ФТПРПИ №5, 2018. Аннотации.

ГЕОМЕХАНИКА

УДК 620.02.

МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ВЛИЯНИЯ ТРИГГЕРНЫХ ЭФФЕКТОВ В МАССИВЕ НА ТЕХНИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ДЛИТЕЛЬНО ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ
Н. Н. Абрамов

Горный институт КНЦ РАН, E-mail: root@goi.kolasc.net.ru,
ул. Ферсмана, 24, 184209, г. Апатиты, Россия

Физические процессы, возникающие в массиве пород под воздействием длительных техногенных вибронагрузок, приводят к возникновению триггерных эффектов, неучет которых может привести к потере устойчивости подземных сооружений. Описаны методические особенности мониторинга этих процессов в конкретных условиях работы подземного машинного зала ГЭС на территории Кольского полуострова РФ.

Подземное сооружение, сейсмотомография, физико-механические характеристики пород, приконтурный массив, частотный спектр сигнала

DOI: 10.15372/FTPRPI20180501 

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 180500563).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Adushkin V. V. and OparinV. N. From the alternating-sign explosion response of rocks to the pendulum waves in stressed geomedia. Part I??, J. of Min. Sci., 2014, Vol. 50, No. 4. — P. 203 – 222.
2. Адушкин В. В., Опарин В. Н. Физика и геомеханика формирования и развития очаговых зон разрушения горных пород в природных и горнотехнических системах: Современное состояние, перспективные направления фундаментальных исследований и прикладных разработок // ГИАБ. — 2015. — Вып. 56. — С. 24 – 44.
3. Куксенко В. С., Манжиков Б. Ц. и др. Триггерный эффект слабых вибраций в твердых телах (горных породах) // Физика твердого тела. — 2003. — Т. 45. — Вып. 12. — С. 2182 – 2186.
4. Никтин В. Н. Основы инженерной сейсмики. — М.: МГУ, 1981. — 176 с.
5. Савич А. И., Ященко З. Г. Исследования упругих и деформационных свойств горных пород сейсмоакустическими методами. — М: Недра, 1979. — 213 с.
6. Абрамов Н. Н., Епимахов Ю. А., Ткаченко А. П., Савельев В. В., Клевакин И. А. Организация геофизического мониторинга состояния подземных сооружений Верхне-Туломской ГЭС // Гидротехническое стр-во. — 2011. — № 8. — С. 10 – 15.
7. Abramov N. N. and Epimakhov Yu. A. Instrument-aided assessment of the effect of natural and technogenic factors on the geomechanical state of a massif enclosing an HPP turbine room, Power Tech. and Eng., 2016, Vol. 50, Issue 1. — P. 9 – 12.
8. Абрамов Н. Н. Натурный геомониторинг как инструмент контроля устойчивости подземных сооружений // Горн. журн. — 2016. — № 2. — С. 100 – 104.
9. Сашурин А., Панжин А., Мельник В. Решение задачи устойчивости бортов в целях защиты потенциально опасных участков транспортных берм карьеров // Инж. защита. — 2015. — № 2 (7). — С. 80 – 86.
10. Гликман А. Г. О формировании упругих колебаний в слоистых средах // Геология, геофизика и разработка нефтяных месторождений. — 1999. — № 6. — С. 25 – 29.
11. Вознесенский А. С., Куткин Я. О., Красилов М. Н. О возможности определения резерва прочности анкерного крепления кровли методами неразрушающего контроля // Геодинамика и напряженное состояние недр Земли: тр. XX Всерос. конф. с участием иностр. ученых, 7 – 11 октября, 2013 г. — Новосибирск, 2013. — С. 337 – 342.

УДК 624.131.21 + 539.37 + 66.067.1 

ЛАБОРАТОРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТРИГГЕРНЫХ ЭФФЕКТОВ ВСЛЕДСТВИЕ ФИЛЬТРАЦИИ ГАЗА В РАЗЛОМНЫХ ЗОНАХ ГОРНЫХ ПОРОД
А. П. Бобряков, А. Ф. Ревуженко

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

Рассматривается процесс сдвига жесткой шероховатой пластины в сыпучей среде. Анализируется влияние трех факторов: степени жесткости нагружения, слабых ударных воздействий и фильтрационного потока воздуха через сыпучую среду. Показано, что слабые ударные воздействия и фильтрационный поток могут по отдельности и вместе играть роль триггера для неконтролируемого динамического высвобождения упругой энергии массива.

Срез, триггерный эффект, мягкое нагружение, разлом, трение скольжения, фильтрация газа, сыпучая среда

DOI: 10.15372/FTPRPI20180502 

Работа выполнена в рамках научного проекта ФНИ (№ госрегистрации АААА – А17 – 117121140065 – 7).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Кочарян Г. Г. Геомеханика разломов. — М.: Геос, 2016. — 424 с.
2. Линьков А. М. Численное моделирование сейсмических и асейсмических событий в геомеханике // ФТПРПИ. — 2005. — № 1. — С. 19 – 33.
3. Адушкин В. В., Турунтаев С. Б. Техногенная сейсмичность индуцированная и триггерная. — М.: ИДГ РАН, 2015. — 364 с.
4. Трофимов В. А., Макеева Т. Г., Филиппов Ю. А. Оценка устойчивости породного массива. Триггерные эффекты в геосистемах (Москва, 6 – 9 июля 2017 г.): Материалы IV Всерос. конф. с междунар. участием. — М.: Геос, 2017. — С. 340 – 350.
5. Молчанов А. Е. Механика триггерного воздействия при искусственном провоцировании землятресения // Триггерные эффекты в геосредах: материалы всерос. Семинара-совещ., 22 – 24 июня 2010 г. / под ред. акад. РАН. В. В. Адушкина, проф. Г. Г. Кочаряна. — М.: Геос, 2010. — С. 96 – 104.
6. Адушкин В. В., Кочарян Г. Г., Новиков В. А. Исследование режимов движения по разлому // Физика Земли. — 2016. — № 5. — С. 13 – 24.
7. Кочарян Г. Г., Остапчук А. А. Влияние вязкости тонких пленок на закономерности фрикционного взаимодействия блоков горной породы // ДАН. — 2015. — Т. 463. — № 3. — С. 343 – 346.
8. Кочарян Г. Г., Остапчук А. А., Мартынов В. С. Изменение режима деформирования разлома в результате инжекции флюида // ФТПРПИ. — 2017. — № 2. — С. 20 – 28.
9. Кочарян Г. Г., Кулюкин А. А., Павлов Д. В. Роль нелинейных эффектов в механике накопления малых возмущений // Физическая мезомеханика. — 2005. — № 9. — С. 5 – 14.
10. Бобряков А. П., Ревуженко А. Ф. О влиянии фильтрации газа на дилатансию и напряженное состояние сыпучего материала // ФТПРПИ. — 2018. — № 3. — С. 23 – 28.
11. Гуфельд И. Л., Новоселов О. Н. Сейсмический процесс в зоне субдукции. Мониторинг фонового режима. — М.: МГУЛ, 2014. — 100 с.
12. Дмитриевский А. Н., Валиев Б. М. Дегазация Земли: геотехника, геодинамика, геофлюиды; нефть и газ; углеводороды и жизнь. — М.: Геос, 2010. — 712 с.
13. Бобряков А. П. Моделирование триггерных эффектов в разломных зонах горных пород // ФТПРПИ. — 2013. — № 6. — С. 35 – 44.
14. Бобряков А. П., Косых В. П., Ревуженко А. Ф. Триггерное инициирование разрядки упругой энергии в напряженной геосреде // ФТПРПИ. — 2015. — № 1. — С. 14 – 22.

УДК 620.171:620.179 

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ОСНОВНЫХ МЕХАНИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ТУФОВ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ИСПЫТАНИЙ
А. Теймен

Университет Нигде, Факультет горного дела,
E-mail: ateymen@ohu.edu.tr, 51240, г. Нигде, Турция

Определены физико-механические свойства туфов, используемых в качестве строительного камня. Исследована взаимосвязь между механическими свойствами (прочность на сжатие, прочность на изгиб, абразивный износ и ударная вязкость) и физическими свойства (открытая пористость, плотность сухого грунта, водопоглощение, скорость распространения продольных волн, твердость по Бринеллю и индекс прочности при приложении точечной нагрузки) туфов. Проведен статистический анализ для корреляции различных параметров.

Твердость по Бринеллю, туф, физические свойства, отличительные свойства, ударопрочность, величина абразивного износа

DOI: 10.15372/FTPRPI20180503 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Jumikis A. R. Rock Mechanics, Series on Rock and Soil Mechanics, 1979. — P. 286.
2. Torabi S. R., Ataei M., and Javanshir M. Application of Schmidt rebound number for estimating rock strength under specific geological conditions, J. Min. Envir., 2011, Vol. 1, Issue 2. — P. 1 – 8.
3. Minaeian B. and Ahangari K. Estimation of uniaxial compressive strength based on P-wave and Schmidt hammer rebound using statistical method, Arab J. Geocsi., 2013, Vol. 6, No. 6. — P. 1925 – 1931.
4. Jamshidi A., Nikudel M. R., Khamehchiyan M., Sahamieh R. Z., and Abdi Y. A. Correlation between P-wave velocity and Schmidt hardness with mechanical properties of travertine building stones, Arab J. Geocsi., 2016, Vol. 9, No. 10. — 568 p.
5. Kilic A. and Teymen A. Determination of mechanical properties of rocks using simple methods, Bull Eng. Geol. Environ, 2008, Vol. 67, Issue 2. — P. 237 – 244.
6. Sachpazis C. I. Correlating Schmidt hardness with compressive strength and young’s modulus of carbonate rocks, Bull Int. Assoc. Eng. Geol., 1990, Vol. 42, No. 1. — P. 75 – 83.
7. Yilmaz I. and Sendir H. Correlation of Schmidt hardness with unconfined compressive strength and Young’s modulus in gypsum from Sivas (Turkey), Eng. Geol., 2002, Vol. 66, Issue 3. — P. 211 – 219.
8. Turgul A. and Zarif I. H. Correlation of mineralogical and textural characteristics with engineering properties of selected granitic rocks from turkey, Eng. Geol., 1999, Vol. 51, No. 4. — P. 303 – 317.
9. Bruno G., Vessia G., and Bobbo L. Statistical method for assessing the uniaxial compressive strength of carbonate rock by Schmidt hammer tests performed on core samples, Rock Mech. Rock Eng., 2013, Vol. 46, Issue 1. — P. 199 – 206.
10. Karaman K. and Kesimal A. A comparative study of Schmidt hammer test methods for estimating the uniaxial compressive strength of rocks, Bull Eng. Geol. Environ, 2015, Vol. 74, No. 2. — P. 507 – 520.
11. Yasar E. and Erdogan Y. Estimation of rock physicomechanical properties using hardness methods, Eng. Geol., 2004, Vol. 71, Issue 3 – 4. — P. 281 – 288.
12. Koncagul E. C. and Santi P. M. Predicting the unconfined compressive strength of the Breathitt shale using slake durability, shore hardness and rock structural properties, Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 1999, Vol. 36, Issue 2. — P. 139 – 153.
13. Abd El Aal A. and Kahraman S. Indirect methods to predict the abrasion resistance and slake durability of marbles, J. Mol. Eng. Mater., 2017, Vol. 5, No. 2, 1750007–6.
14. Heidari M., Khanlari G. R., Kaveh M. T., and Kargarian S. Predicting the uniaxial compressive and tensile strengths of gypsum rock by point load testing, Rock Mech. Rock Eng., 2012, Vol. 45, Issue 2. — P. 265 – 273.
15. Kahraman S. Evaluation of simple methods for assessing the uniaxial compressive strength of rock, Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 2001, Vol. 38, Issue 7. — P. 981 – 994.
16. Singh T. N., Kainthola A., and Venkatesh A. Correlation between point load index and uniaxial compressive strength for different rock types, Rock Mech. Rock Eng., 2012, Vol. 45, Issue 2. — P. 259 – 264.
17. Azimian A., Ajalloeian R., and Fatehi L. An empirical correlation of uniaxial compressive strength with P-wave velocity and point load strength index on marly rocks using statistical method, Geotech. Geol. Eng., 2014, Vol. 32, No. 1. — P. 205 – 214.
18. Kahraman S. The determination of uniaxial compressive strength from point load strength for pyroclastic rocks, Eng. Geol., 2014, Vol. 170. — P. 33 – 42.
19. Kaya A. and Karaman K. Utilizing the strength conversion factor in the estimation of uniaxial compressive strength from the point load index, Bull Eng. Geol. Environ, 2016, Vol. 75, No. 1. — P. 341 – 357.
20. Singh P. K., Tripathy A., Kainthola A., Singh V., and Singh T. N. Indirect estimation of compressive and shear strength from simple index tests, Eng. with Comp., 2017, Vol. 33, No. 1. — P. 1 – 11.
21. Al-Osta M. A., Ahmad S., Khan A. I., and Algadhib A. H. Evaluation of unconfined compressive strength of carbonate sedimentary rocks in Saudi Arabia using indirect tests, Arab. J. Geocsi., 2018, Vol. 11, Issue 12. — 301 p.
22. Abbas Abbaszadeh S., Larsson S., and Johansson F. Updated relations for the uniaxial compressive strength of marlstones based on P-wave velocity and point load index test, Innovative Infrastructure Solutions, 2016. — P. 1 – 17.
23. Kurtulus C., Sertcelik F., and Sertcelik I. Correlating physico-mechanical properties of intact rocks with P-wave velocity, Acta Geodaetica et Geophysica, 2016, Vol. 51, No. 3. — P. 571 – 582.
24. Yagiz S. P-wave velocity test for assessment of geotechnical properties of some rock materials, Bull Mater. Sci., 2011, Vol. 34, No. 4. — P. 947 – 953.
25. Song I., Suh M., Woo Y. K., and Hao T. Determination of the elastic modulus of foliated rocks from ultrasonic velocity measurements, Eng. Geol., 2004, Vol. 72, Issue 3 – 4. — P. 293 – 308.
26. Sharma P. K. and Singh T. N. A correlation between P-wave velocity, impact strength index, slake durability index and uniaxial compressive strength, Bull Eng. Geol. Environ, 2008, Vol. 67, Issue 1. — P. 17 – 22.
27. Diamantis K., Bellas S., Migiros G., and Gartzos E. Correlating wave velocities with physical, mechanical properties and petrographic characteristics of peridotites from the central Greece, Geotech. Geol. Eng., 2011, Vol. 29, Issue 1. — P. 1049 – 1062.
28. Altindag R. Correlation between P-wave velocity and some mechanical properties for sedimentary rocks, J. S. Afr. Inst. Min. Metall., 2012, Vol. 112. — P. 229 – 237.
29. Khandelwal M. Correlating P-wave velocity with the physico-mechanical properties of different rocks, Pure Appl. Geophys., 2013, Vol. 170. — P. 507 – 514.
30. Selcuk L. and Nar A. Prediction of uniaxial compressive strength of intact rocks using ultrasonic pulse velocity and rebound-hammer number, Q. J. Eng. Geol. Hydroge., 2016, Vol. 49, No. 1. — P. 67 – 75.
31. Boutrid A., Bensehamdi S., and Chaib R. Investigation into Brinell hardness test applied to rocks, W. J. Eng., 2013, Vol. 10, No. 4. — P. 367 – 380.
32. Boutrid A., Bensihamdi S., Chettibi M., and Talhi K. Strength hardness rock testing, J. Min. Sci., 2015, Vol. 51, Issue . — P. 95 – 110.
33. Rajabzadeh M. A., Moosavinasab Z., and Rakhshandehroo G. Effects of rock classes and porosity on the relation between uniaxial compressive strength and some rock properties for carbonate rocks, Rock Mech. Rock Eng., 2012, Vol. 45. — P. 113 – 122.
34. Jamshidi A., Zamanian H., and Zarei Sahamieh R. The effect of density and porosity on the correlation between uniaxial compressive strength and P wave velocity, Rock Mech. Rock Eng., 2018, Vol. 51, No. 4. — P. 1279 – 1286.
35. Ercikdi B., Karaman K., Cihangir F., Y?lmaz T., Aliyazicioglou S., and Kesimal A. Core size effect on the dry and saturated ultrasonic pulse velocity of limestone samples, Ultrasonics, 2016, Vol. 72. P. 143 – 149.
36. Hebib R., Belhai D., and Alloul B. Estimation of uniaxial compressive strength of North Algeria sedimentary rocks using density, Porosity, and Schmidt Hardness, Arab. J. Geocsi., 2017, Vol. 10, Issue 17. — P. 383.
37. Yavuz H., Ugur I., and Demirdag S. Abrasion resistance of carbonate rocks used in dimension stone industry and correlations between abrasion and rock properties, Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 2007, Vol. 45, Issue 2. — P. 260 – 267.
38. Karaca Z., Gunes Yilmaz N., and Goktan R. M. Abrasion wear characterization of some selected stone flooring materials with respect to contact load, Const. Build Mater., 2012, Vol. 36. — P. 520 – 526.
39. Goodman R. E. Introduction to rock mechanics, 2nd Edition, New York, Wiley, 1989.
40. TSE 699. Methods of testing for natural building stones, Institute of Turkish Standards (TSE), Ankara, Turkey, 1987.
41. ISRM 2007. The complete ISRM suggested methods for rock characterization, testing and monitoring: 1974 – 2006. Suggested methods prepared by the commission on testing methods, international society for rock mechanics. In: Ulusay R., Hudson J. A. (ed.) Compilation arranged by the ISRM Turkish national group, Ankara, Turkey, 2007.
42. ASTM C 880–89. Standard test method for flexural strength of dimensional stone. Annual book of ASTM Standards, Vol. 04.08, ASTM 1916, Race Street. Philedelphia, PA 19103 – 1187, USA, 1993.
43. Senturk A., Gunduz L., Tosun Y. I., and Sar??s?k A., and Mermer Teknolojisi S. D. University, Isparta, Turkey, 1986.
44. ASTM C 241–90. Standard test method for abrasion resistance of stone subjected to foot traffic, Annual Book of ASTM Standards, Ame Soc Testing Mater (ASTM), 1990.
45. DIN 52108. Wear testing of inorganic, nonmetallic materials using the Bohme abrasive wheel, Deutsches Institut Fur Normung, EV, 2002.
46. Deere D. U. and Miller R. P. Engineering classification and index properties for intact rock, Illinois Univ at Urbana Dept of Civil Engineering, 1966.

