Научная деятельность	Инновационная деятельность	Издательская деятельность	КОНКУРСЫ	МИП «КСИ Геотехнологии»	Противодействие коррупции	поиск по сайту »
Образовательная деятельность	Структура института	Читинский филиал ИГД СО РАН	Профсоюз	Центр дополнительного профессионального образования

ИГД » Издательская деятельность » Журнал «Физико-технические проблемы… » Номера журнала » Номера журнала за 2019 год » ФТПРПИ №4, 2019. Аннотации.

ФТПРПИ №4, 2019. Аннотации.

ГЕОМЕХАНИКА

УДК 539.3

ФОРМУЛИРОВКА АЛГОРИТМА ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ КОНСТАНТ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИХ МАССИВ ПОРОД С ВЫРАБОТКОЙ
М. В. Курленя, В. Е. Миренков

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

Предложен метод решения обратных задач, характеризуемых набором параметров, который использует систему сингулярных интегральных уравнений, связывающих граничные значения компонент напряжений и смещений и исключает регуляризацию. Расчет предполагает задание статического, кинематического и динамического аспектов и адаптацию их к условиям отработки конкретного пласта полезного ископаемого. Под статическим аспектом понимается классический расчет напряженно-деформированного состояния в окрестности выработки, кинематический учитывает собственный вес пород, а динамический рассматривает процесс отработки пласта и накопление повреждений во вмещающих породах.

Граница, напряжения, смещения, параметры, уравнения, задача, решение

DOI: 10.15372/FTPRPI20190401

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект № 18–05–00533).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Постнов В. А. Использование метода регуляризации Тихонова для решения задач идентификации упругих систем // МТТ. — 2010. — № 1. — С. 151 – 160.
2. Jadamba B., Khan A. A., Raciti F. On the inverse problem of identifying Lame coefficients in linear elasticity, Comput. Math. Appl., 2008, Vol. 56, № 2. — Р. 431 – 443.
3. Миренков В. Е. О некоторых некорректных задачах в геомеханике // ФТПРПИ. — 2011. — № 3. — С. 20 – 27.
4. Капцов В. П., Шифрин Е. И. Идентификация плоской трещины в упругом теле с помощью инвариантных интегралов // МТТ. — 2008. — № 3. — С. 112 – 120.
5. Курленя М. В., Миренков В. Е. Деформирование весомого массива горных пород в окрестности прямолинейной конечной трещины // ФТПРПИ. — 2018. — № 6. — С. 14 – 20.
6. Shen H. and Abbas S. M. Rock slope reliability analysis based on distinсt element method and random set theory, J. Rock Mech. Min. Sci., 2013, Vol. 61. — P. 15 – 22.
7. Clausen J. Bearing capacity of circular footings on a Hoek-Brown material, J. Rock Mech. Min. Sci., 2013, Vol. 57. — P. 34 – 41.
8. Баренблатт Г. И., Христианович С. А. Об обрушении кровли при горных выработках // Изв. АН СССР. ОТН. — 1955. — № 11. — С. 73 – 86.
9. Серяков В. М., Риб С. В., Басов В. В., Фрянов В. М. Геомеханическое обоснование параметров технологии отработки угольных пластов в зоне взаимовлияния очистного пространства и передовой выработки // ФТПРПИ. — 2018. — № 6. — С. 21 – 29.

УДК 622.271.3

ОБОСНОВАНИЕ УСТОЙЧИВЫХ ПАРАМЕТРОВ БОРТОВ КАРЬЕРА НА ОСНОВЕ РЕЙТИНГОВОЙ СИСТЕМЫ ОЦЕНКИ МАССИВА
А. А. Панжин, Т. Ф. Харисов, О. Д. Харисова

Институт горного дела УрО РАН,
E-mail: panzhin@igduran.ru, timur-ne@mail.ru, OlgaZheltysheva@gmail.com,
ул. Мамина-Сибиряка, 58, 620075, г. Екатеринбург, Россия

Выполнен комплекс геомеханических исследований для обоснования углов устойчивых откосов Джетыгаринского карьера, включающих испытания физико-механических свойств горных пород, изучение структуры прибортового массива, определение значений рейтинговой оценки массивов горных пород MRMR, районирование поверхности карьера по классификации профессора Лобшира. Рекомендованы значения углов откоса уступов карьера, а также разработаны мероприятия по обеспечению их устойчивости. В процессе классификации пород поверхности карьера выявлены факторы, оказывающие наиболее негативное воздействие на прибортовой массив. Установлено, что влияние некоторых факторов может быть значительно снижено, что позволит повысить значения углов заоткоски уступов при сохранении должной степени безопасности ведения горных работ.

