глубиной в задачах геомеханики // ФТПРПИ. — 2014. — № 3. — С. 26 – 32.
4. Clausen J. Bearing capacity of circular footing on a Hork-Brown material, Int. J. of Rock Mech. Min. Sci., 2013, Vol. 57. — P. 34 – 41.
5. Li X., Li D., Lin Z., Zhao G., and Wang W. Determination of the minimum thickness of crown pillar for safe exploitation of a subsea gold mine based on numerical modeling. Int. J. of Rock Mech. Min. Sci., 2013. — P. 42 – 56.
6. Shen H., Abbas S. M. Rock slope reliability analysis based on distinct element method and random set theory, Int. J. of Rock Mech. Min. Sci., 2013, Vol. 61. — P. 15 – 22.
7. Савченко С. Н. Деформирование геологической среды при отработке двух продуктивных пластов Штокмановского месторождения // ФТПРПИ. — 2010. — № 6. — С. 48 – 56.
8. Серяков В. М. Об одном способе учета реологических свойств горных пород при расчете напряженно-деформированного состояния массива в зоне подработки // ФТПРПИ. — 2010. — № 6. — С. 18 – 24.
9. Неверов С. А., Неверов А. А. Геомеханическая оценка устойчивости выработок выпуска руды при системах с обрушением // ФТПРПИ. — 2013. — № 2. — С. 113 – 122.
10. Vazhbakht B. and Zsaki A. М. A finite element mesh optimization method incorporating delogic features for stress analysis of underground excavations, Int. J. of Rock Mech. Min. Sci., 2013, Vol. 59. — P. 111 – 119.
11. Миренков В. Е. Об одном методе расчета напряженно-деформированного состояния массива горных пород вокруг выработок с учетом весовых характеристик // ФТПРПИ. — 2016. — № 3. — С. 20 – 26.
УДК 53.091:550.37 ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ЭМИССИЯ ГОРНЫХ ПОРОД
ПОСЛЕ МАССОВЫХ ВЗРЫВОВ
А. А. Беспалько, Л. В. Яворович, А. А. Еременко, В. А. Штирц
Национальный исследовательский Томский политехнический университет,
Е-mail: besko48@tpu.ru, просп. Ленина, 30, 634050, г. Томск, Россия,
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН,
E-mail: eremenko@ngs.ru, Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
Gornaya Shoria Division, EVRAZRUDA,
E-mail: Vladimir.Shtirts@evraz.com, г. Таштагол, Кемеровская обл., Россия
Приведены результаты физического моделирования связи параметров электромагнитных откликов на низкоэнергетические ударные воздействия в массиве горных пород Таштагольского железорудного месторождения. Установлено, что множественные низкоэнергетические серии ударов вызывают первоначальное повышение амплитуды электромагнитных сигналов с последующим понижением до одного уровня. Это обстоятельство свидетельствует о том, что регистрируемые после технологических взрывов медленно меняющиеся уровни электромагнитных сигналов породного массива обусловлены сдвижением горных пород по различным плоскостям скольжения. Изменения напряженно-деформированного состояния горных пород протекают медленно, в течение единиц и десятков часов.
Электромагнитная эмиссия, горная порода, взрыв, месторождение, амплитуда, трение
DOI: 10.15372/FTPRPI20180202 Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ в рамках Государственного задания в сфере научной деятельности (проект № 11.980.2017/4.6).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Bespal’ko A. A., Yavorovich L. V., Viitman E. E., Fedotov P. I., and Shtirts V. A. Dynamoelectric energy transfers in a rock mass under explosion load in terms of the Tashtagol mine, J. of Mining Science, 2010, Vol. 46, No. 2. — Р. 136 – 142.
2. Беспалько А. А., Яворович Л. В., Бомбизов А. А., Лощилов А. Г. Регистратор электромагнитных сигналов для контроля изменений напряженного состояния горных пород // Контроль. Диагностика. — 2011. — № 11. — C. 14 – 17.
3. Еременко А. А., Федоренко А. Н., Копытов А. И. Проведение и крепление горных выработок в удароопасных зонах железорудных месторождений. — Новосибирск: Наука, 2008. — 235 с.
4. Еременко А. А., Беспалько А. А., Еременко В. А., Яворович Л. В. Диагностика геофизических предвестников геодинамических явлений и развитие геотехнологий разработки железорудных месторождений. — Новосибирск: Наука, 2016. — 296 с.
5. Ставрогин А. Н., Протосеня А. Г. Прочность горных пород и устойчивость выработок на больших глубинах. — М.: Недра, 1985. — 271 с.
6. Егоров П. В., Штумпф Г. Г., Ренев А. А., Шевелев Ю. А., Махраков И. В., Сидорчук В. В. Геомеханика. — Кемерово: КГТУ, 2002. — 339 с.
7. Соболев Г. А., Демин В. М. Кинетика электромагнитного и акустического излучений как предвестник неустойчивости контактов блоков // ДАН СССР. — 1988. — Т. 303. — № 4. — С. 834 – 836.
8. Lasukov V. V., Mastov S. R. Electromagnetic precursor of rock collapse, J. of Mining Science, 1993, Vol. 29, No. 2. — P. 106 – 110. https://doi.org/10.1007/BF00733458.
9. Lasukov V. V. Ozone, percolation and aerosol mechanisms of an electromagnetic eartgquake predictor, Russian Physics J., 2000, Vol. 43, No. 2. — P. 143 – 148. https://doi.org/10.1007/BF02508602.
10. Ivanov V. V., Egorov P. V., Kolpakova L. A., and Pimonov A. G. Crack dynamics and electromagnetic emission by loaded rock masses, Soviet Mining, 1988, Vol. 24, No. 5. — P. 406 – 412.
11. Яковицкая Г. Е. Исследование спектральных характеристик и затухания сигналов электромагнитного излучения при разрушении горных пород: автореф. дис. … канд. техн. наук. — Новосибирск, 1991. — 19 с.
12. Gordeev V. F., Lasukov V. V. Physics of the electromagnetic emission method of quality control of materials and its prospects, Russian Physics J., 2001, Vol. 44, No. 7. — P. 771 – 778.
13. Голямин И. П. Ультразвук. Маленькая энциклопедия. — М.: Сов. энцикл., 1979. — 400 с.
14. Oparin V. N., Yushkin V. F., Akinin A. A., and Balmashova E. G. A new scale of hierarchically structured representations as a characteristic for ranking entities in a geomedium, J. of Mining Science, 1998, Vol. 34, No. 5. — P. 387 – 401.
15. Горная энциклопедия. Рубрики: Геология полезных ископаемых. Акустические свойства горных пород. — М.: Сов. энцикл., 1984 – 1991.
16. Ржевский В. В., Ямщиков В. С. Акустически методы исследования и контроля горных пород в массиве. — М.: Наука, 1973. — 224 с.
17. Хайкин С. Э. Физические основы механики. — М.: Наука, 1971. — 752 с.
18. Lobanova T. V., Novikova E. V. Rock movement at the Tashtagol iron-ore deposit in the course of large-scale underground blasting, 2008, Vol. 44, No. 3. — P. 245 – 252.
19. Сашурин А. Д. Сдвижение горных пород на рудниках черной металлургии. — Екатеринбург: ИГД УрО РАН, 1999. — 268 с.
20. Лобанова Т. В. Сдвижение горных пород Таштагольского месторождения как отражение геодинамических процессов // Вестн. СГИУ. — 2012. — № 1. — С. 6 – 22.
РАЗРУШЕНИЕ ГОРНЫХ ПОРОД
УДК 539.375 ОСОБЕННОСТИ РАЗРУШЕНИЯ ОБРАЗЦОВ ХРУПКИХ ГОРНЫХ ПОРОД
ПРИ ОДНООСНОМ СЖАТИИ С УЧЕТОМ ХАРАКТЕРИСТИК ЗЕРЕН
В. П. Ефимов
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, E-mail: efimov-pedan@mail.ru,
Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
Представлены результаты испытаний образцов хрупких горных пород при одноосном сжатии, разрушение которых происходит в виде столбчатого растрескивания вдоль оси приложения силы. Результаты испытаний сопоставлены с характерными величинами, определяющими прочность при растяжении. Разрушение образцов моделируется с учетом характеристик слагаемых породу зерен, что позволяет провести оценку отношения прочности на сжатие к прочности на растяжение.
Прочность, трещиностойкость, разрушение горных пород, структурный параметр, минеральное зерно
DOI: 10.15372/FTPRPI20180203 Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 18–05–00757).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Fairhurst C. and Cook N. G. W. The phenomenon of rock splitting parallel to the direction of maximum compression in the neighbourhood of a surface, Proc. of the 1st Congress of the International Society of Rock Mechanics, Lisbon, September 1966. — P. 687 – 692 (Edited by J. G. Zeitlen).
2. Введение в механику скальных пород / под ред. Х. Бока. — М.: Мир, 1983. — 276 с.
3. Журков С. Н. Кинетическая концепция прочности твердых тел // Изв. АН СССР. Сер. Неорган. материалы. — 1967. — Т. 3. — № 10. — С. 1767 – 1777.
4. Гелазов М. А., Куксенко В. С., Слуцкер А. И. Фибриллярная структура и субмикроскопические трещины в ориентированных кристаллических полимерах // ФТТ. — 1970. — Т. 12. — С. 100 – 108.
5. Ефимов В. П. Исследование длительной прочности горных пород в режиме постоянной скорости нагружения // ФТПРПИ. — 2007. — № 6. — С. 37 – 44.
6. Кучерявый Ф. И., Михалюк А. В., Демченко Л. А. Энергия активации и энергоемкость разрушения горных пород // Изв. вузов. Горн. журн. — 1980. — № 5. — С. 57 – 63.
7. Векслер Ю. А. Долговечность горных пород при сжатии // ФТПРПИ. — 1979. — № 3. — С. 71 – 76.
8. Griffith A. A. Theory of rupture, Proc. First Int. Congr. Applied Mechanics, Delft, 1924. — Р. 55 – 63.
9. Хан Х. Теория упругости. — М.: Мир, 1988. — 343 с.
10. Новожилов В. В. К основам теории равновесных трещин в упругих телах // ПММ. — 1969. — Т. 33. — Вып. 5. — С. 797 – 812.
11. Lajtai E. Z. Effect of tensile stress gradient on brittle fracture initiation, Int. J. Rock Mech. Min. Sci. & Geomech. Abstr., 1972, Vol. 9, No. 5. — P. 569 – 578.
12. Сукнев С. В., Новопашин М. Д. Определение локальных механических свойств материалов // ДАН. — 2000. — Т. 373 — № 1. — С. 48 – 50.
13. Леган М. А. О взаимосвязи градиентных критериев локальной прочности в зоне концентрации напряжений с линейной механикой разрушения // ПМТФ. — 1993. — Т. 34. — № 4. — С. 146 – 154.
14. Харлаб В. Д., Минин В. А. Критерий прочности, учитывающий влияние градиента напряженного состояния // Исследования по механике строительных конструкций и материалов: межвуз. темат. сб. тр. — Л.: ЛИСИ, 1989. — С. 53 – 57.
15. Корнев В. М. Обобщенный достаточный критерий прочности. Описание зоны предразрушения // ПМТФ. — 2002. — Т. 43. — № 5. — С. 153 – 161.
16. Ефимов В. П. Испытания горных пород в неоднородных полях растягивающих напряжений // ПМТФ. — 2013. — Т. 54. — № 5. — С. 199 – 209.
17. Гольдштейн Р. В. Разрушение при сжатии // Успехи механики. — 2003. — Т. 2. — С. 3 – 20.
18. Гольдштейн Р. В., Осипенко Н. М. Структуры в процессах разрушения // Изв. РАН. МТТ. — 1999. — № 5. — С. 49 – 71.
19. Hoek E. and Bieniawski Z. T. Brittle rock fracture propagation in rock under compression, Int. J. Fract. Mech., 1965, Vol. 1, Issue 3. — P. 137 – 155.
20. Lajtai E. Z. Brittle fracture in compression, Int. J. Fract., 1974, Vol. 10, Issue 4. — P. 525 – 536.
21. Lajtai E. Z, Lajtai V. N. The collapse of cavities, Int. J. Rock Mech. Min. Sci. & Geomech. Abstr., 1975, Vol. 12, No. 4. — P. 81 – 86.
22. Evans A. G., Biswas D. R., and Fulrath R. M. Some effects of cavities on the fracture of ceramics: I. Cylindrical cavities; II. Spherical cavities, J. Am. Ceram. Soc., 1979, Vol. 62. — P. 95 – 106.
23. Sammis C. G. and Ashby M. F. The failure of brittle porous solids under compressive stress states, Acta Metall., 1986, Vol. 34, No. 3. — P. 511 – 526.
24. Davis T., Healy D., Bubeck A., and Walker R. Stress concentrations around voids in three dimensions: The roots of failure, Journal of Structural Geology, 2017, Vol. 102. — P. 193 – 207.
25. Одинцев В. Н. О механизме зональной дезинтеграции массива горных пород вблизи глубоких выработок // ФТПРПИ. — 1994. — № 4. — С. 10 – 19.
26. Никитин Л. В., Одинцев В. Н. Механика отрывного разрушения сжатых газоносных горных пород // Изв. АН СССР. МТТ. — 1988. — № 6. — С. 135 – 144.
27. Сроули Д. Е. Вязкость разрушения при плоской деформации. Разрушение. Т. 4 — М.: Машиностроение, 1977. — 400 с.
28. Справочник (кадастр) физических свойств горных пород: ред. Н. В. Мельников. — М.: Недра, 1975. — 278 с.
29. Журков С. Н., Куксенко В. С., Петров В. А., Савельев В. Н., Султанов У. О прогнозировании разрушения горных пород // Изв. АН СССР. Физика Земли. — 1977. — № 6. — С. 11 – 18.
30. Мусхелишвили Н. И. Некоторые основные задачи математической теории упругости. — М.: Наука, 1966. — 707 c.