УДК 622.83 

О ГЕОДИНАМИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ГОРНЫХ РАБОТ В УДАРООПАСНЫХ УСЛОВИЯХ НА ПРИМЕРЕ ХИБИНСКИХ АПАТИТОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
А. А. Козырев, В. И. Панин, И. Э. Семенова, О. Г. Журавлева

Горный институт Кольского научного центра РАН,
E-mail: innas@goi.kolasc.net.ru, ул. Ферсмана, 24, 184209, г. Апатиты, Россия

Представлены результаты исследований по решению актуальной задачи управления геодинамическими рисками при разработке Хибинских удароопасных месторождений на Кольском полуострове. Разработанные методики и подходы способствуют минимизации геодинамических рисков при ведении крупномасштабных горных работ на сближенных месторождениях апатит-нефелиновых руд. Создана геомеханическая модель, позволяющая рассматривать последовательную отработку комплекса сближенных месторождений Хибинского массива. По прогнозным данным моделирования напряженно-деформированного состояния определяется оптимальный порядок и направление развития горных работ в удароопасных условиях. При этом учитывается вложенная кольцевая структура массива, направление тектонического сжатия, основные радиальные разломы, рельеф дневной поверхности, параметры рудных тел. Проводится комплексирование прогнозных полей напряжений с данными сейсмического прогноза, что повышает надежность выявления зон повышенной удароопасности. Рассмотрены примеры обоснования порядка ведения очистных работ с использованием комплекса натурных и численных методов. Показаны основные направления развития геомеханического сопровождения работ, варианты технологических решений, приводящие к региональной и локальной разгрузке массива горных пород.

Управление геодинамическими рисками, напряженно-деформированное состояние, сближенные месторождения, крупномасштабные горные работы, численное моделирование, тектонически напряженные массивы горных пород

DOI: 10.15372/FTPRPI20180504 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Козырев А. А., Панин В. И., Свинин В. С. Геодинамическая безопасность при разработке рудных месторождений в высоконапряженных массивах // Горн. журн. — 2010. — № 9. — С. 40 – 43.
2. Сашурин А. Д., Панжин А. А. Актуальные проблемы геомеханического обеспечения эффективного и безопасного освоения месторождений твердых полезных ископаемых северных и северо-восточных регионов России // ГИАБ. — 2015. — № S30. — С. 62 – 70.
3. Курленя М. В., Серяков В. М., Еременко А. А. Техногенные геомеханические поля напряжений. — Новосибирск: Наука, 2005. — 264 с.
4. Еременко А. А., Машуков И. В., Еременко В. А. Геодинамические и сейсмические явления при обрушении блоков на удароопасных месторождениях горной Шории // ФТПРПИ. — 2017. — № 1. — С. 70 – 76.
5. Адушкин В. В., Турунтаев С. Б. Техногенные процессы в земной коре. — М.: ИНЭК, 2005. — 252 с.
6. Hudyma M., Brown L., and Cortolezzis D. Seismic risk in Canadian mines, CIM MEMO, 2016. — 14 p.
7. Lasocki S., Orlecka-Sikora B., Mutke G., Pytel W., and Rudzinski L. A catastrophic event in Rudna copper-ore mine in Poland on 29 November, 2016: what, how and why. In: Proc. 9th Int. Symp. on Rockbursts and Seismicity in Mines — RaSiM9, November 15 – 17, Santiago, Chile (Vallejos J. A., ed.), Editec S. A., Santiago, Chile. — P. 316 – 324.
8. Van Aswegen G. Seismic Sources and Rock Burst Damage in South Africa and Chile, In: Proc. 9th Int. Symp. on Rockbursts and Seismicity in Mines — RaSiM9, November 15 – 17, Santiago, Chile (Vallejos J. A., ed.), Editec S. A., Santiago, Chile. — P. 72 – 86.
9. Еманов А. Ф., Еманов А. А., Фатеев А. В., Лескова Е. В., Шевкунова Е. В., Подкорытова В. Г. Техногенная сейсмичность разрезов Кузбасса (Бачатское землетрясение 18 июня 2013 г.) // ФТПРПИ. — 2014. — № 2. — С. 41 – 46.
10. Соболев Г. А. Концепция предсказуемости землетрясений на основе динамики сейсмичности при триггерном воздействии. — М.: ИФЗ РАН, 2011. — 56 с.
11. Соболев Г. А. Методология, результаты и проблемы прогноза землетрясений // Вестн. РАН. — 2015. — Т. 85. — № 3. — С. 203 – 208.
12. Соболев Г. А. Сейсмический шум. — М.: Наука и образование, 2014. — 272 с.
13. Марков Г. А. Тектонические напряжения и горное давление в рудниках Хибинского массива. — М.: Наука, 1977. — 213 с.
14. Козырев А. А., Панин В. И., Семенова И. Э., Федотова Ю. В., Рыбин В. В. Геомеханическое обеспечение технических решений при ведении горных работ в высоконапряженных массивах // ФТПРПИ. — 2012. — № 2. — С. 46 – 55.
15. Семенова И. Э. Исследование трансформации напряженно-деформированного состояния Хибинской апатитовой дуги в процессе крупномасштабной выемки полезных ископаемых // ГИАБ. — 2016. — № 4. — С. 300 – 313.
16. Козырев А. А., Каган М. М., Жиров Д. В., Константинов К. Н. Деформационные предвестники техногенного землетрясения на Объединенном Кировском руднике ОАО “Апатит” // Геодинамика и напряженное состояние недр Земли. — 2011. — Т. 2. — С. 228 – 234.
17. Корчак П. А., Жукова С. А., Меньшиков П. Ю. Становление и развитие системы мониторинга сейсмических процессов в зоне производственной деятельности АО “Апатит” // Горн. журн. — 2014. — № 10. — С. 42 – 46.

РАЗРУШЕНИЕ ГОРНЫХ ПОРОД

УДК 550.34; 622.83 

ОБ ИНИЦИИРОВАНИИ ТЕКТОНИЧЕСКИХ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ, ВЫЗВАННЫХ ОТКРЫТЫМИ ГОРНЫМИ РАБОТАМИ
Г. Г. Кочарян, С. Б. Кишкина

Институт динамики геосфер РАН, E-mail: geospheres@idg.chph.ras.ru,
Ленинский проспект, 38, корп. 1, 119334, г. Москва, Россия

Рассмотрено влияние открытых горных работ на возможность возникновения крупных сейсмических событий. Описаны условия инициирования динамических событий сдвигового типа. На примере выработки c параметрами близкими к размерам Бачатского карьера в Кузбассе, проведена количественная оценка изменения в результате выемки породы напряженного состояния на плоскости будущего разрыва техногенно-тектонического землетрясения, приуроченного к плоскости разлома. Расчеты проведены для разных геометрических параметров разломной зоны: более заметные изменения наблюдаются на пологопадающих надвигах, менее заметные — на крутопадающих сбросах и сдвигах. Для крупных карьеров зона, в которой положительные изменения кулоновских напряжений на плоскости разлома превышают несколько десятых мегапаскалей, имеет значительный размер и ее площадь заметно больше площади зоны нуклеации землетрясений с магнитудой . В таком случае даже небольшой вариации, составляющей единицы процентов от уровня естественных напряжений, может оказаться достаточно для инициирования сейсмогенерирующих подвижек по напряженным разломам. Установлено, что в отличие от случая подземной отработки месторождений открытые горные работы не влияют на локализацию очагов крупных землетрясений, но способны приблизить момент события.

Индуцированная сейсмичность, техногенные землетрясения, открытые горные работы, карьер, мониторинг, зона нуклеации землетрясения, разломная зона, кулоновское напряжение