Джетыгаринский карьер, физико-механические свойства пород, склерометр, трещиноватость массива, фотограмметрия, беспилотный летательный аппарат, классификация Лобшира, рейтинговые оценки

DOI: 10.15372/FTPRPI20190402

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Кузьмин Е. В., Узбекова А. Р. Рейтинговые классификации массивов скальных пород: предпосылки создания, развитие и область применения // ГИАБ. — 2004. — № 4. — С. 201 – 203.
2. Laubscher D. H. and Jakubec J. The MRMR rock mass classification for jointed rock masses, In Underground Mining Methods: Engineering Fundamentals and International Case Studies (eds. W. A. Hustrulid and R. L. Bullok), Society of Mining Metallurgy and Exploration, SME, 2001. — P. 475 – 481.
3. Прокопов А. Ю., Гергарт Ю. А. Апробация и оценка точности неразрушающего экспресс-метода определения прочностных свойств породного массива в условиях реконструкции Рокского тоннеля // Горн. журн. — 2015. — № 4. — С. 101 – 107.
4. Карташов С. А., Прокопов А. Ю. Применение экспресс-метода контроля прочности скальных пород при проходке тоннелей // Механизмы управления процессами внедрения технических новшеств: сб. ст. Междунар. науч.-практ. конф., 15 октября 2017 г. — Уфа, 2017. — С. 55 – 57.
5. Аксой С. О. Системы классификации массивов горных пород: историческое развитие, области применения, ограничения // ФТПРПИ. — 2008. — № 1. — С. 56 – 68.
6. Козырев А. А., Губинский Н. О. Определение рейтинга вмещающих пород и руд алмазного месторождения в соответствии с классификацией Д. Лобшира // ГИАБ. — 2011. — № 8. — С. 89 – 99.
7. Макаров А. Б. Обоснование допустимых параметров очистных камер и целиков // Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. — 2015. — № 2. — С. 261 – 267.
8. Макаров А. Б., Рассказов И. Ю., Саксин Б. Г., Ливинский И. С., Потапчук М. И. Геомеханическое обоснование параметров камерной системы разработки при переходе на подземный способ добычи руд // ФТПРПИ. — 2016. — № 3. — С. 27 – 38.
9. Еременко В. А., Айнбиндер И. И., Пацкевич П. Г., Бабкин Е. А. Оценка состояния массива горных пород на рудниках ЗФ ОАО “ГМК “Норильский никель” // ГИАБ. — 2017. — № 1. — С. 5 – 17.
10. Рыбин В. В., Калюжный А. С., Потапов Д. А. Геомеханическое обоснование параметров борта карьера на месторождении “Олений ручей” и мониторинг его устойчивости // Мониторинг природных и техногенных процессов при ведении горных работ: сб. докл. Всерос. науч.-техн. конф. с междунар. участием, 24 – 27 сентября 2013 г. — Апатиты, 2013. — С. 180 – 187.
11. Рыбин В. В., Губинский Н. О. Определение рейтинга массива горных пород по классификации Д. Лобшира для условий карьеров ОАО “Апатит” // ГИАБ. — 2012. — № 3. — С. 140 – 143.
12. Laubscher D. H. Geomechanics classification of jointed rock masses – mining applications, Transactions of Institute of Mining and Metallurgy, Section A: Mining Industry, 1977, Vol. 86, A1-A8.
13. Read J. R. L. and Stacey P. F. Guidelines for open pit slope design, CSIRO, Collingwood, Australia, 2010. — 496 p.
14. Laubscher D. H. A geomechanics classification system for rating of rock mass in mine design, J. South African Inst. of Min. and Metallurgy, 1990, Vol. 90, No. 10. — P. 257 – 273.
15. Haines A. and Terbrugge P. J. Preliminary estimation of rock slope stability using rock mass classification systems, Proc. 7th Congr. Rock Mechanics, ISRM, Aachen, Germany, 1991, Vol. 2. — P. 887 – 892.
16. Флягин А. С., Жариков С. Н. Контурное взрывание при разработке месторождений полезных ископаемых // Проблемы недропользования. — 2016. — № 3 (10). — С. 70 – 73.

