ФТПРПИ №1, 2019. Аннотации.

ГЕОМЕХАНИКА

УДК 539.421 

ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ ТРЕЩИНЫ ГИДРОРАЗРЫВА ВБЛИЗИ СВОБОДНОЙ ПОВЕРХНОСТИ В ИЗОТРОПНОЙ ПОРОУПРУГОЙ СРЕДЕ
А. В. Азаров, М. В. Курленя, С. В. Сердюков, А. В. Патутин

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

Представлены результаты численного моделирования развития осесимметричной трещины гидроразрыва в изотропной пороупругой среде вблизи свободной поверхности. Для решения задачи использовался расширенный метод конечных элементов, основанный на применении фантомных узлов и когезионной модели разрушения материала. Рассчитаны траектории распространения трещины на различных удалениях от свободной поверхности при закачке определенного объема рабочей жидкости с учетом ее утечек. Исследовано влияние непроницаемой границы на распространение разрыва.

Гидравлический разрыв, математическое моделирование, утечки рабочей жидкости, поровое давление

DOI: 10.15372/FTPRPI20190101 

Исследование выполнено за счет гранта РФФИ и Правительства Новосибирской области (проект № 17–45–540686 р_а).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Cai M., Peng H., and Ji H. New development of hydraulic fracturing technique for in-situ stress measurement at great depth of mines, J. University of Sci. and Technol. Beijing, Mineral, Metallurgy, Material, 2008, Vol. 15, No. 1. — P. 665 – 670.
2. Сердюков С. В., Курленя М. В., Патутин А. В. К вопросу об измерении напряжений в породном массиве методом гидроразрыва // ФТПРПИ. — 2016. — № 6. — С. 6 – 14.
3. Рубцова Е. В., Скулкин А. А. О методах косвенного определения величины давления запирания трещины при измерительном гидроразрыве // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2016. Междунар. науч. конф. “Недропользование. Горное дело. Направления и технологии поиска, разведки и разработки месторождений полезных ископаемых. Геоэкология”: сб. материалов в 4 т. Т. 3. — Новосибирск: СГУГиТ, 2016. — C. 266 – 271.
4. Pavlov V. A., Serdyukov S. V., Martynyuk P. A., Patutin A. V. Optimisation of borehole-jack fracturing technique for in situ stress measurement, Int. J. Geotech. Eng., 2017. DOI: 10.1080/19386362.2017.1363347.
5. Леконцев Ю. М., Сажин П. В. Технология направленного гидроразрыва пород для управления труднообрушающимися кровлями в очистных забоях и дегазации угольных пластов // ФТПРПИ. — 2014. — № 5. — C. 137 – 142.
6. Fan J., Dou L., He H., Du T., Zhang S., Gui B., Sun X. Directional hydraulic fracturing to control hard-roof rockburst in coal mines, Int. J. Min. Sci. Technol., 2012, Vol. 22, No. 2. — P. 177 – 181.
7. Jeffrey R., Mills K., and Zhang X. Experience and results from using hydraulic fracturing in coal mining, Proc. 3rd Int. Workshop on Mine Hazards Prevention and Control, Brisbane, 2013. — P. 110 – 116.
8. Родин Р. И., Плаксин М. С. Особенности повышения газопроницаемости угольных пластов // Вестн. Научного центра по безопасности работ в угольной промышленности. — 2016. — № 1. — С. 42 – 48.
9. Курленя М. В., Шилова Т. В., Сердюков С. В., Патутин А. В. Герметизация дегазационных скважин угольных пластов методом барьерного экранирования // ФТПРПИ. — 2014. — № 4. — C. 189 – 194.
10. Hillerborg A., Modeer M., Petersson P. E. Analysis of crack formation and crack growth in concrete by means of fracture mechanics and finite elements, Cement and Concrete Research, 1976, Vol. 6, No. 6. — P. 773 – 781.
11. Ortiz M., Pandolfi A. Finite deformation irreversible cohesive elements for three dimensional crack propagation analysis, Int. J. Numerical Methods in Engineering, 1999, Vol. 44, No. 9. — P. 1267 – 1282.
12. Carrier B., Granet S. Numerical modeling of hydraulic fracture problem in permeable medium using cohesive zone model, Engineering Fracture Mechanics, 2012, Vol. 79. — P. 312 – 328.
13. Song J. H., Areias P. M. A., Belytschko T. A method for dynamic crack and shear band propagation with phantom nodes, Int. J. Numerical Methods in Engineering, 2006, Vol. 67, No. 6. — P. 868 – 893.
14. Sukumar N., Prevost J. H. Modeling quasi-static crack growth with the extended finite element method Part I: Computer implementation, Int. J. Solids and Structures, 2003, Vol. 40, No. 26. — P. 7513 – 7537.
15. Belytschko T., Chen H., Xu J., Zi G. Dynamic crack propagation based on loss of hyperbolicity and a new discontinuous enrichment, Int. J. Numerical Methods in Engineering, 2003, Vol. 58, No. 12. — P. 1873 – 1905.
16. Salimzadeh S., Khalili N. A three-phase XFEM model for hydraulic fracturing with cohesive crack propagation, Computers and Geotechnics, 2015, Vol. 69. — P. 82 – 92.
17. Irwin G. R. Analysis of stresses and strains near the end of a crack traversing a plate, SPIE Milestone Series, 1997, Vol. 137. — P. 167 – 170.
18. Zhao H., Wang X., Liu Z., Yan Y., Yang H. Investigation on the hydraulic fracture propagation of multilayers-commingled fracturing in coal measures, J. Petroleum Sci. and Engineering, 2018, Vol. 167. — P. 774 – 784.
19. Gray I., Zhao X., Liu L. Mechanical properties of coal measure rocks containing fluids at pressure, Сoal Operators’ Conf., Wollongong, Australia, 2018. — P. 195 – 204.
20. Fan C., Li S., Luo M., Yang Z., Lan T. Numerical simulation of hydraulic fracturing in coal seam for enhancing underground gas drainage, Energy Exploration & Exploitation, 2019, Vol. 37, No. 1. — P. 166 – 193.
21. Bunger A. P. Near-surface hydraulic fracture, University of Minnesota, 2005.
22. Шер Е. Н., Михайлов А. М. Моделирование роста осесимметричных трещин при взрыве и гидроразрыве вблизи свободной поверхности // ФТПРПИ. — 2008. — № 5. — C. 53 – 61.
23. Сердюков С. В., Шилова Т. В., Дробчик А. Н. Полимерный изоляционный состав для создания противофильтрационных экранов в породном массиве // ФТПРПИ. — 2016. — № 4. — С. 196 – 203.

УДК 539.3 

МАКСИМАЛЬНАЯ ПРОЧНОСТЬ ВЫРАБОТКИ В ГОРНОМ МАССИВЕ, ОСЛАБЛЕННОМ ТРЕЩИНОЙ
В. М. Мирсалимов

Азербайджанский технический университет,
E-mail: mir-vagif@mail.ru, просп. Г. Джавида, 25, AZ1073, г. Баку, Азербайджан
Институт математики и механики НАН Азербайджана,
ул. Б. Вахабзаде, 9, г. Баку, Азербайджан

На основе принципа равнопрочности и минимизации коэффициентов интенсивности напряжений проведен теоретический анализ по определению формы выработки в массиве, обеспечивающей максимальную прочность. Предложен критерий и метод решения задачи по предотвращению разрушения горного массива с выработкой при действии тектонических и гравитационных усилий. Построена замкнутая система алгебраических уравнений, позволяющая обеспечить минимизацию коэффициентов интенсивности напряжений в зависимости от механических и геометрических характеристик горного массива.

Горный массив, выработка максимальной прочности, трещина, коэффициенты интенсивности напряжений, минимизация напряженного состояния

DOI: 10.15372/FTPRPI20190102 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Черепанов Г. П. Обратная упругопластическая задача в условиях плоской деформации // Механика и машиностроение. — 1963. — № 2. — С. 57 – 60.
2. Куршин Л. М., Оноприенко П. Н. Определение форм двухсвязных сечений стержней максимальной крутильной жесткости // ПММ. — 1976. — Т. 40. — Вып. 6. — С. 1078 – 1084.
3. Черепанов Г. П. Обратная задача теории упругости // ПММ. — 1974. — Т. 38. — С. 963 – 979.
4. Мирсалимов В. М. Об оптимальной форме отверстия для перфорированной пластины при изгибе // ПМТФ. — 1974. — Т. 15. — № 6. — С. 133 – 136.
5. Мирсалимов В. М. Обратная задача теории упругости для анизотропной среды // ПМТФ. — 1975. — Т. 16. — № 4. — С. 190 – 193.
6. Баничук Н. В. Условия оптимальности в задаче отыскания форм отверстий в упругих телах // ПММ. — 1977. — Т. 41. — Вып. 5. — С. 920 – 925.
7. Баничук Н. В. Оптимизация форм упругих тел. — М.: Наука, 1980. — 256 с.
8. Мирсалимов В. М. Обратная двоякопериодическая задача термоупругости // Механика твердого тела. — 1977. — Т. 12. — № 4. — С. 147 – 154.
9. Vigdergauz S. B. Integral equations of the inverse problem of the theory of elasticity, J. Appl. Math. Mech., 1976, Vol. 40, No. 3. — P. 518 – 522.
10. Wheeler L. T. On the role of constant-stress surfaces in the problem of minimizing elastic stress concentration, Int. J. of Solids and Structures, 1976, Vol. 12, Issue 11. — P. 779 – 789.
11. Vigdergauz S. B. On a case of the inverse problem of two-dimensional theory of elasticity, J. Appl. Math. and Mech., 1977, Vol. 41, No. 5. — P. 902 – 908.
12. Мирсалимов В. М. Равнопрочная выработка в горном массиве // ФТПРПИ. — 1979. — Т. 15. — № 4. — С. 24 – 28.
13. Wheeler L. T. On optimum profiles for the minimization of elastic stress concentration, ZAMM, 1978, Vol. 58, No. 6. — P. T235 – T236.
14. Wheeler L. T. Stress minimum forms for elastic solids, ASME. Appl. Mech. Rev., 1992, Vol. 45. — P. 1 – 12.
15. Сherepanov G. P. Optimum shapes of elastic solids with infinite branches, J. Appl. Mech. ASME, 1995, Vol. 62, No. 2. — P. 419 – 422.
16. Savruk M. P. and Kravets V. S. Application of the method of singular integral equations to the determination of the contours of equistrong holes in plates, Materials Sci., 2002, Vol. 38, No. 1. — P. 34 – 46.
17. Burchill M. and Heller M. Optimal free-form shapes for holes in flat plates under uniaxial and biaxial loading, J. of Strain Analysis for Engineering Design, 2004, Vol. 39, No. 6. — P. 595 – 614.
18. Мир-Салим-заде М. В. Определение формы равнопрочного отверстия в изотропной среде, усиленной регулярной системой стрингеров // Материалы, технологии, инструменты. — 2007. — Т. 12. — № 4. — С. 10 – 14.
19. Vigdergauz S. Simply and doubly periodic arrangements of the equi-stress holes in a perforated elastic plane: The single-layer potential approach, Math. Mech. Solids, 2018, Vol. 23, No. 5. — P. 805 – 819.
20. Сherepanov G. P. Optimum shapes of elastic bodies: equistrong wings of aircrafts and equistrong underground tunnels, J. of Physical Mesomechanics, 2015, Vol. 18, No. 4. — P. 391 – 401.
21. Черепанов Г. П. Одна обратная задача теории упругости // Механика твердого тела. — 1966. — № 3. — С. 119 – 130.
22. Шерман Д. И. Упругая весомая полуплоскость, ослабленная отверстием эллиптической формы, достаточно близко расположенным от ее границы // Проблемы механики сплошной среды. — М.: Изд-во АН СССР, 1961. — С. 527 – 563.
23. Мусхелишвили Н. И. Некоторые основные задачи математической теории упругости. — М.: Наука, 1966. — 707 с.
24. Панасюк В. В., Саврук М. П., Дацышин А. П. Распределение напряжений около трещин в пластинах и оболочках. — Киев: Наук. думка, 1976. — 443 с.
25. Мирсалимов В. М. Разрушение упругих и упругопластических тел с трещинами. — Баку: Элм, 1984. — 124 с.
26. Каландия А. И. Математические методы двумерной упругости. — М.: Наука, 1973. — 304 с.

УДК 622.812:622.814:533 

МОДЕЛИРОВАНИЕ УДАРНО-ВОЛНОВЫХ ПРОЦЕССОВ В ВЫРАБОТКЕ С ПРОНИЦАЕМЫМИ ПРЕГРАДАМИ
В. М. Фомин, Б. В. Постников, В. А. Колотилов, В. С. Шалаев, Ю. В Шалаев, Н. Ф. Флоря

Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН,
E-mail: fomin@itam.nsc.ru, ул. Институтская, 4/1, 630090, г. Новосибирск, Россия
Новосибирский государственный университет,
E-mail: b.postnikov@nsu.ru, ул. Пирогова, 1, 630090, г. Новосибирск, Россия
ООО “Научно-производственное предприятие “Шахтпожсервис”,
E-mail: florya@shps.ru, ул. Кирова, 32, 650000, г. Кемерово, Россия

Представлены результаты численного моделирования распространения интенсивной ударной волны после взрыва в горной выработке с установленным проницаемым заслоном. Задача решена в рамках равновесной невязкой постановки без учета химических реакций с осреднением состава атмосферы в выработке. Показано, что для заслона, состоящего из четырех одинаковых проницаемых преград, расположенных в лабиринтном порядке, набегающая ударная волна оказывает наибольшее силовое воздействие на первую преграду. В результате ослабления ударно-волнового фронта на ней, остальные преграды нагружены значительно меньше. Для снижения пиковых нагрузок на силовой каркас следует снижать площадь фронтальных плоских поверхностей металлоконструкций.