DOI: 10.15372/FTPRPI20180505 

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 16–17–00095).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Адушкин В. В., Турунтаев С. Б. Техногенная сейсмичность — индуцированная и триггерная. — М.: ИДГ РАН, 2015. — 364 с.
2. Ловчиков А. В. Сильнейшие горно-тектонические удары и техногенные землетрясения на рудниках России // ФТПРПИ. — 2013. — № 4. — С. 68 – 73.
3. Адушкин В. В. Тектонические землетрясения техногенного происхождения // Физика Земли. — 2016. — № 2. — С. 22 – 44.
4. Сейсмичность при горных работах / под ред. Н. Н. Мельникова — Апатиты: КНЦ РАН, 2002. — 325 с.
5. Курленя М. В., Еременко А. А., Шрепп Б. В. Геомеханические проблемы разработки железорудных месторождений Сибири. — Новосибирск: Наука, 2011. — 184 с.
6. Адушкин В. В. Развитие техногенно-тектонической сейсмичности в Кузбассе // Геология и геофизика. — 2018. — Т. 59. — № 5. — С. 709 – 724.
7. Еманов А. Ф., Еманов А. А., Фатеев А. В., Лескова Е. В., Шевкунова Е. В., Подкорытова В. Г. Техногенная сейсмичность разрезов Кузбасса (Бачатское землетрясение 18 июня 2013 г.) // ФТПРПИ. — 2014. — № 2. — С. 41 – 46.
8. Еманов А. Ф., Еманов А. А., Фатеев А. В., Лескова Е. В. Техногенное Бачатское землетрясение 18.06.2013 г. (ML = 6.1) в Кузбассе — сильнейшее в мире при добыче твердых полезных ископаемых // Вопросы инженерной сейсмологии. — 2016. — Т. 43. — № 4. — С. 34 – 60.
9. Яковлев Д. В., Лазаревич Т. И., Цирель С. В. Природно-техногенная сейсмоактивность Кузбасса // ФТПРПИ. — 2013. — № 6. — С. 20 – 34.
10. Кочарян Г. Г., Будков А. М., Кишкина С. Б. Об инициировании тектонических землетрясений при подземной отработке месторождений // ФТПРПИ. — 2018. — № 4.
11. Батугин А. С. Тектонофизические условия проявления техногенных землетрясений // Современные проблемы в горном деле и методы моделирования горно-геологических условий при разработке месторождений полезных ископаемых: Всерос. науч.-техн. конф. с междунар. участием / КузГТУ им. Т. Ф. Горбачева, 17 – 19 ноября 2015 г. — Кемерово, 2015. — С. 36.
12. Решетняк С. П., Федотова Ю. В., Савченко С. Н. Особенности проектирования формы глубоких карьеров с учетом напряженно-деформированного состояния вмещающего массива горных пород // Зап. Горного института. — 2012. — Т. 197. — С. 169 – 173.
13. Ловчиков А. В., Савченко С. Н. О техногенной природе Бачатского землетрясения 18.06.2013. // Четвертая тектонофизическая конференция ИФЗ РАН “Тектонофизика и актуальные вопросы наук о Земле”: материалы докл. всерос. конф. с междунар. участием. — 2016. — С. 478 – 480.
14. Ловчиков А. В. Некоторые закономерности проявления герно-тектонических ударов и техногенных землетрясений на рудниках России // Прогноз и предупреждение тектонических горных ударов и землетрясений: измерение деформаций, остаточных и действующих напряжений в горных породах: материалы Первого междунар. симп. — 2016. — С. 39 – 49.
15. Ляв А. Математическая теория упругости. — М: ОНТИ, 1935.
16. Флорин В. А. Основы механики грунтов. Т. 1. — Л.: Стройиздат, 1959. — 360 с.
17. Флорин В. А. Основы механики грунтов. Т. 2. — Л.: Стройиздат, 1959. — 541 с.
18. Короткин В. Г. Объемная задача для упруго-изотропного пространства // Сборник Гидроэнергопроекта. — Л.: ГОНТИ, 1938. — № 4. — С. 52 – 85 
19. Das S. and Scholz C. H. Off-fault aftershock clusters caused by shear stress increase, Bull. Seismol. Soc. Amer., 1983, Vol. 71, No. 5. — P. 1669 – 1675.
20. King G. C. P., Stein R. S., and Lin J. Static stress changes and the triggering of earthquakes, Bull. Seismol. Soc. Amer., 1994, Vol. 84, No. 1. — P. 935 – 953.
21. Felzer K. R. and Brodsky E. E. The absence of stress shadows, Seismol. Res. Lett, 2003. — Vol. 75. — P. 285. 22. Кочарян Г. Г. Геомеханика разломов. — М.: ГЕОС, 2016. — 424 с.

УДК 550.34.06, 553.94 

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ВИБРАЦИИ НА РАЗРУШЕНИЕ ОБРАЗЦА ГРАНИТА
Ч. Даджун, Ю. Пен

Колледж инженерных конструкций, Университет Цзилинь,
130026, г. Чангчунь, Китай

Изучены закономерности разупрочнения и разрушения гранита под воздействием ультразвуковой вибрации относительно времени с помощью теоретического анализа, метода конечных элементов и экспериментальных исследований. Актуальность данной работы диктуется необходимостью усовершенствования эффекта дробления горной породы и обеспечения теоретического сопровождения применения ультразвуковых вибраторов при бурении твердых пород и разработке методов ультразвукового вибрационного бурения. Метод конечных элементов использован в качестве теоретического сопровождения экспериментальной части исследований для создания практической модели неоднородной горной породы, анализа эволюции трещин в различные временные периоды и определения порога продолжительности ультразвуковой вибрации. Пористость и прочность образцов горной породы оценивались с привлечением метода ядерного магнитного резонанса и измерения поствибрационной прочности при одноосном сжатии. Выполнен анализ влияния продолжительности вибрационного воздействия на разрушение горной породы.

Продолжительность ультразвукового воздействия, гранит, разрушение горной породы, временной порог

DOI: 10.15372/FTPRPI20180506 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Songyu Yin, Dajun Zhao, and Guobing Zhai. Investigation into the characteristics of rock damage caused by ultrasonic vibration, Int. J. of Rock Mech. & Min. Sci., 2016, 84. — P. 159 – 164.
2. Zhang C., Zhang Y. J., and Li Z. W. Experimental study of seepage characteristics of single rock fracture based on stress states and stress history, Global Geology, 2016, 19 (3). — P. 1 – 5.
3. Roussy R. The Development of sonic of drilling technology, Geodrilling Int., 2002, 10. — P. 12 – 14.
4. Oothoudt T. Sonic drilling, an environmental imperative, Geodrilling Int., 1998, 2. — P. 14 – 16.
5. Bagde M. N. and Petros V. Fatigue properties of intact sandstone samples subjected to dynamic uniaxial cyclical loading, Int. J. of Rock Mech. and Min. Sci., 2005, 42 (2). — P. 237 – 250.
6. Manoj N. Bagde and Vladimir Petros Fatigue and dynamic energy behaviour ofrock subjected to cyclical loading, Int. J. of Rock Mech. and Min. Sci., 2009, 46 (1) . — P. 200 – 209.
7. Zhong J. H., et al. Macro-fracture mode and micro-fracture mechanism of shale, Pet Explor Dev, 2015, 42. — P. 269 – 276.
8. Nikolic M. and Ibrahimbegovic A. Rock mechanics model capable of representing initial heterogeneities and full set of 3D failure mechanisms, Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 2015. — P. 209 – 227.
9. Atalah A. Effect of rock trenching vibrations on nearby structures, J. Constr. Eng. Manag., 2008, 134. — P. 234 – 241.
10. Xu G. Y. and Yan C. B. Numerical simulation for influence of excavation and blasting vibration on stability of mined-out area, J. Cent. South. Univ. Tech., 2006, 13. — P. 577 – 583.
11. Weibull W. A. Statistical theory of the strength of materials, Proc. of Royal Swedish Institute Engineering Researching, Stockholm, [s.n.], 1939. — P. 1 – 50.
12. Bonkob C. Statistical strength theory, Translated by Wu Xuelin.Beijing: Science Press, 1965.
13. Cho S. H., Ogata Y., and Kaneko K. Strain-rate dependency of the dynamic tensile strength of rock, Int. J. of Rock Mech. and Min. Sci., 2003, 40 (5) . — P. 763 – 777.
14. Davison L. and Stevens A. L. Continuum measures of spall damage, J. of Applied Physics, 1972, 43 (3). — P. 988 – 994.
15. Hudson J. A. and Faihurst C. Tensile strength weibull’s theory and a general statistical approach to rock failure, Proc. of Civil Engineering Materials Conf., Southampoton: Srtucture, Solid Mechnics and Engineering Design, 1969. — P. 901 – 904.
16. Song J. H., Wang H., and Belytschko T. A comparative study on finite element methods for dynamic fracture, Computational Mechanics, 2008, 42 (2). — P. 239 – 250.
17. Armero F. and Linder C. Numerical simulation of dynamic fracture using finite elements with embedded discontinuities, Int. J. of Fracture, 2009, 160 (2). — P. 119 – 141.
18. Tay T. E., Tan V. B. C., and Deng M. Element-failure concepts for dynamic fracture and delamination in low-velocity impact of composites, Int. J. of Solids and Structures, 2003, 40 (3) . — P. 555 – 571.
19. Cho S. H., Ogata Y., and Kaneko K. Strain-rate dependency of the dynamic tensile strength of rock, Int. J. of Rock Mech. and Min. Sci., 2003, 40 (5) . — P. 763 – 777.
20. Bazant Z. P., Caner F. C., Carol I., et al. Microplane model M4 for concrete, I, Formulation with work-conjugate deviatoric stress, J. of Eng. Mech., 2000, 126 (9). — P. 944 – 953.

ГОРНОЕ МАШИНОВЕДЕНИЕ

УДК 622.24 : 519.2 

КОМБИНИРОВАННЫЙ МЕТОД ВЕЙБУЛЛА ДЛЯ АНАЛИЗА НАДЕЖНОСТИ ТРЕХШАРОШЕЧНЫХ ДОЛОТ ПРИ БУРЕНИИ СКВАЖИН
С. Пракаш, А. К. Мухопадхьяй

Department of Mining Machinery Engineering,
Indian Institute of Technology (Indian School of Mines),
E-mail: prakash86satya@gmail.com, г. Дханбад, Индия

Для практического применения трехшарошечных долот, интенсивно используемых во всем мире при бурении горных пород в процессе отработки полезных ископаемых открытым способом, необходимо разработать корректные режимы описательной статистики для прогноза частоты отказов конструктивных элементов. Исследуются статистические модели бурения с помощью трехшарошечных долот и проводится расчет вероятности их безотказной работы. Взаимозависимость различных компонентов отказов изучается с помощью объемных графиков изолиний. Показано, что частота отказов структурных компонентов долот практически одинакова для 95 % изолиний. Достоверность моделирования отказов наиболее эффективно достигается с помощью комбинированного метода Вейбулла.

Надежность, график 3D-изолиний, матрица рассеяния, коронка, трехшарошечное долото, свойства горных пород

DOI: 10.15372/FTPRPI20180507 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Beste Ulrik. On the nature of cemented carbide wear in rock drilling, Diss. Acta Universitatis Upsaliensis, 2004.
2. Gokhale Bhalchandra V. Rotary drilling and blasting in large surface mines, CRC Press, 2010.
3. Jimeno E. L., Jimino C. L., and Carcedo A. Drilling and blasting of rocks, CRC Press, 1995.
4. Ren X., Miao H., and Peng Z. A review of cemented carbides for rock drilling: An old but still tough challenge in geo-engineering, Int. J. of Refractory Metals and Hard Materials, 2013, Vol. 39. — P. 61 – 77.
5. Voinov О. V. and Reutov V. A. Drill bit operation in an anisotropic rock, J. of Min. Sci., 1991, Vol. 27, Issue 2. — P. 138 – 146.
6. Oparin V. N., Timonin V. V., and Karpov V. N. Quantitative estimate of rotary-percussion drilling efficiency in rocks, J. of Min. Sci., 2016, Vol. 52, Issue 6. — P. 1100 – 1111.
7. Larsen-Basse J., Perrott С. M., and Robinson P. M. Abrasive wear of tungsten carbide — cobalt composites. I. Rotary drilling tests, Materials Science and Engineering, 1974, Vol. 13, Issue 2. — P. 83 – 91.
8. Stjernberg К. G., Fischer U., and Hugoson N. I. Wear mechanisms due to different rock drilling conditions, Powder Metallurgy, 1975, Vol. 18, Issue 35. — P. 89 – 106.
9. Beste U. and Jacobson S. A new view of the deterioration and wear of WC/Co cemented carbide rock drill buttons, Wear, 2008, Vol. 264, Issue 11 – 12. — P. 1129 – 1141.
10. Larsen-Basse J. Effect of composition, microstructure, and service conditions on the wear of cemented carbides, JOM, 1983, Vol. 35, Issue 11. — P. 35 – 42.
11. McGehee D. Y. et al. The IADC roller bit classification system, SPE/IADC Drilling Conference. Society of Petroleum Engineers, 1992.
12. Pulido J. Life data analysis using the competing failure modes technique, Reliability and Maintainability Symposium (RAMS), 2015, Annual, IEEE, 2015.
13. Elmahdy E. E. A new approach for Weibull modeling for reliability life data analysis, Applied Mathematics and Computation, 2018, Vol. 250. — P. 708 – 720.
14. Garakavi A. L., Manevich I. Z., and Merkin V. E. Technological reliability and its safeguards in mining operations, Soviet Mining, 1984, Vol. 20, Issue 6. — P. 456 – 462.
15. Nelson Wayne B. Applied life data analysis, John Wiley & Sons, 2005, Vol. 577.
16. Julio P., Klinge J, and Hill W. Life data analysis with applications to aircraft modeling, Reliability and Maintainability Symposium (RAMS), 2017, Annual, IEEE, 2017.
17. Kogan В. I. Production methods for improving the life of mining equipment and tools, J. of Min. Sci., 1993, Vol. 29, Issue 5. — P. 425 – 433.
18. Kulishenko I. I., Kovalev V. I., Vasil’chenko V. F., and Sologub S. Y. The optimum bit geometry for rotary drilling of boreholes in hard rocks, Soviet Mining, 1976, Vol. 12, Issue 6. — P. 612 – 614.
19. Katanov В. A. and Markov G. F. Influence of cutter arrangement on drill bit efficiency, Soviet Mining, 1976, Vol. 12, Issue 3. — P. 314 – 318.
20. Ulusay Resat, ed. The ISRM suggested methods for rock characterization, testing and monitoring, 2007 – 2014, Springer, 2014.
21. James G., Witten D., Hastie T., and Tibshirani R. An introduction to statistical learning, 2013, NY, Springer.
22. Kahraman S. Evaluation of simple methods for assessing the uniaxial compressive strength of rock, Int. J. of Rock Mech. and Min. Sci., 2001, Vol. 38, Issue 7. — P. 981 – 994.
23. Kececioglu D. Reliability and life testing handbook, 1993, Vol. I.
24. Hirose H. Maximum likelihood estimation in the 3-parameter Weibull distribution. A look through the generalized extreme-value distribution, IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, Vol. 3, Issue 1, 1996. — P. 43 – 55.
25. Yang G. Life cycle reliability engineering, John Wiley & Sons, 2007.
26. Leemis L. M. Reliability: probabilistic models and statistical methods, Prentice-Hall, Inc., 1995.
27. Kececioglu D. Reliability and life testing handbook, DEStech Publications, Inc., 2002, Vol. 2.
28. ReliaSoft Corporation, Life Data Analysis Reference, Tools to Empower Reliab Prof, 2015. — P. 103 – 154.
29. Butorin Y. M. and Gavrilenko V. A. Some aspects of the reliability of drilling equipment, Soviet Mining, 1976, Vol. 72, Issue 1. — P. 62 – 65.