УДК 622.179.19

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТЕЙ АКУСТИКО-ЭМИССИОННЫХ И РЕОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК КАМЕННОЙ СОЛИ ОТ НАПРЯЖЕНИЙ И ТЕМПЕРАТУРЫ
В. Л. Шкуратник, О. С. Кравченко, Ю. Л. Филимонов

Национальный исследовательский технологический университет “МИСиС”,
E-mail: ftkp@mail.ru, Ленинский проспект, 6, 119049, г. Москва, Россия
ООО “Газпром геотехнологии”, E-mail: y.filimonov@gazpromgeotech.ru,
1-я Магистральная, 11/2, 123290, г. Москва, Россия

Проведены синхронные акустико-эмиссионные и деформационные измерения в образцах каменной соли, подвергаемых одновременно различным уровням одноосного механического и ступенчато возрастающего температурного воздействия. Описано методическое и аппаратурное обеспечение таких измерений. Получены экспериментальные зависимости, отражающие изменения деформаций сдвига и активности акустической эмиссии образцов как функций от времени и температуры для различных осевых напряжений. С увеличением напряжений переход каменной соли в стадию прогрессирующей ползучести происходит при меньших температурах. Переход на каждую последующую ступень температурного воздействия сопровождается возрастанием крутизны деформаций сдвига и средней на ступени активности акустической эмиссии. Проанализированы закономерности изменения указанных параметров на стадиях установившейся и прогрессирующей ползучести каменной соли. Отмечены преимущества использования акустико-эмиссионных измерений для прогноза разрушения каменной соли вследствие прогрессирующей ползучести, а также их важность для решения задачи оценки свойств соляных горных пород в реальных термобарических условиях строительства и эксплуатации подземных хранилищ газа.

Каменная соль, подземные хранилища газа, термобарические воздействия, напряженное состояние, деформации, акустическая эмиссия