УДК 622.023 ВЛИЯНИЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ КРИОГЕННОЙ ОБРАБОТКИ
НА ДРОБЛЕНИЕ ГОРНЫХ ПОРОД
Р. Бисаи, С. Гоуэл, А. Хатвал, С. К. Пал,
А. Махумдер, Т. К. Нанди
Кафедра горного дела, Email: rohan.bisai1@gmail.com,
Индийский институт технологии, г. Харагпур, WB-721302, Индия
Центр криогенной инженерии, Индийский институт технологии,
г. Харагпур, WB-721302, Индия
Представлены экспериментальные данные о разрушении гранита и песчаника с использованием криогенной предварительной обработки. Образцы погружали в жидкий азот на различные по продолжительности отрезки времени. Изучена также комбинированная предварительная обработка с помощью нагрева печи и с последующим охлаждением в жидком азоте. Установлено, что криогенная обработка ведет к уменьшению предельной прочности на растяжение гранита более чем на 40 %, тогда как предельная прочность на сжатие сокращается на 28 %. Для песчаника наблюдалось снижение предельной прочности на сжатие на 33 %.
Предварительная криогенная обработка, измельчение, гранит и песчаник
DOI: 10.15372/FTPRPI20180204 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Sikong L. and Bunsin T. Mechanical property and cutting rate of microwave treated granite rock, Songklanakarin J. of Science and Technology, 2009, 31(4). — Р. 447 – 452.
2. Sahoo B. K., De S., and Meikap B. C. Improvement of grinding characteristics of Indian coal by microwave pre-treatment, Fuel Processing Technology, 2011, 92. — Р. 1920 – 1928.
3. Jones D. A., Kingman S. W., Whittles D. N., and Lowndes I. S. The influence of microwave energy delivery method on strength reduction in ore samples, Chemical Engineering and Processing, 2000, 46. — Р. 291 – 299.
4. Amankwah R. K. and Ofori-Sarpong G. Microwave heating of gold ores for enhanced grindability and cyanide amenability, Mineral Engineering, 2011, 24. — Р. 541 – 544.
5. Singh V., Samuelraj I. O., Venugopal R., Jagadeesh G., and Banerjee P. K. Study the effect of electrical and mechanical shock loading on liberation and milling characteristics of mineral materials, Minerals Engineering, 2014, 70. — Р. 207 – 216.
6. Wielen K. P. V., Pascoe R., Weh A., Wall F., and Rollinso G. The influence of equipment settings and rock properties on high voltage breakage, Minerals Engineering, 2013, 46 – 47. — Р. 100 – 111.
7. Razavian S. M., Rezai B., and Irannajad M. Investigation on pre-weakening and crushing of phosphate ore using high-voltage electric pulses, Advanced Powder Technology, 2014, 25. — Р. 1672 – 1678.
8. Andres U. Development and prospects of mineral liberation by electrical pulses, Int. J. of Mineral Processing, 2010, 97. — Р. 31 – 38.
9. Garrenton L. F. G., Hermandez Y. P. V., and Lambert C. V. Application of ultrasound in comminution, Ultrasonics, 2000, 38. — Р. 345 – 352.
10. Fitzgibbon K. E. and Veasey T. J. Thermally-assisted liberation – A review, Minerals Engineering, 1990, 3(1–2). — Р. 181 – 85.
11. Mokhfi T. and William P. A. Temperature effects on physical and mechanical behaviour of granite: experimental investigation of material damage, J. of ASTM International, 2008, 5(3). — Р. 1 – 13.
12. Brotons V., Tomas R., Ivorra S., and Alarcon J. C. Temperature influence on the physical and mechanical properties of porous rock: San Julian’s calcarenite, Engineering Geology, 2013, 167. — Р. 117 – 127.
13. Wonnacott G. and Wills B. A. Optimisation of thermally assisted liberation of a tin ore with the aid of computer simulation, Mineral Engineering, 1990, 3(1–2). — Р. 187 – 198.
14. Lytle J., Choi N. and Prisbrey K. Influence of preheating on grindability of coal, Int. J. of Mineral Processing, 1992, 36. — Р. 107 – 112.
15. Masri M., Sibai M., and Shao J. F. Mainguy M., Experimental investigation of the effect of temperature on the mechanical behaviour of tournemire shale, Int. J. of Rock Mechanics and Mining Sciences, 2014, 70. — Р. 185 – 191.
16. Shi L. and Jinyu X. An experimental study on the physica-mechanical properties of two post-high-temperature rocks, Engineering Geology, 2014,185. — Р. 63 – 70.
17. Takarli M. and Prince-Agbodjan W. Temperature effects on physical properties and mechanical behaviour of granite: experimental investigation of material damage, J. of ASTM International, 2008, 5(3). — Р. 1 – 13.
18. Somani A., Nandi T. K., Pal S. K., and Majumder A. K. Pre-treatment of rocks prior to comminution – A critical review of present practices, Int. J. of Mining Science and Technology, 2017, Vol. 27, No. 2. — P. 339 – 348.
19. Cha M., Yin X., Kneafsey T., Johanson B., Alqahtani N., Miskimins J., Patterson T., and Wu Y. Cryogenic fracturing for reservoir stimulation-laboratory studies, J. of Petroleum Science and Engineering, 2014, 124. — Р. 436 – 450.
20. Gupta D. V. S. and Bobier D. M. The history and success of liquid CO2/N2 fracturing system, SPE-40016-MS: Canadian Fracmaster Ltd., 1998.
21. National Materials Advisory Board, Comminution and Energy Consumption: Report of the Committee on Comminution and Energy Consumption, Washington (D .C.), National Research Council, 1981.
22. Banerjee T., Bandyopadhyay S., and Das P. K. Cryogenic stone crushing: A review and prediction, Int. J. of Innovative Research in Science, 2013, 2. — Р. 2310 – 2314.
23. Zoru K., Gokceoglu C., Ocakoglu F., Nefeslioglu H. A., and Acikalin S. Prediction of uniaxial compressive strength of sandstones using petrography-based models, Engineering Geology, 2008, Vol. 96, Issues 3 – 4. — Р. 141 – 158.
24. Shakoor A. and Bonelli R. E. Relationship between petrographic characteristics, engineering index properties, and mechanical properties of selected sandstones, Bulletin of the International Association of Engineering Geology, 1991, 28. — Р. 55 – 71.
25. Ulrich T. J. and Darling T. W. Observation of anomalous elastic behavior in rock at low temperatures, Geophysical research letters, 2001, Vol. 28, No. 11. — Р. 2293 – 2296.
26. Hanley E. J., Dewitt D. P., and Roy R. F. The thermal diffusivity of eight well-characterized rocks for the temperature range 300 – 1000 K, Engineering Geology, 1978, Vol. 12. — Р. 31 – 47.
27. Cai C., Li G., Huang Z., Shen Z., and Tian S. Rock pore structure damage due to freeze during liquid nitrogen fracturing, Arab. J. Sci. Eng., 2014, 39. — Р. 9249 – 9257.
28. Cai C., Li G., Huang Z., Shen Z., Tian S., and Fu X. Experiment of coal damage due to super-cooling with liquid nitrogen, J. of Natural Gas Science and Engineering, 2015, 22. — P. 42 – 48.
29. Cai C., Gao F., Li G., Huang Z., and Hou P. Evaluation of coal damage and cracking characteristics due to liquid nitrogen cooling on the basis of the energy evolution laws, J. Nat. Gas Sci. Eng. 29, 2016. — Р. 30 – 36.
30. Rao Q.-h., Wang Z., Xie H.-f., and Xie, Q. Experimental study of properties of sandstone at high temperature, J. of Central South University of Technology (English Edition) 14 (s1), 2007. — Р. 478 – 483.
31. Smol’nikov E. A., and Kossovich G. A. Cold treatment of cutting tools, Metal Science and Heat Treatment, 1980, Vol. 22, No. 10. — Р. 704 – 705.
ГОРНОЕ МАШИНОВЕДЕНИЕ
УДК 622.233 ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПОГРУЖНЫХ ПНЕВМОУДАРНИКОВ
НА ОСНОВЕ ОПТИМИЗАЦИИ ФОРМЫ СОУДАРЯЮЩИХСЯ ДЕТАЛЕЙ
И. А. Жуков, Б. Н. Смоляницкий, В. В. Тимонин
Сибирский государственный индустриальный университет,
ул. Кирова, 42, 654007, г. Новокузнецк, Россия
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, E-mail: bsmol@misd.ru,
Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
Сибирский государственный университет путей сообщения,
ул. Д. Ковальчук, 191, 630049, г. Новосибирск, Россия
Обсуждается проблема совершенствования конструкций погружных пневмоударников для повышения производительности бурения скважин в горных породах. Она решается за счет выполнения свободных поверхностей бойков, не контактирующих с корпусом, криволинейными. Это обеспечивает генерирование в породоразрушающем инструменте ударного импульса, разрушающего породный массив с минимальной энергоемкостью. Разработаны новые конструкции бойков для погружных пневмоударников ПП110ЭН и ПП110НК, созданных в ИГД СО РАН. Экспериментально показано, что подбор рациональной формы бойков обеспечивает повышение эксплуатационных характеристик погружных пневмоударников в среднем на 15 %.
Пневмоударник, боек, удар, импульс, горная порода, разрушение
DOI: 10.15372/FTPRPI20180205 Работа выполнена в рамках проекта ФНИ (№ госрегистрации АААА-А17–117122090003–2).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Алимов О. Д., Дворников Л. Т. Бурильные машины. — М.: Машиностроение, 1976. — 295 с.
2. Бегагоен И. А., Дядюра А. Г., Бажал А. И. Бурильные машины. Расчет, конструкции, долговечность. — М.: Недра, 1972. — 368 с.
3. Иванов К. И., Латышев В. А., Андреев В. Д. Техника бурения при разработке месторождений полезных ископаемых. — М.: Недра, 1987. — 272 с.
4. Александрова Е. В., Соколинский В. Б. Прикладная теория и расчеты ударных систем. — М.: Наука, 1969. — 201 с.
5. Открытие № 13 СССР. Закономерность передачи энергии при ударе / Е. В. Александров. — Приоритет от 30.10.1957 // Опубл. в БИ. — 1964. — № 7.
6. Дворников Л. Т., Жуков И. А. Рациональное проектирование ударных систем технологического назначения // Вестн. СибГИУ. — 2012. — № 2. — С. 15 – 20.
7. Жуков И. А. Исходные основания к изучению влияния форм бойков на форму ударного импульса в машинах ударного действия // Вестн. КГТУ. — 2014. — № 5. — С. 25 – 27.
8. Жуков И. А. Продольные колебания стержней применительно к ударным системам технологического назначения // Машиностроение и инж. образование. — 2016. — № 1. — С. 40 – 49.
9. Суднишников Б. В., Есин Н. Н., Тупицын К. К. Исследование и конструирование пневматических машин ударного действия. — Новосибирск: Наука, 1985. — 135 с.
10. Смоляницкий Б. Н., Репин А. А., Данилов Б. Б. и др. Повышение эффективности и долговечности импульсных машин для сооружения протяженных скважин в породных массивах / отв. ред. Б. Ф. Симонов. — Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2013. — 204 с.
11. Репин А. А., Смоляницкий Б. Н., Алексеев С. А., Тимонин В. В., Карпов В. Н., Попелюх А. И. Опыт создания в ИГД СО РАН погружных пневмоударников высокого давления для открытых горных работ // ФТПРПИ. — 2014. — № 5. — С. 157 – 168.
12. Пат. 85185 РФ, МПК Е21В 4/14. Погружной пневмоударник / А. А. Липин, А. В. Белоусов, В. В. Тимонин // Опубл. в БИ. — 2009. — № 21. — 6 с.
13. Тимонин В. В. Погружные пневмоударники для подземных условий отработки месторождений // Горное оборудование и электромеханика. — 2015. — № 2 (111). — С. 13 – 17.
14. Алимов О. Д., Манжосов В. К., Еремьянц В. Э. Удар. Распространение волн деформаций в ударных системах. — М.: Наука, 1985. — 360 с.
УДК 658.588.8:621.81 РАСЧЕТ РЕСУРСА ДЕТАЛЕЙ
СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ГОРНЫХ МАШИН
О. Р. Панфилова, В. С. Великанов, И. Г. Усов, Е. Ю. Мацко, И. М. Кутлубаев
Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова,
E-mail: halikova@inbox.ru, просп. Ленина, 38, 455000, г. Магнитогорск, Россия
Рассмотрены вопросы прогнозирования ресурса горных машин. В качестве основного показателя надежности принят средний ресурс, для расчета которого обоснованы формулы, позволяющие определить его для зубчатых колес, деталей пар трения, валов и осей. Предложена методика расчета дисперсии ресурса на основании метода линеаризации функций случайных аргументов. Таким образом обеспечена возможность получения численных значений ресурса типовых деталей горного оборудования как случайной величины с учетом условий эксплуатации. Представлен пример определения ресурса подшипника качения. Результаты расчета подтверждены численным экспериментом по методу Монте – Карло.
Деталь, ресурс, прогнозирование, методика, система, звенья, схема, линеаризация
DOI: 10.15372/FTPRPI20180206 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Великанов В. С., Усов И. Г., Абдрахманов А. А., Усов И. И. Моделирование и оптимизация режимов работы горных машин с использованием среды Matlab // Горн. журн. — 2017. — № 12. — С. 78 – 81.
2. Олизаренко В. В. Основы эксплуатации горных машин и оборудования. — Магнитогорск: МГТУ им. Г. И. Носова, 2008. — 188 с.
3. Вуйич С., Зайич В., Милянович И., Петровски А. Оптимальное динамическое управление сроком эксплуатации горных машин. Ч. I. Модели с интервалом неограниченной продолжительности // ФТПРПИ. — 2010. — № 4. — С. 66 – 74.
4. Вуйич С., Милянович И., Максимович С., Милутинович А. Оптимальное динамическое управление сроком эксплуатации горных машин. Ч. II. Модели с ограниченным интервалом // ФТПРПИ. — 2010. — № 5. — С. 66 – 74.
5. Герике Б. Л., Герике П. Б., Козловский Г. И. Диагностика горных машин и оборудования. — М.: ИПО “У Никитских ворот”, 2012. — 400 с.
6. Макаров А. Н. Теоретические основы построения, методы расчета и конструирование манипуляционных устройств металлургического производства: дис. … докт. техн. наук. — Магнитогорск, 1996. — 350 с.
7. Макаров А. Н., Кутлубаев И. М., Усов И. Г. Основы механики многодвигательных машин. — Магнитогорск: МГТУ им. Г. И. Носова, 2006. — 194 с.
8. Машиностроение. Энциклопедия. Т. IV-1. Детали машин Конструкционная прочность. Трение, износ, смазка / гл. ред. Д. Н. Решетов. — М.: Машиностроение, 1995. — 864 с.