ТЕХНОЛОГИЯ ДОБЫЧИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

УДК 622:338 

МЕЖОТРАСЛЕВОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ГОРНОДОБЫВАЮЩАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ
С. Вуйич, С. Максимович, М. Радосавльевич, Д. Крунич

Институт горного дела, E-mail: slobodan.vujic@ribeograd.ac.rs,
Батайнички пут, 2, г. Белград, Сербия
Министерство горного дела и энергетики Сербии,
Неманьина, 22–26, г. Белград, Сербия

Межотраслевые модели представляют собой эффективные инструменты математической модели, широко используемые в экономике. Противоречиво то, что межотраслевой анализ пренебрегается в горнодобывающей промышленности, тогда как ни одна область промышленности не принимала так быстро и не реализовывала методы оперативных исследований, как горнодобывающая. Нет удовлетворительного объяснения, почему это так. В целях разъяснения этой дилеммы в данной работе основное внимание уделяется характеристикам и свойствам межотраслевого анализа, пониманию его применимости в горнодобывающей промышленности, а на примере межотраслевой модели горнодобывающего бассейна “Колубара”, который работает в системе электроэнергетической промышленности Сербии, продемонстрирована реализация и выполнена валидация наблюдений и выводов.

Межотраслевое моделирование, анализ входных и выходных данных, таблица транзакций входа­выхода, горнодобывающий бассейн “Колубара”

DOI: 10.15372/FTPRPI20180508 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Stanojevic R. Between the sectoral models, Economic Institute Belgrade, 1998. — 243 p. (in Serbian)
2. Radosavljvic М., Vujic S., Bosevski T., Prastalo Z., and Jovanovic B. Single-phase local optimization model for limestone supply from open pit mines to heat power plants in Serbia, J. of Min. Sci., Springer, 2016, Vol. 52, No. 4. — P. 704 – 711.
3. Maksimovic S. Application of among sectoral analysis in the companies of the thermal power sector of electric power industry of Serbia, Elektroprivreda, 2009, No. 1. — P. 85 – 92 (in Serbian).
4. Miller R. E. and Blair P. D. Input — output analysis: Foundations and Extensions, Cambrigde University Press, 2009. — 768 p.
5. Stilwell L. C. and Minnitt R. C. A. Input-output analysis: its potential application to the mining industry, Тhe J. of the South African Institute of Mining and Metallurgy, November / December, 2000. — P. 455 – 460.
6. Maksimovic S. Between the sectoral models approaches to controlling the coal industry, University of Belgrade Faculty of Mining and Geology, doctoral dissertation, Belgrade, 2011. — 117 p. (in Serbian)
7. Arsic M. Nobel prize winners in economics: Wassily Leontief — the author input-output analysis, CES Mecon, Belgrade. — P. 115 – 127 (in Serbian).
8. Ivanova G. and Rolfe J. Using input-output analysis to estimate the impact of a coal industry expansion on regional and local economies, Impact Assessment and Project Appraisal, 29:4, 2011. — P. 277 – 288.
9. Xiaoli T., Elbrond J., and Xiangyi L. Some applications of input–output analysis in a gold mine, Economic Systems Research, 1994, Vol. 6, Issue 4, Published online: 28 Jul. 2006. — P. 435 – 448.
10. Lei T., Liangyu W., Rijia D., and Lijia L. Study on the dynamic input-output model with coal mine Safety, First Int. Symp. on Mine Safety, Procedia Engineering, 2011, Vol. 26. — P. 1997 – 2002.
11. Дасковский В. Б. Эффективность капитальных вложений в горной промышленности. — М.: Недра, 1981. — 232 с.

УДК 658 : 622.33 

МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ПРИРОДНОЙ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СОСТАВЛЯЮЩИХ ЗОЛЬНОСТИ ДОБЫВАЕМОГО УГЛЯ
Е. А. Хоютанов, В. Л. Гаврилов

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

На основе дифференциации зольности угля на составные части разработана методика оценки его общего (технологического и природного) разубоживания. Описана сформированная база данных неоднородного по качеству и строению Эльгинского угольного месторождения (Южная Якутия), использованная для построения моделей пластов, изучения изменчивости их параметров и свойств ископаемого в запасах. Приведены результаты оценки зольности, связанной с ведением горных работ и с выделенными природными группами минеральных примесей. Показана высокая изменчивость общей зольности угля и ее составляющих по площади пластов и в разрезе. Доля внутрипластовых прослоев разной мощности в структуре зольности в среднем может составлять 14 – 27 % и более. Угольные предприятия учитывают данный факт в недостаточной степени, что ведет к неполному использованию геологического потенциала сложнопостроенных месторождений. Отмечено, что ресурсосберегающее управление зольностью угля может осуществляться не только с акцентом на обогащение. На основе дополнительного изучения запасов возможно формирование новых резервов управления на стадиях планирования и ведения добычных работ, предварительной углеподготовки.

Уголь, зольность, разубоживание, Эльгинское месторождение, качество, изменчивость, оценка

DOI: 10.15372/FTPRPI20180509 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Snowden D. V., Glacken I., and Noppe M. Dealing with demands of technical variability and uncertainty along the mine value chain, Publication Series, Australian Institute of Mining and Metallurgy, 2002, No. 8. — P. 93 – 100.
2. Батугин С. А., Черный Е. Д. Теоретические основы опробования и оценки запасов месторождений. — Новосибирск: Наука, 1998. — 344 с.
3. Vann J. Turning geological data into reliable mineral resource estimates. In: Davies, T., and Vann J., The Estimation and Reporting of Resources and JORC: The Role of Structural Geology, AIG Bulletin 42m The Australian Institute of Geoscientists (Perth), 2005. — P. 9 – 16.
4. Webber T., Leite Costa J. F., and Salvadoretti P. Using borehole geophysical data as soft information in indicator kriging for coal quality estimation, Int. J. of Coal Geology, 2013, Vol. 112. — P. 67 – 75.
5. Oliver M. A., Webster R. A tutorial guide to geostatistics: Computing and modelling variograms and kriging, Catena, 2014, Vol. 113. — P. 56 – 69.
6. Benndorf J. Application of efficient methods of conditional simulation for optimising coal blending strategies in large continuous open pit mining operations, Int. J. of Coal Geology, 2013, Vol. 112. — P. 141 – 153.
7. Hindistan M. A., Tercan A. E., and Unver B. Geostatistical coal quality control in longwall mining, Int. J. of Coal Geology, 2010, Vol. 81, Issue 3. — P. 139 – 150.
8. Розгоний Т. Г., Оздемир Л., Харджитай Р. и др. Угольная промышленность США в 2006 г. — от добычи угля до его использования // Глюкауф. — 2007. — № 1. — С. 64 – 72.
9. Джордж Л. Майкл. Бережливое производство + шесть сигм: Комбинируя качество шести сигм со скоростью бережливого производства: пер. с англ. — М.: Альпина Бизнес Букс, 2005. — 360 с.
10. Ботвинник А. А. Интегрированная модель управления качеством выходного потока угля при открытой разработке свиты пластов // ФТПРПИ. — 2010. — № 3. — С. 63 – 72.
11. Beretta F. S., Costa J. F., and Koppe J. C. Reducing coal quality attributes variability using properly designed blending piles helped by geostatistical simulation, Int. J. of Coal Geology, 2010, Vol. 84, Issue 2. — P. 83 – 93.
12. Фрейдина Е. В., Ботвинник А. А., Дворникова А. Н. Метод и оценка эффективности дифференциации запасов ископаемых углей по свойствам обогатимости // ФТПРПИ. — 2016. — № 4. — С. 94 – 108.
13. Козлов В. А. Показатель обогатимости, как инструмент исследования фракционного состава угля // ГИАБ. — 2010. — № 9. — С. 13 – 18.
14. Антипенко Л. А. Методы оценки обогатимости углей // Уголь. — 2018. — № 4. — С. 69 – 74.
15. Гончарова Н. В. Структурирование запасов угольных месторождений сложного строения по уровням качества // ФТПРПИ. — 2015. — № 6. — С. 165 – 172.
16. Кантемиров В. Д., Яковлев А. М., Титов Р. С. Возможности компьютерного моделирования для решения вопросов управления качеством минерального сырья // Проблемы недропользования. — 2016. — № 4. — С. 170 – 176.
17. Ботвинник А. А. Компьютерное картирование угольного пласта по векторному показателю качества // ГИАБ. — 2004. — № 9. — С. 229 – 232.
18. Лаптев Ю. В., Яковлев А. М. Перспективы управления качеством сырья на Эльгинском месторождении каменного угля // ГИАБ. — 2010. — № 12. — Вып. 4. — С. 83 – 95.
19. Лукичев С. В. Опыт института в создании программных средств решения задач горной технологии // ГИАБ. — 2017. — № S23. — С. 19 – 31.
20. Сапронова Н. П., Федотов Г. С. Особенности моделирования пластовых месторождений в среде ГГИС Micromine // ГИАБ. — 2018. — № S1. — С. 38 – 45.
21. Батугин С. А., Гаврилов В. Л., Хоютанов Е. А. Зольность как фактор управления качеством угля при разработке сложноструктурных месторождений // Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. — 2014. — № 1. — Т. 1. — С. 56 – 62.
22. Хоютанов Е. А., Гаврилов В. Л. Повышение полноты извлечения запасов сложноструктурных пластов с учетом зольности угля в приконтактных зонах // Вестн. ЗабГУ. — 2016. — Том 22. — № 10. — С. 20 – 29.
23. Ермаков С. А., Хосоев Д. В., Гаврилов В. Л., Хоютанов Е. А. Оценка разубоживания и потерь угля при валовой и селективной разработке сложноструктурных пластов Эльгинского месторождения // Горн. пром-сть. — 2012. — № 6. — С. 50 – 52.
24. Геотехнологии открытой добычи на месторождениях со сложными горно-геологическими условиями / отв. ред. С. М. Ткач. — Новосибирск: Гео, 2013.
25. Чебан А. Ю. Селективная разработка Эльгинского угольного месторождения с применением выемочно-сортировочного комплекса // Изв. Тульского ГУ. Науки о Земле. — 2017. — № 4. — С. 247 – 254.
26. Батугин С. А., Гаврилов В. Л., Хоютанов Е. А. Оценка влияния тонких породных прослоев на зольность угля Эльгинского месторождения // Науковедение. — 2015. — Т. 7. — № 4. — С. 1 – 15.
27. Хоютанов Е. А., Гаврилов В. Л., Батугина Н. С. О влиянии трещиноватости на зольность южно-якутских углей // Геология и минерально-сырьевые ресурсы Северо-Востока России: материалы VII Всерос. науч.-практ. конф. — Якутск, 2017. — Т. 2. — С. 596 – 602.
28. Fallavena V. L. V., de Abreu C. S., Inacio T. D., Azevedo C. M. N., Pires M., Ferret L. S., Fernandes I. D., and Tarazona R. M. Determination of mineral matter in Brazilian coals by thermal treatments, Fuel Proc. Technology, 2014, Vol. 125. — P. 41 – 50.
29. Mares T. E., Radlinski A. P., Moore T. A., Cookson D., Thiyagarajan P., Ilavsky J., Klepp J. Location and distribution of inorganic material in a low ash yield, subbituminous coal, Int. J. of Coal Geology, 2012, Vol. 94. — P. 173 – 181.
30. Vassilev S. V., Kitano K., and Vassileva C. G. Relations between ash yield and chemical and mineral composition of coals, Fuel, 1997, Vol. 76, No. 1. — P. 3 – 8.
31. Vassilev S. V., Baxter D., Andersen L. K., and Vassileva C. G. An overview of the composition and application of biomass ash. Part 1. Phase-mineral and chemical composition and classification, Fuel, 2013, Vol. 105. — P. 40 – 76.
32. Liu Y., Gupta R., Sharma A., Wall T., Butcher A., Miller G., Gottlieb P., and French D. Mineral matter-organic matter association characterisation by QEMSCAN and applications in coal utilisation, Fuel, 2005, Vol. 84. — P. 1259 – 1267.
33. Wang W., Hao W., Xu S., Qian F., Sang S., Qin Y. Ash limitation of physical coal beneficiation for medium-high ash coal — a geochemistry perspective, Fuel, 2014, Vol. 135. — P. 83 – 90.

УДК 622.2; 622.273 

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ХАРАКТЕРА ОБРУШАЕМОСТИ ВЕРХНЕЙ ЧАСТИ УГОЛЬНОГО ПЛАСТА В УСЛОВИЯХ БОЛЬШИХ ГЛУБИН ЭМПИРИЧЕСКИМ И ЧИСЛЕННЫМ МЕТОДАМИ
И. Ф. Оге

Университет Мугла Сыткы Кочман,
E-mail: feridoge@gmail.com, г. Мугла, Турция

Отработка угольного пласта длинными забоями с обрушением верхних пачек, характеризующаяся высокой продуктивностью, обусловлена наличием мощных угольных пластов. Исследование направлено на прогнозирование особенностей обрушаемости верхней части глубоко залегающего мощного угольного пласта лигнитового бассейна в Соме, расположенного в Восточной Турции. Для сравнительных целей используются данные, полученные для активных шахт по добыче угля длинными забоями с обрушением верхних слоев, находящиеся на глубине 100 – 400 м. В будущем предполагается добыча угля в секторах глубокого залегания. Предстоящие работы по добыче угля длинными забоями можно отнести к уникальным, так как добыча будет происходить на глубине 700 – 1200 м в пластах разной мощности. В данном исследовании использованы эмпирические и численные методы. Численное моделирование обеспечивает практическую основу для построения кривых реакции грунта, с применением которых могут быть оценены и сопоставлены результаты исследований на действующих и проектируемых шахтах с последующим заключением об особенностях обрушаемости верхней части угольного пласта.