DOI: 10.15372/FTPRPI20190403

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Mansouri H. and Ajalloeian R. Mechanical behavior of salt rock under uniaxial compression and creep tests, Int. J. Rock Mech. and Min. Sci., 2018, Vol. 110. — P. 19 – 27.
2. Liu H., Zhang M., Liu M., and Cao L. Influence of natural gas thermodynamic characteristics on stability of salt cavern gas storage. Paper presented at the IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2019, Vol. 227, No. 4.
3. Wu C., Liu J., Zhou Z., Xu H., Wu F., Zhuo Y., and Wang L. Study on creep properties of salt rock with impurities during triaxial creep test, Gongcheng Kexue Yu Jishu, Advanced Eng. Sci., 2017, Vol. 49. — P. 165 – 172.
4. Назарова Л. А., Назаров Л. А. Оценка реологических свойств пород-коллекторов пластов баженовской свиты по данным термобарических испытаний // ФТПРПИ. — 2017. — № 3. — С. 22 – 28.
5. Zhou Z., Liu J., Wu F., Wang L., Zhuo Y., Liu W., and Li J. Experimental study on creep properties of salt rock and mudstone from bedded salt rock gas storage. Sichuan Daxue Xuebao (Gongcheng Kexue Ban), J. of Sichuan University (Engineering Science Edition), 2016, Vol. 48. — P. 100 – 106.
6. Gunther R., Salzer K., Popp T., and Ludeling C. Steady-state creep of rock salt: Improved approaches for lab determination and modelling, J. Rock Mech. and Rock Eng., 2015, Vol. 48, No. 6. — P. 2603 – 2613.
7. He M. M., Li N., Huang B. Q., Zhu C. H., and Chen Y. S. Plastic strain energy model for rock salt under fatigue loading, Acta Mechanica Solida Sinica, 2018, Vol. 31, No. 3. — P. 322 – 331.
8. Kravcenko O. S. and Filimonov Y. L. Deformation of rock salt under increased temperature, J. Min. Informational and Analytical Bulletin, 2018, Vol. 2019, No. 1. — P. 69 – 76.
9. Liang W. G., Xu S. G., and Zhao Y. S. Experimental study of temperature effects on physical and mechanical characteristics of salt rock, J. Rock Mech. and Rock Eng., 2006, Vol. 39, No. 5. — P. 469 – 482.
10. Gao X., Yang C., Wu W., and Liu J. Experimental studies on temperature dependent properties of creep of rock salt, 2005.
11. Wisetsaen S., Walsri C., and Fuenkajorn K. Effects of loading rate and temperature on tensile strength and deformation of rock salt, J. Rock Mech. and Min. Sci., 2015, Vol. 73. — P. 10 – 14.
12. Chen J., Shi X., and Zhou J. The mechanical characteristic of rock salt under uniaxial compression with low temperature effect, Functional Materials, 2016, Vol. 23, No. 3. — P. 433 – 436.
13. Shkuratnik V. L. and Yamshikov V. L. On the relationship between acoustic emission parameters and strength properties of rocks, Mechancs of Joined and Faulted Rock, 1995. — P. 469 – 471.
14. Filimonov Y., Lavrov A., and Shkuratnk V. Acoustik emission in rock salt: effect of loading rate, Strain, 2002, Vol. 38. — P. 157 – 159.
15. Шкуратник В. Л., Филимонов Ю. Л. О взаимосвязи параметров акустической эмиссии с физико-механическими свойствами и процессами разрушения соляных горных пород // Геодинамика и напряженное состояние недр Земли. — Новосибирск: ИГД СО РАН, 2004. — С. 35 – 39.
16. Wu C., Liu J., Zhou Z., and Zhuo Y. Creep acoustic emission of rock salt under triaxial compression, Yantu Gongcheng Xuebao, Chinese J. of Geotech. Eng., 2016, Vol. 38. — P. 318 – 323.
17. Zhang C., Liang W., Li Z., Xu S., and Zhao Y. Observations of acoustic emission of three salt rocks under uniaxial compression, J. Rock Mech. and Min. Sci., 2015, Vol. 77. — P. 19 – 26.
18. Jie C., Junwei Z., Song R., Lin L., and Liming Y. Determination of damage constitutive behavior for rock salt under uniaxial compression condition with acoustic emission, Open Civil Engineering J., 2015, Vol. 9, No. 1. — P. 75 – 81.
19. Singh A., Kumar C., Kannan L. G., Rao K. S., and Ayothiraman R. Estimation of creep parameters of rock salt from uniaxial compression tests, J. Rock Mech. and Min. Sci., 2018, Vol. 107. — P. 243 – 245.
20. Li H., Yang C., Liu Y., Chen F., and Ma H. Experimental study of ultrasonic velocity and acoustic emission properties of salt rock under uniaxial compression load, Yanshilixue Yu Gongcheng Xuebao, Chinese J. Rock Mech. and Eng., 2014, Vol. 33, No. 10. — P. 2107 – 2116.
21. Li H., Dong Z., Ouyang Z., Liu B., Yuan W., and Yin H. Experimental investigation on the deformability, ultrasonicwave propagation, and acoustic emission of rock salt under triaxial compression, Appl. Sci. (Switzerland), 2019, Vol. 9, No. 4.
22. Xu Y., Liu J., Xu H., Li T., Xiang G., Deng C., and Wu C. Experimental study on acoustic emission characteristics of salt rock with impurities under uniaxial compression, J. of Sichuan University (Engineering Science Edition), 2016, Vol. 48, No. 6. — P. 37 – 45.
23. Zhuo Y., Liu J., Li T., Bian Y., Li J., and Yang S. Study on acoustic emission of rock salt under triaxial compression, J. of Sichuan University (Engineering Science Edition), 2016, Vol. 48. — P. 114 – 120.