9. Осанлу М., Хекмат А. Прогноз производительности экскаватора на железном руднике Гол-И-Гохар // ФТПРПИ. — 2005. — № 2. — С. 97 – 104.
10. Молотилов С. Г., Ческидов В. И., Норри В. К. Методические основы планирования производительности выемочно-погрузочных машин на карьерах с автомобильным транспортом. Ч. I // ФТПРПИ. — 2008. — № 4. — С. 59 – 70.
11. Молотилов С. Г., Ческидов В. И., Норри В. К., Ботвинник А. А. Методические основы планирования производительности выемочно-погрузочных машин на карьерах с автомобильным транспортом. Ч. II. Метод расчета технической производительности // ФТПРПИ. — 2009. — № 1. — С. 54 – 72.
12. Молотилов С. Г., Ческидов В. И., Норри В. К., Ботвинник А. А., Ильбульдин Д. Х. Методические основы планирования производительности выемочно-погрузочных машин на карьерах с автомобильным транспортом. Ч. III. Методика определения эксплуатационной производительности // ФТПРПИ. — 2010. — № 1. — С. 45 – 60.
13. Сегарра П., Санчидриан Дж. А., Ло Л. М., Кверол Э. К расчету производительности отгрузки взорванной горной массы при открытой разработке рудных месторождений // ФТПРПИ. — 2010. — № 2. — С. 91 – 101.
14. Манаков А. Л., Игумнов А. А., Коларж С. А. Создание системы мониторинга технического состояния транспортных и технологических машин // ФТПРПИ. — 2013. — № 4. — С. 125 – 132.
15. Паначев И. А., Кузнецов И. В. К методике сохранения ресурса металлоконструкций заднего моста подвески большегрузных автосамосвалов // ФТПРПИ. — 2015. — № 2. — С. 82 – 90.
16. Чичинадзе А. В., Берлинер Э. М., Браун Э. Д. и др. Трение, износ и смазка (трибология и триботехника). — М.: Машиностроение, 2003. — 576 с.
17. Машиностроение. Энциклопедия. Т IV-3. Надежность машин / В. В. Клюев, В. В. Болотин, Ф. Р. Соснин и др. — М.: Машиностроение, 2003. — 592 с.
18. Вентцель Е. С. Теория вероятностей: учеб. для вузов. — М.: Высш. шк., 2002. — 575 с.
19. Кутлубаев И. М., Макаров А. Н., Усов И. Г., Халикова О. Р. Электронная база данных для организации технического обслуживания и ремонта металлургического оборудования // Ремонт. Восстановление. Модернизация. — 2008. — № 3. — С. 37 – 41.
20. Рукавишникова А. И. Методы Монте – Карло и квази Монте – Карло для решения систем линейных алгебраических уравнений: дис. … канд. техн. наук. — СПб., 2009. — 92 с.
21. Халикова О. Р. Методология построения и ведения базы данных металлургического оборудования: дис. … канд. техн. наук. — Магнитогорск, 2009. — 128 с.
ТЕХНОЛОГИЯ ДОБЫЧИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
УДК 622.272.6 ОБОСНОВАНИЕ ТОЛЩИНЫ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЙ ПОДУШКИ
ПРИ ОТРАБОТКЕ ПОДКАРЬЕРНЫХ ЗАПАСОВ ТРУБКИ “УДАЧНАЯ”
СИСТЕМАМИ С ОБРУШЕНИЕМ
И. В. Соколов, А. А. Смирнов, Ю. Г. Антипин, И. В. Никитин, М. В. Тишков
Институт горного дела УрО РАН, E-mail: geotech@igduran.ru,
ул. Мамина-Сибиряка, 58, 620075, г. Екатеринбург, Россия
Институт “Якутнипроалмаз”, ул. Ленина, 39, г. Мирный, Республика Саха (Якутия), Россия
Представлены результаты исследований по обоснованию параметров массива разрыхленных пород и руд (предохранительная подушка), формируемого для защиты и изоляции подземных горных работ от открытого пространства карьера при отработке кимберлитовой трубки “Удачная” системами с обрушением. Толщина подушки определена по действию динамического удара обрушающихся пород и образующейся при этом воздушной волны, по предотвращению аэродинамических связей с карьером и термоизоляции подземных горных работ. Рассчитана толщина предохранительной подушки с учетом увеличения глубины разработки до отм. – 680 м.
Кимберлитовое месторождение, предохранительный массив, системы разработки с обрушением, проветривание рудника, выпуск руды
DOI: 10.15372/FTPRPI20180207 Работа выполнена в рамках государственного задания № 007–002293–18–00 (тема № 0405–2018–0015).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Соколов И. В., Смирнов А. А., Антипин Ю. Г., Барановский К. В. Рациональная конструкция траншейного днища для выпуска руды при отработке переходной зоны подземного рудника “Удачный” // ФТПРПИ. — 2013. — № 1. — С. 106 – 117.
2. Бондаренко И. Ф., Хон В. И., Никитин Р. Я., Васильев А. В. Особенности ведения БВР на этапе доработки сверхглубокого кимберлитового карьера “Удачный” // Взрывное дело. — 2014. — № 111/68. — С. 132 – 144.
3. Бондаренко И. Ф., Жариков С. Н., Зырянов И. В., Шеменев В. Г. Буровзрывные работы на кимберлитовых карьерах Якутии. — Екатеринбург: ИГД УрО РАН, 2017. — 172 с.
4. Коваленко А. А., Тишков М. В. Оценка подземного способа отработки месторождения трубки “Удачная” с применением системы с самообрушением // ГИАБ. — 2017. — № 4. — С. 117 – 128.
5. Соколов И. В., Антипин Ю. Г., Никитин И. В. Принципы формирования и критерий оценки геотехнологической стратегии освоения переходных зон рудных месторождений подземным способом // ГИАБ. — 2017. — № 9. — С. 151 – 160. doi: 10.25018/0236–1493–2017–9-0–151–160.
6. Волков Ю. В., Соколов И. В. Оптимизация подземной геотехнологии в стратегии освоения рудных месторождений комбинированным способом // Горн. журн. — 2011. — № 11. — С. 41 – 44.
7. Савич И. Н., Насибуллин Н. Н. К вопросу о формировании предохранительной подушки при подземной разработке кимберлитовых руд // ГИАБ. — 2004. — № 3. — С. 209 – 210.
8. Соколов И. В., Смирнов А. А., Антипин Ю. Г., Кульминский А. С. Отработка подкарьерных запасов трубки “Удачная” в сложных климатических, горно- и гидрогеологических условиях // Горн. журн. — 2011. — № 1. — С. 63 – 66.
9. Волков Ю. В., Смирнов А. А., Соколов И. В., Антипин Ю. Г., Чаговец Г. А. Предохранительная подушка при комбинированной разработке кимберлитового месторождения // Комбинированная геотехнология: комплексное освоение и сохранение недр земли: тр. междунар. науч.-техн. конф., г. Екатеринбург, 2009. — Магнитогорск: МГТУ, 2011. — С. 34 – 44.
10. Снитко Н. К. Статическое и динамическое давление грунтов и расчет подпорных стенок. — Л.: Стройиздат, 1970. — 207 с.
11. Покровский Г. И., Федоров С. М. Возведение гидротехнических земляных сооружений направленным взрывом. — М.: Стройиздат, 1971. — 216 с.
12. Черниговский А. А. Расчет зарядов при массовых взрывах на выброс. — М.: Недра, 1976. — 319 с.
13. Цытович Н. А. Механика грунтов. — М.: Высш. шк., 1983. — 288 с.
14. Падуков В. А., Антоненко В. А. Способ оценки влияния взрыва, величины подвижки и уплотнения магазинированной руды при отбойке в зажиме // Физика и технология разработки рудных месторождений в Заполярье. — Л.: Наука, 1967. — С. 35 – 41.
15. Именитов В. Р., Абрамов В. Ф., Меркулов А. Н. К расчету необходимой толщины породной подушки при возможных внезапных массовых обрушениях пород // Горн. журн. — 1969. — № 7. — С. 7 – 10.
16. Именитов В. Р., Попов В. В. Определение параметров предохранительной подушки над выпускными выработками // Горн. журн. — 1973. — № 10. — С. 24 – 26.
17. Шубин Г. В., Заровняев Б. Н., Бондаренко И. Ф., Курилко А. С. Натурные исследования сыпучих свойств руд и вскрышных пород для их использования при создании предохранительной “подушки” на дне карьера “Удачный” АК “АЛРОСА” // Горн. журн. — 2015. — № 4. — С. 15 – 19.
18. Куликов В. П. Исследование аэродинамической связи вентиляционных горизонтов с поверхностью на Высокогорском руднике: автореф. дис. … канд. техн. наук. — Свердловск, 1960. — 18 с.
19. Куликов В. П. Пути улучшения общешахтного проветривания рудников // Колыма. — 1962. — № 12. — С. 26 – 28.
20. Ярцев В. А. Проблемы проветривания рудных шахт с аэродинамически активными обрушениями: дис. …. д-ра техн. наук. — Свердловск, 1967. — 168 с.
21. Токмаков В. В. Выбор энергетически обоснованного способа проветривания шахт с аэродинамически активными обрушениями: автореф. дис. … канд. техн. наук. — Свердловск, 1968. — 23 с.
22. Дроздов А. В. Захоронение дренажных рассолов в многолетнемерзлых породах (на примере криолитозоны Сибирской платформы). — Иркутск: ИГТУ, 2007. — 296 с.
23. Ржевский В. В., Новик Г. Я. Основы физики горных пород. — М.: Недра, 1984. — 359 с.
24. Справочник по рудничной вентиляции / под ред. К. З. Ушакова. — М.: Недра, 1977. — 328 с.
25. Заровняев Б. Н., Шубин Г. В., Курилко А. С., Хохолов Ю. А. Прогноз температурно-влажностного состояния предохранительной подушки при отработке подкарьерных запасов руды в условиях криолитозоны // Горн. журн. — 2016. — № 9. — С. 33 – 36.
26. Заровняев Б. Н., Шубин Г. В., Васильев И. В., Курилко А. С., Каймонов М. В. Специфика комбинированной доработки глубоких алмазных трубок в условиях криолитозоны // ГИАБ. — 2012. — № 7. — С. 189 – 195.
УДК 622.281 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ЗАБУТОВКИ ЗАКРЕПНЫХ ПУСТОТ
ВСПЕНИВАЮЩИМИСЯ МАТЕРИАЛАМИ
Ю. Н. Шапошник, А. А. Неверов, С. А. Неверов,
А. И. Конурин, Д. А. Шокарев
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН,
E-mail: nnn_aa@mail.ru, Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
ТОО “Expert PRO”, ул. Протозанова А. К., 47, 070004, г. Усть-Каменогорск, Казахстан
Проанализирована проблема крепления выработок металлической рамной крепью, пройденных в неустойчивых массивах и подверженных влиянию очистных работ. Применительно к сложным горно-геологическим условиям Орловской шахты (Восточный Казахстан) выполнены лабораторные и опытно-промышленные исследования возможности использования в качестве забутовки пустот закрепного пространства и “куполов”, формируемых за счет самообрушений пород кровли, фенольной смолы “Блокфил”. Установлено, что благодаря полноте забучивания пустот смолой, проявления динамических нагрузок на крепь от вывалов пород и процессов самонагревания руды и шахтного воздуха не наблюдаются.
Крепь, пустоты, закрепное пространство, забутовка, процессы окисления, технология, фенольная смола, лабораторные эксперименты, опытно-промышленные испытания, безопасность
DOI: 10.15372/FTPRPI20180208 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Крупник Л. А., Шапошник Ю. Н., Шокарев Д. А., Шапошник С. Н., Конурин А. И. Совершенствование технологии крепления выработок на Артемьевской шахте ТОО “Востокцветмет” // ФТПРПИ. — 2017. — № 6. — С. 140 – 148.
2. Тапсиев А. П., Усков В. А. Об основных критериях выбора типа крепи горизонтальной выработки в зоне влияния очистных работ рудника “Заполярный” // ФТПРПИ. — 2014. — № 4. — С. 78 – 88.
3. Мартыненко И. И., Мартыненко И. А., Минакова Ж. А. Влияние заполнения закрепного пространства на работу крепи // ГИАБ. — 2005. — С. 160 – 163.
4. Ерофеев Л. М., Мирошникова Л. А. Повышение надежности крепи горных выработок. — М.: Недра, 1988. — 245 с.
5. Максимов А. П., Шашенко А. Н., Рожко А. Н. Влияние качества забутовки на несущую способность металлической арочной крепи // Шахт. стр-во. — 1987. — № 3. — С. 21 – 23.
6. Луганцев Б. Б., Мартыненко И. И., Мартыненко И. А. О влиянии пустот за крепью на смещения кровли штреков // Уголь Украины. — 1994. — № 10. — С. 11 – 12.
7. Александров А. Н. О влиянии заполнения закрепных пустот на устойчивость горных выработок // Шахт. стр-тво. — 1986. — № 8. — С. 7 – 9.
8. Крупник Л. А., Шапошник Ю. Н., Шапошник С. Н. Опыт внедрения технологии заполнения “куполов” вспенивающимися смолами на шахтах ТОО “Востокцветмет” // Безопасность труда в пром-сти. — 2017. — № 5. — С. 62 – 67.
9. Климчук И. В., Маланченко В. М. Опыт применения полимерных технологий на горнодобывающих предприятиях России // Горн. пром-сть. — 2007. — № 4. — С. 22 – 25.
10. Климчук И. В. Внедрение новых полимерных технологий на угледобывающих предприятиях Кузбасса // Глюкауф. — 2007. — № 1 (2). — С. 88 – 90.
11. Климчук И. В., Маланченко В. М. Решение проблем безопасности на горных предприятиях России // Глюкауф. — 2008. — № 2 (3). — С. 95 – 97.
12. Ефимов А. И., Маланченко В. М., Климчук И. В. и др. Внедрение новых технологий крепления горных выработок на рудниках Заполярного филиала // Горн. журн. — 2005. — № 2. — С. 38 – 42.
13. Семенов С. Н. Новые методы заполнения закрепного пространства горизонтальных горных выработок в условиях проходки и увеличение безопасности труда при ликвидации вывалообразования на шахтах Донского ГОКа // Проблемы недропользования: материалы V Всерос. молодежной науч.-практ. конф. — Екатеринбург: ИГД УрО РАН, 2011. — С. 478 – 484.