Ударная волна, горная выработка, взрыв, проницаемая преграда

DOI: 10.15372/FTPRPI20190103 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Курленя М. В., Скрицкий В. А. Взрывы метана на высокопроизводительных участках угольных шахт и причины их возникновения // ФТПРПИ. — 2017. — № 5. — С. 71 – 78.
2. Абрамов В. В., Брилев М. Г., Абрамов О. В. Возможно ли избежать крупных аварий в угольных шахтах? // Безопасность труда в пром-ти. — 2018. — № 7. — С. 48 – 53.
3. Пат. 2400633 РФ. Система локализации и подавления взрывов метановоздушных смесей и/или угольной пыли в сети горных выработок / В. С. Шалаев, А. В. Шалаев, Ю. В. Шалаев; заявл. 15.06.2009 // Опубл. в БИ. — 2010. — № 27. — С. 9.
4. Шалаев В. С., Шалаев Ю. В., Флоря Н. Ф. Средства взрывозащиты горных выработок угольных шахт и их испытания // Безопасность труда в пром-сти. — 2015. — № 5. — С. 46 – 49.
5. Шейдеггер А. Э. Физика течения жидкостей через пористые среды. — М.: Гос. науч.-техн. изд-во нефт. и горн. лит-ры, 1960. — 254 с.
6. Белов С. В. Пористые проницаемые материалы. — М.: Металлургия, 1987. — 335 с.
7. Миронов С. Г., Колотилов В. А., Маслов А. А. Экспериментальное исследование фильтрационных характеристик высокопористых ячеистых материалов // Теплофизика и аэромеханика. — 2015. — Т. 22. — № 5. — С. 599 – 607.
8. Постников Б. В., Ломанович К. А., Пономаренко Р. А. Воздействие газопроницаемых материалов с изменяемой пористостью на отрывное течение при сверхзвуковом обтекании прямого уступа // Теплофизика и аэромеханика. — 2018. — Т. 25. — № 2. — С. 199 – 205.
9. Кикоин И. К. Таблицы физических величин. — М.: Атомиздат, 1976. — 1008 с.

УДК 622.33.013.3 

ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНОЙ ВЫСОТЫ СЕКЦИИ МЕХАНИЗИРОВАННОЙ КРЕПИ С УЧЕТОМ НАПРЯЖЕНИЙ В КРОВЛЕ
М. Э. Еткин, Ф. Симсир

Университет Девятого Сентября, Инженерный факультет, кафедра Горного Дела,
E-mail: mustafa.yetkin@deu.edu.tr, 353900, г. Бука-Измир, Турция

Рассмотрено применение длинностолбовой системы разработки с рабочей высотой секций механизированной крепи для пласта, мощность которого достигает 7.3 м. Увеличение рабочей высоты требует повышения их несущей способности. Решена задача безопасного удержания нагрузок кровли и их передача на почву выработки. Выполнен анализ напряжений в кровле при различной рабочей высоте длинного забоя. Для определения наиболее подходящей рабочей высоты крепи рассчитаны средние распределения нагрузок. На основе математического моделирования работы механизированных крепей в шести различных забоях установлены оптимальные ее параметры с учетом свойств горных пород, их напряженного состояния и выработанного пространства.

Механизированная крепь, рабочая высота, численное моделирование

DOI: 10.15372/FTPRPI20190104 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Peng S. S., Chiang H. S. Longwall mining, NY, Wiley, 1984.
2. Simsir F. and Ozfirat M. K. Determination of the most effective longwall equipment combination in longwall top coal caving (LTCC) method by simulation modelling, Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 2008, Vol. 45, No. 6. — P. 1015 – 1023.
3. Vakili A. and Hebblewhite B. K. A new cavability assessment criterion for Longwall Top Coal Caving, Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 2010, Vol. 47, No. 8. — P. 1317 – 1329.
4. Ghosh A. K. and Gong Y. Improving coal recovery from longwall top coal caving, J. Mines, Met. Fuels, 2014, Vol. 62, No. 3. — P. 51 – 64.
5. Wang J. Development and prospect on fully mechanized mining in Chinese coal mines, Int. J. Coal Sci. Technol., 2014, Vol. 1, No. 3. — P. 253 – 260.
6. 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.
7. Kumar R., Singh A. K., Mishra A. K., and Singh R., Underground mining of thick coal seams, Int. J. Min. Sci. Technol., 2015, Vol. 25, No. 6. — P. 885 – 896.
8. Simsir F. Underground mining methods, Izmir, DEU Publications, 2015.
9. Boutrid A., Cherif Djouamaa M., Chettibi M., Bouhedja A., and Talhi K. Design of a model powered support system in Kenadsa mine (Algeria), J. Min. Sci., 2016, Vol. 52, No. 1. — P. 78 – 86.
10. Wang J. C. Fully mechanized longwall top coal caving technology in China and discussion on issues of further development, Coal Sci. Technol., 2005, Vol. 35, No. 1. — P. 14 – 17.
11. Wang J. C. Theory and technology in mining thick coal seams, Beijing: Metallurgical Industry Press, 2009. — P. 23 – 36.
12. Zhao H. Z. The control and mechanism of rib spalling in large mining face, The Mine Pressure, 1989, No. 2. — P. 27 – 29.
13. Yuan Y., Tu S. H., and Wu Q. Mechanics of rib spalling of high coal walls under fully-mechanized mining, Min. Sci. Technol., 2011, Vol. 21, No. 1. — P. 129 – 133.
14. Yuan Y., Tu S. H., and Ma X. T. Coal wall stability of fully mechanized working face with great mining height in “three soft” coal seam and its control technology, J. Min. Saf. Eng., 2012, Vol. 29, No. 1. — P. 22 – 25.
15. Wang J. C., Yang Y. C., and Kong D. Z. Failure mechanism and grouting reinforcement technique of large mining height coal wall in thick coal seam with dirt band during topple mining, J. Min. Saf. Eng., 2014, Vol. 31, No. 6. — P. 832 – 837.
16. Yetkin M. E., Simsir F., Ozf?rat M. K., Ozf?rat P. M., and Yenice H. A fuzzy approach to selecting roof supports in longwall mining, S. Afr. J. Ind. Eng., 2016, Vol. 27, No. 1. — P. 162 – 177.
17. Destanoglu N., Taskin F. B., Tastepe M., and Ogretmen S. Omerler mechanized longwall application, Turkish Coal Administration, 2000, Ankara (in Turkish).
18. 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, No. 2. — P. 219 – 235.
19. Ozfirat M. K. Investigations on determining and decreasing the coal loss at fully-mechanized production in Omerler underground coal mine, PhD Thesis, Institute of Natural and Applied Sciences, Dokuz Eylul University, 2007, Izmir (in Turkish).
20. RocData, 5.0. Rock, soil and discontinuity strength analysis, Version 5.0, 2014.
21. Verma A. K. and Deb D. Numerical analysis of an interaction between hydraulic-powered support and surrounding rock strata, 2013, Int. J. Geomech., Vol. 13, No. 2. — P. 181 – 192.
22. Phase2, Version 8.020–2014, Rocscience Inc., Toronto, Ontario, Canada.

РАЗРУШЕНИЕ ГОРНЫХ ПОРОД

УДК 622.74 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА ОТБИТОЙ ГОРНОЙ ПОРОДЫ
Т. Фрасзцзак, Т. Мютце, Б. Люхац, О. Ортлепп, У. А. Пойкер

Институт машиностроения и переработки полезных ископаемых Технического университета Фрайбергской горной академии, E-mail: Tony.Fraszczak@mvtat.tu-freiberg.de, Агриколаштрассе, 1, 09599, г. Фрайберг, Германия
Институт технологии чугуна и стали Технического университета Фрайбергской горной академии,
Ляйпцигерштрассе, 34, г. Фрайберг, Германия
ООО “Вюншендорфский доломитовый завод”, Вюншендорф/Эльстер,
Герарштрассе, 34, г. Вюншендорф, Германия

Определение гранулометрического состава отбитой при массовых взрывах горной породы невозможно с помощью аналитической ситовой установки, которая дает достоверные результаты в диапазоне от 63 мкм до 125 мм. Другие сложные методы часто недоступны для измерения частиц в операциях с крупнозернистым материалом в горных работах среднего масштаба. Предложен альтернативный малозатратный метод изучения размеров кусков отбитой породы, который может охватывать диапазон с наименьшей границей 63 мкм без верхнего предела размера. Для определения полного ситового эквивалента гранулометрического состава отбитых кусков доломита использованы три метода. Сравнение результатов технического просеивания показывает, что предложенный метод дает хорошую аппроксимацию распределения по размерам, улучшая возможности проектирования оборудования для переработки полезных ископаемых.

Взрывная отбойка, гранулометрический состав, доломит, ситовая установка, щековая дробилка

DOI: 10.15372/FTPRPI20190105 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Gorenjski T. Mineralien und Edelsteine, Klagenfurt, Neuer Kaiser Verlag, 1998.
2. Vogt W., Assbrock O., Havermann T. Automatic image analysis of blasted debris, Gluckauf, 1994, Vol. 130, No. 6. — P. 388 – 394.
3. Bagde M. N., Raina A. K., Chakraborty A. K., Jethwa J. L. Rock mass characterization by fractal dimension, Eng. Geol., 2002, 63, 1 – 2. — P. 141 – 155.
4. Sameit B., Ziraknejad N., Azmin A., Bell I., Chow E., Tafazoli S. A portable device for mine face rock fragmentation analysis, Min. Eng., 2015, Vol. 67, No. 1. — P. 16 – 23.
5. Kanchibotla S. S., Valery W. and Morrell S. Modelling fines in blast fragmentation and its impact on crushing and grinding, Proc. of Explo ’99, 1999. — P. 137 – 144.
6. Cho S. H., Nishi M., Yamamoto M., Kaneko K. Fragment size distribution in blasting, Mater. Trans., 2003, Vol. 44, No. 5. — P. 951 – 956.
7. Schubert H. Aufbereitung fester mineralischer Rohstoffe, Bd. I, 4. Aufl. Leipzig, VEB Deutscher Verlag fur Grundstoffindustrie, 1989.
8. Mutze T., Hirte A., Kuhn T., Peuker U. Comminution behavior of ferromanganese nodules, Proc. of XXVII International Mineral Processing Congress, Santiago de Chile, 2014.
9. Pahl M. H., Rumpf H., Schaedel G. Zusammenstellung von Teilchenformbeschreibungsmethoden, Aufbereitungstechnik, 1973, Vol. 14. — P. 257 – 264, 672 – 683, 759 – 764.
10. Leschonski K. Kennzeichnung disperser Systeme, Teilchengro?enanalyse, Chemie Ingenieur Technik 1973, Vol. 45, No. 1. — P. 8 – 18.
11. Star U. and Muller A. Korngro?e und Kornform von Recyclingbaustoffen — schnelle und effektive Methoden zur Beurteilung, RatgeberAbbruch& Recycling, 2004. — P. 78 – 84.
12. Sanchidrian J. A., Segarra P., Ouchterlony F., Lopez L. M. On the accuracy of fragment size measurement by image analysis in combination with some distribution functions, Rock Mech. Rock Eng., 2009, Vol. 42, No. 1. — P. 95 – 116.
13. Franklin J. A. Measurement of blast fragmentation, Proc. Fragblast — 5 Workshop on Measurement of Blast Fragmentation, Montreal & Quebec, 1996.
14. Zlatev M. Beitrag zur quantitativen Kornformcharakterisierung unter besonderer Berucksichtigung der digitalen Bildaufnahmetechnik (Dissertation), Freiberg, TU Bergakademie Freiberg, 2005.
15. Schubert H. Aufbereitung fester mineralischer Rohstoffe, Bd. III, 2. Aufl. Leipzig: VEB Deutscher Verlag fur Grundstoffindustrie, 1984.
16. DIN EN 933–4. Prufverfahren fur geometrische Eigenschaften von Gesteinskornungen, Berlin, Beuth Verlag, 2008.
17. Fraszczak T., Mutze T., Peuker U. A., Lychatz B., Ortlepp O. Optimizing an existing dolomite processing plant, Cem. Int., 2016, Vol. 14, No. 5. — P. 44 – 50.

УДК 004.93’12 

ПРИМЕНЕНИЕ ТЕКСТУРНЫХ ПРИЗНАКОВ ДЛЯ АНАЛИЗА ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА ЩЕБНЯ
А. И. Макаров, В. А. Ермаков, Д. А. Екимов

Петрозаводский государственный университет, Физико-технический институт,
просп. Ленина, 33, 185910, г. Петрозаводск, Россия
Карельский научный центр РАН (КарНЦ РАН), Отдел комплексных научных исследований,
E-mail: edmitr2007@mail.ru, ул. Пушкинская, 11, 185910, г. Петрозаводск, Россия

Сравнивается точность классификации гранулометрического состава щебня по его изображению: исходный и модифицированный метод, в основе которого лежит алгоритм, предложенный Д. Рубином. Дана модификация с усреднением признаков по всем направлениям; метод с использованием классифицирующего признака как разность функций распределения интенсивностей проекций фрагментов. Приведены результаты серии экспериментов по определению гранулометрического состава щебня этими методами, в которых использовался щебень пяти фракций, измеренный сертифицированной лабораторией. Показано, что наивысшую точность имеет предлагаемый модифицированный метод Д. Рубина с усреднением по всем направлениям.