УДК 539.3

ИССЛЕДОВАНИЯ УПРУГОГО, УПРУГО-ПЛАСТИЧЕСКОГО И ЗАПРЕДЕЛЬНОГО СОСТОЯНИЙ МАССИВА ПОРОД ВБЛИЗИ ВЫРАБОТОК ПО ДАННЫМ ИЗМЕРЕНИЙ НА ИХ ГРАНИЦАХ
А. И. Чанышев, И. М. Абдулин

Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН,
E-mail: a.i.chanyshev@gmail.com, Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
Новосибирский государственный университет экономики и управления,
ул. Каменская, 56, 630099, г. Новосибирск, Россия

Решена задача об определении напряженно-деформированного состояния окрестности контура выработки произвольной формы по данным измерений на нем вектора напряжений Коши и вектора перемещений. Рассмотрены состояния упругости, пластичности, запредельного деформирования. Полученные результаты позволяют устанавливать в экспрессном режиме ресурсные возможности сопротивления массива пород разрушению на контуре как в заглубленной выработке, так и в условиях открытых горных работ.

Напряжения, деформации, смещения, упругость, пластичность, запредельное деформирование

DOI: 10.15372/FTPRPI20190404

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект № 18–05–00757).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Тимошенко С. П., Гудьер Дж. Теория упругости. — М.: Наука, 1979. — 560 с.
2. Лехницкий С. Г. Теория упругости анизотропного тела. — М.; Л.: Госиздат технико-теор. лит., 1950. — 299 с.
3. Мусхелишвили Н. Н. Некоторые основные задачи математической теории упругости. — М.: Наука, 1966. — 708 с.
4. Качанов Л. М. Основы теории пластичности. — М.: Наука, 1969. — 420 с.
5. Работнов Ю. Н. Механика деформируемого твердого тела. — М.: Наука, 1988. — 712 с.
6. Ишлинский А. Ю., Ивлев Д. Д. Математическая теория пластичности. — М.: Физматлит, 2001. — 704 с.
7. Петухов И. М., Линьков А. М. Механика горных ударов и выбросов. — М.: Недра, 1983. — 280 с.
8. Ставрогин А. Н., Тарасов Б. Г. Экспериментальная физика и механика горных пород. — СПб.: Наука, 2001. — 344 с.
9. Ильюшин А. А. Пластичность. — М.: Гостехиздат, 1948. — 376 с.
10. Грицко Г. И., Власенко Б. В., Мусалимов В. М. Экспериментально-аналитический метод определения напряжений в угольном пласте // ФТПРПИ. — 1971. — № 1. — С. 3 – 10.
11. Грицко Г. И., Власенко Б. В., Шемякин Е. И. Экспериментально-аналитический метод определения напряжений в массиве горных пород. — Новосибирск: Наука, 1976. — 190 с.
12. Грицко Г. И., Цыцаркин В. Н. Определение напряженно-деформированного состояния массива вокруг напряженных пластовых выработок экспериментально-аналитическим методом // ФТПРПИ. — 1995. — № 3. — С. 18 – 21.
13. Миренков В. Е., Шутов В. А., Полуэктов В. А. Экспериментально-аналитическое определение контактных условий // Изв. вузов “Строительство”. — 2010. — № 5 (617). — С. 10 – 15.
14. Акимов В. С., Цыцаркин В. Н. Определение границы области неупругих деформаций вокруг круговой выработки // Горное давление в капитальных и подготовительных выработках. — Новосибирск, 1979. — С. 84 – 87.
15. Назаров Л. А., Назарова Л. А., Карчевский А. Л., Панов А. В. Оценка напряжений и деформационных свойств породных массивов на основе решения обратной задачи по данным измерений смещений на свободных границах // СЖИМ. — 2012. — Т. 15. — № 4. — С. 102 – 109.
16. Ватульян А. О. Обратные задачи в механике деформируемого твердого тела. — М.: Физматлит, 2007. — 223 с.
17. Романов В. Г. Обратные задачи математической физики. — М.: Наука, 1984. — 263 с.
18. Буи X. Д. Введение в теорию обратных задач механики материалов. — Караганда: КарГУ, 1997. — 378 с.
19. Тихонов А. Н., Леонов А. С., Ягола А. Г. Нелинейные некорректные задачи. — М.: Наука, 1995. — 311 с.
20. Кабанихин С. И. Обратные и некорректные задачи: учебное пособие. — Новосибирск: Сиб. науч. изд-во, 2008. — 460 с.
21. Имамутдинов Д. И., Чанышев А. И. Решение упругопластической задачи о протяженной цилиндрической выработке // ФТПРПИ. — 1988. — № 5. — С. 24 – 32.