14. Гетце Э. А. Опыт использования различных систем заполнения закрепного пространства в проходческих забоях // Глюкауф. — 1982. — № 1. — С. 17 – 19.
15. Брайт Ф., Шроер Д. Заполнение пустот рамами штрековой крепи методом Буллфлекс // Глюкауф. — 1980. — № 13. — С. 12 – 17.
16. Пир Ю., Паль М. Х. Тампонаж закрепного пространства легким строительным пенораствором, возможности и ограничения // Глюкауф. — 1988. — № 11. — С. 7 – 12.
17. Шрер Д., Ингенабель К. Механизированное заполнение материалом закрепного пространства штреков // Глюкауф. — 1974. — № 8. — С. 8 – 11.
18. Шрер Д. Методы заполнения пустот заштрековой крепью и их эффективность // Глюкауф. — 1977. — № 15. — С. 21 – 24.
19. Уварова В. А. Методологические основы контроля пожароопасных и токсических свойств шахтных полимерных материалов: дис. … д-ра техн. наук. — М., 2016. — 300 с.
20. Кноп А., Шейб В. Фенольные смолы и материалы на их основе / под ред. Ф. А. Шутова. — М.: Химия, 1983. — 280 с.
21. Коврижных А. М., Усольцева О. М., Коврижных С. А., Цой П. А., Семенов В. Н. Исследование прочности анизотропных горных пород в условиях осевого сжатия с боковым давлением // ФТПРПИ. — 2017. — № 5. — С. 37 – 43.
22. Опарин В. Н., Усольцева О. М., Семенов В. Н., Цой П. А. О некоторых особенностях эволюции напряженно-деформированного состояния образцов горных пород со структурой при их одноосном нагружении // ФТПРПИ. — 2013. — № 5. — С. 3 – 19.
23. Литвинский Г. Г., Гайко Г. Л., Малеев М. Л., Волошин В. Б. Межрамные ограждения шахтной крепи. — Алчевск: ДонГТУ, 2000. — 110 с.
24. Огородников Ю. Н., Очкуров В. И., Максимов А. Б. Расчет нагрузок на арочную крепь КМП-А3 выработок, пройденных по рудному массиву Яковлевского железорудного месторождения // Зап. Горн. ин-та. — 2007. — Т. 172. — С. 33 – 38.
25. Миренков В. Е. Взаимодействие вмещающих пород и крепи при ведении очистных работ // ФТПРПИ. — 2017. — № 5. — С. 15 – 22.
26. Дарков A. B., Шапошников Н. Н. Строительная механика. — М.: Высш. шк., 1986. — 607 с.
27. Ачеркан Н. С. Справочник машиностроителя. — М.: Машгиз, 1956. — Т. 3. — 566 с.
28. Солодянкин А. В., Гапеев С. Н. Численное моделирование влияния параметров податливой забутовки на напряженно-деформированное состояние вмещающего выработку массива // Проблемы горного дела и экологии горного производства: материалы IV Междунар. науч.-практ. конф. — 2009. — С. 115 – 123.
УДК 622.235 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
ИЗБИРАТЕЛЬНОЙ ВЫЕМКИ РУД И ПОРОД ПРИ РАЗРАБОТКЕ ПОЛОГИХ ЖИЛ
К. Н. Трубецкой, Ю. П. Галченко, А. С. Шуклин
Институт проблем комплексного освоения недр им. Н. В. Мельникова РАН,
E-mail: schtrek33@mail.ru, Крюковский тупик, д. 4, 111020, г. Москва, Россия
ООО “Ресурсы Албазино” (Полиметалл), E-mail: ashuklin@mirpoao.ru,
ул. К. Маркса, д. 62, к. 218, 660049, г. Красноярск, Россия
Приведены результаты экспериментального исследования процессов разнонаправленной взрыводоставки породной и рудной части отбиваемого объема для условий подземной разработки пологопадающих жильных месторождений. Установлено, что при создании методов определения параметров отбойки необходимо учитывать не только линейную концентрацию энергии, но и динамику роста, сопротивления движению отбитой горной массы в узком очистном пространстве. По результатам моделирования построены графики изменения коэффициента доставки и скорости смещения фронта отбитой горной массы в зависимости от геометрических параметров и энергетических характеристик модели. Показано, что при отбойке и перемещении в очистном пространстве рудной части отбиваемого объема существует эффект дополнительного дробления материала за счет его соударения с кровлей очистного пространства.
Пологие жилы, разработка, разнонаправленный отброс взрывом, породная масса, эффективность взрыводоставки, рудная масса, дополнительное дробление
DOI: 10.15372/FTPRPI20180209 Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 14–37–00050).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Trubetskoy K. N., Galchenko YU. P. Naturelike mining technologies: prospect of resolving global contradictions when developing mineral resources of the lithosphere. Herald of the Russian Academy of Science, 2017, Vol. 87, No. 4. — P. 378 – 384. doi: 10.1134/S1019331617040050.
2. Галченко Ю. П., Сабянин Г. В. Проблемы геотехнологии жильных месторождений. — М.: Научтехлитиздат, 2011. — 408 с.
3. Pickering R. G. B. Presidential address: Has the South African narrow reef mining industry learnt how to change, J. of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy, 2007, Vol. 107. — P. 557 – 565.
4. Бусленко Н. П. Моделирование сложных систем. — М.: Наука, 1978. — 399 с.
5. Друкованный М. Ф., Комир В. М., Кузнецов В. М. Действие взрыва в горных породах. — Киев: Наук. думка, 1973. — 183 с.
6. Кротков В. В., Лобанов Д. П., Нестеров Ю. В., Абдульманов И. Г. Горно-химическая технология добычи урана. — М.: ГЕОС, 2001. — 368 с.
7. Насонов И. Д., Ресин В. И. Моделирование физических процессов в горном деле. — М.: АГН, 1999. — 343 с.
8. Трубецкой К. Н., Галченко Ю. П., Шуклин А. С. Высокоэффективная геотехнология комплексного освоения пологих и наклонных жильных месторождений // Горн. журн. — 2018— №2 — С. 73 – 77.
9. Галченко Ю. П., Лизункин М. В., Шуклин А. С. Экологические особенности применения раздельной выемки при подземной разработке пологих жил // Экол. системы и приборы. — 2012. — № 11. — С. 57 – 63.
УДК 550.835 МОДЕЛИРОВАНИЕ ТРАНСПОРТНОЙ СИСТЕМЫ
ДЛЯ ГЛУБОКОВОДНОЙ ДОБЫЧИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
В. Маa, Г. Лодевейкс, Д. Шоттa
Факультет морских и транспортных технологий, Делфтский технический университет,
E-mail: W.Ma@tudelft.nl, г. Делфт, Нидерланды
Школа авиации, факультет естественных наук,
Университет Нового Южного Уэльса,
г. Сидней, Новый Южный Уэльс, 2052, Австралия
Проведен анализ развития глубоководной добычи полезных ископаемых. Выполнено моделирование и анализ транспортной системы по критериям эффективности подъема в жесткой трубе, потребления энергии и коэффициента транспортных потерь. Установлено, что расход энергии в системе подъема составляет основную долю общего потребления. Предложены аналитические выражения для расчета эффективности и параметров транспортной системы. Выявлена зависимость энергопотребления системы от крупности транспортируемых частиц и плотности минеральной массы.
Глубоководная добыча полезных ископаемых, план развития экологически чистого транспорта, оптимальная эффективность, общий объем потребления энергии, коэффициент транспортных потерь, центробежный насос
DOI: 10.15372/FTPRPI20180210 Исследование профинансировано Советом Китая по предоставлению стипендий (грант № 201506950007).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Chung J. S. Deep-ocean mining: technologies for manganese nodules and crusts, Int. J. Offshore Polar Eng., 1996, Vol. 6(04). — P. 244 – 254.
2. Wilburn D. R. and Bleiwas D. I. Platinum-group metals – World supply and demand, US Geological Survey Open-File Report, 2004–1224.
3. Collins P. C., Kennedy B., Copley J., Boschen R., Fleming N., Forde J., Ju S. J., Lindsay D., Marsh L., Nye V., and Patterson A. VentBase: Developing a consensus among stakeholders in the deep-sea regarding environmental impact assessment for deep-sea mining, A Workshop Report, Mar. Pol., 2013, Vol. 42. — P. 334 – 336.
4. Handschuh R., Grebe H., Panthel J., Schulte E., Wenzlawski B., Schwarz W., Atmanand M. A., Jeyamani R., Shajahan M. A., Deepak C. R., and Ravindran M. January. Innovative deep ocean mining concept based on flexible riser and self-propelled mining machines, Fourth ISOPE Ocean Mining Symposium, Int. Soc. of Offshore and Polar Engineers, Szczecin, Poland, 2001. — P. 99 – 107.
5. Ma W., Schott D., and Lodewijks G. A new procedure for deep-sea mining tailings disposal, Minerals, 2017, Vol. 7(4) — P. 47.
6. Deepak C. R., Shajahan M. A., Atmanand M. A., Annamalai K., Jeyamani R., Ravindran M., Schulte E., Handschuh R., Panthel J., Grebe H., and Schwarz W. Developmental tests on the underwater mining system using flexible riser concept, Fourth ISOPE Ocean Mining Symposium, Int. Soc. of Offshore and Polar Engineers, Szczecin, Poland, 2001. — P. 94 – 98.
7. Welling C. G. An advanced design deep sea mining system, Offshore Technology Conference, Houston, Texas, May 4 – 7, 1981.
8. Kato Y., Fujinaga K., Nakamura K., Takaya Y., Kitamura K., Ohta J., Toda R., Nakashima T., and Iwamori H. Deep-sea mud in the Pacific Ocean as a potential resource for rare-earth elements, Nat. Geosci., 2011, Vol. 4(8). — P. 535 – 539.
9. Ma W., Schott D., and Lodewijks G. Continuous line bucket lifting versus pipe lifting, J. Offshore Mech. Arct. Eng. Trans. ASME, 2017, Vol. 139, No. 5. — 9 p.
10. Davarzani H., Fahimnia B., Bell M., and Sarkis J. Greening ports and maritime logistics: A review, Transport. Res. Part D-Transport., 2016, Vol. 48. — P. 473 – 487.
11. Sharma R. Deep-sea mining: Economic, technical, technological, and environmental considerations for sustainable development, Mar. Technol. Soc. J., 2011, Vol. 45(5). — P. 28 – 41.
12. Chung J. S., Whitney A. K., and Loden W. A. Nonlinear transient motion of deep ocean mining pipe, J. Energy Resour. Technol.-Trans. ASME, 1981, Vol. 103. — P. 2 – 10.
13. Felippa C. A. and Chung J. S. Nonlinear static analysis of deep ocean mining pipe, Part I: Modeling and formulation, J. Energy Resour. Technol ASME, 1981, Vol. 103. — P. 11 – 15.
14. Chung J. S. and Tsurusaki K. Advance in deep-ocean mining systems research, The Fourth Int. Offshore and Polar Engineering Conference, Int. Soc. of Offshore and Polar Engineers, Osaka, Japan, April 10 – 15, 1994. — P. 18 – 31.
15. Chung J. S. and Felippa C. A. Nonlinear static analysis of deep ocean mining pipe, Part II: Numerical studies, J. Energy Resour. Technol.-Trans. ASME, 1981, Vol. 103(1). — P. 17 – 25.
16. Huang X., Liu, Z., and Yang W. Comparative study of SGS models for simulating the flow in a centrifugal-pump impeller using single passage, Eng. Comput., 2015, Vol. 32(7). — P. 2120 – 2135.
17. Guo Z., Zhang D., Liu H., He Z., and Shi L. Green transportation scheduling with pickup time and transport mode selections using a novel multi-objective memetic optimization approach, Transport. Res. Part D-Transport., 2016, Vol. 60. — Р. 137 – 152.
18. Liu Y. and Cirillo C. Small area evaluation of vehicle ownership and use, Transport. Res. Part D-Transport., 2016, Vol. 47. — P. 136 – 148.
19. Jonkers C. O. The loss factor of transport, Forden und Heben, 1981, Vol. 31(2). — P. 98 – 101.
20. Lodewijks G. The transport loss factor revisited, Proceedings of the 5th Int. Conference for Conveying and Handling of Particulate Solids, Sorrento, Italy, August 27–31, 2006 (key-note presentation).
21. Digiesi S., Mossa G., and Mummolo G. A loss factor based approach for sustainable logistics, Prod. Plan. Control, 2012, Vol. 23(2–3). — P. 160 – 170.
22. Van Roy J., Leemput N., De Breucker S., Geth F., Tant P., and Driesen J. An availability analysis and energy consumption model for a Flemish fleet of electric vehicles, Brussels, Belgium, 2011, October 26 – 28. — 12 p.
23. Walker I. S., Faulkner D., Dickerhoff D. J., and Turner W. J. N. Energy implications of in-line filtration in California homes, ASHRAE Transactions, 2013, Vol. 119, Part 2. — 32 p.
24. Holt J. K., Park H. G., Wang Y., Stadermann M., Artyukhin A. B., Grigoropoulos C. P., and Bakajin O. Fast mass transport through sub-2-nanometer carbon nanotubes, Science, 2006, Vol. 312(5776). — P. 1034 – 1037.
25. Workman L. and Eloranta J. The effects of blasting on crushing and grinding efficiency and energy consumption, Proc 29th Con Explosives and Blasting Techniques, Int. Soc. of Explosive Engineers, Cleveland OH, 2003. — P. 1 – 5.
26. Haffez G. S. A. Correlation between work index and mechanical properties of some Saudi ores, Mater. Test., 2012, Vol. 54(2). — P. 108 – 112.
27. Haffez G. S. A. Correlation between Bond work index and mechanical properties of some Saudi ores, J. Eng. Sci., 2012, Vol. 40(1). — P. 271 – 280.
28. Peng Y., Xia J. X., Cao B., Ren H. T., and Wu Y. Spatial configurations and particle transportation parameters of flexible hose in deep-sea mining system, Eleventh Ocean Mining and Gas Hydrates Symposium, Int. Soc. of Offshore and Polar Engineers, Kona, Big Island, Hawaii, USA, June 21 – 26, 2015. — 5 p.
29. Shook C. A. Pipelining solids: The design of short distance pipelines, Paper presented at the Symposium on pipeline transport of solids, The Canadian Society for Chemical Engineering, Toronto, 1969.