Гранулометрический состав, автокорреляционная функция, текстурный подход

DOI: 10.15372/FTPRPI20190106 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. ГОСТ 8269.0–97. Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы физико-механических испытаний. — М.: Госстрой России, 1998. — 98 с.
2. Вильзитер В., Желтов С. Ю., Князь В. А., Ходарев А. Н., Моржин А. В. Обработка и анализ цифровых изображений с примерами на LabVIEW и IMAQ Vision. — М.: ДМК Пресс, 2007. — 394 с.
3. Барнов Н. Г., Лавриненко А. А., Лусинян О. Г., Чихладзе В. В. Влияние метода дробления на процесс обогащения свинцово-цинковой руды // ФТПРПИ. — 2017. — № 4. — С. 175 – 182.
4. Бурнашев Р. Э., Рябчиков М. Ю., Гребенникова В. В. Управление работой центробежной дробилки CC-0.36 с учетом значения коэффициента крепости исходного материала по методу Протодьяконова // Автоматизированные технологии и производства. — 2014. — № 6. — С. 203 – 208.
5. Пат. РФ 68523, МПК E01C. Автоматический измеритель лещадности щебня / П. М. Аникин. — № 2007113473/22; заявл. 10.04.07 // Опубл. в БИ. — 2007. — № 33. — 4 с.
6. Рябчиков М. Ю., Бурнашев Р. Э., Богданов Н. В. Способ оценки геометрических параметров зерен щебня и использование результатов оценки для управления процессом дробления в дробилках центробежно-ударного типа действия // Приволжский науч. вестн. — 2015. — № 6 – 1 (46). — С. 44 – 47.
7. Рябчиков М. Ю., Бурнашев Р. Э., Берестов А. П. Обзор проблем применения типовых методов сегментации для оценки параметров движущихся в потоке материалов // Молодой ученый. — 2017. — № 4 – 1 (7). — С. 7 – 10.
8. Lanaro F. and Tolppanen P. 3D characterization of coarse aggregates, Eng. Geol., 2002, Vol. 65, No. 1 — P. 17 – 30.
9. Tolppanen P., Stephansson O., and Stenlid L. 3-D degradation analysis of railroad ballast, Bull. Eng. Geol. Environ., 2002, Vol. 61, No. 1. — P. 35 – 42.
10. Lee J. R., Smith M. L., and Smith L. N. A new approach to the three- dimensional quantification of angularity using image analysis of the size and form of coarse aggregates, Eng. Geol., 2007, Vol. 91, No. 2 – 4. — P. 254 – 264.
11. Rubin D. M. A simple autocorrelation algorithm for determining grain size from digital images of sediment, J. Sediment. Res., 2004, Vol. 74, No. 1. — P. 160 – 165.
12. Buscombe D., Rubin D. M., and Warrick J. A. A universal approximation of grain size from images of noncohesive sediment, J. Geophys. Res., 2010, Vol. 115, Paper F02015.
13. Bosnic I., Sousa H., Cascalho J. P., Taborda R., Ribeiro M., and Lira C. New insights into image analysis applied to beach grain-size variability, Actas das 2 as Jornadas de Engenharia Hidrografica extended abstract book, 2012. — P. 275 – 278.
14. Гонсалес Р., Вудс Р. Цифровая обработка изображений. — М.: Техносфера, 2005. — 1072 с.
15. ГОСТ 33029–2014. Дороги автомобильные общего пользования. Щебень и гравий из горных пород. Определение гранулометрического состава; введ. 01.06.2016. — М.: Стандарт-Информ, 2016. — 5 с.
16. Мандель И. Д. Кластерный анализ. — М.: Финансы и статистика, 1988. — 176 с.
17. Екимов Д. А. Методы получения и анализа изображений хаотично расположенных однотипных объектов: дис. … канд. техн. наук. — Петрозаводск, 2017. — 102 с.

ТЕХНОЛОГИЯ ДОБЫЧИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

УДК 622.271.7.012.7 

РАЗРАБОТКА ДЕТАЛЬНОГО КОЭФФИЦИЕНТА СООТВЕТСТВИЯ И СРАВНЕНИЕ ЕГО ПРИМЕНИМОСТИ С АЛГОРИТМОМ МУРАВЬИНОЙ КОЛОНИИ
А. Даббах, Р. Багхерпур

Исфаганский технологический университет,
E-mail: 1a.dabbagh@mi.iut.ac.ir, 2bagherpour@cc.iut.ac.ir, 8415683111, г. Исфаган, Иран

При открытой разработке месторождений определяется коэффициент соответствия парка машин, учитывающий число погрузочных и транспортных машин. Этот коэффициент помогает выявить число зависящих друг от друга машин. Для оптимизации работы парка оборудования разрабатывается новый параметр — детальный коэффициент соответствия. Выведены соотношения с целью управления производством и качеством работы. Для типового железорудного карьера смоделирован парк машин, проанализированный с помощью как детального коэффициента соответствия, так и алгоритма муравьиной колонии. Детальный коэффициент соответствия обеспечил повышение производительности на 10.6 %, в то время как алгоритм муравьиной колонии повысил ее на 1 %.

Организация очереди, открытая разработка месторождения, отгрузка, алгоритм муравьиной колонии, детальный коэффициент соответствия

DOI: 10.15372/FTPRPI20190107 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Oraee K. and Goodarzi A. General approach to distribute waste rocks between dump sites in open cast mines, Proc. of 16th Int. Symp. on Mine Planning and Equipment Selection, Bangkok, Thailand, 2007.
2. Hartman H. L. Introductory mining engineering, New York, Wiley, 1978. — P. 701 – 712.
3. Darling P. SME mining engineering handbook, Society for Mining, Metallurgy, and Exploration, Inc., 2011.
4. Burt C. N. An optimization approach to materials handling in surface mines, Ph. D., Curtin University of Technology, 2008.
5. Douglas J. Prediction of shovel-truck production: a reconciliation of computer and conventional estimates, Stanford University, California, 1964, Vol. 37.
6. Morgan W. C. and Peterson L. L. Determining shovel-truck productivity, Min. Eng., 1968, Vol. 20, No. 12. — P. 76 – 80.
7. Smith S. D., Osborne J. R., and Forde M. C. Productivity estimation in back-acter/dump-truck earth-moving operations, Proc. of the Institution of Civil Engineers – Transport, 1995, Vol. 111, No. 2. — P. 125 – 131.
8. Gransberg D. D. Optimizing Haul unit size and number based on loading facility characteristics, J. Const. Eng. Manage., 1996, Vol. 122, No. 3. — P. 248 – 253.
9. Ta C. H., Ingolfsson A., and Doucette J. A linear model for surface mining haul truck allocation incorporating shovel idle probabilities, Eur. J. Oper. Res., 2013, Vol. 231, No. 3. — P. 770 – 778.
10. Rodrigo M., Enrico Z., Fredy K., and Adolfo A. Availability-based simulation and optimization modeling framework for open-pit mine truck allocation under dynamic constraints, Int. J. Min. Sci. Tech., 2013, Vol. 23, No. 1. — P. 113 – 119.
11. Zhang L. and Xia X. An integer programming approach for truck-shovel dispatching problem in open-pit mines, Energy Procedia, 2015, Vol. 75. — P. 1779 – 1784.
12. Makui A., Teimoury E., and Sarkissian A. Development of an open-pit transportation mathematical model to improve productivity, Int. J. Ind. Eng. Prod. Manage., 2010, Vol. 21, No. 3. — P. 81 – 92.
13. Delasay M., Kolfal B., and Ingolfsson A. Maximizing throughput in finite-source parallel queue systems, Eur. J. Oper. Res., 2012, Vol. 217, No. 3. — P. 554 – 559.
14. Ercelebi S. G. and Bascetin A. Optimization of shovel-truck system for surface mining, J. S. Afr. Inst. Min. Metall., 2009, Vol. 109, No. 7. — P. 433 – 439.
15. Krause A. and Musingwini C. Modelling open-pit shovel-truck systems using the Machine Repair Model, J. S. Afr. Inst. Min. Metall., 2007, Vol. 107, No. 8. — P. 469 – 476.
16. Kaba F. A., Temeng V. A., and Eshun P. A. Prediction of mining production using Arena simulation, Proc. of 3rd UMaT Biennial Int. Mining and Mineral Conference, Tarkwa, Ghana, 2014. — P. 169 – 177.
17. Kang J. H., Ahn S. M., and Nam J. H. Productivity assessment of rock transportation trucks using simulation technology, Proc. of Int. Symp. of Automation and Robotics in Construction, Tokyo, Japan, 2006. — P. 592 – 595.
18. Hashemi A. S. and Sattarvand J. Application of Arena simulation software for evaluation of open pit mining transportation systems — a case study, Proc. of 12th Int. Symp. Continuous Surface Mining, Aachen, German, 2014. — P. 213 – 224.
19. Ortiz C. E. A., Curi A., and Campos P. H. The use of simulation in fleet selection and equipment sizing in mining, Proc. of 22th Mine Planning and Equipment Selection, Dresden, German, 2013. — P. 869 – 877.
20. Shishvand M. S. and Sattarvand J. Long term production planning of open pit mines by ant colony optimization, Eur. J. Oper. Res., 2015, Vol. 240, No. 3. — P. 825 – 836.
21. Bissiri Y. Application of agent-based modelling to truck-shovel dispatching in open pit mines, Ph.D., Min. Eng., British Columbia, 2002.
22. Iravani S. M. R. Queuing systems Poisson and Markovian process, 2nd ed. Vol. 1, Tehran, Iran University of science and technology, 2012.

УДК 622.33.013.3 

ОЦЕНКА ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ОЧИСТНОГО КОМБАЙНА ПРИ ИЗМЕНЯЮЩИХСЯ ГОРНО-ТЕХНИЧЕСКИХ И ГЕОМЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИКАХ УГОЛЬНОГО ПЛАСТА
А. А. Ордин, В. В. Окольнишников, С. В. Рудометов, А. А. Метельков

Институт вычислительных технологий СО РАН,
E-mail: okoln@mail.ru, просп. Академика Лаврентьева, 6, 630090, г. Новосибирск, Россия
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН,
E-mail: ordin@misd.ru, Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
ЗАО “Гипроуголь”, ул. Трикотажная, 41а, 630015, г. Новосибирск, Россия

С помощью метода обратных взвешенных расстояний (IDW) разработана модель угольного пласта с распределенной горно-геологической и геомеханической характеристикой. Установлены гиперболические зависимости скорости подачи и производительности очистного комбайна от мощности пласта. Приводится оценка влияния коэффициента отжима на производительность очистного комбайна. С использованием специализированной библиотеки MTSS разработана комплексная имитационная модель технологических процессов подземной добычи угля в очистном забое. Установлено существование максимума производительности очистного комбайна при возрастающей зависимости сопротивляемости пласта резанию от длины лавы.