Отработка длинными забоями, обрушение верхних пачек угольного пласта, анализ с использованием метода конечных элементов, кривые реакции грунта, индекс обрушаемости

DOI: 10.15372/FTPRPI20180510 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Wang J., Yang S., Li Y., Wei L., and Liu H. Caving mechanisms of loose top-coal in longwall top-coal caving mining method, Int. J. Rock. Mech. Min. Sci., 2014, Vol. 71. — P. 160 – 170.
2. Yasitli N. E. and Unver B. 3D Numerical modeling of longwall mining with top-coal caving, Int. J. Rock. Mech. Min. Sci., 2005, Vol. 42, Issue 2. — P. 219 – 235.
3. Doktan M. and Inci Y. Status of thick seam coal mining over the world and in Turkey, Proc. 10th Turkey Scientific and Technical Congress, Ankara, 1987. — P. 51 – 65.
4. Doktan M. and Inci Y. The Production Method Adapted in Underground Pits of ELI-Soma Region and Possibilities of Mechanisation, Madencilik, 1986, Vol. 25. — P. 5 – 20.
5. Basarir H., Oge I. F., and Aydin O. Prediction of the stresses around main and tail gates during top coal caving by 3D numerical analysis, Int. J. Rock. Mech. Min. Sci., 2015, Vol. 76. — P. 88 – 97.
6. Vakil A. and Hebblewhite B. K. A new cavability assessment criterion for Longwall Top Coal Caving, Int. J. Rock. Mech. Min. Sci., 2010, Vol. 47, Issue 8. — P. 1317 – 1329.
7. Suchowerska A., Merifield R., and Carter J. Vertical stress changes in multi-seam mining under supercritical longwall panels, Int. J. Rock. Mech. Min. Sci., 2013, Vol. 61. — P. 306 – 320.
8. Alehossein H. and Poulsen B. A. Stress analysis of longwall top coal caving, Int. J. Rock. Mech. Min. Sci., 2010, Vol. 47, Issue 1. — P. 30 – 41.
9. Aksoy C. O., Kucuk K., and Uyar G. G. Long-term time-dependent consolidation analysis by numerical modelling to determine subsidence effect area induced by longwall top coal caving method, Int. J. Oil Gas Coal Tech., 2016, Vol. 12, No. 1. — P. 18 – 37.
10. Aksoy C. O., Kucuk K., and Uyar G. G. Safety pillar design for main galleries in multi-slice longwall top coal caving method, Int. J. Oil Gas Coal Tech., 2015, Vol. 9, No. 3. — P. 329 – 347.
11. Barton N., Lien R., and Lunde J. Engineering classification of rock masses for the design of tunnel support, Rock Mech., 1974, Vol. 6, Issue 4. — P. 189 – 236.
12. Norvegian Geotechnical Institute. Using the Q-system rock mass classification and support design [Электронный ресурс]. — Режим доступа: www.ngi.no (дата обращения 15.12.2017).
13. Bieniawski Z. Engineering rock mass classifications, New York, Wiley, 1989.
14. Lowson A. R. and Bieniawski Z. T. Critical assessment of RMR-based tunnel design practices: a practical engineer’s approach, Proc. Rapid Excavation and Tunneling Conference, Washington, DC, 2013. — P. 180 – 198.
15. Hoek E., Carter T. G., and Diederichs M. S. Quantification of the geological strength index chart, Proc. 47th U. S. Rock Mechanics/Geomechanics Symposium, California, 2013, ARMA 13–672. — P. 1 – 8.
16. Marinos V. Tunnel behaviour and support associated with the weak rock masses of flysch, J. Rock. Mech. Geotech. Eng., 2014, Vol. 6, Issue 3. — P. 227 – 239.
17. Aksoy C. O., Kose H., Onargan T., Koca Y., and Heasley K. Estimation of limit angle using laminated displacement discontinuity analysis in the Soma coal field, Western Turkey, Int. J. Rock. Mech. Min. Sci., 2004, Vol. 41, Issue 4. — P. 547 – 556.
18. Aksoy C. O., Kose H., Yalcin E., and Heasley K. Mark Enhancing the safety of remnant pillar recovery in lignite by numerical modelling, CIM Bulletin, 2004, Vol. 97, Issue 1082.
19. Aksoy C. O. Three-dimensional finite element analysis of an undermined shaft at the Hustas mine, Turkey, CIM Bulletin, 2005, Vol. 98, No. 1089. — P. 38.
20. Cai M., Kaiser P. K., Tasaka Y., and Minami M. Determination of residual strength parameters of jointed rock masses using the GSI system, Int. J. Rock. Mech. Min. Sci., 2007, Vol. 44, Issue 2. — P. 247 – 265.
21. Hoek E., Carranza-Torres C., and Corkum B. Hoek-Brown failure criterion — 2002 Edition, Proc. NARMS-TAC Conference, Toronto, 2002. — P. 267 – 273.
22. Y?lmaz A. I., Buyuky?ld?z G., Ekici A., Cal?k M., Onder O., and Aksoy C. O. Staff transportation two way on the belt conveyor, Acta Montanistica Slovaca, 2013, Vol. 18 – 3. — P. 141 – 150.
23. Humphries P. and Poulsen B. Geological and geotechnical influences on the caveability and drawability of top coal in longwalls, Proc. Aziz N (ed), Coal 2008: Coal Operators’ Conference, University of Wollongong and the Australasian Institute of Mining and Metallurgy, 2008. — P. 56 – 66.
24. Dattatreyulu J. V., Khanal M., Adhikary D., and Balusu R. Geotechnical studies for introducing high capacity longwalls and longwall top coal caving mining in SCCL: a case study, Proc. 4th Coal Summit, New Delhi, India, 2012.
25. Quang H. D., Mitra R., and Hebblewhite B. Effect of seam dip on face orientation of longwall top coal caving, Proc. 43rd U. S. Rock Mechanics Symposium and 4th U.S.-Canada Rock Mechanics Symposium, Asheville, North Carolina, 2009, ARMA-09–110. — P. 367 – 376.
26. Wang J., Zhang J., Song Z., and Li Z. Three-dimensional experimental study of loose top-coal drawing law for longwall top-coal caving mining technology, J. Rock Mech. Geotech. Eng., 2015, Vol. 7, Issue 3. — P. 318 – 326.
27. Su H., Bai J., Yan S., Chen Y., and Zhang Z. Study on gob-side entry retaining in fully-mechanized longwall with top-coal caving and its application, Int. J. Min. Sci. Technol., 2015, Vol. 25, Issue 3. — P. 503 – 510.
28. Xie H., Chen Z., and Wang J. Three-dimensional numerical analysis of deformation and failure during top coal caving, Int. J. Rock. Mech. Min. Sci., 1999, Vol. 36, Issue 5. — P. 651 – 658.
29. Huang B., Wang Y., and Cao Y. Cavability control by hydraulic fracturing for top coal caving in hard thick coal seams, Int. J Rock. Mech. Min. Sci., 2015, Vol. 74. — P. 45 – 57.
30. Rocscience, Inc. Phase2, v. 8. Rocscience Inc., Toronto, Canada, 2012.
31. Brown E. T., Bray J. W., Ladanyi B., and Hoek E. Ground Response curves for rock tunnels, J. Geotech. Eng., 1983, Vol. 109. — P. 15 – 39.
32. Carranza-Torres C. and Fairhurst C. Application of the convergence-confinement method of tunnel design to rock masses that satisfy the Hoek-Brown failure criterion, Tunn. Undergr. Space Technol., 2000, Vol. 15, Issue 2. — P. 187 – 213.
33. Barczak T. M. A retrospective assessment of longwall roof support with a focus on challenging accepted roof support concepts and design premises, Proc. 25th International Conference on Ground Control in Mining, Morgantown, WV, 2006. — P. 232 – 244.
34. Medhurst T. P. and Reed K. Ground response curves for longwall support assessment, Trans. Inst. Min. Metall. A. Min. Technol., 2005, Vol. 114, Issue 2. — P. 81 – 88.

УДК 622.271.333 

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОБЛЕМЫ НЕУСТОЙЧИВОСТИ БОРТОВ КАРЬЕРОВ БРИТАНСКОЙ КОЛУМБИИ
С. Нуну

V1R 3C3, г. Трейл, Британская Колумбия, Канада,
E-mail: sam.nunoo@alumni.ubc.ca,

Рассмотрены проблемы добычи полезных ископаемых на карьерах Британской Колумбии (Канада) на протяжении трех десятилетий в различных горно-геологических условиях. Исследованы примеры нестабильного состояния откосов бортов карьеров с анализом их особенностей. Приведены рекомендации по предотвращению случаев обрушения бортов.

Скорость движения откоса, карьеры Британской Колумбии, движение откоса, предел смещения

DOI: 10.15372/FTPRPI20180511 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Yang D. Y., Mercer R. A., Brouwer K. J., and Tomlinson C. Managing pit slope stability at the Kemess South Mine — Changes over Time, Slope Stability, Vancouver, Canada, 2011. — P. 12.
2. Martin D. C. Deformation of open pit mine slopes by deep seated toppling, Int. J. of Surface Mining, Reclamation and Environment, 1990, Vol. 4, Issue 4. — P. 153 – 164.
3. Calder P. N. and Blackwell G. Investigation of a complex rock slope displacement at Brenda Mines, CIM Bulletin, 1980, Vol. 73, Issue 820. — P. 73 – 82.
4. Martin D. C. Time dependent deformation of rock slopes (Ph.D.), University of London, 1993.
5. Stewart D. H. and Reid G. J. Afton- a geotechnical pot-pourri, CIM Bulletin, 1988, Vol. 81, Issue 917. — P. 77 – 83.
6. Newcomen H. W. and Martin D. C. Geotechnical assessment of the southeast wall slope failure at Highmont Mine, British Columbia, CIM Bulletin, 1988, Vol. 81, Issue 917. — P. 71 – 76.
7. Graden R. NI 43–101 Technical report teck highland valley copper, Highland Valley Copper, 2012. — P. 232.
8. Newcomen H. W., Shwydiuk L., and Maggs C. S. Managing pit slope displacements: Highland Valley Copper’s Lornex pit southwest wall, CIM Bulletin, 2003, Vol. 96, Issue 1071. — P. 43 – 48.
9. Imperial Metals [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.imperialmetals.com/s/News-2007.asp?ReportID=193331&_Title=Imperial-Reports-Pit-Wall-Failure-at-Huckleberry-Mine, 2007 (дата обращения 02.02.2018).
10. Golder A. A preliminary review of pit slope design parameters for the proposed pushback of the South Wall of the Endako pit (Technical Report), Endako Mine, 2002.
11. Golder A. Site visit report and preliminary recommendations regarding instability of the SE Wall of the Granite lake pit (Technical Memorandum), 2011. — P. 14.
12. Hudson J. A. and Harrison J. P. Engineering rock mechanics: an introduction to the principles, Tarrytown, N. Y., Pergamon, 2005.

РУДНИЧНАЯ АЭРОГАЗОДИНАМИКА

УДК 622.4 

ОПТИМИЗАЦИЯ ВОЗДУШНОГО ПОТОКА В ДИАГОНАЛЬНОЙ СИСТЕМЕ ВЕНТИЛЯЦИИ ШАХТЫ
М. Баскомпта, Л. С. Пера, Х. Чжан

Политехнический университет Каталонии,
E-mail: marc.bascompta@upc.edu, lluis.sanmiquel@upc.edu, h.zhang@upc.edu,
просп. Басес де Манреса, 61–73, Манреса 08242, г. Барселона, Испания

Самопроизвольное опрокидывание вентиляционной струи — серьезная проблема для подземной системы вентиляции. На устойчивость воздушного потока и безопасность производства влияет также превышение скорости воздуха в выработках. Рассмотрены проблемы, связанные с вентиляцией в угольной шахте, и предложено их решение посредством аналитической методологии. Измерения показали высокое значение аэродинамического сопротивления воздуха в стволе шахты и низкое значение сопротивления в месте поддержания выработки, что приводит к изменению направления воздушного потока. Представлены решения задач, позволяющие создать оптимальные условия для работы системы вентиляции в подземных выработках.

Опрокидывание вентиляционной струи, превышение скорости, система вентиляции, добыча угля

DOI: 10.15372/FTPRPI20180512 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Wallace K., Prosser B., and Stinnette J. D. The practice of mine ventilation engineering, Int. J. of Min. Sci. and Tech., 2015, Vol. 25, Issue 2. — P. 165 – 169.
2. Wang L., Cheng Y. P., Ge C. G., Chen J. X., Li W., Zhou H. X., and Hai-feng W. Safety technologies for the excavation of coal and gas outburst-prone coal seams in deep shafts, Int. J. of Rock Mech. and Min. Sci., 2013, Vol. 57. — P. 24 – 33.
3. Song Y. H., Guo X. Y., Lv. W., Guo H., and Li R. Y. A Simulation study on the reconstruction of coalmine ventilation system based on wind resistance correction, Int. J. of Simulation Modelling, 2017, Vol. 16, Issue 1. — P. 31 – 44.
4. Kruglov Y. V., Levin L. Y., and Zaitsev A. V. Calculation method for the unsteady air supply in mine ventilation networks, J. of Min. Sci., 2011, Vol. 47, Issue 5. — P. 651 – 659.
5. Chen K., Si J., Zhou F., Zhang R., Shao H., and Zhao H. Optimization of air quantity regulation in mine ventilation networks using the improved differential evolution algorithm and critical path method, Int. J. of Min. Sci. and Tech., 2015, Vol. 25, Issue 1. — P. 79 – 84.
6. Chatterjee A., Zhang L., and Xia X. Optimization of mine ventilation fan speeds according to ventilation on demand and time of use tariff, Applied Energy, 2015, Vol. 164. — P. 65 – 73.
7. Kozyrev S. A., Osintseva A. V. Optimizing arrangement of air distribution controllers in mine ventilation system, J. of Min. Sci., 2012, Vol. 48, Issue 5. — P. 896 – 903.
8. Greuer R. E. Modeling the movement of smoke and the effect of ventilation systems in mine shaft fires, Fire Safety J., 1985, Vol. 9, Issue 1. — P. 81 – 87.
9. Khan M. M. and Krige G. J. Evaluation of the structural integrity of aging mine shafts, Engineering Structure, 2002, Vol. 24, Issue 7. — P. 901 – 907.
10. Torano J., Torno S., Menendez M., Gent M., and Velasco J. Models of methane behaviour in auxiliary ventilation of underground coal mining, Int. J. of Coal Geology, 2009, Vol. 80, Issue 1. — P. 35 – 43.
11. Wiatowski M., Stanczyk K., Swiadrowski J., Kapusta K., Cybulski K., Krause E., Grabowski J., Rogut J., Howaniec N., and Smolinski A. Semi-technical underground coal gasification (UCG) using the shaft method in Experimental Mine “Barbara”, Fuel, 2012, Vol. 99. — P. 170 – 179.
12. Luo Y., Zhao Y., Wang Y., Chi M., Tang H., and Wang S. Distributions of airflow in four rectangular section roadways with different supporting methods in underground coal mines, Tunneling and Underground Space Technology, 2015, Vol. 46. — P. 85 – 93.
13. Torano J., Torno S., Menendez M., and Gent M. Auxiliary ventilation in mining roadways driven with roadheaders: Validated CFD modelling of dust behaviour, Tunnelling and Underground Space Technology, 2011, Vol. 26, Issue 1. — P. 201 – 210.
14. Kurnia J. C., Sasmito A. P., Wong W. Y., and Mujumdar A. S. Prediction and innovative control strategies for oxygen and hazardous gases from diesel emission in underground mines, The Science of the Total Environment, 2014, Vol. 481. — P. 317 – 334.
15. Haoran Z., Pera L. S., Zhao Y., and Sanchez C. V. Researches and applications on geostatistical simulation and laboratory modeling of mine ventilation network and gas drainage zone, Process Safety and Environmental Protection, 2015, Vol. 94. — P. 55 – 64.
16. Su S., Chen H., Teakle P., and Xue S. Characteristics of coal mine ventilation air flows, J. of Environmental Management, 2008, Vol. 86, Issue 1. — P. 44 – 62.
17. Karacan C. O. Development and application of reservoir models and artificial neural networks for optimizing ventilation air requirements in development mining of coal seams, Int. J. of Coal Geology, 2007, Vol. 72, Issue 3 – 4. — P. 221 – 239.
18. Sasmito A. P., Birgersson E., Ly H. C., and Mujumdar A. S. Some approaches to improve ventilation system in underground coal mines environment — a computational fluid dynamic study, Tunnelling and Underground Space Technology, 2013, Vol. 34. — P. 82 – 95.
19. Nyaaba W., Frimpong S., and El-nagdy K. A. Optimisation of mine ventilation networks using the Lagrangian algorithm for equality constraints, Int. J. of Min., Reclamation and Environment, 2015, Vol. 29, Issue 3. — P. 201 – 212.
20. Xu G., Jong E. C., Luxbacher K. D., Ragab S. A., and Karmis M. E. Remote characterization of ventilation systems using tracer gas and CFD in an underground mine, Safety Sci., 2015, Vol. 74. — P. 140 – 149.
21. Alymenko N. I. Aerodynamic parameters of ventilating passages joined-up with the main mine fan, J. of Min. Sci., 2012, Vol. 47, Issue 6. — P. 814 – 823.
22. Song X. and Mu X. The safety regulation of small-scale coal mines in China: Analysing the interests and influences of stakeholders, Energy Policy, 2013, Vol. 52. — P. 472 – 481.