30. Shook C. A. and Daniel S. M. Flow of suspensions of solids in pipelines: Part I. Flow with a stable stationary deposit, Can. J. Chem. Eng., 1965, Vol. 43(2). — P. 56 – 61.
31. Durand R. and Condolios E. The hydraulic transport of coal and solid material in pipes, Proc. of Colloquium on Hydraulic Transportation, France, 1952. — P. 39 – 55.
32. Spelay R. B., Adane K. F., Sanders, R. S., Sumner, R. J., and Gillies R. G. The effect of low Reynolds number flows on Pitot tube measurements, Flow Meas. Instrum., 2015, Vol. 45. — P. 247 – 254.
33. Shook C. A. and Bartosik A. S. Particle-wall stresses in vertical slurry flows, Powder Technol., 1994, Vol. 81(2). — P. 117 – 124.
34. Gonzalez J., Fernandez J., Blanco E., and Santolaria C. Numerical simulation of the dynamic effects due to impeller-volute interaction in a centrifugal pump, J. Fluids Eng.-Trans. ASME, 2002, Vol. 124(2). — P. 348 – 355.
35. Park Y. C., Yoon C. H., Lee D. K., and Kwon S. K. Experimental studies on hydraulic lifting of solid liquid two phase flow, Ocean and Polar Research, 2004, Vol. 26(3 – 4). — P. 647.
36. Van Wijk J. M., Van Grunsven F., Talmon A. M., and van Rhee C. Simulation and experimental proof of plug formation and riser blockage during vertical hydraulic transport, Ocean Eng., 2015, Vol. 101. — P. 58 – 66.
37. Engelmann H. E. Vertical hydraulic lifting of large-size particles-N contribution to marine mining, Offshore Technology Conference, Houston, Texas, May 8 – 11, 1978.
38. Jiang L., Li P., Tian L., and Han W. Experiment study on critical velocity in vertical pipes for hydraulic lifting, Sixth ISOPE Ocean Mining Symposium, Int. Soc. of Offshore and Polar Engineers, Changsha, Hunan, China, 2005, October 9 – 13.
39. Jain S. V., Swarnkar A., Motwani K. H., and Patel R. N. Effects of impeller diameter and rotational speed on performance of pump running in turbine mode, Energy Conv. Manag., 2015, Vol. 89. — P. 808 – 824.
40. Zhang Y. and Steven R. Pipe conveyor and belt: Belt construction, low rolling resistance and dynamic analysis, АSME Annual Meeting and Exhibit, Seattle, WA, Feb. 19 – 22, 2012. — P. 616 – 619.
41. Dmitriev V. G. and Sergeeva N. V. Tractive calculation of belt tubular conveyors, Min. Inform. Anal. Bull. (Sci. Tech. J.), 2009, Vol. 16. — P. 144 – 169.
42. Zamiralova M. E. and Lodewijks G. Energy consumption of pipe belt conveyors: indentation rolling resistance, FME Transactions, 2012, Vol. 40(4). — P. 171 – 176.
43. Xia J. X., Ni J. R., and Mendoza C. Hydraulic lifting of manganese nodules through a riser, J. Offshore Mech. Arct. Eng. Trans. ASME, 2004, Vol. 126(1). — P. 72 – 77.
44. Zou W. COMRA’s research on lifting motor pump, Seventh ISOPE Ocean Mining Symposium, Int. Soc. of Offshore and Polar Engineers, Lisbon, Portugal, July 1–6, 2007. — P. 177 – 180.
45. Chung J. S., Lee K., and Tischler A. Two-phase vertically upward transport of silica sands in dilute polymer solution: drag reduction and effects of sand size and concentration, Seventh ISOPE Ocean Mining Symposium, Int. Soc. of Offshore and Polar Engineers, Lisbon, Portugal, July 1 – 6, 2007. — P. 188 – 196.
46. Park Y. C., Yoon C. H., Lee D. K., and Kwon S. K. Experimental studies on hydraulic lifting of solid-liquid two-phase flow, Ocean and Polar Research, 2004, Vol. 26(4). — P. 647 – 653.
УДК 622.233.4 ПРОГНОЗИРОВАНИЕ СКОРОСТИ ПРОХОДКИ И УДЕЛЬНОЙ ЭНЕРГИИ
БУРОВЫХ РАБОТ ВРАЩАТЕЛЬНО-УДАРНЫХ БУРОВЫХ МАШИН
НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА БУРОВОЙ МЕЛОЧИ
И МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОРОДЫ
М. З. Абу Бакар, И. А. Батт, И. Маджид
Факультет инженерной геологии, Инженерно-Технологический Университет,
г. Лахор, Пакистан
Факультет гражданского строительства, Университет Лахора,
г. Лахор, Пакистан
Факультет горного дела, Инженерно-Технологический Университет,
г. Лахор, Пакистан
Приведен прогноз скорости проходки и удельной энергии буровых работ вращательно-ударных машин, оборудованных буровыми коронками, зависящих от грансостава буровой мелочи и геомеханических свойств горных пород. Рабочие параметры буровых машин, измеренные в местах горных работ, использовались для расчета удельной энергии. Рассмотрены три текущих гидроэнергетических проекта и четыре действующих карьера Пакистана. Определены различные параметры распределения размеров мелочи, включая индекс крупности и константу Розина – Раммлера. Проведена серия геомеханических испытаний горных пород, определены прочность на сжатие, бразильская прочность на растяжение, прочность при точечном нагружении, твердость по Шмидту, скорость продольной волны, сухая плотность, пористость и показатели хрупкости. Выполнен регрессионный анализ для прогнозирования скорости проходки и удельной энергии бурения, зависящих от геомеханических свойств горных пород. Разработанные модели проверены с использованием критерия Стъюдента и критерия Фишера. Дана оценка скорости проходки по параметрам распределения размеров мелочи. Проведен анализ зависимости размера буровой коронки от индекса крупности и среднего размера частиц.
Скорость проходки, удельная энергия буровых работ, индекс крупности, константа абсолютного размера Розина – Раммлера, прочность на сжатие, бразильская прочность на растяжение, прочность при точечном нагружении, твердость по Шмидту, плотность, пористость, скорость распространения продольной волны
DOI: 10.15372/FTPRPI20180211 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. McFeat-Smith I. and Fowell R. J. Selection and application of roadheaders for rock tunnelling, Rapid Excavation and Tunnelling Conference, RETC, Altanta, 1979.
2. Tanaino A. S. Rock classification by drillability Part I: analysis of the available classifications, J. Min. Sci., 2005, Vol. 41. — P. 541 – 549.
3. Altindag R. Correlation of specific energy with rock brittleness concepts on rock cutting, J. South Afr. Inst. Min. Metall, 2003, Vol. 103, No. 3. — P. 163 – 172.
4. Pfleider E. P. and Blake R. L. Research on the cutting action of the diamond drill bit, Mining Engineering, 1953, Vol. 5 — P. 187 – 195.
5. Rabia H. and Brook N. An Empirical equation for drill performance prediction, Proc. 21st Symposium on Rock Mechanics, University of Missouri-Rolla, USA, 1980. — P. 104 – 112.
6. Ersoy A. and Waller M. D. Drilling detritus and the operating parameters of thermally stable PDC core bits, Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 1997, Vol. 34, No. 7. — P. 1109 – 1123.
7. Altindag R. Evaluation of drill cuttings in prediction of penetration rate by using coarseness index and mean particle size in percussive drilling, Geotechnical and Geological Engineering, 2004, Vol. 22. — P. 417 – 425.
8. Kahraman S., Develi K., and Yasar E. Predicting the penetration rate of percussive blast hole drills using coarseness index and median particle size, CIM Bulletin, 2004, Vol. 97, No. 15. — P. 1 – 4.
9. Tuncdemir H., Bilgin N., Copur H., and Balci C. Control of rock cutting efficiency by muck size, Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 2008, Vol. 45. — P. 278 – 288.
10. Abu Bakar M. Z. and Gertsch L. S. Radial pick cutting performance in dry and saturated sandstone, Society for Mining, Metallurgy and Exploration, 2012, Vol. 332. — P. 396 – 405.
11. Abu Bakar M. Z., Gertsch L. S., and Rostami J. Evaluation of fragments from disc cutting of dry and saturated sandstone, Rock Mechanics Rock Engineering, 2014, Vol. 47. — P. 1891 – 1903.
12. Selmer-Olsen R. and Blindheim O. T. On the drillability of rock by percussive drilling, Proceedings of the 2nd Congress of the International Society for Rock Mechanics, Belgrade, Yugoslavia, 1970. — P. 65 – 70.
13. Howarth D. F., Adamson W. R. and Berndt J. R. Correlation of model tunnel boring and drilling machine performances with rock properties, Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 1986, Vol. 23. — P. 171 – 175.
14. Thuro K. and Spaun G. Introducing the ‘destruction work’ as a new rock property of toughness referring to drillability in conventional drill and blast tunnelling, Barla G (ed) Eurock 96; Prediction and Performance in Rock Mechanics and Rock Engineering, 1996, Vol. 2. — P. 707 – 713.
15. Thuro K. Drillability prediction: geological influences in hard rock drill and blast tunnelling, Geol. Rundsch., 1997, Vol. 86. — P. 426 – 438.
16. Altindag R. The evaluation of rock brittleness concept on rotary blast hole drills, J. South Afr. Inst. Min. Metall., 2002, Vol. 102. — P. 61 – 66.
17. Kahraman S., Bilgin N., and Feridunoglu C. Dominant rock properties affecting the penetration rate of percussive drills, Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 2003, Vol. 40. — P. 711 – 723.
18. Dahl F., Bruland A., Jakobsen P. D., Nilsen B., and Grov E. Classifications of properties influencing the drillability of rocks, based on the NTNU/SINTEF test method, Tunnelling and Underground Space Technology, 2012, Vol. 28. — P. 150 – 158.
19. Seifabad M. C. and Ehteshami P. Estimating the drilling rate in Ahvaz oil field, J. Petrol. Exploration Prod. Technology, 2013, Vol. 3. — P. 169 – 173.
20. Ngerebara O. D. and Youdeowei P. Correlation of mechanical properties of some rocks in South-Eastern Nigeria, Int. J. Sci. and Res. Pub., 2014, Vol. 4. — P. 1 – 6.
21. Hoseinie S. H., Ataei M., and Aghababaie -A. A laboratory study of rock properties affecting the penetration rate of pneumatic top hammer drills, J. Min. and Env., 2014, Vol. 5. — P. 25 – 34.
22. Protodyakonov M. M. Mechanical properties and drillability of rocks, In: Proceedings of the 5th Symp. on Rock Mech., University of Minnesota, 1962. — P. 103 – 18.
23. Teale R. The concept of specific energy in rock drilling, Rock Mechanics Mining Science, 1964, Vol. 2. — P. 57 – 73.
24. Mellor M. Normalization of specific energy values, Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 1972, Vol. 9. — P. 661 – 663.
25. Copur H., Tuncdemir H., Bilgin N., and Dincer T. Specific energy as a criterion for the use of rapid excavation systems in Turkish mines, Trans. Inst. Min. Metall Sect. a Min. Technology, 2001, Vol. 110. — P. A149 – A157.
26. Rabia H. Specific energy as a criterion for drill performance prediction, Int. J. Rock Mech. Min. Sci. Geomech., 1982, Vol. 19. — P. 39 – 42.
27. Bullock R. L. Tunneling and underground construction techniques, Mining 383 Course, Missouri University of Science and Technology, Rolla, MO, USA, 2009.
28. Roxborough F. F. Research in mechanical rock excavation: progress and prospects, Proceedings of the Rapid Excavation and Tunneling Conference, 1985, Vol. 1. — P. 225 – 243.
29. Fowell R. J. The mechanics of rock cutting, Hudson J. A., Editor, Comprehensive rock engineering, 1993, Vol. 4. — P. 155 – 75.
30. Evans I. A. Theory on the basic mechanics of coal ploughing, Proceedings of the International Symposium on Mining Research, Missouri, 1961, Vol. 2. — P. 761 – 798.
31. Nishimatsu Y. The mechanics of rock cutting, Int. J. Rock Mech. Mining Sci., 1972, Vol. 9. — P. 261 – 270.
32. Atici U. and Ersoy A. Correlation of specific energy of cutting saws and drilling bits with rock brittleness and destruction energy, J. of Materials Processing Technology, 2008, Vol. 209. — P. 2602 – 2612.
33. Paone J., Madson D., and Bruce W. E. Drillability studies — laboratory percussive drilling, USBM RI 7300, 1969.
34. Moore P. L. Drilling practices manual, Penn Well Books, Tulsa, 1974.
35. Huang S. L. and Wang Z. W. The mechanics of diamond core drilling of rocks, Int. J. Rock Mech. Min. Sci. Geomech. Abst., 1997, Vol. 34 — P. 6 – 12.
36. ASTM D4543. Standard practices for preparing rock core as cylindrical test specimens and verifying conformance to dimensional and shape tolerances, 2008.
37. Roxborough F. F. and Rispin A. The mechanical cutting characteristics of the lower chalk, Tunnels and Tunnelling, 1973. — P. 45 – 67.
38. Rosin P. and Rammler B. The laws governing the fineness of powdered coal, J. Inst Fuel, 1933, Vol. 7. — P. 29 – 36.
39. Aytekin Y. The measurement methods of fine particle, Ege Univ., Press No. 2, 1979. — P. 114.
40. ASTM D7012. Standard test method for compressive strength and elastic moduli of intact rock core specimens under varying states of stress and temperatures, 2010a.
41. ASTM D3967. Standard test method for splitting tensile strength of intact rock core specimens, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2016. doi.org/10.1520/D3967–16.
42. ASTM D573. Standard test method for determination of the point load strength index of rock and application to rock strength classification, 2008.
43. ASTM D83. Standard test method for determination of rock hardness by rebound hammer method, 2005.
44. Aydin A. ISRM suggested method for determination of the Schmidt Hammer rebound hardness: Revised version, Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 2009, Vol. 46, No. 3. — P. 627 – 634.
45. ISRM. Suggested methods for determining sound velocity, Int. J. of Rocks Mechanics and Mining Sciences and Geo-mechanics, 1978, Vol. 15. — P. 53 – 58.
46. ISRM. Suggested methods for determining water content, porosity, density, absorption and related properties and swelling and slake-durability index properties, Int. J. of Rocks Mechanics and Mining Sciences and Geo-mechanics, 1979, Vol. 16. — P. 141 – 156.