Шахта, угольный пласт, мощность, сопротивляемость пород резанию, очистной комбайн, скорость подачи, производительность, система имитационного моделирования

DOI: 10.15372/FTPRPI20190108 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Salama A., Greberg J., and Schunnesson H. The use of discrete event simulation for underground haulage mining equipment selection, Int. J. Min. Miner. Eng., 2014, Vol. 5, No. 3. — P. 256 – 271.
2. Fioroni M., Santos L., Franzese L., Santana I., Telles G., Seixas J., Penna B., and Alkmim G. Logistic evaluation of an underground mine using simulation, Winter Simulation Conference, Savannah, GA, USA, 2014. — P. 1855 – 1865.
3. Michalakopoulos T. N., Roumpos C. P., Galetakis M. J., and Panagiotou G. N. Discrete-event simulation of continuous mining systems in multi-layer lignite deposits, Lecture Notes in Production Eng., Proc. of the 12th Int. Symp. Continuous Surface Mining, 2015. — P. 225 – 239.
4. Gospodarczyk P. Modeling and simulation of coal loading by cutting drum in flat seams, Arch. Min. Sci., 2016, Vol. 61, No. 2. — P. 365 – 379.
5. Kara T. and Savas M. C. Design and simulation of a decentralized railway traffic control system, Eng. Tech. Appl. Sci. Res., 2016, Vol. 6, No. 2. — P. 945 – 951.
6. Ayed M. B., Zouari L., and Abid M. Software in the loop simulation for robot manipulators, Eng. Tech. Appl. Sci. Res., 2017, Vol. 7, No. 5. — P. 2017 – 2021.
7. Gao Y., Liu D., Zhang X., and He M. Analysis and optimization of entry stability in underground longwall mining, Sustainability, 2017, Vol. 9, No. 11, Paper 2079.
8. Snopkowski R., Napieraj A., and Sukiennik M. Method of the assessment of the influence of longwall effective working time onto obtained mining output, Arch. Min. Sci., 2017, Vol. 61, No. 4. — P. 967 – 977.
9. Степанов Ю. А., Бурмин Л. Н. Методика построения компьютерной трехмерной модели шахты // Вестн. компьютерных и информационных технологий. — 2015. — № 9. — С. 25 – 31.
10. Ордин А. А., Никольский А. М. Оптимизация ширины захвата и производительности шнекового комбайна при отработке пологого угольного пласта длинным очистным забоем // ФТПРПИ. — 2018. — № 1. — С. 79 – 86.
11. Федорин В. А., Шахматов В. Я., Михайлов А. Ю., Салчак А. К. Геотехнологический потенциал комбинированного способа разработки угольных месторождений Кузбасса // Проблемы и перспективы комплексного освоения и сохранения земных недр. — М.: ИПКОН РАН. — 2014. — С. 268 – 274.
12. Стародубов А. Н., Зиновьев В. В., Береснев М. В., Майоров А. Е. Система имитационного моделирования горнопроходческих работ // Уголь. — 2016. — № 2. — С. 20 – 24.
13. Рудометов С. В. Визуально-интерактивная система имитационного моделирования технологических систем // Вестн. СибГУТИ. — 2011. — № 3. — С. 14 – 26.
14. Okolnishnikov V., Rudometov S., and Zhuravlev S. Simulating the various subsystems of a coal mine, Eng. Tech. Appl. Sci. Res., 2016, Vol. 6, No. 3. — P. 993 – 999.
15. Плотников В. П. Вывод формулы для расчета производительности очистных комбайнов со шнековым, барабанным или корончатым исполнительным органом // Уголь. — 2009. — № 9. — С. 5 – 7.
16. Солод В. И., Гетопанов В. Н., Рачек В. М. Проектирование и конструирование горных машин и комплексов. — М.: Недра, 1982. — 350 с.
17. Липкович С. М. Основы проектирования угольных шахт. — М.: Недра, 1967. — 23 с.
18. Временные указания по управлению горным давлением в очистных забоях на пластах мощностью до 3.5 м и углом падения до 35°. — Л.: ВНИМИ, 1982. — 136 с.
19. Дэвис Дж. Статистический анализ данных в геологии. — М.: Недра, 1990. — 319 с.
20. Капутин Ю. Е. Информационные технологии планирования горных работ. — СПб.: Недра, 2004. — 424 с.

УДК 622.27 

РАЗРАБОТКА СОСТАВОВ ЗАКЛАДОЧНЫХ СМЕСЕЙ НА ОСНОВЕ ИЗМЕЛЬЧЕННЫХ ДОМЕННЫХ ГРАНУЛИРОВАННЫХ ШЛАКОВ
Л. А. Крупник, Ю. Н. Шапошник, С. Н. Шапошник, Г. Т. Нуршайыкова

Казахский национальный исследовательский технический университет,
ул. Сатпаева, 22, 050013, г. Алматы, Республика Казахстан
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН,
E-mail: shaposhnikyury@mail.ru, Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
Восточно-Казахстанский государственный технический университет,
ул. Серикбаева, 19, 070000, г. Усть-Каменогорск, Республика Казахстан

Разработана технология закладочных работ на основе цементно-шлакового вяжущего для условий Артемьевской шахты. Показано, что достижение нормативной прочности закладки с применением доменных гранулированных шлаков достигается при тонине помола до 80 % класса – 80 мкм. Проанализировано влияние тонины помола доменных гранулированных шлаков различных производителей на прочностные характеристики и реологические свойства закладки. Проведен экономический анализ затрат на вяжущее при формировании несущего слоя закладочного массива при использовании составов закладки с золой уноса и молотыми доменными гранулированными шлаками.

Закладочные смеси, цементно-зольное и цементно-шлаковое вяжущие, молотые доменные гранулированные шлаки, прочностные характеристики, реологические свойства закладки, закладочные работы

DOI: 10.15372/FTPRPI20190109 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Chen G. Y. and Huang W. H. Investigation on blending CFB ash with blast furnace slag as replacement for Portland cement used in concrete binders, Adv. Mater. Res., 2013, Vol. 723. — P. 623 – 629.
2. Hu S. G., Lu X. J., Niu H. L., and Jin Z. Q. Research on preparation and properties of back?lling cementation material based on blast furnace slag, Adv. Mater. Res., 2011, Vol. 158. — P. 189 – 196.
3. Wu M., Hu X., Zhang Q., Cheng W., Hu Z. Orthogonal experimental studies on preparation of mine-filling materials from carbide slag, granulated blast-furnace slag, fly ash, and flue-gas desulphurisation gypsum, Adv. Mater. Sci. Eng., 2018, Vol. 2018, Article ID 4173520P.
4. Черниговский А. И. Внедрение новых технологий в производство бетонных изделий с целью экономии энергии и цемента // ЖБИ и конструкции. — 2010. — № 2. — С. 50 – 58.
5. Битимбаев М. Ж., Крупник Л. А., Шапошник Ю. Н. Теория и практика закладочных работ при разработке месторождений полезных ископаемых, Ассоц. вузов Республики Казахстан. — Алматы: ТОО РПИК “Дауiр”, 2012. — 624 с.
6. Крупник Л. А., Шапошник Ю. Н., Шапошник С. Н., Турсунбаева А. К. Технология закладочных работ на горнодобывающих предприятиях Республики Казахстан // ФТПРПИ. — 2013. — № 1. — С. 95 – 105.
7. Крупник Л. А., Шапошник Ю. Н., Шапошник С. Н. Разработка технологии закладочных работ на проектируемом Ново-Лениногорском руднике // ГИАБ. — 2015. — № 8. — С. 25 – 32.
8. Технологическая инструкция (технологический регламент) по производству закладочных работ на БЗК 1, 2 и 3 для условий Артемьевского рудника: ДГП “ВНИИцветмет”. — Усть-Каменогорск, 2010. — 84 с.
9. ГОСТ 25818–91. Золы-уноса тепловых электростанций для бетонов. Технические условия (с изменением № 1). — Введен 01.07.91.
10. ГОСТ 3476–74. Шлаки доменные и электротермофосфорные гранулированные для производства цементов / Министерство промышленности строительных материалов СССР, 1974. — Введен 01.01.75.
11. СТО СМК 09.90.19. Шлак доменный гранулированный молотый, 2013.
12. Кравченко В. П., Струтинский В. А. Гидравлическая активность доменных шлаков // Сталь. — 2007. — № 1. — С. 94 – 95.
13. Хоботова Э. Б., Калмыкова Ю. С. Отвальный доменный шлак как сырьевой компонент производства вяжущих веществ // Экология и пром-сть. — 2011. — № 1. — С. 35 – 40.
14. Deng D. Q., Liu L., Yao Z. L., Song K. I., and Lao D. Z. A practice of ultra-fine tailings disposal as filling material in a gold mine, J. Environ. Manage, 2017, Vol. 196. — P. 100 – 109.
15. Ke X., Zhou X., Wang X., Wang T., Hou H., and Zhou M. Effect of tailings fineness on the pore structure development of cemented paste backfill, Constr. Build. Mater., 2016, Vol. 126. — Р. 345 – 350.
16. Крупник Л. А., Шапошник Ю. Н., Шапошник С. Н., Нуршайыкова Г. Т., Тунгушбаева З. К. Разработка технологии закладочных работ на основе цементно-шлакового вяжущего на Орловском руднике // ФТПРПИ. — 2017. — № 1. — С. 84 – 91.
17. Тейлор К. Химия цемента. — М.: Мир, 1996. — 559 с.
18. Разумов К. А. Кинетика измельчения разнопрочных компонентов // Горн. журн. — 1947. — № 3. — С. 34 – 38.
19. Петлеваный М. В. Повышение устойчивости закладочного массива из твердеющей закладки при добыче руды на глубоких горизонтах // Геотехническая механика: сб. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вып. 98. — С. 287 – 296.
20. Гальцева Н. А. Эффективные закладочные смеси на основе синтетического ангидрита: дис. … канд. техн. наук. — М., 2017. — 185 с.
21. Светкина Е. Ю., Петлеваный М. В. Закономерности формирования структуры и прочности твердеющей закладки при разной дисперсности вяжущего материала // Сб. науч. тр. — Днепр: НГУ, 2012. — № 37. — С. 80 – 87.
22. Должиков П. Н., Семирягин С. В., Фурдей П. Г. Исследование влияния дисперсности гранулированного доменного шлака на прочность цемента // Сб. науч. тр., Донецк: ДонГТУ, 2013. — № 39. — С. 165 – 169.
23. Проект промышленной разработки Артемьевского месторождения. — Усть-Каменогорск: ТОО “Казгипроцветмет”, 2016.

УДК 622.83 + 622.271 + 622.28 

ОЦЕНКА ГЕОДИНАМИЧЕСКОЙ ОПАСНОСТИ ТЕКТОНИЧЕСКИХ СТРУКТУР ДЛЯ ПОДЗЕМНОЙ РАЗРАБОТКИ СЕВЕРНЫХ ЗАЛЕЖЕЙ ОКТЯБРЬСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
В. А. Усков, А. А. Еременко, Т. П. Дарбинян, В. П. Марысюк

Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН,
E-mail: wau347743@list.ru, Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
Горное управление ЗФ ПАО “ГМК “Норильский никель”,
E-mail: MarysyukVP@nornik.ru, пл. Гвардейская, 2, 663302, г. Норильск, Россия
Центр геодинамической безопасности ЗФ ПАО “ГМК “Норильский никель”,
E-mail: MarysyukVP@nornik.ru, пл. Гвардейская, 2, 663302, г. Норильск, Россия

Выделены тектонические структуры различных рангов в Норильском регионе. Блочная структура первого порядка образована пересечением геодинамически активных разломов I ранга: мегаразломов Хатанга, Имангдинско-Кыстыхтахского, Норильского, Фокинско-Тангаралахского и др. К разломам II ранга отнесены Норильско-Хараелахский разлом, пересекающий шахтное поле, и другие семь структур. С использованием геологических разрезов и данных разведочных скважин в пределах горного отвода шахты на космическом снимке нанесены сбросы и взбросо-сдвиги III ранга, выраженные уступами в рельефе местности. На участках, опасных по горным ударам, при отработке запасов богатых руд шахты “Глубокая” рекомендовано проводить опережающее образование защищенных зон бурением в выработках разгрузочных скважин в зонах разломов III ранга.

Геодинамическое районирование, блочное строение, тектонические структуры, напряженно-деформированное состояние массива, разломы, ударопасность, горные работы, разработка, камеры, закладка

DOI: 10.15372/FTPRPI20190110 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. ФНиП 06–13. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности: “Правила безопасности при ведении горных работ и переработке твердых полезных ископаемых” (утв. приказом от 11.12.2013 г. № 599 Ростехнадзора России). — М.: ООО НИИЦ “Недра-XXI”, 2015. — 254 с.
2. Руководство по геодинамическому районированию шахтных полей. — СПб.: НИИ горной геомеханики и маркшейдерского дела — межотраслевой научный центр ОАО ВНИМИ, 2012.
3. Методические указания по оценке склонности рудных и нерудных месторождений к горным ударам / А. Н. Шабаров, А. А. Филинков, В. В. Зубков, С. В. Цирель, В. А. Звездкин, А. В. Сучилин, Н. В. Гусева, М. Д. Ильинов, Ю. М. Карташов, А. Т. Карманский, В. А. Коршунов, В. А. Козлов, Т. В. Васильева. — СПб.: Санкт-Петерб. горн.ун-т, 2011.
4. Батугина И. М., Петухов И. М. Геодинамическое районирование месторождений при проектировании и эксплуатации рудников. — М.: Недра, 1988. — 166 с.
5. Ермолов В. А., Ларичев Л. Н., Мосейкин В. В. Геология: учебник для вузов (в двух частях). Ч. 1: Основы геологии. — М.: МГГУ, 2004. — 598 с.
6. Геодинамическое районирование недр. Методические указания / под ред. И. М. Петухова, И. М. Батугиной. — М.; Л.: ВНИМИ, 1990. — 129 с.
7. Еременко А. А., Еременко В. А., Гайдин А. П. Горно-геологические и геомеханические условия разработки железорудных месторождений в Алтае-Саянской складчатой области. — Новосибирск: Наука, 2009. — 224 с.
8. Сурков В. С., Жеро О. Г. Фундамент и развитие платформенного чехла Западно-Сибирской плиты. — М.: Недра, 1981. — 143 с.
9. www.goodle.com/maps.
10. Леонтьев А. В. Анализ естественных напряжений по результатам измерений в рудниках на территории северной Евразии // ФТПРПИ. — 2001. — № 1. — С. 31 – 40.
11. Оловянный А. Г., Смирнов В. А., Самородов Б. Н., Марысюк В. П. Моделирование напряженно-деформированного состояния массива в окрестности горных выработок рудника “Скалистый” // Геодинамика и напряженное состояние недр Земли. — Новосибирск: ИГД СО РАН, 2004. — С. 161 – 164.
12. Оловянный А. Г., Смирнов В. А. Оценка состояния массива вокруг горных выработок рудника “Скалистый” методом математического моделирования // Добыча и переработка руд Норильского промышленного района. — Норильск: НГГИ, 2005. — С. 31 – 37.
13. Садовский М. А., Болховитинов Л. Г., Богданов М. Н., Писаренко В. Ф. О свойствах дискретности горных пород // Изв. АН СССР. Физика Земли. — 1982. — № 12. — С. 3 – 18.
14. Карелин В. Н., Марысюк В. П., Наговицын Ю. Н., Вильчинский В. Б., Звездкин В. А. Исследования геомеханического состояния рудопородного массива в поле рудника “Скалистый” // Горн. журн.— 2010. — № 6. — C. 63 – 65.
15. Петухов И. М., Егоров П. В., Скитович В. П., Лоценюк Б. Г. Результаты изучения напряженного состояния нетронутого массива пород на Талнахском и Октябрьском месторождениях // Измерение напряжений в массиве горных пород: сб. тр. — Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 1976. — Ч II. — С. 6 – 9.
16. Указания по безопасному ведению горных работ на Талнахском и Октябрьском месторождениях, склонных и опасных по горным ударам. — Норильск, 2015.
17. Смирнов А. А., Звездкин В. А., Шабаров А. Н., Самородов Б. Н., Марысюк В. П. Прогноз и обеспечение устойчивости горных выработок на рудниках “ГМК “Норильский Никель” // Горн. журн. — 2004. — № 12.
18. Хубулов О. Ю., Анушенков А. Н., Артеменко Ю. В., Усков В. А. Увеличение производительности существующих закладочных комплексов на рудниках ЗФ ОАО “ГМК “Норильский никель” за счет модернизации действующих мельниц // Горн. журн. — 2010. — № 6. — C. 85 – 87.
19. Карелин В. Н., Бадтиев Б. П., Марысюк В. П., Айнбиндер И. И., Аршавский В. В. Исследования влияния параметров камер на устойчивость обнажений массива подработанных вкрапленных руд // Горн. журн.— 2010. — № 6. — C. 55 – 57.
20. Тапсиев А. П., Усков В. А. Сравнительная технико-экономическая оценка систем разработки с учетом обогатительного и металлургического переделов на рудниках ЗФ ПАО “ГМК “Норильский никель” // Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. — 2016. — № 3. — Т. 1. — C. 201 – 205.
21. Галанов Р. Б., Холичев Е. В., Наговицин Ю. Н., Андреев А. А., Мулев С. Н. Геомеханическая обстановка при разрезке на участке Большой горст рудника “Таймырский” // Горн. журн. — 2013. — № 2. — C. 14 – 19.