ОБОГАЩЕНИЕ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

УДК 622.765 

О ВЛИЯНИИ СТРУКТУРНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ И ХАРАКТЕРА ВЗАИМОСВЯЗИ МИНЕРАЛОВ НА ВЫБОР СПОСОБОВ РАЗДЕЛЕНИЯ СВИНЕЦСОДЕРЖАЩИХ РУД
В. А. Бочаров, В. А. Игнаткина, А. А. Каюмов, А. Р. Макавецкас, Ю. Ю. Фищенко

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

Исследовано влияние особенностей структурных характеристик и параметров взаимосвязи минералов на выбор способов разделения свинецсодержащих полиметаллических руд месторождений РФ. На основе изучения глубокого раскрытия минеральных ассоциаций при их разрушении в процессах дезинтеграции с использованием системы минералогического анализа МLA установлено количественное распределение минеральных комплексов по классам крупности. По полученным данным раскрытия минералов определены ряды минеральных ассоциаций измельченных проб рудного материала, характерных для полиметаллических руд ряда месторождений. Показано, что галенит в ассоциации с халькопиритом, блеклыми рудами, вторичными сульфидами меди, сфалеритом, пиритом, пустой породой находится в основном в тонкодисперсных сростках с блеклой рудой и в меньшей степени с другими сульфидами. Полученные ряды ассоциаций минералов позволяют определить порядок раскрытия сростков и выделение готовых по крупности минералов в межцикловых операциях флотации в начале рудного цикла. В концентрат первичной рудной флотации выделяют: блеклые руды, вторичные сульфиды меди, ассоциации золота, галенит, корродированный пирит.

Минерал, структуры, ассоциации, срастание, разрушение, сростки, раскрытие, технология, селекция

DOI: 10.15372/FTPRPI20180513 

Исследования выполнены при поддержке гранта РФФИ (№ 17–05–00890).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Зильбершмидт М. Г., Исаев В. А. Комплексное использование минеральных ресурсов. Кн. 1. — М.: МИСиС, 2016. — 346 с.
2. Классен В. И., Эренбург В. В. Флотируемость минеральных зерен разной крупности // ДАН СССР. — 1951. — № 5. — С. 855.
3. Митрофанов С. И., Барский Л. А., Самыгин В. Д. Исследование руд на обогатимость. — М.: Недра, 1981. — 287 с.
4. Козлова И. П. Особенности технологии обогащения полиметаллических руд на Рубцовской обогатительной фабрике // Создание высокотехнологических производств на предприятии ГМК: материалы конф. — Екатеринбург, 2013. — С. 35 – 37.
5. Пшеничный Г. Н. Блеклые руды колчеданных месторождений Южного Урала и некоторые пути повышения технологических показателей обогащения руд // Технологическая минералогия промышленных типов месторождений. — Л.: Наука, 1967. — С. 85 – 90.
6. Бочаров В. А., Игнаткина В. А., Каюмов А. А. Фракционное концентрирование на основе распределения минералов по крупности в схемах флотации массивных колчеданных руд цветных металлов // Цв. металлы. — 2016. — № 6. — C. 21 – 28.
7. Бочаров В. А., Игнаткина В. А. Проблемы разделения минеральных комплексов при переработке упорных массивных руд цветных металлов // Цв. металлы. — 2014. — № 5. — C. 16 – 23.
8. Плаксин И. Н., Хажинская Г. И. Влияние гранулометрической характеристики на флотируемость сульфидных минералов // Изв. АН СССР. Отделение технических наук. — 1947. — № 6. — С. 37 – 45.
9. Коптяев А. Ф., Корюкин Б. М. О закономерностях раскрытия сульфидов меди, цинка и железа при обогащении медно-цинковых руд колчеданных месторождений Урала. — Свердловск: Унипромедь, 1984. — С. 125 – 129.
10. Корюкин Б. М., Штерн Э. К., Семидалов С. Ю., Коптяев А. С., Филиппова Н. А. Взаимосвязь структуры и состава сульфидов колчеданных месторождений с технологией их переработки. Роль технологической минералогии в развитие сырьевой базы СССР. — Л.: Механобр, 1983. — С. 145 – 159.
11. Ma X. and Bruckard W. J. Rejection of arsenic minerals in sulfide flotation — a literature review, Int. J. Miner. Process., 2009, Vol. 93. — P. 89 – 94.
12. Long G., Peng Y., and Bradshaw D. Flotation separation of copper sulphides from arsenic minerals at Rosebery copper concentrator, J. Min. Eng., 2014, 66 – 68. — P. 207 – 214.
13. Bruckard W. J., Sparrow G. J., and Woodcock J. T. A review of the effects of the grinding environment on the flotation of copper sulphides, Int. J. of Mineral Processing, 2011, Vol. 100, No. 1/2. — P. 1 – 13.
14. Chen X and Peng Y. The effect of regrind mills on the separation of chalcopyrite from pyrite in cleaner flotation, Minerals Engineering, 2015, Vol. 83. — P. 33 – 43.
15. Lin H. K., Walsh D. E., Sonderland S. H., Bissue C., and Debrah A. Flotability of metallic iron fines from comminution circuits and their effect on flotation of a sulfide ore, Minerals and Metallurgical Proc., 2008, Vol. 25, No. 4. — P. 206 – 210.
16. Бочаров В. А., Игнаткина В. А., Каюмов А. А. Флотационное обогащение блеклых руд // ФТПРПИ. — 2015. — № 3. — С. 130 – 137.
17. Богданов О. С., Максимов И. И., Поднек А. К., Янис Н. А. Теория и технология флотации руд. — М.: Недра, 1990. — 363 с.
18. Абрамов А. А. Технология переработки и обогащения руд цветных металлов. — Т. III, Кн. 1; — Т. III, Кн. 2. — М.: МГГУ, 2005. — 575 с.; 2006. — 472 с.
19. Brion D. Photoelectron spectroscopic study of the surface degradation of pyrite (FeS2), chalcopyrite (CuFeS2), sphalerite (ZnS) and galena (PbS) in air and water, Applied Surface Science, 1980, Vol. 5. — P. 133 – 152.
20. Peng Y., Grano S., Fornasiero D., and Ralston J. Control of grinding conditions in the flotation of chalcopyrite and its separation from pyrite, Int. J. of Mineral Processing, 2003, Vol. 69, No. 1 – 4. — P. 87 – 100.
21. Глембоцкий В. А., Дмитриева Г. М. Влияние генезиса минералов на их флотационные свойства. — М.: Наука, 1965. — 108 с.
22. Митрофанов С. И. Селективная флотация. — М.: Недра, 1968. — 583 с.
23. Игнаткина В. А., Бочаров В. А. Особенности флотации разновидностей сульфидов меди и сфалерита колчеданных руд // Горн. журн. — 2014. — № 12. — C. 75 – 79.
24. Конев В. А. Флотация сульфидов. — М.: Недра, 1985. — 259 c.
25. Бакинов К. Г. Ионный состав пульпы при бесцианидном разделении медно-свинцовых концентратов // Тр. Механобра. — 1985. — Т. 2. — С. 334 – 348.
26. Owusu C., Brito e Abreu S., Skinner W., Addai-Mensah J., and Zanin M. The influence of pyrite content on the flotation of chalcopyrite/pyrite mixtures, Minerals Engineering, 2014, Vol. 55. — P. 87 – 95.
27. Изоитко В. М. Технологическая минералогия и оценка руд. — СПб.: Наука, 1997. — 532 с.
28. Goncalves K. L. C., Andrade V. L. L., and Peres A. E. C. The effect of grinding conditions on the flotation of a sulphide copper ore, Minerals Engineering, 2003, Vol. 16. — P. 1213 – 1216.
29. Игнаткина В. А., Бочаров В. А. О взаимодействии компонентов флотационной сульфидной пульпы // Горн. журн. — 2007. — № 12. — C. 78 – 83.

УДК 661.845, 669.725.3 

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЙ ПОЛУЧЕНИЯ БЕРИЛЛИЕВОГО КОНЦЕНТРАТА И ГИДРОКСИДА БЕРИЛЛИЯ ИЗ ФЕНАКИТО-БЕРТРАНДИТОВОГО МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ
В. Е. Матясова, Ю. М. Трубаков, А. В. Лаврентьев, А. В. Курков

Ведущий научно-исследовательский институт химической технологии,
E-mail: info@vniiht.ru, Каширское шоссе, 33, 115409, г. Москва, Россия
Всероссийский научно-исследовательский институт минерального сырья им. Н. М. Федоровского,
E-mail: kurkov@vims-geo.ru, Старомонетный пер., 31, 119017, г. Москва, Россия

Представлены результаты исследований и испытаний по получению бериллиевых концентратов высшего и технического сортов и товарного флюоритового концентрата из руды и техногенного сырья Ермаковского месторождения, содержащих трудноразделяемый жирнокислотной флотацией минеральный комплекс и отличающихся повышенным содержанием флюорита. Получение товарных флотационных концентратов основано на связывании кальция во флотационной пульпе с использованием соды, едкого натрия и триполифосфата натрия. Разработана автоклавно-мембранная технология получения из бериллиевых концентратов товарного гидроксида бериллия. Технология включает ряд последовательных операций: автоклавное вскрытие, разделение технологической суспензии после автоклавного вскрытия, очистку растворов от примесей, мембранный электродиализ щелочных растворов, гидролиз бериллата натрия с выделением гидроксида бериллия. Приведены результаты переработки полученных опытных партий бериллиевых концентратов по автоклавно-мембранной технологии.

Фенакит, бертрандит, флюорит, флотация, бериллиевый концентрат, автоклав, электролизер, флюоритовый концентрат, катионообменная мембрана, гидролиз, гидроксид бериллия

DOI: 10.15372/FTPRPI20180514 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Foley N. K., Jaskula B. W., Piatak N. M., and Ruth F. Schulte. Beryllium chapter E of critical mineral resources of the United States, Economic and Environmental Geology and Prospects for Future Supply, ed. by Schulz K. J., DeYoung J. H., Jr., Robert R. Seal II, and Dwight C., Bradley Professional. — P. 1802-E.
2. Куприянова И. И., Шпанов Е. П. Бериллиевые месторождения России. — М.: Геос, 2011. — 353 с.
3. Киенко Л. А., Саматова Л. А., Воронова О. В., Кондратьев С. А. К проблеме снижения температуры флотации при обогащении карбонатно-флюоритовых руд // ФТПРПИ. — 2010. — № 3. — С. 97 – 104.
4. Чантурия В. А., Кондратьев С. А. Закономерности флотации несульфидных минералов олеиновой кислотой // ФТПРПИ. — 2014. — № 1. — С. 162 – 170.
5. Пикалов М. Ф., Курков А. В., Пастухова И. В. Проблемы комплексной переработки бертрандит-фенакит-флюоритовых руд и способы их решения // Научные основы и современные процессы комплексной переработки труднообогатимого минерального сырья. Плаксинские чтения 2010. — М.: УРАН ИПКОН РАН, 2010. — С. 251 – 254.
6. А. с. 71683 СССР. Вскрытие фенакит-бертрандитовых концентратов / М. А. Коленкова, Т. Д. Блистанова, 1972.
7. Клушин Д. Н., Резник И. Д., Соболь С. И. Применение кислорода в цветной металлургии. — М.: Металлургия, 1973. — 240 с.
8. Николаевский В. Б., Коцарь М. Л., Матясова В. Е. Мембранный электролиз в технологии получения гидроксида бериллия // Атомная энергия. — 2017. — Т. 122. — Вып. 2. — С. 83 – 87.
9. Мазанко А. Ф., Камарьян Г. М., Ромашин О. П. Промышленный мембранный электролиз. — М.: Химия, 1982. — 240 с.
10. Ярославцев А. Б., Никоненко В. В. Ионообменные мембранные материалы: свойства, модификация и практическое применение // Рос. нанотехнологии. — 2009. — Т. 4. — № 3 – 4. — С. 33 – 53.
11. Зимин В. М., Камарьян Г. М., Мазанко А. Ф. Хлорные электролизеры. — М.: Химия, 1984. — 299 с.
12. Матясова В. Е., Николаевский В. Б., Алекберов З. М. Гидролиз бериллата натрия в технологии получения гидроксида бериллия // Атомная энергия. — 2016. — Т. 121. — Вып. 3. — С. 149 – 151.
13. Пат. 2598444 РФ. Способ получения гидроксида бериллия из бериллийсодержащих концентратов. Рег. № 2015116332, приоритет от 29.04.2015. Реестр изобретений ФИПС, бюлл. “Изобретения. Полезные модели” // Опубл. в БИ. — 2016. — № 27.