ГОРНОЕ МАШИНОВЕДЕНИЕ

УДК 624.1 + 534.1

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЗАБИВАНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ТРУБЫ В ГРУНТ С ПОРЦИОННЫМ УДАЛЕНИЕМ ГРУНТОВОГО КЕРНА
А. Л. Исаков, А. С. Кондратенко, А. М. Петреев

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

Исследовано взаимодействие открытой трубы с внутренней грунтовой пробкой по закону сухого трения Кулона. Рассмотрены различные модели грунта и трубы. Для всех моделей получены конечно-разностные решения, для некоторых — аналитические, описывающие процесс упругого взаимодействия трубы с пробкой. Показано хорошее соответствие численных и аналитических решений. Проведено сопоставление результатов численных расчетов по различным моделям и определены пределы применимости моделей. Изучено влияние сухого трения Кулона на процесс движения трубы и пробки.

Погружение трубы, грунтовая пробка, сухое трение, сдвиговое напряжение, математическое моделирование, нелинейность, численный метод, аналитическое решение

DOI: 10.15372/FTPRPI20190405

Работа выполнена в рамках проекта РНФ (№ 17–77–20049).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Рыбаков А. П. Основы бестраншейных технологий. Теория и практика. — М.: Пресс-Бюро, 205. — 304 с.
2. Ariaratnam S., Chan W., and Choi D. Utilization of trenchless construction methods in mainland China to sustain urban infrastructure Practice Periodical on Structural Design and Construction, ASCE, Reston, VA, 2006, Vol. 11, No. 3. — P. 134 – 141.
3. Данилов Б. Б., Смоляницкий Б. Н. Пути повышения эффективности забивания в грунт стальных труб пневматическими молотами // ФТПРПИ. — 2005. — № 5. — С. 81 – 88.
4. Современные технологии сооружения протяженных скважин в грунтовых массивах и технические средства контроля их траектории / Б. Н. Смоляницкий, В. Н. Опарин, Е. В. Денисова, А. С. Кондратенко, И. В. Тищенко, А. С. Смоленцев, А. П. Хмелинин, А. И. Конурин. — Новосибирск: СО РАН, 2016. — 237 с.
5. Пат. РФ 2501913. Способ бестраншейной прокладки труб в грунт / А. М. Петреев, А. С. Кондратенко // Опубл. в БИ. — 2013. — № 35.
6. Тищенко И. В., Червов В. В., Горелов А. И. Влияние дополнительного вибровозбудителя и комбинации виброударных устройств на скорость внедрения трубы в грунт при прокалывании // ФТПРПИ. — 2013. — № 3. — С. 107 – 118.
7. Aleksandrova N. I. Numerical-analytical investigation into impact pipe driving in soil with dry friction. Part II: Deformable external medium, J. Min. Sci., 2013, Vol. 49, No. 3. — P. 413 – 425.
8. Петреев А. М., Смоленцев А. С. Передача энергии от ударного привода трубе через адаптер // ФТПРПИ. — 2011. — № 6. — С. 64 – 73.
9. Тищенко И. В., Червов В. В., Смоляницкий Б. Н. Обоснование конструктивной схемы пневмомолота с плавной регулировкой частоты ударных импульсов // ФТПРПИ. — 2017. — № 1. — С. 110 – 117.
10. Гилета В. П., Ванаг Ю. В., Тищенко И. В. Повышение эффективности проходки скважин методом виброударного продавливания // Вестн. КузГТУ. — 2016. — № 6. — С. 82 – 89.
11. Александрова Н. И. О влиянии внутренней грунтовой пробки на процесс ударного забивания трубы // ФТПРПИ. — 2017. — № 6. — С. 114 – 126.
12. Meskele T. and Stuedlein A. Attenuation of pipe ramming-induced ground vibrations, J. Pipeline Systems Engineering and Practice, 2016, Vol. 7, No. 1. — P. 1 – 12.
13. Данилов Б. Б. Повышение эффективности бестраншейных способов подземного строительства за счет применения пневмотранспорта // ФТПРПИ. — 2007. — № 5. — С. 52 – 61.
14. Белобородов В. Н., Исаков А. Л., Плавских В. Д., Шмелев В. В. Моделирование процесса генерации ударного импульса при забивании металлических труб в грунт // ФТПРПИ. — 1997. — № 6. — С. 66 – 71.
15. Тимошенко В. П., Гудьер Дж. Теория упругости. — М.: Наука, 1979. — 560 c.
16. Свидетельство № 2018664377. Описание движения металлической трубы с керном при ее забивании в грунт с помощью пневмоударной машины (PipeRamming) / А. Л. Исаков, А. С. Кондратенко, 2018.
17. Исаков А. Л., Ткачук А. К. Классификация и расчет набивных свай // ФТПРПИ. — 2001. — № 6. — С. 46 – 52.
18. Сагомонян А. Я. Проникание. — М.: МГУ, 1974. — 300 с.
19. Ас. СССР 1058647. Самоходное грунтозаборное устройство / А. Д. Костылев, В. А. Григоращенко и др. // Опубл. в БИ. — 1983. — № 45.
20. Маметьев Л. Е., Дрозденко Ю. В., Любимов О. В. Обоснование транспортирующей способности горизонтального шнекового бурового става // ГИАБ. Перспективы развития горно-транспортного оборудования. — 2011. — Отд. вып. 5. — С. 22 – 25.
21. Заглядов П. В. Совершенствование конструкции грунторазмывочного устройства для удаления керна при бестраншейной прокладке коммуникаций // Химия. Экология. Урбанистика. — 2018. — Т 1. — С. 383 – 385.
22. Кондратенко А. С., Тимонин В. В, Абиров А. А., Госманов М. К., Есенов Б. У., Жаркенов Е. Б. Технология безопасного сооружения бестраншейных горизонтально-наклонных скважин // Вестн. КузГТУ. — 2014. — № 1. — С. 40 – 44.
23. Danilov B. B., Kondratenko А. S., Smolyanitskiy B. N., and Smolensev A. S. Improvement of pipe pushing method, J. Min. Sci., 2017, Vol. 53, No. 3. — P. 478 – 483.