47. Bilgin N. and Kahraman N. Drillability prediction in rotary blast hole drilling, 1st Int. Mining Congress and Exhibition of Turkey-IMCET, 2003.
48. Roxborough F. F. and Sen G. C. Breaking coal and rock, Australasian Coal Mining Practice, 1986, Vol. 12. — P. 130 – 147.
49. Bilgin N., Seyrek T., and Sahriar K. Roadheader performance in Istanbul, Golden Horn clean up contributes valuable data, Tunnels and Tunnelling, 1988, Vol. 20, No. 6. — P. 41 – 47.
50. Reddish D. J. and Yasar E. A new portable rock strength index test based on specific energy of drilling, Int. J. of Rock Mechanics Mining Sciences and Geo-mechanics, 1996, Vol. 33, No. 5. — P. 543 – 548.
51. Tiryaki B. and Dikmen A. C. Effects of rock properties on specific cutting energy in linear cutting of sandstones by picks, Rock Mechanics and Rock Engineering, 2006, Vol. 39, No. 2. — P. 89 – 120.
52. Altindag R. Estimation of penetration rate in percussive drilling by means of coarseness index and mean particle size, Rock Mechanics and Rock Engineering, 2003, Vol. 36, No. 4. — P. 323 – 332.
ОБОГАЩЕНИЕ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
УДК 622.772 ВЛИЯНИЕ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ, СТРУКТУРНО-ХИМИЧЕСКИЕ И МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МИНЕРАЛЬНЫХ КОМПОНЕНТОВ ЭВДИАЛИТОВОГО КОНЦЕНТРАТА
В. А. Чантурия, В. Г. Миненко, А. Л. Самусев, М. В. Рязанцева,
Е. Л. Чантурия, Е. В. Копорулина
Институт проблем комплексного освоения недр им. академика Н. В. Мельникова РАН,
E-mail: Andrey63vzm@mail.ru, Крюковский тупик, 4, 111020, г. Москва, Россия
Представлены результаты исследований влияния ультразвуковых воздействий на извлечение циркония и редкоземельных элементов в продуктивный раствор при кислотном выщелачивании эвдиалитового концентрата. Методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии и аналитической сканирующей электронной микроскопии изучены структурно-химическое состояние, особенности микроморфологии и элементного состава поверхности минералов эвдиалитового концентрата до и после кислотного выщелачивания.
Эвдиалитовый концентрат, выщелачивание, азотная кислота, ультразвук, цирконий, редкоземельные элементы
DOI: 10.15372/FTPRPI20180212 Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 16–17–10061).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Глембоцкий В. А. Ультразвук в обогащении полезных ископаемых. — Алма-Ата: Наука, 1972. — 229 с.
2. Ревнивцев В. И., Дмитриев Ю. Г. Применение ультразвука для очистки вредных примесей искусственных абразивных материалов // Применение ультразвука в машиностроении. — М.: ЦИНТИАМ, 1963. — С. 36 – 42.
3. Ростовцев Н. М. Исследование процесса ультразвукового диспергирования твердых тел: автореф. дис. … канд. физ.-мат. наук, 1961. — 11 с.
4. Кац М. Я. Кавитационная прочность некоторых минералов // Акуст. журн. — 1961. — Т. 7. — Вып. 1. — С. 47 – 52.
5. Чантурия В. А., Миненко В. Г., Самусев А. Л., Чантурия Е. Л., Копорулина Е. В. Механизм влияния комбинированных энергетических воздействий на интенсификацию выщелачивания циркония и редкоземельных элементов из эвдиалитового концентрата // ФТПРПИ. — 2017. — № 5. — С. 105 – 112.
6. Заявка на патент № 2017131236 РФ. Устройство для выщелачивания концентратов цветных, редких и редкоземельных металлов / В. А. Чантурия, Е. Л. Чантурия, В. Г. Миненко, А. Л. Самусев; приоритет 05.09 2017. — 5 с.
7. Кольцов С. И., Алесковский В. Б. Силикагель, его строение и химические свойства. — Л., 1963. — 96 с.
8. Zakaznova-Herzog V. P., Nesbitt H. W., Bancroft G. M., and Tse J. S. Characterization of leached layers on olivine and pyroxenes using high-resolution XPS and density functional calculation, Geochimica and Cosmochimica Acta., 2008, Vol. 72, No. 1. — Р. 69 – 86.
9. Герасимов М. В., Диков Ю. П., Яковлев О. И. Кластерный тип испарения силикатов: новые экспериментальные данные // Петрология. — 2012. — Т. 20. — № 5. — С. 439 – 448.
10. Wagner C. D., Naumkin A. V., Kraut-Vass A. et al. NIST X-ray Photoelectron Spectroscopy Database. Standard Reference Database 20, version 3.4 (Web version), 2000 – 2008. http://srdata.nist.gov/ xps.
11. Боярков А. В., Николичев Д. Е., Тетельбаум А. И., Белов А. И., Ершов А. В., Михайлов А. Н. Химический и фазовый состав пленок оксида кремния с нанокластерами, полученными путем ионной имплантации углерода // ФТТ. — 2012. — Т. 54. — Вып. 2. — C. 370 – 377.
12. Gross Th., Ramm M., Sonntag H., Unger W., Weijers H. M., and Adem E. H. An XPS analysis of different SiО2 modifications employing a C 1s as well as an Au 4f 7/2 static charge reference, Surface and Interface Analysis, 1992, Vol. 18, No. 1. — P. 59 – 64.
13. Chukanov N. V. Infrared spectra of mineral species, New York, London: Springer Dodrecht Heidelberg, 2013. — Р. 1726.
14. Волынец В. Ф., Волынец М. П. Аналитическая химия азота. — М.: Наука, 1977. — 307 с.
15. Almenda R. M., Pantano C. G. Structural investigation of silica gel films by infrared spectroscopy, J. Appl. Phys., 1990, Vol. 68, No. 8. — Р. 4225 – 4232.
УДК 004.9:628.33 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА
ПЕРЕРАБОТКИ ТЕХНОГЕННЫХ МИНЕРАЛИЗОВАННЫХ ВОД
МЕТОДОМ НАПОРНОЙ ФЛОТАЦИИ
Н. Л. Медяник, И. Ю. Шевелин, С. Н. Какушкин
Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова,
E-mail: chem@magtu.ru, просп. Ленина, 38, 455000, г. Магнитогорск, Россия
Представлена математическая модель процесса переработки техногенных минерализованных вод горных предприятий с использованием метода напорной флотации. Модель позволяет получать информацию о концентрации субстратов металлов в каждом из состояний, входящих в описываемый процесс, в произвольный момент времени. На основе этой модели проведены численные эксперименты, которые показали надежность и точность ее работы.
Численное моделирование, техногенные минерализованные воды, многостадийная напорная фло-тация, субстраты металлов, реагент-комплексообразователь, флотационные системы “субстрат металла – агент – пузырек”
DOI: 10.15372/FTPRPI20180213 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Себба Ф. Ионная флотация. — М.: Металлургия. — 1965. — 172 с.
2. Гольман А. М. Ионная флотация. — М.: Недра. — 1982. — 143 с.
3. Ксенофонтов Б. С. Интенсификация флотационного извлечения ионов металлов из сточных вод // Экология промышленного производства. — 2013. — № 1 (81). — С. 25 – 28.
4. Ксенофонтов Б. С., Иванов М. В, Титов К. В. Интенсификация флотационной очистки сточных вод методом вибрации // Экология промышленного производства. — 2012. — № 2. — С. 30 – 33.
5. Ксенофонтов Б. С., Иванов М. В., Байрамова А. Д. Пути интенсификации флотационного процесса очистки сточных вод с использованием вибрации // Экология пром. пр-ва. — 2012. — № 1. — С. 41 – 44.
6. Ксенофонтов Б. С., Антонова Е. С. Модели флотационных и сопутствующих процессов очистки воды // Безопасность жизнедеятельности. — 2014. — № 10. — С. 42 – 48.
7. Медяник Н. Л., Варламова И. А., Калугина Н. Л. Особенности подбора органических реагентов-комплексообразователей квантово-химическим методом для селективного извлечения катионов тяжелых металлов из растворов // Вестн. МГТУ им Г. И. Носова. — 2013. — № 3 (43). — С. 14 – 19.
8. Курков А. В., Пастухова И. В. Флотация как предмет супрамолекулярной химии // ФТПРПИ. — 2010. — № 4. — С. 83 – 90.
9. Усманова Н. Ф., Брагин В. И. Образование супрамолекулярного комплекса при взаимодействии карбоксильного собирателя и реагента группы амидокислот при флотации // Обогащение руд. — 2011. — № 1. — С. 23 – 25.
10. Пат. 2522630 РФ. Способ очистки техногенных вод / Н. Л. Медяник, Х. Я. Гиревая, Ю. А. Бессонова, И. Ю. Шевелин // Опубл. в БИ. — 2014. — № 20. — 10 с.
УДК 669.283+669.286 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ОКИСЛИТЕЛЬНОГО ОБЖИГА
МОЛИБДЕНИТОВОГО КОНЦЕНТРАТА С ДОБАВКОЙ МАГНЕЗИТА
Д. П. Хомоксонова, Е. С. Кашкак, И. Г. Антропова
Байкальский институт природопользования СО РАН, E-mail: inan@binm.ru,
ул. Сахьяновой, 6, 670047, г. Улан-Удэ, Россия
Тувинский государственный университет,
ул. Ленина, 36, 667000, г. Кызыл, Россия
Представлены результаты термодинамического моделирования процесса окислительного обжига трудновскрываемого минерала молибденита (MoS2) с магнезитом (MgCO3). Определены фазовые и химические составы системы MoS2 – MgCO3 – O2 и ее изменения в зависимости от температуры и количества добавки. Результаты моделирования выявили возможность термохимического разложения молибденита с образованием водо- и содорастворимых соединений MgMoO4 и MgSO4, что свидетельствует об эффективном использовании карбоната магния в качестве сырьевой добавки. Оптимальные условия процесса термохимического разложения молибденита, определенные термодинамическими расчетами, подтверждены экспериментально.
Молибденитовый концентрат, магнезит, термодинамическое моделирование, обжиг, молибдат магния, сульфат магния
DOI: 10.15372/FTPRPI20180214 Работа выполнена в рамках бюджетного проекта IX.132.4.3. “Разработка физико-химических основ технологий комплексной переработки нетрадиционного минерального сырья и техногенных отходов с получением новых материалов и товарных продуктов”. Отдельные этапы работы проведены при финансовой поддержке программы “Умник” Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере (проект № 10227ГУ/2015).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Зеликман А. Н., Меерсон Г. А. Металлургия редких металлов. — М.: Металлургия, 1973. — 608 с.
2. Liu W., Xu H., Yang X., and Shi X. Extraction of molybdenum from low-grade Ni-Mo ore in sodium hypochlorite solution under mechanical activation, Minerals Engineering, 2011, Vol. 24, No. 14. — P. 1580 – 1585.
3. Amer A. M. Hydrometallurgical recovery of molybdenum from Egyptian Qattar molybdenite concentrate, Physicochem. Probl. Min. Proc., 2011, Vol. 47, No. 14. — P. 105 – 112.
4. Aleksandrov P. V., Medvedev A. S., Milovanov M. F., Imideev V. A., Kotova S. A., and Moskovskikh D. O. Molybdenum recovery from molybdenite concentrates by low-temperature roasting with sodium chloride, Int. J. Min. Proc., 2017, Vol. 161. — P. 13 – 20.
5. Ватолин Н. А., Халезов Б. Д., Харин Е. И., Зеленин Е. А. Краткий обзор способов переработки молибденовых концентратов и поиск экологически чистой технологии // ГИАБ. — 2011. — № 12. — С. 170 – 175.
6. Пат. 2536615 РФ. Способ переработки сульфидных и смешанных молибденсодержащих концентратов / Б. Д. Халезов, Е. И. Харин, Н. А. Ватолин, Е. А. Зеленин // Опубл. в БИ. — 2014. — № 36. — 7 с.
7. Archana S., Khurana U., Yadav S. K., and Tandon S. N. Thiophosphinic acids as selective extractants for molybdenum recovery from a low grade ore and spent catalysts, Hydrometallurgy, 1996, Vol. 41. — P. 99 – 105.
8. Olson G. J. and Clark T. R. Bioleaching of molybdenite, Hydrometallurgy, 2008, Vol. 93. — P. 10 – 15.
9. Abdollahi H., Noaparast M., Shafaei S. Z., Manafi Z., Munoz J. A., and Tuovinen O. H. Silver-catalyzed bioleaching of copper, molybdenum and rhenium from a chalcopyrite-molybdenite concentrate, Int. Biodeterioration & Biodegradation, 2015, Vol. 104. — P. 194 – 200.
10. Lasheen T. A., El-Ahmady M. E., Hassib H. B., and Helal A. S. Molybdenum metallurgy review: hydrometallurgical routes to recovery of molybdenum from ores and mineral raw materials, Min. Proc. Extr. Metall. Rev. 2015, Vol. 36. — P. 145 – 173.
11. Владимиров Л. П. Термодинамические расчеты равновесия металлургических реакций. — М.: Металлургия, 1970. — 528 с.
12. Белов Е. Г., Трусов Б. Г. Термодинамическое моделирование химически реагирующих систем. —М.: МГТУ, 2013. — 96 с.
УДК 66.002.3; 622.7.004.18 ЭФФЕКТИВНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ
НЕФЕЛИНОВЫХ КОНЦЕНТРАТОВ
В. С. Римкевич, А. П. Сорокин, А. А. Пушкин, И. В. Гиренко
Институт геологии и природопользования ДВО РАН,
E-mail: igip@ascnet.ru, пер. Релочный, 1, 675000, г. Благовещенск, Россия
Амурский научный центр ДВО РАН, E-mail: amurnc@ascnet.ru,
пер. Релочный, 1, 675000, г. Благовещенск, Россия
Теоретически и экспериментально изучены процессы физико-химической переработки нефелиновых концентратов и выявлены оптимальные условия фторидно-аммониевого комплексного извлечения различных полезных компонентов. Предложена эффективная инновационная технология получения аморфного кремнезема, глинозема, красного железооксидного пигмента, фторида кальция и других товарных продуктов.
Нефелиновые концентраты, физико-химическая переработка, комплексное извлечение,
эффективная технология, аморфный кремнезем, глинозем, полезные компоненты
DOI: 10.15372/FTPRPI20180215 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Войткевич Г. В., Бессонов О. А. Химическая эволюция Земли. — М.: Недра, 1986. — 212 с.