УДК 622.271.65.012.22 

ЛИНЕЙНАЯ МОДЕЛЬ ЛОКАЦИОННОЙ ОПТИМИЗАЦИИ ДОБЫЧИ И ПОТРЕБЛЕНИЯ ИЗВЕСТНЯКА В МАКЕДОНИИ
Т. Бошевски, С. Вуйич, М. Радосавлевич, М. Кузманович

Рудпроект,
E-mail: tb@rudproekt.com, Бульвар А. Македонского, 9, 1000, г. Скопье, Македония
Горный институт,
E-mail: slobodan.vujic@ribeograd.ac.rs, Батайнички пут, 2, 11080, г. Белград, Сербия
Белградскиий университет, Факультет организационных наук,
ул. Йове Илича, 154, 11000, г. Белград, Сербия

Рассматривается проблема оптимизации добычи и потребления известняка группы производителей и потребителей в Республике Македония. Представлена линейная математическая модель локальной оптимизации планируемых показателей 29 карьеров для двух вариантов потребления известняка с 15 и 16 потенциальными потребителями, позволяющая более полно и надежно оценить влияние изменений параметров исследуемой системы на оптимальный результат. По результатам исследований с использованием предложенной модели установлен оптимальный вариант наполнения и логистики системы производства и потребления известняка в масштабах страны.

Добыча, потребление, известняк, линейная модель, ограничивающие факторы

DOI: 10.15372/FTPRPI20190111 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Stanojevic R. Optimization macroeconomic models, Velarta, Belgrade, 2001. — 511 p.
2. Vujic S., Miljanovic I., Kuzmanovic M., Bartulovic Z., Gajic G., and Lazic P. The deterministic fuzzy linear approach in planning the production of mine system with several open pits, Archives Min. Sci., 2011, Vol. 56, No. 3. — P. 489 – 497.
3. Ali M. A. M. and Yang H. S. Transportation problem: a special case for linear programing problems in mining engineering, Int. J. Min. Sci. Technol., 2012, Vol. 22, No. 3. — P. 371 – 377.
4. 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. Min. Sci., 2016, Vol. 52, No. 4. — P. 704 – 711.
5. Vujic S., Benovic T., Miljanovic I., Hudej M., Milutinovic A., and Pavlovic P. Fuzzy linear model of production optimization of mining systems with multiple entities, Int. J. Minerals, Metallurgy and Materials, 2011, Vol. 18, No. 6. — P. 633 – 637.

УДК 622.271.6 

ТЕХНОЛОГИЯ ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКИ ОБВОДНЕННЫХ БУРОУГОЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ КАНСКО-АЧИНСКОГО БАССЕЙНА
А. В. Резник, В. И. Ческидов

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

Предложена ресурсосберегающая технология разработки обводненных месторождений Канско-Ачинского буроугольного бассейна без осушения их продуктивной толщи. Обоснована целесообразность аккумулирования всех поступающих в разрез вод в технологическом водоеме, формируемом в выработанном карьерном пространстве, для использования их в замкнутом технологическом цикле. Установлена технологичность применения средств гидромеханизации для селективной выемки слабосцементированных вскрышных пород с крепкими включениями. Приведены параметры гидроотвала вскрышных пород, размещаемого в выработанном пространстве разреза.

Обводненные буроугольные месторождения, карьерные воды, технологический водоем, вскрышные породы, гидромеханизация, выработанное пространство, гидроотвал

DOI: 10.15372/FTPRPI20190112 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Геотехнологии открытой добычи минерального сырья на месторождениях со сложными горно-геологическими условиями. — Новосибирск: ГЕО, 2013. — 304 с.
2. Буткин В. Д., Демченко И. И. Проблемы переработки и комплексного использования канско-ачинских углей // Горн. пром-ть. — 2001. — № 1. — С. 3 – 8.
3. Пересмотр технического проекта разреза “Березовский-1” п.о. “Красноярскуголь” (I очередь строительства разреза). — Т. IIIА, кн. 2. Дренаж и водоотлив. — Сибгипрошахт, 1986.
4. Резник А. В. Способ гидромеханизированной выемки вскрышных пород на месторождениях Канско-Ачинского буроугольного бассейна // Сб. тр. Всерос. конф. с участием иностранных ученых “Фундаментальные проблемы формирования техногенной геосреды”. — Новосибирск, 2012. — Т. I. — С. 96 – 101.
5. Технико-экономическое обоснование строительства разреза “Урюпский” п.о. “Красноярскуголь”. — Сибгирошахт, 1985. — 603 с.
6. Ческидов В. И., Норри В. К., Зайцев Г. Д., Ботвинник А. А., Бобыльский А. С., Резник А. В. Повышение эффективности технологий открытой разработки месторождений твердых полезных ископаемых // ФТПРПИ. — 2014. — № 5. — С. 107 – 122.
7. Бобыльский А. С., Резник А. В. К вопросу открытой разработки обводненных пластовых месторождений // Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. — 2014. — Т. 1. — С. 69 – 74.
8. Литвин Ю. И. Обоснование технологических параметров гидромониторно-землесосных комплексов разрезов Кузбасса при применении мощных гидромониторов: дис. … канд. техн. наук. — Кемерово, 2014.
9. Протасов С. И., Поклонов Д. А. Исследование параметров гидромонитора ГД-300 для оптимизации технологических схем гидромониторно-землесосных комплексов // ГИАБ. — 2016. — № 5. — С. 115 – 120.
10. Разработать технологию применения комплексов машин непрерывного действия на разрезе “Урюпский-1”: отчет по теме 1101/040000–052. УКРНИИ-проект. — Киев, 1978.
11. Семенова К. М. Влияние рельефа местности и технологии намыва на эффективность гидроотвалообразования // Маркшейдер. вестн. — 2013. — № 4 (95). — С. 37 – 40.

УДК 622.271.333 

МОНИТОРИНГ СОСТОЯНИЯ ОТКОСА БОРТА КАРЬЕРА МЕЛЬБУР ПРИ ДОБЫЧЕ КАОЛИНА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЦИФРОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Э. Манда-Мвула, Р. Б. Каунда

Университет Коппербелт,
а/я 21962, г. Китве, Замбия
Колорадская горная школа,
E-mail: rkaunda@mines.edu, 1500, штат Иллинойс, г. Голден, Колорадо, США

Проведена оценка устойчивости откоса борта карьера Мельбур по добыче каолина в Корнуолле (Великобритания) с использованием цифровых технологий. В целях повышения полноты и достоверности получаемых данных в условиях большой нарушенности горных пород обосновано применение трех методов оценки состояния откосов бортов карьера: лазерное 3D-сканирование, фотограмметрия, пакет программного обеспечения Split FX. Лазерное 3D-сканирование применяется при изучении структур откоса борта карьера, фотограмметрия — для получения снимков, используемых при обработке данных, и последующего визуального представления откоса. Показано, что комплексный подход обеспечивает более качественную оценку структурных нарушений сплошности и их ориентации в прибортовом массиве горных пород, а использование новейших цифровых технологий позволяет сформировать полную и достоверную базу данных для анализа устойчивости откоса во время проведения на карьере работ по добыче.

Фотограмметрия, лазерное 3D-сканирование, борт карьера, устойчивость откоса, структурные данные, кинематический анализ

DOI: 10.15372/FTPRPI20190113 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Aydin A. Stability of saprolitic slopes: nature and role of field scale heterogeneities, Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 2006, Vol. 6, No. 1. — P. 89 – 96.
2. Hernandez C. An updated geological model of the Carlin Formation for slope stability purposes at the Gold Quarry mine, Eureka County, NV, PhD thesis, 2015.
3. Keverne B., Howe J., Pascoe D., Eyre M., and Coggan J. Remediation of a hazardous legacy slope face using pre-split blasting, Proc. of ISRM Regional Symp. EUROCK, 2015.
4. Reid M. E., Sisson T. W., and Brien D. L. Volcano collapse promoted by hydrothermal alteration and edifice shape, Mount Rainier, Washington, Geol., 2001, Vol. 29, No. 9. — P. 779 – 782.
5. Sheets R. J., Douglas S. J., St Louis R. M., and Bailey J. A. Remediation of large-scale slope failures and impact on mine development at the Gold Quarry Mine, Min. Eng., 2014, Vol. 66, No. 11. — P. 57 – 71.
6. Abellan A., Oppikofer T., Jaboyedoff M., Rosser N. J., Lim M., and Lato M. J. Terrestrial laser scanning of rock slope instabilities, Earth Surf. Processes Landforms, 2014, Vol. 39, No. 1. — P. 80 – 97.
7. Whitworth M. C. Z., Giles D. P., and Murphy W. Airborne remote sensing for landslide hazard assessment: a case study on the Jurassic escarpment slopes of Worcestershire, UK, Q. J. Eng. Geol. Hydrogeol., 2005, Vol. 38, No. 3. — P. 285 – 300.
8. McLeod T., Samson C., Labrie M., Shehata K., Mah J., Lai P., Wang L., and Elder J. H. Using video acquired from an unmanned aerial vehicle (UAV) to measure fracture orientation in an open-pit mine, Geomatica, 2013, Vol. 67, No. 3. — P. 173 – 180.
9. Kuhn D. and Prufer S. Coastal cliff monitoring and analysis of mass wasting processes with the application of terrestrial laser scanning: A case study of Rugen, Germany, Geomorphol., 2014, Vol. 213. — P. 153 – 165.
10. Chen J., Li K., Chang K. J., Sofia G., and Tarolli P. Open-pit mining geomorphic feature characterisation, Int. J. Appl. Earth Obs. Geoinform., 2015, Vol. 42. — P. 76 – 86.
11. Gandhi G. D. K. Slope instability analysis of the north-east slope of the Melbur pit comprised of Kaolinised-granite based on the laser scanned data acquired post a trial blast. PhD. Thesis, Camborne School of Mines, University of Exeter, Cornwall, UK, 2016.
12. Hencher S. R. and Martin R. P. The description and classification of weathered rocks in Hong Kong for engineering purposes, Proc. of 7th Southeast Asian Geotechnical Conference, Hong Kong, 1982, Vol. 1. — P. 125 – 142.
13. Wyllie D. and Mah C. Rock slope engineering: civil and mining fourth ed, NY, Spoon Press, 2004. — 431 p.
14. Van der Merwe J. W. and Andersen D. C. Applications and benefits of 3D laser scanning for the mining industry, J. S. Afr. Inst. Min. Metall., 2013, Vol. 113, No. 3. — P. 213 – 219.
15. Split Engineering LLC, Split FX user manual, version 2.1 Tucson, AZ, http://spliteng.com, 2007.
16. Pascoe D. M. Geostatistics applied to probabilistic slope stability analysis in the China clay deposits of Cornwall, PhD Thesis, University of Exeter, Camborne School of Mines, 1996.
17. Coggan J. S. and Pascoe D. M. Melbur pit images, Personal Communication, 2014.
18. Adami A., Guerra F., and Vernier P. Laser Scanner and architectural Accuracy, Proc. of 21st Int. CIPA Symp., Athens, Greece, 2007.
19. Haneberg W. C., Norrish N. I., and Findley D. P. Digital outcrop characterization for 3-D structural mapping and rock slope design along interstate 90 near SNoqualmie Pass, Washington, Proc. of 57th Annual Highway Geology Symp., Breckenridge, CO, 2006. — P. 146 – 160.
20. Kwong A. K. L., Kwok H., and Wong A. Use of 3D laser scanner for rock fractures mapping, Hong Kong SAR, China, 2007.
21. Nicholas D. E. and Sims D. B. Collecting and using geologic structure data for slope design, In Hustrulid, McCarter and Van Zyl (eds), Slope Stability in Surface Mining, 2001. — P. 11 – 26.
22. Olaleye B. M. and Jegede G. Investigation of the stability of alaguntan limestone quarry face, Southwestern Nigeria, Mineral Wealth Journal, 2006, No. 141. — P. 9 – 14.
23. Vicki S. Integration of Technology in slope management programs, SME Annual Meeting, Salt Lake City, UT, 2005.
24. Feng Q. Novel methods for 3-D semi-automatic mapping of fracture geometry at exposed rock faces, Ph.D. Thesis, Division of Engineering Geology, Royal Institute of TechNology (KTH), Stockholm, ISBN 91–7283–113–8., 2001.
25. Feng Q., Anders B., and Stephansson O. Fracture mapping at exposed rock faces by using close-range digital photogrammetry and geodetic total station, Proc. of 38th U. S. Rock Mechanics Symp., Washington D. C., 2001.
26. Kemeny J., Turner K., and Norton B. LIDAR for rock mass characterization: hardware, software, accuracy and best-practices. In: ToNon F, Kottenstette J. (eds), Laser and Photogrammetric Methods for Rock Face Characterization, 2005. — P. 49 – 61.
27. Kemeny J., Henwood J., and Turner K. The use of ground-based LiDAR for geotechnical aspects of highway projects, Proc. of 57th Annual Highway Geological Symposium, Breckenridge, CO, 2006. — P. 161 – 170.
28. Kemeny J., Brian N., Jeff H., and DoNovan J. Three-dimensional digital imaging for the identification, evaluation, and management of unstable highway slopes, Rep. IDEA Project 119 ed. Vol. Final Report, 2008.
29. Slob S., Van Knapen B., Hack R., Turner K., and Kemeny J. Method for automated discontinuity analysis of rock slopes with three-dimensional laser scanning, Proc. Transportation Research Board 84th Annual Meeting, Washington D. C., 2005.
30. Rocscience, 2014, DIPSv6 User Manual. www.rocscience.com.
31. Mathis J. I. Discontinuity mapping — a comparison between line and area mapping, Proc. of 6th ISRM Int. Congr. Rock Mechanics, Montreal, Canada, 1987, Vol. 2. — P. 1111 – 1114.