УДК 622.765 

ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИКИ МИНЕРАЛИЗАЦИИ ПУЗЫРЬКА ВОЗДУХА В СУСПЕНЗИИ ШЛАМОВЫХ ФРАКЦИЙ ПИРИТА В ДИНАМИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ
А. А. Николаев, А. Батхуяг, Б. Е. Горячев

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

Изучено влияние скорости и времени перемешивания суспензии пирита на кинетику минерализации пузырька воздуха. В качестве объекта исследования использовали пирит крупностью –0.074 + 0 мм, а в качестве собирателя — этиловый ксантогенат натрия. Установлено влияние скорости и времени перемешивания суспензии шламистого пирита на нагруженность (минерализацию) пузырька воздуха. Выявлены условия, гидродинамические режимы и время перемешивания суспензии пирита, обеспечивающие минимальную и максимальную площадь минерализации пузырька воздуха при постоянной концентрации этилового ксантогената натрия.

Кинетика минерализации, пирит, шламы, закрепление частиц на пузырьке, флотация, этиловый ксантогенат, кинетика флотации

DOI: 10.15372/FTPRPI20180515 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Kлассен B. И., Mокроусов B. A. Введение в теорию флотации. — M.: Госгортехиздат, 1959.
2. Богданов О. С., Максимов И. И., Поднек А. К., Янис Н. А. Теория и технология флотации руд. — М.: Недра, 1990. — 363 с.
3. Абрамов А. А. Технология обогащения руд цветных металлов. — М.: Недра, 1983. — 359 с.
4. Рубинштейн Ю. Б., Филиппов Ю. А. Кинетика флотации. — М.: Наука, 1980. — 367 с.
5. Чантурия В. А., Вигдергауз В. Е. Электрохимия сульфидов. Теория и практика. — М.: Руда и металлы, 2008. — 272 с.
6. Кондратьев С. А. Минерализация пузырьков во флотационном процессе // ФТПРПИ. — 2004. — № 1. — С. 99 – 107.
7. Чантурия В. А., Вигдергауз В. Е. Теория и практика повышения контрастности смачиваемости минералов // Горн. журн. — 2005. — № 4. — С. 59 – 63.
8. Кондратьев С. А. Влияние основных параметров флотации на отрыв гидрофильной частицы от пузырька // ФТПРПИ. — 2005. — № 4. — С. 94 – 101.
9. Горячев Б. Е., Наинг Лин У, Николаев А. А. Особенности флотации пирита одного из медно-цинковых месторождений Уральского региона бутиловым ксантогенатом калия и дитиофосфатом натрия // Цв. металлы. — 2014. — № 6. — С. 16 – 22.
10. Verrelli D. I., Koh P. T. L., and Nguyen A. V. Particle-bubble interaction and attachment in flotation, Chemical Engineering Science, 2011, Vol. 66, Issue 23. — P. 5910 – 5921.
11. Горячев Б. Е., Николаев А. А. Взаимосвязь физико-химических характеристик смачивания поверхности двухкомпонентных твердых тел с флотируемостью частиц с той же поверхностью // ФТПРПИ. — 2006. — № 3. — С. 103 – 111.
12. Самыгин В. Д., Григорьев П. В. Моделирование влияния гидродинамических факторов на селективность процесса флотации. Ч. 1. Влияние диаметра пузырька и диссипации турбулентной энергии // ФТПРПИ. — 2015. — № 1. — С. 145 – 152.
13. Самыгин В. Д., Григорьев П. В. Моделирование влияния гидродинамических факторов на селективность процесса флотации. Ч. 2. Влияние разделения исходного питания на крупные и мелкие фракции частиц // ФТПРПИ. — 2015. — № 2. — С. 161 – 166.
14. Николаев А. А., Петрова А. А., Горячев Б. Е. Кинетика закрепления зерен пирита на пузырьке воздуха в условиях перемешивания суспензии // ФТПРПИ. — 2016. — № 2. — С. 131 – 139.
15. Мещеряков Н. Ф. Флотационные машины и аппараты. — М.: Недра, 1982. — 200 с.

УДК 622.7; 504.7 

КОМПЛЕКСНАЯ ПЕРЕРАБОТКА ЗОЛОШЛАКОВЫХ ОТХОДОВ ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ ВОСТОЧНОГО ЗАБАЙКАЛЬЯ
В. П. Мязин, Л. В. Шумилова, К. К. Размахнин, С. А. Богидаев

Читинский филиал Института горного дела СО РАН, Е-mail: myazinvpchita@mail.ru,
ул. Александро-Заводская, 30, 672032, г. Чита, Россия
Забайкальский государственный университет,
ул. Александро-Заводская, 30, 672039, г. Чита, Россия
Иркутский национальный исследовательский технический университет,
ул. Лермонтова, 83, 664074, г. Иркутск, Россия

Актуальность исследования золошлаковых отходов, образуемых при сжигании углей топливно-энергетического комплекса Восточного Забайкалья, обусловлена необходимостью разработки высокоэффективных и экологически чистых технологий переработки с целью комплексного использования сырья. Приведены данные компонентного состава геосистемы “уголь – зола уноса – шлак – золошлак”. Выполнены специальные исследования на обогатимость золошлаковых отходов сжигания харанорских, татауровских, уртуйских углей и обоснованы основные направления их рационального использования в народном хозяйстве региона. Разработана технологическая схема комплексной переработки золошлаковых отходов тепловых электростанций для получения товарной продукции в виде ксеносфер, магнитных фракций, концентратов редких и редкоземельных элементов; попутных золошлакопродуктов, применяемых в строительной, дорожной промышленности и других сферах деятельности. Предложена поточная линия, в которой объединены принципы флотационного обогащения, магнитной и электростатической сепарации и выщелачивания, позволяющая значительно снизить негативное влияние на окружающую среду, улучшить экономические показатели предприятия, увеличить инвестиционную привлекательность тепловых электростанций.

Золошлаковые отходы, зола уноса, редкие металлы и редкоземельные элементы, попутные золошлакопродукты, ксеносферы, комплексная переработка золошлаков тепловых электростанций, поточная технологическая линия

DOI: 10.15372/FTPRPI20180516 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Государственный доклад “О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2015 году”. — М.: Минприроды России; НИА-Природа, 2016. — 639 с.
2. Салихов В. А. Перспективы извлечения ценных цветных и редких металлов из золо-шлаковых отвалов энергетических предприятий Кемеровской области // Вестн. ТГУ. — 2009. — № 327. — С. 163 – 168.
3. Сарычев Г. А., Стриханов М. Н. Освоение сырьевых и техногенных источников редкоземельных металлов, программный метод и комплексный подход к созданию производственных РЗМ-мощностей // Цв. металлы. — 2012. — № 3. — С. 5 – 12.
4. Ксенофонтов Б. С., Козодаев А. С., Таранов Р. А., Виноградов М. С., Балина А. А., Петроева Е. В. Флотационная обработка угольной золы ТЭЦ в процессах бактериального выщелачивания из нее редкоземельных металлов // Экология и пром-сть России. — 2013. — № 8. — С. 4 – 8.
5. Franus W., Wiatros-Motyka M. M., Wdowin M. Coal fly ash as a resource for rare earth elements, Environ Sci Pollut Res, Vol. 22, Issue 12, — P. 9464 – 9474.
6. Blissett R. S., Smalley N., Rowson N. A. An investigation into six coal fly ashes from the United Kingdom and Poland to evaluate rare earth element content, Fuel, 2014, Vol. 119. — P. 236 – 239.
7. Grawunder A., Merten D., Buchel G. Origin of middle rare earth element enrichment in acid mine drainage-impacted areas, Environ Sci Pollut Res, 2014, Vol. 21, Issue 11. — P. 6812 – 6823.
8. Xie F., Zhang T. A., Dreisinger D. and Doyle F. A critical review on solvent extraction of rare earths from aqueous solutions, Miner. Eng., 2014, Vol. 56. — P. 10 – 28.
9. Размахнин К. К. Переработка природных цеолитов, используемых в фильтрах ТЭС Забайкальского края // Экомониторинг. Экол. эффективность. — 2014. — № 10.
10. Шумилова Л. В. Техногенные месторождения как объекты повышенного негативного воздействия на окружающую среду // Междунар. науч. журн. Общества Науки и Творчества “Science Time № 8”. — 2014. — № 8. — С. 325 – 357.
11. Шпирт М. Я. Безотходная технология. Утилизация отходов добычи и переработки твердых горючих ископаемых. — М.: Недра, 1986. — 255 с.
12. Мязин В. П., Шумилова Л. В. Комплексное освоение угольных месторождений Забайкалья / 50 лет Российской научной школе комплексного освоения недр Земли: Материалы Междунар. науч.-практ. конф. — М: ИПКОН РАН, 2017. — С. 254 – 259.
13. Мязин В. П., Мязина В. И., Размахнин К. К., Шумилова Л. В. Золошлаковые отходы ТЭК Забайкалья — основной источник загрязнения окружающей среды и направления снижения их негативного воздействия с междунар. участием // Экология водоемов-охладителей энергетических станций / сб. материалов Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием / Забайкал. гос. ун-т [отв. ред. Г. Ц. Цыбекмитова]. — Чита: ЗабГУ, 2017. — С. 218 – 225. [Электронный ресурс] — Режим доступа: http://inrec.sbras.ru/conf_water (дата обращения 13.05.2018).
14. Пат. РФ 2340402. Поточная линия для выделения редких и редкоземельных элементов из зольных уносов тепловых электростанций / В. П. Мязин, И. П. Ихисоева, М. Я. Шпирт, В. И. Мязина, В. Г. Черкасов, Д. М. Шестернев // Опубл. в БИ. —2008. — № 34.

УДК 622.794 : 622.78 + 622.17 : 622.7.097 

МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ХАЛЬКОПИРИТА И СФАЛЕРИТА В ОТХОДАХ ОБОГАЩЕНИЯ МЕДНОКОЛЧЕДАННЫХ РУД В СВЕТЕ ПЕРСПЕКТИВ ЦЕЛЕНАПРАВЛЕННОГО ФОРМИРОВАНИЯ ТЕХНОГЕННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Е. А. Горбатова, Е. Г. Ожогина, М. В. Рыльникова, Д. Н. Радченко

Институт проблем комплексного освоения недр им. Н. В. Мельникова РАН,
E-mail: rylnikova@mail.ru, Крюковский тупик, 4, 111020, г. Москва, Россия
Всероссийский институт минерального сырья им. Н. М. Федоровского,
Старомонетный пер., 31, 119017, г. Москва, Россия

Целенаправленное формирование техногенных месторождений связано с созданием условий, при которых в ходе хранения техногенного сырья оно будет приобретать заданные технологические свойства. Это обеспечит возможность экологически безопасной разработки объектов отходов добычи и переработки сырья в будущем. Для выявления наиболее общих закономерностей формирования технологических свойств отходов обогащения медноколчеданных руд выполнены комплексные исследования минералогического состава хвостов трех обогатительных фабрик Южного Урала, перерабатывающих руды шести крупных медноколчеданных месторождений. Изучены и систематизированы кристаллохимические формулы основных рудных минералов. Определены морфологические разновидности рудных минералов. Установлено, что даже на генетически однотипных месторождениях режимы и параметры технологических процессов эксплуатации текущих хвостов обогащения зависят от исходных минералогических особенностей отходов, на базе которых осуществляется формирование техногенных месторождений. Эти особенности влияют на механизмы и этапы вторичного минералообразования в массивах формируемых техногенных месторождений.