2. Сизяков В. М., Шморгуненко Н. С., Смирнов М. Н., Данцит С. Я. Способы комплексной переработки алюмосиликатных пород для производства глинозема и других продуктов // Нефелиновое сырье. — М.: Наука, 1981. — С. 289 – 309.
3. Захаров В. И., Калинников В. Т., Матвеев В. А. Майоров Д. В. Химико-технологические основы и разработка новых направлений комплексной переработки и использования щелочных алюмосиликатов. — Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 1995. — 182 с.
4. Матвеев В. А. Переработка нефелинового концентрата фосфорнокислотным методом // Хим. технология. — 2008. — № 7. — С. 297 – 300.
5. Матвеев В. А. О перспективах применения сернокислотно-сульфитного метода для комплексной переработки нефелина // Цв. металлы. — 2008. — № 9. — С. 47 – 50.
6. Макаров Д. В., Беляевский А. Т., Меньшиков Ю. П., Нестеров Д. П., Юсупов М. Ф. Исследование механизма и кинетики взаимодействия порошкового нефелина с гидродифторидом аммония // Журн. прикл. химии. — 2007. — Т. 80. — № 2. — С. 177 – 182.
7. Zhang W., Hu Z., Liu Y., Chen H., Gao S., and Gaschnig R. M. Total rock dissolution using ammonium bifluoride (NH4HF2) in screw-top teflon vials: a new development in open-vessel digestion, Analytical Chemistry, 2012, Vol. 84, No. 24. — P. 10686 – 10693.
8. Римкевич В. С., Сорокин А. П., Гиренко И. В. Фторидная технология переработки кианитовых концентратов с комплексным извлечением полезных компонентов // ГИАБ. — 2014. — № 7. — С. 137 – 147.
9. Khalil N. M., Agila R., Othman H. A., and Ewais E. M. Improvement of the extraction efficiency of nanosized alumina from libyan clay, InterCeram, International Ceramic Review, 2009, Vol. 58, No. 6. — P. 388 – 393.
10. Гулюта М. А., Андреев В. А., Буйновский А. С. и др. Исследование процесса активации упорных урансодержащих руд аммонийно-фторидными растворами // Изв. ТПУ. — 2014. — Т. 324. — № 3. — С. 53 – 59.
11. Римкевич В. С., Сорокин А. П., Пушкин А. А., Гиренко И. В. Технология комплексной переработки кальцийсодержащего алюмосиликатного сырья // ФТПРПИ. — 2017. — № 4. — С. 165 – 174.
12. Химическая технология неорганических веществ: справочник / под ред. Т. Г. Ахметова. — М.: Высш. шк., 2002. — 524 с.
13. Мелентьев Г. Б., Делицын Л. М. Нефелин — уникальное минералого-химическое сырье XXI века: ресурсно-экологические проблемы и приоритеты их решения // Экология пром. пр-ва. — 2004. — № 2. — С. 51 – 68.
14. Черкасов Г. Н., Прусевич А. М., Сухарина А. М. Небокситовое алюминиевое сырье Сибири. — М.: Недра, 1988. — 167 с.
15. Краткий справочник физико-химических величин / под ред. А. А. Равделя, А. М. Пономаревой. — Л.: Химия, 1983. — 234 с.
16. Лидин Р. А., Андреева Л. П., Молочко В. А. Справочник по неорганической химии. — М.: Химия, 1987. — 320 с.
17. Стромберг А. Г., Семченко Д. П. Физическая химия. — М.: Химия, 1999. — 528 с.
18. Demyanova L. P., Rimkevich V. S., and Buynovskiy A. S. Elaboration of nanometric amorphous silica from quartz-based minerals using the fluorination method, J. of Fluorine Chemistry, 2011, Vol. 132, No. 12. — P. 1067 – 1071.
19. Дьяченко А. Н., Крайденко Р. И. Разделение кремний-железо-медно-никелевого концентрата фтораммониевым методом на индивидуальные оксиды // Изв. ТПУ. — 2007. — Т. 311. — № 3. — С. 38 – 41.
ГОРНАЯ ЭКОЛОГИЯ И НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЕ
УДК 622.014.3–62–519 ВОССТАНОВЛЕНИЕ ТУНДРОВОЙ ЭКОСИСТЕМЫ
ПОСЛЕ ЗАКРЫТИЯ РУДНИКА “ВАЛЬКУМЕЙ” НА ЧУКОТКЕ
Г. В. Калабин, В. И. Горный, Т. А. Давидан,
С. Г. Крицук, А. А. Тронин
Институт проблем комплексного освоения недр им. академика Н. В. Мельникова РАН,
Е-mail:kalabin.g@gmail.com, Крюковский тупик, 4, 111020, г. Москва, Россия
Научно-исследовательский центр экологической безопасности РАН, Е-mail:v.i.gornyy@mail.ru,
ул. Корпусная, 18, 197110, г. Санкт-Петербург, Россия
Обоснована возможность использования цифровых космических съемок на локальном и региональном уровне для количественной оценки состояния растительного покрова тундры на территории размещения предприятий горнопромышленного комплекса в зоне многолетней мерзлоты. Приведены и проанализированы результаты исследований влияния деятельности подземного рудника “Валькумей” (Чукотский АО) на состояние природной среды в постэксплуатационный период.
Спутниковый мониторинг, растительность тундры, экосистема, вегетационный индекс, криолитозона, горнодобывающее предприятие
DOI: 10.15372/FTPRPI20180216 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Kalabin G. V. Use of remote sensing to assess the environmental setting of the territories – zones of mining complex enterprises, Mining World Express (MWE), 2012, Vol. 1, No. 1. — P. 1 – 7.
2. Калабин Г. В. Экодинамика территорий освоения георесурсов России. Изд-во Lambert Academic Publishing, 2012. — 314 c.
3. Государственная программа “Социально-экономическое развитие Арктической зоны Российской Федерации”. Постановление Правительства от 31.08.1017 г., № 1064.
4. Честных О. В., Лопес де Греню В. О. Послепожарные изменения углеродного цикла в субарктической тундре северо-востока Европейской части России // Эмиссия и сток парниковых газов на территории северной Евразии: тез. докл. 2-й Междунар. конф., 16 – 20 июня 2003. — Пущино. — С. 124 – 125.
5. Постсоветский период — Чукотский АО. Чукотка. рф/region/history
6. Певекский ГОК. Горная энциклопедия. www/ mining-enc.ru.
7. Севрюков Н. Н. Олово // Краткая химическая энциклопедия. Т. 3. — М., 1969. — С. 738 – 739.
8. Природные ресурсы и экология России. Федеральный атлас. — М., 2002. — 277 с.
9. Барталев С. А., Егоров В. А., Жарко В. О., Лупян Е. А., Плотников Д. Е., Хвостиков С. А., Шабанов Н. В. Спутниковое картографирование растительного покрова России. — М.: ИКИ РАН, 2016. — 208 с.
10. Замолодчиков Д. Г., Карелин Д. В., Иващенко А. И. Послепожарные изменения углеродного цикла в южных тундрах // Экология. — 1998. — № 4. — С. 271 – 276.
11. Racine C. H. Tundra fire effects on soils and three plant communities along a hill-slope gradient in the Seward Peninsula, Alaska, Arctic., 1981, Vol. 34, No. 1. — P.71 – 84.
УДК 550.835 ОЦЕНКА ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОЙ СИТУАЦИИ В РАЙОНЕ МАЛОГО ХИНГАНА
ПО ДАННЫМ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ
В. И. Усиков, Л. Н. Липина
Институт горного дела ДВО РАН, E-mail: v-i-usikov@yandex.ru,
ул. Тургенева, 51, 680000, г. Хабаровск, Россия
Рассмотрены вопросы использования материалов дистанционного зондирования Земли для оценки геоэкологической ситуации на территории, расположенной в пределах хребта Малый Хинган (Дальний Восток). По результатам анализа материалов космической съемки Сутарского золотороссыпного полигона определены основные тенденции изменения во времени состояния земельных угодий, нарушенных горными работами. Выявлена высокая степень участия в этом процессе естественного восстановления биогеоценозов. С помощью нормализованного дифференцированного вегетационного индекса (NDVI) выполнена оценка характера и темпов самозарастания нарушенных земель. Установлено, что полное восстановление растительного покрова на полигонах россыпной золотодобычи до состояния, сравнимого с примыкающими площадями, происходит за 7 – 10 лет.
Дистанционное зондирование Земли, спутниковые снимки, золотороссыпной узел, нормализованный дифференцированный вегетационный индекс, самозарастание
DOI: 10.15372/FTPRPI20180217 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Болсуновский М. А. Перспективные направления развития дистанционного зондирования Земли из космоса // Геоматика. — 2009. — № 2. — С. 12 – 15.
2. Носенко Ю. И., Лошкарев П. А. Единая территориально-распределенная инфор¬мационная система дистанционного зондирования Земли — проблемы, решения, перспективы: Ч. 1 // Геоматика. — 2010. — № 3. — С. 35 – 42.
3. Исаев А. С., Барталев С. А., Лупян Е. А Спутниковое зондирование Земли — уникальный инст¬румент мониторинга лесов России // Вестн. РАН. — 2014. — Т. 84. — № 12. — С. 1073 – 1079.
4. Зольников И. Д., Баландин В. А., Богуславский А. Е. Банк данных и метаданных “Геосреда Новосибирска” // Инженерно-геологические проблемы урбанизированных территорий: материалы Междунар. симп. — Екатеринбург: Аква-Пресс. — 2001. — Т. 2. — С. 760 – 767.
5. 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.
6. Физико-географическое районирование СССР. Характеристика региональных единиц / под ред. Н. А. Гвоздецкого. — М.: Изд-во МГУ, 1968. — 576 с.
7. Фетисов Д. М. Антропогенная нарушенность природных ландшафтов российской части Малого Хингана // Вестн. ДВО РАН. — 2008. — № 3. — С. 51 – 57.
8. Капелькина Л. П. О естественном зарастании и рекультивации нарушенных земель Севера // Успехи совр. естествознания. — 2012. — № 11–1. — С. 98 – 102.
9. Borzuchowski J. and Schulz K. Retrieval of leaf area Index (LAI) and soil water content (WC) using hyperspectral remote sensing under controlled glass house conditions for spring barley and sugar beet, Remote Sensing, 2010, No. 2. — Р. 1702 – 1721.
10. Чадра А. М., Гош Г. С. Дистанционное зондирование и географические информационные системы. — М.: Техносфера, 2008. — 312 с.
11. Черепанов А. С. Вегетационные индексы // Геоматика. — 2011. — № 2. — С. 98 – 102.
12. О дистанционном зондировании Земли [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://epizodsspace. no-ip.org/bibl/sutyrina/distantsionnoe/sutyrina-distantsionnoe-2013.pdf
13. Месяц С. П., Волкова Е. Ю. Базовые положения стратегии возвращения нарушенных земель техногенных ландшафтов биосферному фонду. — М.: Горная книга, 2014. — № S4–13. — С. 3 – 11.
14. Озарян Ю. А. Комплексная оценка состояния техногенной пустоши Комсомольского горнопромышленного района с использованием спутникового сервиса “ВЕГА” // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. — 2016. — Т. 13. — № 1. — С.70 – 78.
15. Чибрик Т. С., Елькин Ю. А. Формирование фитоценозов на нарушенных промышленностью землях: — Свердловск: изд-во Урал. ун-та, 1991. — 220 с.
УДК 622.17, 622.807.2 ВЫБОР СВЯЗУЮЩИХ РЕАГЕНТОВ ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ПЫЛЕОБРАЗОВАНИЯ
НА ХВОСТОХРАНИЛИЩАХ ПЕРЕРАБОТКИ АПАТИТ-НЕФЕЛИНОВЫХ РУД
В. А. Маслобоев, А. В. Светлов, О. Т. Конина,
Г. В. Митрофанова, А. В. Туртанов, Д. В. Макаров
ФИЦ Кольский научный центр РАН, E-mail: masloboev@admksc.apatity.ru,
ул. Ферсмана, 14, 184209, г. Апатиты, Россия
Институт проблем промышленной экологии Севера Кольского НЦ РАН,
ул. Ферсмана, 14а, 184209, г. Апатиты, Россия
ЗАО “Орика СиАйЭс”, ул. Юбилейная, 2, 184250, г. Кировск, Россия
Горный институт Кольского НЦ РАН, ул. Ферсмана, 24, 184209, г. Апатиты, Россия
АО “Апатит”, ул. Ленинградская, 1, 184250, г. Кировск, Россия
Изучены методы рекультивации и консервации хвостохранилищ. Исследованы инженерно-геологические свойства хвостов обогащения апатит-нефелиновых руд АНОФ-2 АО “Апатит” на участках нанесения реагентов. Выполнен мониторинг состояния закрепленной поверхности, образованной связующими реагентами Alcotac DS1, Dustbind и Floset S44. Проведены лабораторные исследования физико-механических свойств и устойчивости по отношению к агрессивным воздействиям, влияния поступления связующих реагентов в оборотную воду на технологические показатели флотации апатит-нефелиновой руды. Рекомендован оптимальный связующий реагент Dustbind.
Хвосты обогащения апатит-нефелиновых руд, пылеподавление, закрепление поверхности хвостохранилищ, связующие реагенты
DOI: 10.15372/FTPRPI20180218 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Доклады о состоянии и об охране окружающей среды Мурманской области в 1997 – 2016 гг., http://www.gov-murman.ru/envcond/.
2. Приймак Т. И., Зосин А. П., Федоренко Ю. В., Кошкина Л. Б., Калабин Г. В. Экологические аспекты процессов геохимической трансформации хвостов обогащения апатито-нефелиновых руд Хибинского месторождения. — Апатиты: КНЦ РАН, 1998. — 51 с.
3. Маслобоев В. А., Бакланов А. А., Мазухина С. И., Ригина О. Ю., Амосов П. В. Численное моделирование процессов пыления хвостохранилища АНОФ-2 // Вестн. МГТУ. — 2014. — Т. 17. — № 2. — C. 376 – 384.
4. Маслобоев В. А., Бакланов А. А., Амосов П. В. Результаты оценки интенсивности пыления хвостохранилищ // Вестн. МГТУ. — 2016. — Т. 19. — № 1. — C. 13 – 19.