ОБОГАЩЕНИЕ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

УДК 622.7 

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ СОСТАВА ЛЮМИНОФОРСОДЕРЖАЩИХ КОМПОЗИЦИЙ ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ НЕЛЮМИНЕСЦИРУЮЩИХ АЛМАЗОВ
В. А. Чантурия, Г. П. Двойченкова, В. В. Морозов, В. Н. Яковлев, О. Е. Ковальчук, Ю. А. Подкаменный

Институт проблем комплексного освоения недр РАН,
E-mail: dvoigp@mail.ru, Крюковский тупик, 4, 111020, г. Москва, Россия
Национальный исследовательский технический университет “Московский институт стали и сплавов”,
Ленинский проспект, 4, 117049, г. Москва, Россия
Институт “Якутнипроалмаз” АК “АЛРОСА”,
ул. Ленина, 6, 678174, г. Мирный, Россия
Научно-исследовательское геологическое предприятие АК “АЛРОСА”,
Чернышевское шоссе, 16, 678174, г. Мирный, Россия
Политехнический институт (филиал) Северо-Восточного федерального университета им. М. К. Аммосова,
ул. Тихонова, 5/1, 678174, г. Мирный, Россия

Разработана методика модифицирования поверхности алмаза люминофорсодержащими органическими композициями. В качестве компонентов композиции применены органический люминофор антрацен сцинтилляционный, неорганический люминофор К-35 и гексадекан. Синтезированы индикаторные составы на основе выбранных люминофоров и органических жидкостей и исследованы с использованием опытного сепаратора ПОЛЮС-М. Определены спектрально-кинетические характеристики люминофорсодержащих органоминеральных композиций, обработанных ими слабосветящихся алмазных кристаллов и кимберлитовых минералов. Выбраны составы этих композиций, обеспечивающие улучшение спектрально-кинетических характеристик алмазов и их более полное извлечение в процессе рентгенолюминесцентной сепарации.

Алмазы, органический люминофор, неорганический люминофор, органоминеральные композиции, рентгенолюминесценция, спектрально-кинетические характеристики, сепарация

DOI: 10.15372/FTPRPI20190114 

Работа выполнена в рамках Программы фундаментальных исследований Президиума РАН № I.48.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Миронов В. П. Оптическая спектроскопия алмазов из концентратов и хвостов рентгенолюминесцентной сепарации // Наука и образование. — 2006. — № 1. — С. 31 – 36.
2. Монастырский В. Ф., Макалин И. А., Новиков В. В., Плотникова С. П., Никифорова Т. М. Повышение эффективности рентгенолюминесцентной сепарации алмазосодержащего сырья // Наука и образование. — 2017. — № 3. — С. 86 – 90.
3. Макалин И. А. Исследование закономерностей распределения характеристик рентгеновской люминесценции алмазосодержащего сырья: дис. … канд.техн.наук. — Екатеринбург, 2013. — 140 с.
4. Мартынович Е. Ф., Миронов В. П. Рентгенолюминесценция алмазов и ее использование в алмазодобывающей промышленности // Изв. вузов. — 2009. — № 12–3. — С. 202 – 210.
5. Миронов В. П. Использование явления люминесценции в алмазодобывающей промышленности. // Наука и техника в Якутии. — 2005. — № 1 (8). — С. 11 – 14.
6. Владимиров Е. Н., Казаков Л. В., Колосова Н. П. Повышение эффективности работы сепаратора алмазов за счет цифровой обработки сигналов // Совр. электроника. — 2008. — № 2. — С. 64 – 69.
7. Монастырский В. Ф., Шлюфман Е. М. Повышение эффективности работы аппаратов PJIC при обогащении алмазосодержащего сырья. IV Конгресс обогатителей стран СНГ / Материалы конгресса, Т. III. — М., 2003. — С. 9 – 12.
8. Чантурия В. А., Двойченкова Г. П., Морозов В. В., Ковальчук О. Е., Подкаменный О. Е., Яковлев В. Н. Экспериментальное обоснование состава люминофоров для индикации алмазов в условиях рентгенолюминесцентной сепарации кимберлитовых руд // ФТПРПИ. — 2018. — № 3. — С. 112 – 120.
9. Menshikova A. Yu., Pankova G. A., Evseeva T. G., Shabsels B. M., and Shevchenko N. N. Luminophore-containing polymer particles: Synthesis and optical properties of thin films on their basis, Nanotechnologies in Russia, April 2012, Vol. 7, Issue 3–4. — P. 188 – 195.
10. Комлев И. В. Синтез и исследование органических люминофоров и других функциональных соединений для современных световых технологий: дис. … д-ра хим. наук. — М., 2016.
11. Demchenko A. P. Introduction to fluorescence sensing, NY, Springer, 2008. — 586 p.
12. Pron A., Gawrys P., Zagorska M., and D. Djurado Electroactive materials for organic electronics: preparation strategies, structural aspects and characterization techniques, Chem. Soc. Rev., 2010, Vol. 39, No. 7. — P. 2577 – 2632.
13. Смирнова Т. Д. Методы люминесцентного анализа. Методические указания. — Саратов: СГУ им. Н. Г. Чернышевского. — 2012. — 46 с.
14. Патраков Ю. Ф., Семенова С. А., Клейн М. С., Вахонина Т. Е., Петров А. А. Углеводороды нефти. — М.: Наука, 1984. — 266 с.
15. http://bourevestnik.ru/products/portativnye-separatory-dlya-geologorazvedki/polyus-m/.
16. Ингстер Ю. И., Михеев A. В., Солнышкин С. Н., Чирина А. В. Основные алгоритмы численного анализа статистическое моделирование в пакете Matlab. — СПб.: ЛЭТИ, 2009 — 30 с.

УДК 622.7 

РЕНТГЕНОЛЮМИНЕСЦЕНТНАЯ СЕПАРАЦИЯ БЕДНЫХ АПАТИТСОДЕРЖАЩИХ РУД ХИБИНСКОГО МАССИВА
С. В. Терещенко, Д. Н. Шибаева, С. А. Алексеева

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

Проведен анализ разрабатываемых и перспективных месторождений апатитсодержащих руд, расположенных на территории Мурманской области и составляющих 70 % запасов фосфатных руд Российской Федерации, являющихся уникальным сырьем для производства минеральных удобрений. Показаны причины снижения содержания Р2О5 в добываемых рудах, приводящие к увеличению себестоимости получения концентрата и количества складируемых горнопромышленных отходов. Установлено, что для стабилизации питания обогатительной фабрики целесообразно использовать процесс предконцентрации апатитсодержащих руд посредством кусковой рентгенолюминесцентной сепарации, обеспечивающей повышение содержания Р2О5 в технологическом потоке, за счет удаления не менее 20 % пород, содержащих до 2 % Р2О5. В опытно-промышленных условиях реализации процесса сепарации выявлены дестабилизирующие факторы, снижающие ее эффективность, устранение которых за счет выравнивания скорости и траектории движения кусков при перемещении их от зоны измерения до зоны разделения позволяет минимизировать потери полезного компонента с хвостами не менее чем в 2 раза, создав условия для повышения селективности процесса рентгенолюминесцентной сепарации и роста извлечения Р2О5 в концентрат.

Апатитсодержащие руды, техногенные месторождения, предконцентрация, мелкопорционная сортировка, рентгенолюминесцентная сепарация, спектры люминесценции

DOI: 10.15372/FTPRPI20190115 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Гурьев А. А., Рыбников М. К., Давыденко В. В., Левин Б. В. АО “Апатит”. Флагману горно-химической промышленности России — 85 лет // Горн. журн. — 2014. — № 10. — С. 4 – 8.
2. Zhang P., Wiegen R., and El-Shall H. Phosphate rock, Industrial minerals and rocks: commodies, markets, and uses (SME), 2006. — Р. 703 – 722.
3. Состояние и использование минерально-сырьевых ресурсов Российской Федерации. Фосфаты URL: http://www.mineral.ru/ (дата обращения 11.10.2017).
4. Афанасьев Б. В., Бичук Н. И., Даин А. Д., Жабин С. В., Каменев Е. А. Минерально-сырьевая база Мурманской области // Минеральные ресурсы России. — 1997. — № 3. — С. 10 – 22.
5. Петрик А. И., Быховец А. Н., Сохарев В. А., Переин В. Н., Сердюков А. Л. Модернизация минерально-сырьевой базы в стратегии долгосрочного развития Ковдорского ГОКа // Горн. журн. — 2012. — № 10. — С. 12 – 18.
6. Фахрутдинов Р. З., Зеленихин В. А., Гимадиева Г. М. Проблемы комплексного освоения и использования Хибинских апатит-нефелиновых руд // Разведка и охрана недр. — 2010. — № 2. — С. 20 – 24.
7. Дудкин О. Б. Технологическая минералогия комплексного сырья на примере месторождений щелочных плутонов. — Апатиты: КНЦ РАН, 1996. — 133 с.
8. Изоитко В. М. Технологическая минералогия и оценка руд. — СПб.: Наука, 1997. — 582 с.
9. Кармазин В. В., Кармазин В. И. Магнитные и электрические методы обогащения. — М.: Недра, 1988. — 304 с.
10. Мокроусов В. А., Лилеев В. А. Радиометрическое обогащение нерадиоактивных руд. — М.: Недра, 1979. — 192 с.
12. Терещенко С. В., Денисов Г. А., Марчевская В. В. Радиометрические методы опробования и сепарации минерального сырья. — СПб.: МАНЭБ, 2005. — 264 с.
13. Shemyakin V. S., Skopova L. V., Kuzmin V. G., and Sokolov I. V. X-ray radiometric processing technology for quartz raw material, Eurasian Min., 2016, No. 2. — Р. 20 – 22.
13. Knapp H., Neudert K., Schropp C., and Wotruba H. Viable applications of sensor-based sorting for the processing of mineral resources, ChemBioEng Reviews, 2017, Vol. 1, No. 3. — Р. 86 – 95.
14. Seerane K. and Erch G. Investigation of sorting technology to remove hard pebbles and recover copper bearing rocks from an autogenous circuit, Proc. of 6th Southern Africa Base Metals Conference, 2011. — Р. 123 – 136.
15. Murphy B., van Zyl J., and Domingo G. Underground preconcentration by ore sorting and coarse gravity separation, Proc. of Narrow Vein Mining conference, 2012. — Р. 26 – 27.
16. Sreenivas T. and Venkatkrishnan R. R. Preconcentration of molybdenum from a low-grade primary Mo ore by physical beneficition, Int. J. Metall. Eng., 2012, Vol. 1, No. 5. — Р. 96 – 101.
17. Терещенко С. В. Основные положения люминесцентной сепарации минерального сырья. — Апатиты: КФ ПетрГУ, 2002. — 145 с.
18. Терещенко С. В., Марчевская В. В., Черноусенко Е. В., Рухленко Е. Д., Павлишина Д. Н., Смольняков А. А. Комплексная рудоподготовка в технологии обогащения бедных апатит-нефелиновых руд // ГИАБ. — 2015. — № 1. — С. 35 – 41.