Медноколчеданные месторождения, минералогические особенности, кристаллохимическая формула, растровая электронная микроскопия, хвосты обогащения, халькопирит, сфалерит, примесный состав, техногенные месторождения, целенаправленное формирование, комплексное освоение

DOI: 10.15372/FTPRPI20180517 

Исследования выполнены в рамках программы Президиума РАН № 39, раздел 2.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Трубецкой К. Н., Чантурия В. А., Каплунов Д. Р., Рыльникова М. В. Комплексное освоение месторождений и глубокая переработка минерального сырья. — М.: Наука, 2010. — 437 с.
2. Трубецкой К. Н., Захаров В. Н., Каплунов Д. Р., Рыльникова М. В. Эффективные технологии использования техногенных георесурсов — основа экологической безопасности освоения недр // Горн. журн. — 2016. — № 5. — С. 34 – 40.
3. Трубецкой К. Н., Рогов Е. И., Уманец В. Н. Обоснование объемов и сроков освоения техногенных месторождений // Горн. журн. — 1988. — № 2. — С. 9 – 12.
4. Трубецкой К. Н., Уманец Н. Б., Никитин В. Н. Классификация техногенных месторождений, основные категории и понятия // Горн. журн. — 1989. — № 12. — С. 6 – 9.
5. Ожогина Е. Г., Рогожин А. А. Технологическая минералогия в решении проблем комплексного освоения полезных ископаемых // Результаты фундаментальных и прикладных исследований по разработке методик технологической оценки руд металлов и промышленных минералов на ранних стадиях геологоразведочных работ: сб. статей по материалам докладов I Рос. семинара по технол. минералогии. — Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2006. — С. 17 – 21.
6. Ожогина Е. Г., Рогожин А. А. Прогнозная оценка минерального сырья методами прикладной минералогии // Прогнозная оценка технологических свойств полезных ископаемых методами прикладной минералогии: сб. статей по материалам докладов VII Рос. семинара по технол. минералогии. — Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2013. — С. 46 – 49.
7. Alan R. and Alan L. Determination of trace elements in geological samples by inductively coupled plasma source mass spectrometry, Spectrochimica Acta, Part B: Atomic Spectroscopy, 1985, Vol. 40, Issues 1 – 2. — P. 115 – 122.
8. Yin Xue-Bo, Zhigang Zeng, and Li San-Zhong. Determination of trace elements in sulfide samples by inductively coupled plasma-mass spectrometry, Chinese J. of Analytical Chemistry, 2011, 39 (8). — P. 1228 – 1232.
9. Subramanian S., Tammishetti V., and Pradip B. R. Concurrent reconciliation of chemical and mineral assays for mineral processing circuits, Int. J. of Min. Proc., 2015, Vol. 146. — P. 1 – 9.
10. Schena G., Piller M., and Zanin M. Discrete X-ray tomographic reconstruction for fast mineral liberation spectrum retrieval, Int. J. of Min. Proc., 2016, Vol. 145. — P. 1 – 6.
11. Горбатова Е. А., Емельяненко Е. А. Технологическая характеристика хвостов обогащения Учалинского горно-обогатительного комбината // Комбинированная геотехнология: Комплексное освоение и сохранение недр Земли: сб. тр. Междунар. науч.-техн. конф., г. Екатеринбург, 2009. — Магнитогорск: МГТУ им. Г. И. Носова, 2011. — С. 84 – 91.
12. Горбатова Е. А., Горбатова Е. А. Морфоструктурные особенности отходов обогатительного передела // Разведка и охрана недр. — 2013. — № 7. — С. 38 – 42.
13. Ожогина Е. Г., Горбатова Е. А. Влияние морфоструктурного состава отходов обогащения руд цветных металлов на извлечение ценных компонентов при их гидрометаллургическом переделе // Вестн. МГТУ им. Г. И. Носова. — 2012. — № 1. — С. 10 – 12.
14. Шадрунова И. В., Радченко Д. Н. Совместная утилизация хвостов обогащения медно-цинковых руд и гранулированных шлаков медной плавки // ГИАБ. — 2003. — № 11. — С. 219 – 222.
15. Рыльникова М. В., Горбатова Е. А., Емельяненко Е. А. Условия и процессы вторичного минералообразования при эксплуатации медно-колчеданных месторождений. — М.: ИПКОН РАН, 2009. — 189 с.
16. Пат. 2328536 РФ. Состав шихты для получения окатышей для серно-кислотного выщелачивания текущих и лежалых хвостов обогащения медноколчеданных руд и способ получения окатышей с его использованием / М. В. Рыльникова, Д. Н. Радченко, И. А. Абдрахманов, А. Ф. Илимбетов. Приоритет от 25.09.2006 г. Заявка 2006133985/02. Патентообладатель: Учалинский горно-обогатительный комбинат.
17. Рыльникова М. В., Радченко Д. Н., Илимбетов А. Ф., Звягинцев А. Г. Опытно-промышленная апробация технологии выщелачивания отходов переработки медноколчеданных руд // ГИАБ. — 2008. — № 2. — С. 293 – 301.
18. Зотеев О. В., Калмыков В. Н., Гоготин А. А., Проданов А. Н. Основные положения методики выбора технологии складирования отходов обогащения руд в подработанных подземными рудниками карьерах и зонах обрушения // Горн. журн. — 2015. — № 11. — С. 57 – 61.
19. Ахмедьянов И. Х., Красавин В. П., Данилов О. Н., Григорьев В. В., Калмыков В. Н. Горнотехническая рекультивация учалинского карьера с использованием обезвоженных хвостов обогащения // Горн. журн. — 2014. — № 7. — С. 24 – 29.

НОВЫЕ МЕТОДЫ И ПРИБОРЫ В ГОРНОМ ДЕЛЕ

УДК 622.235 

РАЗРАБОТКА СТЕНДА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ФИЛЬТРАЦИИ МЕТАНА В УГОЛЬНЫХ ОБРАЗЦАХ
М. В. Курленя, М. Н. Цупов, А. В. Савченко

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

Предложена лабораторная установка и методика для исследования интенсификации выделения метана из угольных образцов при воздействии волновыми полями, что способствует увеличению скорости дегазации. Создано вспомогательное оборудование, позволяющее доставлять керны угля из шахт и учитывать объем свободно выделившегося из них метана.

Стенд, вибровоздействие, уголь, углеметан, дегазация

DOI: 10.15372/FTPRPI20180518 

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. “Газпром добыча Кузнецк” сегодня [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://kuznetsk-dobycha.gazprom.ru/about/today/ (дата обращения 03.09.2018).
2. Сторонский Н. М., Хрюкин В. Т., Митронов Д. В., Швачко Е. В. Нетрадиционные ресурсы метана угленосных толщ // Рос. хим. журн. — 2008. — Т. LII. — № 6. — C. 63 – 72.
3. Гидравлический разрыв пласта (ГРП). [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://neftegaz.ru/tech_library/view/4421-Gidravlicheskiy-razryv-plasta-GRP (дата обращения 03.09.2018).
4. Пучков Л. А., Сластунов С. В., Коликов К. С. Извлечение метана из угольных пластов. — М.: МГГУ, 2002. — 383 с.
5. Дуган Т., Арнольд Э. GAS! Страницы истории добычи угольного метана в бассейне Сан-Хуан. — М.: GBM Partners, 2008. — 186 с.
6. Клишин В. И., Зворыгин Л. В., Лебедев А. В., Савченко А. В. Проблемы безопасности и новые технологии подземной разработки угольных месторождений. — Новосибирск: Новосибирский писатель, 2011. — 524 с.
7. Павленко М. В., Гурьев С. В., Лопухов Г. П., Юров А. А. Дегазация угольных пластов с использованием наземных сейсмоисточников // Горн. журн. — 2015. — № 1. — С. 42 – 46.
8. Филимонов П. Е., Бокий Б. В., Чередникова В. В., Софийский К. К., Силин Д. П., Агаев Р. А., Швец И. С. Повышение эффективности поверхностных дегазационных скважин с применением пневмогидродинамического и электроразрывного воздействий // Геотехническая механика: межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вып. 102. — С. 7 – 18.
9. Li С., Ai D., Sun X., and Xie B. Crack identification and evolution law in the vibration failure process of loaded coal, J. of Geoph. and Eng., 2017, Vol. 14, No. 4. — Р. 975 – 986.
10. Liu G., Liu Z., Feng J., Song Z., and Liu Z. Experimental research on the ultrasonic attenuation mechanism of coal, J. of Geoph. and Eng., 2017, Vol. 14, No. 3 — Р. 502 – 512.
11. Курленя М. В., Громов А. М., Дегтярева Н. В., Сердюков С. В., Ткач Х. Б. Стенд для исследования нелинейного взаимодействия физических полей и нефтегазового пласта // ФТПРПИ. — 2001. — № 2. — С. 98 – 104.
12. АО “Геологика” [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.geologika.ru/ (дата обращения 03.09.2018).
13. Zhao Y., Wu J., Zhang P., and Xiao P. Approximate relationship of coal bed methane and magnetic characteristics of rock via magnetic susceptibility logging, J. of Geoph. and Eng., 2012, Vol. 9. No. 1. — P. 98 – 104.
14. Feng Y., Yang W., and Chu W. Coalbed methane adsorption and desorption characteristics related to coal particle size, Chin. Phys. B., 2016, Vol. 25, No. 6, P. 068102.
15. Усов О. А., Минеев С. П., Дякун Р. А., Трохимец Н. Я., Поляков Ю. Е., Янжула А. С., Рудь В. П. Лабораторные исследования двумерной фильтрации воды через угольные образцы // Форум горняков: материалы междунар. науч.-практ. конф., 4 – 7 октября 2017 г. — Днепр: НГУ, 2017. — С. 298 – 307.
16. Maloney D. NBU routine core analyses and sonic core tests in support of seismic recovery, LLC’s field demonstration project, Enhanced oil recovery with downhole vibration stimulation in Osage County Oklahoma, Final Report, Appendix E, 2003.

УДК 622.1:528.7:528.9 

МЕТОДИКА МАРКШЕЙДЕРСКОЙ СЪЕМКИ ДЕФОРМАЦИЙ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ШАХТНОГО ПОЛЯ
Д. В. Дорохов, Ф. К. Низаметдинов, С. Г. Ожигин, С. Б. Ожигина

Карагандинский государственный технический университет,
E-mail: niz36@mail.ru, бульвар Мира, 56, 100027, г. Караганда, Казахстан

Рассмотрены варианты применения дистанционных технологий измерений, таких как лазерное сканирование и аэрофотосъемка. На основе мирового опыта в области фотограмметрии предложена методика съемки с использованием фотокамеры, квадрокоптера, электронного тахеометра и соответствующего программного обеспечения. Установлены причины возникновения погрешностей и требования к точности выполнения съемных работ при определении положений точек в плане и по высоте. Проведена экспериментальная апробация предложенной методики с оценкой точности полученных данных в условиях шахты “Соколовская” АО “Соколовско-Сарбайского горно-обогатительного производственного объединения”.

Геомеханический мониторинг, маркшейдерская съемка, сдвижение горных пород, просадки дневной поверхности, подземные горные работы, фотограмметрия, квадрокоптер, трехмерная модель, погрешность, оценка точности измерений

DOI: 10.15372/FTPRPI20180519 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Барсуков И. В., Морин С. В. Геомеханическое и маркшейдерское обеспечение безопасной эксплуатации зданий и сооружений, возводимых на подработанных территориях ликвидированных шахт // Горная геомеханика и маркшейдерское дело: сб. науч. тр.— СПб.: ВНИМИ, 2009. — С. 198 – 203.
2. Охрана недр и геолого-маркшейдерский контроль. Инструкция по производству маркшейдерских работ / Федеральный горный и промышленный надзор России. — М.: ФГУП НТЦ Промышленная безопасность, 2004. — 120 с.
3. Инструкция по топографической съемке в масштабах 1:5000, 1:2000, 1:1000 и 1:500 / ГУГК. — М.: Недра, 1983. — 98 с.
4. Попов В. Н., Ворковастов К. С., Столчнев В. Г., Руденко В. В., Алферов А. Ю., Макурин А. Б. Маркшейдерские работы на карьерах и приисках: справочник. — М.: Недра, 1989. — 424 с.
5. Желтышева О. Д. Применение технологии лазерного сканирования для мониторинга деформаций зданий и сооружений // Геомеханика в горном деле: докл. науч.-техн. конф. (Екатеринбург, 12 – 14 октября 2011 г.). — Екатеринбург: ИГД УрО РАН, 2012. — С. 189 – 194.
6. Ожигин Д. С. Обеспечение устойчивости откосов борта разреза в зоне бестранспортной отработки вскрыши // Труды КарГТУ. — 2017. — № 4 (69). — С. 68 – 72.
7. Токунжин Е. Н., Ростов С. А., Ожигин С. Г., Ожигина С. Б. Геомеханический мониторинг с использованием современных методов измерений // Труды междунар. форума. Инновационные технологии в геодезии, маркшейдерии и геотехнике: сб. науч. тр. (Караганда, 14 – 15 сентября 2017 г.). —Караганда: Изд-во КарГТУ, 2017. — С. 103 – 109.
8. Meng X., Wang L., Silvan-Cardenas J. L., and Currit N. A multi-directional ground filtering algorithm for airborne LIDAR, ISPRS J. of Photogrammetry and Remote Sensing, 2009, Vol. 64, No. 1 — P. 117 – 124.
9. Sanchez F., Royo B., and Meloni F. InSAR ground motion monitoring for mining areas // Труды междунар. форума. Инновационные технологии в геодезии, маркшейдерии и геотехнике: сб. науч. трудов (Караганда, 14 – 15 сентября 2017 г.). — Караганда: Изд-во КарГТУ, 2017. — С. 15 – 21.
10. Daakir M., Pierrot-Deseilligny M., Bosser P., Pichard F. UAV onboard photogrammetry and GPS positioning for earthworks, Proc. ISPRS Geospatial Week (La Grande Motte, France, 28 Sep. – 03 Oct. 2015), The Int. Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 2015, Vol. XL-3/W3. — P. 293 – 298.
11. Blaha M., Eisenbeiss H., Grimm D., and Limpach P. Direct georeferencing of UAVs, The Int. Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 2011, Vol. XXXVIII-1/C22. — P. 131 – 136.
12. Руководство пользователя Agisoft PhotoScan: Professional Edition, версия 1.2.AgisoftLLC, 2016. — 113 с. (http//www.agisoft.com/pdf/photoscan-pro_1_2_ru.pdf) (дата обращения 20.03.2018).
13. PHANTOM 4 Инструкция по эксплуатацииV1.2 // DJI, 2016. — 65 c. — (https://dl.djicdn.com/ downloads/phantom_4/en/Phantom_4_User_Manual_ru_v1.2.pdf) (дата обращения 20.03.2018).
14. Ожигин С. Г., Низаметдинов Ф. К., Ожигина С. Б. Маркшейдерское обеспечение устойчивости прибортовых массивов. Система мониторинга состояния устойчивости карьерных откосов. — Саарбрюккен: LAP LAMBERT Academic Publishing, 2015. — 316 с.
15. Низаметдинов Ф. К., Ожигин С. Г., Ожигина С. Б., Долгоносов В. Н., Радей К., Станькова Г. Мониторинг состояния откосов уступов и бортов карьеров — Здибы.: Научно-исследовательский геодезический, топографический и картографический институт, 2015. — 350 с.
16. Teeuw R., Whiteside M., McWilliam N., and Zukowskyj P. Field Techniques: GIS, GPS and Remote Sensing, London: Geography Outdoors Royal Geographical Society (with IBG), 2005. — 368 с.

  Версия для печати