5. Амосов П. В., Бакланов А. А., Маслобоев В. А. Результаты оценки загрязнения атмосферы при пылении хвостохранилища (на базе трехмерного моделирования) // Горн. журн. — 2017. — № 6. — С. 87 – 94.
6. Михайлова Т. Л., Хохряков А. В. Рациональное землепользование в цветной металлургии // Горн. журн. — 1993. — № 6. — С. 97 – 137.
7. Панов С. Н., Бутаков О. Н., Атавина Т. М. Хвостохранилища: биологическое закрепление и ускоренная рекультивация // Экология про-ва. — 2014. — № 11. — С. 58 – 61.
8. Переверзев В. Н., Подлесная Н. И. Биологическая рекультивация промышленных отвалов на Крайнем Севере. — Апатиты: КФ АН СССР, 1986. — 104 с.
9. Месяц С. П., Волкова Е. Ю. Базовые положения стратегии возвращения нарушенных земель техногенных ландшафтов биосферному фонду // ГИАБ. Экология ресурсопользования. Спец. выпуск. — 2014. — № 12. — С. 3 – 11.
10. Лычагин Е. В., Синица И. В. Совершенствование методов закрепления пылящих поверхностей // ГИАБ. — 2007. — № 8. — С. 136 – 140.
11. Бруев В. П. Михайловский ГОК наращивает темпы производства // Горн. журн. — 2004. — № 1. — C. 25 – 28.
12. Мелентьев В. А., Колпашников Н. П., Волнин Б. А. Намывные гидротехнические сооружения. — М.: Энергия, 1973. — 248 с.
13. Кретинин А. В., Борисов В. Г., Жушман В. Н. Способ борьбы с пылью на действующих хвостохранилищах // Цв. металлургия. — 1988. — № 3. — С. 55 – 57.
14. Немировский А. В. Разработка метода формирования намывного хвостохранилища, устойчивого к ветровым потокам: автореф. дис. … канд. техн. наук. — М., 2016. — 19 с.
15. Пат. 2029775 РФ. Обеспыливающий состав / В. Ф. Малярчук, Л. И. Тесленко, А. И. Веретенников, В. Г. Большунов, В. В. Бойко, Н. Н. Левчук // Опубл. в БИ. — 1995. — № 6.
16. Пат. 2137923 РФ. Состав для закрепления пылящих поверхностей / Е. В. Кичигин, И. В. Тикунова, Л. А. Дейнека // Опубл. в БИ. — 1999. — № 26.
17. Пат. 2148720 РФ. Состав для закрепления пылящих поверхностей / А. И. Перепелицын, В. И. Мочалов, В. И. Шмигирилов // Опубл. в БИ. — 2000. — № 13.
18. Браунер Е. Н. Физико-химическое обоснование способов повышения эффективности закрепления пылящих поверхностей на объектах горнодобывающего комплекса Забайкалья: автореф. дис. … канд. техн. наук. — Чита, 2000. — 23 с.
19. Пат. 2151301 РФ. Способ закрепления пылящих поверхностей / В. В. Ушаков, Е. Н. Браунер // Опубл. в БИ. — 2000. — № 17.
20. Patent WO2013108057 A1. Dust suppressant compositions, methods for making and methods for using / R. M. Devi, N. Madhavan, N. Adhavan, A. Bhattacharyya, N. Arumugam, Publication Date 25.07.2013.
21. Пат. 2513786 РФ. Способ закрепления пылящих поверхностей / Ф. И. Лобанов, Е. М. Чукалина, Л. Н. Козлов, Е. Ю. Глоба, Ю. В. Каплунов, Ю. В. Каплунов // Опубл. в БИ. — 2014. — № 11.
22. Пат. 2303700 РФ. Способ закрепления пылящих поверхностей хранилищ отходов обогащения железных руд / С. В. Сергеев, И. В. Синица, Е. В. Лычагин // Опубл. в БИ. — 2007. — № 21.
23. Синица И. В. Разработка и исследование параметров способа закрепления пылящих поверхностей хвостохранилищ: автореф. дис. … канд. техн. наук. — Тула, 2008. — 23 с.
24. Пат. 2407891 РФ. Способ закрепления пылящих поверхностей / Ю. В. Шувалов, М. А. Пашкевич, В. П. Ковшов, Ю. Д. Смирнов, С. В. Ковшов, М. М. Малышкин, А. С. Щербо // Опубл. в БИ. —2010. — № 36.
25. Пат. 2175065 РФ. Устройство для закрепления пылящих поверхностей хвостохранилищ и отвалов горных пород / В. П. Мязин, В. А. Бабелло, В. Ф. Офицеров, Д. В. Ходкевич // Опубл. в БИ. — 2001. — № 29.
26. Пат. 2272147 РФ. Способ пылеподавления на пляжах хвостохранилища и устройство для его осуществления / В. П. Бруев, В. И. Минеев, Ю. C. Спиридонов, Е. В. Кичигин, В. П. Петриченко // Опубл. в БИ. — 2006. — № 8.
27. Стриженок А. В. Управление экологической безопасностью намывных техногенных массивов ОАО “Апатит” в процессе их формирования: автореф. дис. … канд. техн. наук. — СПб., 2015. — 20 с.
28. Ломтадзе В. Д. Инженерная геология. Инженерная петрология. — Л.: Недра, 1984. — 511 с.
ГОРНАЯ ТЕПЛОФИЗИКА
УДК 622.272:516.02 ГОРЕНИЕ МЕЛКОДИСПЕРСНЫХ ПЫЛЕГАЗОВОЗДУШНЫХ СМЕСЕЙ
В АТМОСФЕРЕ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК
С. В. Черданцев, Ли Хи Ун, Ю. М. Филатов, Д. В. Ботвенко,
П. А. Шлапаков, В. В. Колыхалов
АО “Научный центр ВостНИИ по безопасности работ в горной промышленности”,
E-mail: svch01@yandex.ru, ул. Институтская, 3, 650002, г. Кемерово, Россия
Рассмотрен стационарный процесс горения мелкодисперсных пылегазовоздушных смесей в условиях горных выработок. В предположении того, что единственным источником тепловыделения является реакция окисления углерода, для определения температуры получено нелинейное дифференциальное уравнение второго порядка, сформулированы начальные условия. Анализ решения показал, что существуют критические значения скорости движения пылегазовоздушной смеси, при превышении которых возможно ее горение. Установлены зависимости, связывающие координату сечения выработки с температурой, достигаемой в этом сечении.
Горные выработки, мелкодисперсные пылегазовоздушные смеси, уравнение теплопроводности, зона горения, конвекция, закон Аррениуса, кинетическая область, собственные значения и собственные функции
DOI: 10.15372/FTPRPI20180219 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Франк-Каменецкий Д. А. Диффузия и теплопередача в химической кинетике. — М.: Наука, 1987. — 502 с.
2. Канторович Б. В. Основы теории горения и газификации твердого топлива. — М.: Книга по требованию, 2013. — 601 с.
3. Зельдович Я. Б., Баренблатт Г. И., Либрович В. Б., Махвиладзе Г. М. Математическая теория горения и взрыва. — М.: Наука, 1980. — 478 с.
4. Смирнов Н. Н., Зверев И. Н. Гетерогенное горение. — М.: Изд-во МГУ, 1992. — 446 с.
5. Сполдинг Д. Б. Горение и массообмен: пер. с англ. — М.: Машиностроение, 1985. — 240 с.
6. Ju Y. G., Maruta K. Microscale combustion: Technology development and fundamental research, Progress in Energy and Combustion Science, 2011, Vol. 37, No. 6. — P. 669 – 715.
7. Bekdemir C., Somers B., de Goey P. DNS with detailed and tabulated chemistry of engine relevant igniting systems, Combustion and Flame, 2014, Vol. 161, No. 1. — P. 210 – 221.
8. Сидоров А. Е., Шевчук В. Г., Кондратьев Е. Н. Кондуктивно-радиационная модель ламинарного пламени в пылях // Физика горения и взрыва. — 2013. — № 3. — C. 3 – 10.
9. Федоров А. В. Воспламенение газовзвесей в режиме взаимодействующих континуумов // Физика горения и взрыва. — 1998. — № 4. — С. 57 – 64.
10. Крайнов А. Ю. О самовоспламенении двухкомпонентной газовзвеси // Физика горения и взрыва. — 1999. — № 5. — С. 6 – 13.
11. Васильев А. А., Васильев В. А. Расчетные и экспериментальные параметры горения и детонации смесей на основе метана и угольной пыли // Вестн. Науч. центра по безопасности работ в угольной пром-сти. — 2016. — № 2. — С. 8 – 39.
12. 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.
13. Опарин В. Н. К теоретическим основам описания взаимодействия геомеханических и физико-химических процессов в угольных пластах // ФТПРПИ. — 2017. — № 2. — С. 3 – 19.
14. Чанышев А. И. Об одном методе определения теплового состояния среды // ФТПРПИ. — 2012. — № 4. — С. 83 – 93.
15. Лыков А. В. Тепломассообмен. — М.: Энергия, 1978. — 480 с.
16. Понтрягин Л. С. Обыкновенные дифференциальные уравнения. — М.: Наука, 1974. — 331 с.
17. Самарский А. А., Гулин А. В. Численные методы. — М.: Наука, 1989. — 432 с.
18. Линденау Н. И., Маевская В. М., Вахрушева Е. С. и др. Каталог углей СССР, склонных к самовозгоранию. — М.: Недра, 1982. — 416 с.
НОВЫЕ МЕТОДЫ И ПРИБОРЫ В ГОРНОМ ДЕЛЕ
УДК 622.23.05 ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ И ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ
РЕЖУЩЕГО ОРГАНА КОМБИНИРОВАННОГО УСТРОЙСТВА
ПРИ СОЗДАНИИ ИНИЦИИРУЮЩИХ ЩЕЛЕЙ
П. В. Сажин
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН,
E-mail: pavel301080@mail.ru, Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
Приведена схема конструкции комбинированного устройства для бурения скважины и последующего нарезания инициирующей щели с описанием принципа его работы. Рассчитаны нагрузки на режущий орган, возникающие в процессе нарезания инициирующей щели, определен рациональный режим работы устройства.
Поинтервальный гидроразрыв, комбинированное устройство, режущий орган, инициирующая щель
DOI: 10.15372/FTPRPI20180220 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Клишин В. И., Курленя М. В., Писаренко М. В. Совершенствование геотехнологий и способов управления состоянием массива горных пород на основе гидроразрыва // ГИАБ. — 2013. — № 6. — С. 23 – 35.
2. Чернов О. И., Абрамова О. А. Теоретическое изучение разрушения горной породы растяжением при различных схемах нагружения щели в массиве // ФТПРПИ. — 1994. — № 2. — С. 60 – 66.
3. Пат. 2472941 РФ. Способ гидроразрыва угольных пластов / В. И. Клишин, Д. И. Кокоулин // Опубл. в БИ. — 2013. — № 2.
4. Леконцев Ю. М., Сажин П. В. Технология направленного гидроразрыва пород для управления труднообрушающимися кровлями в очистных забоях и дегазации угольных пластов // ФТПРПИ. — 2014. — № 5. — С. 137 – 142.
5. Леконцев Ю. М., Сажин П. В., Салихов А. Ф., Исамбетов В. Ф. Расширение области применения метода направленного гидроразрыва // Уголь. — 2014. — № 4. — С. 18 – 21.
6. Дубынин Н. Г., Володарская Ш. Г., Яновская Н. Б., Яновский Б. Г. Исследование влияния формы шпура на эффективность взрывания шпуровых зарядов // ФТПРПИ. — 1974. — № 6. — С. 104 – 106.
7. Леконцев Ю. М., Патутин А. В., Сажин П. В., Темиряева О. А. Комбинированное устройство для проведения направленного гидроразрыва // ФТПРПИ. — 2016. — № 3. — С. 90 – 94.
8. Протасов Ю. И. Разрушение горных пород. — М.: МГГУ, 2009. — 453 с.
9. Нескромных В. В., Борисов К. И. Аналитическое исследование процесса резания – скалывания горной породы // Изв. ТПУ. — 2013. — Т. 323. — № 1. — С. 191 – 195.
10. Борисов К. И. Динамика работы резцов в процессе разрушения горных пород инструментами режуще-скалывающего действия типа PDC // Изв. ТПУ. — 2010. — Т. 317. — № 1. — С. 161 – 164.
11. Рубцов В. Л., Борисов К. И. Экспериментальное исследование силовых характеристик процесса резания – скалывания горных пород резцами PDC // Инженер-нефтяник. — 2014. — № 2. — С. 9 – 11.
УДК 550.835 ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ РАДИОИЗОТОПНОГО ГАММА-АЛЬБЕДНОГО
КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА УГЛЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ВЕЩЕСТВЕННОГО СОСТАВА
Ю. Н. Пак, Д. Ю. Пак
Карагандинский государственный технический университет МОН РК,
E-mail: pak_gos@mail.ru, ул. Бульвар Мира, 56, 100027, г. Караганда, Республика Казахстан
Предложен вариант радиоизотопного гамма-альбедного метода экспрессного контроля зольности угля, обеспечивающий удовлетворительную точность анализа в условиях непостоянства элементного состава минеральной массы. Показано, что интегральная интенсивность вторичного (рассеянного и флуоресцентного) излучения, ослабленного фильтром определенной толщины, служит однозначным показателем зольности. Разработана аналитическая модель для оптимизации параметров фильтрации вторичного излучения. Определены условия полезности ослабляющего фильтра в зависимости от зольности угля и вещественного состава.
Контроль зольности, гамма-альбедный метод, интегральная интенсивность вторичного излучения, оптимизация толщины фильтра
DOI: 10.15372/FTPRPI20180221 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Клемпнер К. С., Васильев А. Г. Физические методы контроля зольности угля. — М.: Недра, 1978. — 176 с.
2. Старчик Л. П., Пак Ю. Н. Ядерно-физические методы контроля качества твердого топлива. — М.: Недра, 1985. — 224 с.
3. Сторм Э., Исраэль Х. Сечения взаимодействия гамма-излучения. — М.: Атомиздат, 1973. — 256 с.
4. Pak Yu. N. and Pak D. Yu. High-speed radioisotopic quality monitoring of coal of variable composition, Coke and Chemistry, 2011, Vol. 54, No 4. — Р. 108 – 113.
5. Налимов В. В. Применение математической статистики при анализе вещества. — М.: Физматгиз, 1960. — 432 с.
 Версия для печати (откроется в новом окне)
|