УДК 550.4.02 + 622.7’1 

ИЗУЧЕНИЕ ВЕРТИКАЛЬНОЙ ЗОНАЛЬНОСТИ ОСАЖДЕНИЯ СОЛЕЙ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ НА ИСПАРИТЕЛЬНОМ БАРЬЕРЕ
И. И. Вашлаев, А. Г. Михайлов, М. Ю. Харитонова, М. Л. Свиридова

Институт химии и химической технологии СО РАН,
E-mail: vash49@gmail.com, ул. Академгородок, 50, стр. 24, 660036, г. Красноярск, Россия

Исследованы процессы флюидного массопереноса в массиве горных пород и формирование в нем зон концентрации в условиях испарительного барьера. Выполнена серия экспериментов на специальной установке по изучению процесса осаждения на испарительном барьере и определению параметров вертикальной зональности осаждения простых и комплексных водорастворимых солей цветных металлов. Изложена методика проведения экспериментов. Установлены закономерности изменения содержания по направлению к поверхности по всей зоне аэрации от зеркала грунтовых вод. Наибольшая концентрация солей наблюдается на поверхности массива в верхней соляной корке. Такая закономерность распределения характерна как для комплексных, так и для простых растворов. Выявлены основные параметры кинетики осаждения и скорости испарения на барьере и определена их количественная оценка.

Фильтрация, испарительный барьер, флюид, осаждение, зональность

DOI: 10.15372/FTPRPI20190116 

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований и Красноярского краевого фонда поддержки научной и научно-технической деятельности (проект № 18–45–242001) и Российской академии наук в рамках проекта № V.46.1.1.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Пешков А. А., Брагин В. И., Михайлов А. Г., Мацко Н. А. Геотехнологическая подготовка месторождений полезных ископаемых. — М.: Наука, 2007. — 286 с.
2. Каздым А. А. Техногенные отложения и техногенное минералообразование. — М.: ВИМС, 2010. — 178 с.
3. Чантурия В. А., Макаров В. Н., Макаров Д. В. Экологические и технологические проблемы переработки техногенного сульфидсодержащего сырья. — Апатиты: КНЦ РАН, 2005. — 218 с.
4. Чантурия В. А., Макаров В. Н., Макаров Д. В., Васильева Т. Н., Павлов В. В., Трофименко Т. А. Влияние условий хранения на изменение свойств медно-никелевых техногенных продуктов // ФТПРПИ. — 2002. — № 6. — С. 96 – 102.
5. Маслобоев В. А., Селезнев С. Г., Макаров Д. В., Светлов А. В. Оценка экологической опасности хранения отходов добычи и переработки медно-никелевых руд // ФТПРПИ. — 2014. — № 3. — С. 138 – 153.
6. Поспелов Г. Л. Парадоксы, геолого-геофизическая сущность и механизмы метасоматоза. — Новосибирск: Наука, 1973. — 355 с.
7. Макаров А. Б., Талалай А. Г. Техногенез и экология. — Екатеринбург: УГГУ, 1999. — С. 4 – 41.
8. Зосин А. П., Приймак Т. И., Кошкина Л. Б. Экологические аспекты процессов геохимической трансформации минеральных отходов от переработки сульфидных медно-никелевых руд // Экол. химия. — 2003. — № 12 (1). — С. 33 – 40.
9. Чантурия В. А., Макаров Д. В., Макаров В. Н., Васильева Т. Н. Окисление нерудных и сульфидных минералов в модельных экспериментах и в реальных хвостохранилищах // Горн. журн. — 2000. — № 4. — С. 55 – 58.
10. Маева С. Г. Основы геохимии. — Тирасполь, 2016. — 120 с.
11. Oddie T. A. and Bailey A. W. Subsoil thickness effects on yield and soil water when reclaiming sodic minespoil, J. Environ. Qual., 1988, Vol. 17, No. 4. — Р. 623 – 627.
12. Sadegh-Zadeh F., Seh-Bardan B. J., Samsuri A. W., Mohammadi A., Chorom M., and Yazdani G. A. Saline soil reclamation by means of layered mulch, Arid Land Res. Manag., 2009, Vol. 23, No. 2. — P. 127 – 136.
13. Purdy B. G., MacDonald S. E., and Lieffers V. J. Naturally saline boreal communities as models for reclamation of saline oil sand tailings, Restor. Ecol., 2005, Vol. 13, No. 4. — P. 667 – 677.
14. Li X., Chang S. X., and Salifu K. F. Soil texture and layering effects on water and salt dynamics in the presence of a water table: a review, Environ. Rev., 2014, Vol. 22, No. 1. — P. 41 – 50.
15. Shokri N., Lehmann P., and Or D. Evaporation from layered porous media, J. Geophys. Res., 2010, Vol. 115, B06204.
16. Scanlon B. R., Keese K. E., Flint A. L., Flint L. E., Gaye C. B., Edmunds W. M., and Simmers I. Global synthesis of groundwater recharge in semiarid and arid regions, Hydrol. Process, 2006, Vol. 20, No. 15. — P. 3335 – 3370.
17. Ma Y., Feng S., Zhan H., Liu X., Su D., Kang S., and Song X. Water infiltration in layered soils with air entrapment: modified Green-Ampt model and experimental validation, J. Hydrol. Eng., 2011, Vol. 16, No. 8. — P. 628 – 638.
18. Meiers G. P., Barbour S. L., Qualizza C. V., and Dobchuk B. S. Evolution of the hydraulic conductivity of reclamation covers over sodic/saline mining overburden, J. Geotech. Geoenviron, 2011, Vol. 137, No. 10. — P. 968 – 976.
19. Шестаков В. М. Гидрогеодинамика. — М.: МГУ, 1995. — 368 c.

УДК 622.7 

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ МАГНИТНОГО ОБОГАЩЕНИЯ ОКИСЛЕННЫХ ЖЕЛЕЗНЫХ РУД ПОСЛЕ ОБЖИГА
Г. И. Газалеева, А. Ал. Мушкетов, И. А. Власов, А. Ан. Мушкетов, Н. А. Сопина

ОАО “Уралмеханобр”,
E-mail: gazaleeva_gi@umbr.ru, ул. Хохрякова, 87, 620144, г. Екатеринбург, Россия

Исследован процесс мокрого магнитного обогащения обожженной руды месторождения Абаил, Республика Казахстан. Изучен процесс кинетики измельчения обожженного продукта и рекомендована оптимальная крупность первой стадии измельчения — 55 – 60 % содержания класса –0.071 мм. Выполнен магнитный анализ продуктов различной крупности, который показал, что при снижении крупности материала прироста железа в магнитный продукт не происходит, а массовая доля железа находится на уровне 63.0 %. С использованием сканирующего электронного микроскопа, выявлено наличие в обожженном и магнитном продуктах флоккул породных и магнетитовых частиц, которые переходят в магнитную фракцию, ухудшая ее качество. Предложены две схемы разрушения флоккул: стадиальная дешламация материала по скорости осаждения в жидкой среде и оттирка с добавлением диспергатора. Рекомендована двухстадиальная технологическая схема с измельчением, дешламацией и мокрой магнитной сепарацией, которая позволяет получить железный концентрат с содержанием железа 67 % при его извлечении 76.5 %.

Обжиг магнитный, метод обогащения, мокрая магнитная сепарация, флоккуляция, дешламация, оттирка

DOI: 10.15372/FTPRPI20190117 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Бурыбаева А. А. Геология Казахстана. — Алма-Аты, 1999. — 159 с.
2. Gao P., Yu J. W., Han Y. X., and Li Y. J. Investigation on reaction behaviors of Anshan-type carbonate-bearing iron ore fines by fluidized roasting, XXIX Int. Mineral Proc. Congr. IMPC 2018, Moscow, 2018. — P. 235 – 237.
3. Yu J., Han Y., Li Y., and Gao P. Recovery and separation of iron from iron ore using innovative fluidized magnetization roasting and magnetic separation, J. Min. Metall., Sect. B, 2018, Vol. 54, No. 1. — P. 21 – 27.
4. Гурман М. А., Щербак Л. И. Комбинированные методы обогащения гематит-браунитовой руды // ФТПРПИ. — 2018. — № 1. — С. 144 – 159.
5. Ревазашвили Б. И., Сажин Ю. Г. Расчеты схем рудоподготовки и выбор дробильно-измельчительного оборудования. Измельчение: учеб. пособие. — Алма-Ата: КазПТИ, 1985. — 212 с.
6. Федорова М. Н., Криводубская К. С., Осокина Г. Н. Фазовый химический анализ руд черных металлов и продуктов их переработки. — М.: Недра, 1972. — 115 с.
7. Газалеева Г. И., Братыгин Е. В., Власов И. А., Мамонов С. В., Рогожин А. А., Курков А. В. Влияние тонких шламов на выбор схем рудоподготовки ниобиевых руд // ФТПРПИ. — 2016. — № 1. — С. 170 – 177.
8. Газалеева Г. И. Теория, технология и техника процессов измельчения минерального сырья. — Екатеринбург: ТУ УГМК, 2017. — 352 с.
9. Yu J. W., Han Y. X., Li Y. J., and Gao P. Investigation on pre-concentration efficiency of a low grade hematite ore using magnetic separation, XXIX Int. Mineral Proc. Congr. IMPC, Moscow, 2018. — P. 122 – 124.
10. Shen B. F. Geological characters and resource prospect of the BIF type iron ore deposits in China, Acta Geologica Sinica, 2012, 86 (09). — P. 1376 – 1395.
11. Гурман М. А., Щербак Л. И. Технологическая минералогия и первичное обогащение магнетитовой руды месторождения Поперечного // ФТПРПИ. — 2018. — № 3. — С. 157 – 167.
12. Бузунова Т. А., Шихов Н. В., Шигаева В. Н., Назаренко Л. Н., Бойков И. С. Разработка технологической схемы по производству стекольных и формовочных кварцевых песков // Материалы междунар. науч.-техн. конф. “Научные основы и практика переработки руд и техногенного сырья” 19 – 20 апреля 2017 г. — Екатеринбург: Форт Диалог-Исеть, 2017. — С. 105 – 109.

УДК 549.086; 552 

МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕХНОГЕННОГО СЫРЬЯ ХВОСТОХРАНИЛИЩА ЗОЛОТОПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕЙ ФАБРИКИ
В. И. Брагин, В. А. Макаров, Н. Ф. Усманова, П. Н. Самородский, Б. М. Лобастов, А. И. Вашлаев

Сибирский федеральный университет,
E-mail: vic.bragin@gmail.com, просп. Свободный, 79, 660041, г. Красноярск, Россия
Институт химии и химической технологии СО РАН, Обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН,
ул. Академгородок, 50, стр. 24, 660036, г. Красноярск, Россия

Представлены результаты минералогических исследований лежалых хвостов переработки сульфидных и окисленных золотосодержащих руд одного из горно-металлургических предприятий Красноярского края. Материал хвостохранилища представлен как первичными, так и вторичными минеральными формами. Из вторичных минеральных образований обнаружены минералы сурьмы валентинит Sb2O3 и трипугиит FeSbO4, вторичные формы минералов железа. Гипс в техногенном материале является новообразованной фазой, не встречающейся в исходных рудах, отмечается в хвостах обогащения сульфидных и смешанных руд и почти отсутствует в хвостах переработки окисленных руд. Основной ценный компонент — золото, представленное тонкими сростками в арсенопирите, крупность свободного золота не превышает первых микрон.

Золотосодержащие сульфидные и окисленные руды, хвосты обогащения, вторичные минеральные формы, гипергенные преобразования

DOI: 10.15372/FTPRPI20190118 

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований и Красноярского краевого фонда поддержки научной и научно-технической деятельности (проект № 18–45–242001) и фундаментальных исследований Российской академии наук (проект № V.46.1.1).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Болтыров В. Б., Селезнев С. Г., Стороженко Л. А. Экологические последствия долговременного хранения техногенных объектов типа “Отвалы Аллареченского месторождения” (Печенгский район Мурманской области) // Изв. УГГУ. — 2015. — № 4 (40). — С. 27 – 34.
2. Маслобоев В. А., Селезнев С. Г., Макаров Д. В., Светлов А. В. Оценка экологической опасности хранения отходов добычи и переработки медно-никелевых руд // ФТПРПИ. — 2014. — № 3. — С. 138 – 153.
3. Edraki M., Baumgartl T., Manlapig E., Bradshaw D., Franks D. M., and Moran Ch. J. Designing mine tailings for better environmental, social and economic outcomes: a review of alternative approaches, J. Cleaner Prod., 2014, Vol. 84. — P. 411 – 420.
4. Carmo F. F., Kamino L. H. Y., do Carmo F. F., et al. Fundao tailings dam failures: the environment tragedy of the largest technological disaster of Brazilian mining in global context, Perspectives in Ecology and Conservation, 2017, Vol. 15, No. 3. — P. 145 – 151.
5. Гурская Л. И., Снежко О. Н., Васильев С. П., Молчанов А. В. Техногенные месторождения платиновых металлов – новый источник ценного промышленного сырья // Региональная геология и металлогения. — 2016. — № 66. — С. 80 – 90.
6. Salinas-Rodriguez E., Hernandez-Avila J., Rivera-Landero I., et al. Leaching of silver contained in mining tailings, using sodium thiosulfate: A kinetic study, Hydrometallurgy, 2016, Vol. 160. — P. 6 – 11.
7. Чернышов Н. М. Техногенный золото-платиноидный тип месторождений КМА (Центральная Россия) // Вестн. ВГУ, серия: Геология. — 2010. — № 1. — С. 175 – 191.
8. Твердов А. А., Жура А. В., Соколова М. А. Проблемы комплексного использования минерально-сырьевых ресурсов и освоения техногенных месторождений // Рациональное освоение недр. — 2013. — № 5. — С. 16 – 20.
9. Мовсесян Р. С., Мкртчян Г. А., Мовсисян А. И. Перспективы промышленного освоения техногенных минеральных ресурсов Республики Армения // Изв. НАН РА, Науки о земле. — 2014. — Т. 67. — № 1. — С. 30 – 39.
10. Ежов А. И. Оценка техногенного сырья в Российской Федерации (Твердые полезные ископаемые) // Горные науки и технологии. — 2016. — № 4. — С. 62 – 75.
11. Иванников С. И., Эпов Д. Г., Крысенко Г. Ф. и др. Комплексный подход к извлечению золота из техногенных объектов золотодобычи Дальнего Востока России // Вестн. ОНЗ РАН. — 2013. — Т. 5. — NZ1001, DOI: 10. 2205/2013NZ000115.
12. Васильев Е. А., Рудой Г. Н., Савин А. Г. Перспективы переработки лежалых хвостов обогащения ОАО “Гайский ГОК” // Цв. металлы. — 2014. — № 10. — С. 25 – 28.
13. Богданович А. В., Васильев А. М., Шнеерсон Я. М., Плешков М. А. Извлечение золота из лежалых хвостов обогащения колчеданных медно-цинковых руд // Обогащение руд. — 2013. — № 5. — С. 38 – 44.
14. Литвинцев В. С. О ресурсном потенциале техногенных золотороссыпных месторождений // ФТПРПИ. — 2013. — № 1. — С. 118 – 126.
15. Мирзеханов Г. С. Оценочные критерии ресурсного потенциала техногенных образований россыпных месторождений золота Дальнего Востока России // Вестн. КРАУНЦ. Науки о Земле. — 2014. — № 1. — С. 139 – 150.
16. Александрова Т. Н., Александров А. В., Литвинова Н. М., Богомяков Р. В. Исследование возможности отработки техногенных отвалов россыпной золотодобычи методами “рудной” технологии // ГИАБ. — 2013. — № 5. — С. 65 – 69.
17. Бортникова С. Б., Гаськова О. Л., Бессонова Е. П. Геохимия техногенных систем. — Новосибирск: Гео, 2006. — 169 с.
18. Bortnikova S., Bessonova E., and Gaskova O. Geochemistry of arsenic and metals in stored tailings of a Co–Ni arsenide-ore, Khovu-Aksy area, Russia, Appl. Geochem., 2012, Vol. 27, No. 11. — P. 2238 – 2250.
19. Craw D. Geochemical changes in mine tailings during a transition to pressure – oxidation process discharge, Macraes mine, New Zealand, J. Geochem. Exploration, 2003, Vol. 80, No. 1. — P. 81 – 94.
20. Smuda J., Dold B., Jorge E. Spangenberg, Friese K., Kobek Max R., Carlos A. Bustos, Hans-Rudolf Pfeifer. Element cycling during the transition from alkaline to acidic environment in an active porphyry copper tailings impoundment, Chuquicamata, Chile, J. Geochem. Exploration, 2014, Vol. 140. — P. 23 – 40.
21. Lindsay M. B. J., Moncur M. C., Bain J. G. et al. Geochemical and mineralogical aspects of sulfide mine tailings, Appl. Geochem., 2015, Vol. 57. — P. 157 – 177.
22. Jackson L. M., Parbhakar-Fox A. Mineralogical and geochemical characterization of the Old Tailings Dam, Australia: Evaluating the effectiveness of a water cover for long-term AMD control, Appl. Geochem., 2016, Vol. 68. — P. 64 – 78.

ГОРНАЯ ТЕПЛОФИЗИКА

УДК 622.45 

КАЛИБРОВКА ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОРОДНОГО МАССИВА ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ ФОРМИРОВАНИЯ ЛЕДОПОРОДНОГО ОГРАЖДЕНИЯ СТРОЯЩИХСЯ ШАХТНЫХ СТВОЛОВ
Л. Ю. Левин, М. А. Семин, А. В. Зайцев

Горный институт УрО РАН,
Е-mail: aerolog_lev@mail.ru, ул. Сибирская, 78а, 614007, г. Пермь, Россия

Выполнено моделирование процессов теплообмена, происходящих во влагонасыщенном породном массиве при проходке шахтных стволов методом искусственного замораживания пород. Рассмотрен вопрос калибровки теплофизических свойств слоев горных пород по данным экспериментальных измерений температур в контрольно-термических скважинах, расположенных на расстоянии от контура заморозки. На примере строящихся стволов рудника Нежинского ГОКа показана важность калибровки теплофизических параметров модели, взятых из инженерно-геологических изысканий. Определено количество независимых параметров калибровки на основании анализа системы уравнений двухфазной двумерной задачи Стефана в безразмерном виде. Сформулирована обратная задача Стефана для горизонтального слоя горных пород. Предложен численный алгоритм решения обратной задачи Стефана, основанный на методе градиентного спуска. Алгоритм осуществляет минимизацию функционала рассогласований между модельными и измеренными температурами в местах расположения контрольных скважин. Проведен анализ вида функционала рассогласований в фазовом пространстве теплофизических свойств и анализ сходимости предложенного алгоритма.

Ледопородное ограждение, обратная задача Стефана, калибровка параметров модели, метод градиентного спуска, метод конечных разностей, шахтный ствол

DOI: 10.15372/FTPRPI20190119 

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 17–11–01204).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Трупак Н. Г. Замораживание горных пород при проходке стволов. — М.: Углетехиздат, 1954. — 896 с.
2. Правила безопасности при строительстве подземных сооружений ПБ 03–428–02. Утв. Постановлением Госгортехнадзора РФ от 02.11.2001, № 49. — 167 с.
3. Левин Л. Ю., Семин М. А., Зайцев А. В. Контроль и прогноз формирования ледопородного ограждения с использованием оптоволоконных технологий // Стратегия и процессы освоения георесурсов: сб. науч. тр. — Пермь: ГИ УрО РАН, 2016. — С. 236 – 238.
4. Амосов П. В., Лукичев С. В., Наговицын О. В. Влияние пористости породного массива и температуры хладоносителя на скорость создания сплошного ледопородного ограждения // Вестн. КНЦ РАН. — 2016. — № 4 (27). — С. 43 – 50.
5. Гендлер С. Г. Обеспечение комплексной безопасности при освоении минерально-сырьевых и пространственных ресурсов недр // Горн. журн. — 2014. — № 5. — С. 5 – 6.
6. Sopko J. Coupled heat transfer and groundwater flow models for ground freezing design and analysis in construction, Geotech. Frontiers, 2017. — 11 p.
7. Vitel M., Rouabhi A., Tijani M., and Guerin F. Modeling heat transfer between a freeze pipe and the surrounding ground during artificial ground freezing activities, Comput. Geotech., 2015, Vol. 63. — P. 99 – 111.
8. Kim Y. S., Kang J. M., Lee J., Hong S., and Kim K. J. Finite element modeling and analysis for artificial ground freezing in egress shafts, J. Civ. Eng., 2012, Vol. 16, No. 6. — P. 925 – 932.
9. Schmall P. C. and Maishman D. Ground freezing a proven technology in mine shaft sinking, Tunnels and Underground Construction Magazine, 2007, Vol. 59, No. 6. — P. 25 – 30.
10. Иголка Д. А., Иголка Е. Ю., Лукша Е. М., Кологривенко А. А. Влияние температуры ледопородного ограждения при расчете крепи шахтных стволов // Горная механика и машиностроение. — 2014. — № 3. — С. 36 – 41.
11. Левин Л. Ю., Семин М. А., Паршаков О. С., Колесов Е. В. Метод решения обратной задачи Стефана для контроля состояния ледопородного ограждения при проходке шахтных стволов // Геология, нефтегазовое и горное дело. — 2017. — Т. 16. — № 3. — С. 255 – 267.
12. Jame Y. W. Heat and mass transfer in freezing unsaturated soil. Ph.D. dissertation, University of Saskatchewan, 1977. — 212 p.
13. McKenzie J. M., Voss C. I., and Siegel D. I. Groundwater flow with energy transport and water-ice phase change: numerical simulations, benchmarks, and application to freezing in peat bogs, Adv. Water Resour., 2007, Vol. 30, No. 4. — P. 966 – 983.
14. Kurylyk B. L. and Watanabe K. The mathematical representation of freezing and thawing processes in variably-saturated, non-deformable soils, Adv. Water Resour., 2013, Vol. 60. — P. 160 – 177.
15. Дмитриев А. П., Гончаров С. А. Термодинамические процессы в горных породах. — М.: Недра, 1990. — 360 с.
16. Будак Б. М., Соловьева Е. Н., Успенский А. Б. Разностный метод со сглаживанием коэффициентов для решения задач Стефана // ЖВМиМФ. — 1965. — Т. 5. — № 5. — С. 828 – 840.
17. Shamsundar N. and Sparrow E. M. Analysis of multidimensional conduction phase change via the enthalpy model, J. Heat Transfer, 1975, Vol. 97, No. 3. — P. 333 – 340.
18. Алифанов О. М. Обратные задачи теплообмена. — М.: Машиностроение, 1988. — 280 с.
19. Tikhonov A. N. and Arsenin V. Y. Solutions of ill-posed problems, Winston & Sons, Washington, DC, 1977. — 258 p.
20. Левин Л. Ю., Семин М. А., Богдан С. И., Зайцев А. В. Решение обратной задачи Стефана при анализе замораживания грунтовых вод в породном массиве // ИФЖ. — 2018. — Т. 91. — № 3. — С. 655 – 663.
21. Левин Л. Ю., Семин М. А., Паршаков О. С. Математическое прогнозирование толщины ледопородного ограждения при проходке стволов // ФТПРПИ. — 2017. — № 5. — С. 154 – 161.

НОВЫЕ МЕТОДЫ И ПРИБОРЫ В ГОРНОМ ДЕЛЕ

УДК 622.40 – (931/96 + 680)

ОЦЕНКА ПОГРЕШНОСТИ ДАТЧИКОВ ТЕМПЕРАТУРЫ И ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ВЛАЖНОСТИ ИСКРОБЕЗОПАСНОЙ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА В УГОЛЬНЫХ ШАХТАХ
М. Ханал, Р. МакФи, Б. Бэйли, П. Брисбан, Б. Кафадж

Исследовательская программа по добыче угля “CSIRO”,
E-mail: Manoj.Khanal@csiro.au, I Технологическая площадка, г. Брисбен, Австралия
Компания “Anglo American”,
ул. Шарлотте, 201, г. Брисбен, Австралия
Преторийский университет, Департамент горной промышленности, г. Претория, ЮАР
Исследовательская программа угольной ассоциации Австралии,
ул. Игл, 167, г. Брисбен, Австралия

Угольная шахта, температура, влажность, режим реального времени

DOI: 10.15372/FTPRPI20190120 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Belle B. Underground mine ventilation air methane (VAM) monitoring — an Australian journey towards achieving accuracy, Proc. of 14th Coal Operators’ Conference, University of Wollongong, The Australasian Institute of Mining and Metallurgy & Mine Managers Association of Australia, 2014. — Р. 230 – 242.
2. Haustein K., Widzyk-Capehart E., Wang P., Kirkwood D., and Prout R. The nexsys real-time risk management and decision support system: redefining the future of mine safety, Proc. of 11th Underground Coal Operators’ Conference, University of Wollongong & the Australasian Institute of Mining and Metallurgy, 2011. — Р. 205 – 213.
3. Brady D. The role of gas monitoring in the prevention and treatment of mine fires, Proc. of 2008 Coal Operators’ Conference, University of Wollongong & the Australasian Institute of Mining and Metallurgy, 2008. — Р. 202 – 208.
4. Gillies A. D. S., Wu H. W., Mayes T. I., and Halim A. The challenge of measuring airflow through mine regulators to allow real time ventilation monitoring, Proc. of Queensland Mining Industry Health and Safety Conference, Townsville, 2002. — Р. 145 – 150.
5. Crowley K., Frisby J., Murphy S., Roantree M., and Diamond D. Web-based real-time temperature monitoring of shellfish catches using a wireless sensor network, Sens. Actuators A, 2005, Vol. 122, No. 2. — P. 222 – 230.
6. Khanal M., McPhee R., Belle B., Brisbane P., and Kathage B. Study of real-time dry bulb and relative humidity sensors in underground coal mines, Int. J. Thermophys., 2016, Vol. 37, No. 12, Paper 117.

  Версия для печати