РАЗРУШЕНИЕ ГОРНЫХ ПОРОД

УДК 622.02 : 539.3

МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ВЗРЫВНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ГАЗОДИНАМИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ПАЧКИ ВЫБРОСООПАСНОГО УГЛЯ
В. Н. Одинцев, И. Е. Шиповский

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

Рассмотрен механизм подготовки газодинамического разрушения пачки выбросоопасного угля при взрывном воздействии на угольный пласт. Изучены условия образования трещин в дальней от взрывной скважины зоне, моделирование наполнения наведенных трещин метаном, который изначально находился в угле в растворенном состоянии, и оценка времени начала развития таких трещин за счет давления свободного метана. Установлено, что в зависимости от механических и диффузионных параметров угля время старта развития трещин может варьировать от десятков секунд до многих часов. Результаты исследования будут полезны при разработке теории взрывного воздействия на угольный пласт в комплексе мер снижения опасности внезапных выбросов угля и газа.

Перемятый уголь, выбросы угля и газа, взрывное воздействие, метанонасыщенный пласт, предразрушение, компьютерное моделирование

DOI: 10.15372/FTPRPI20190406

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 18–05–00912).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Mineev S., Yanzhula O., Hulai O., Minieiev O., and Zabolotnikova V. Application of shock blasting mode in mine roadway construction, Mining of Mineral Deposits, 2016, Vol. 10, No. 2. — P. 91 – 96.
2. Chang W.-B., Fan S.-W., Zhang L., and Shu L.-Y. A model based on explosive stress wave and tectonic coal zone which gestate dangerous state of coal and gas outburst, J. of the China Coal Society, 2014, Vol. 39, No. 11. — P. 2226 – 2231.
3. Fan X.-G., Wang H.-T., Yuan Z.-G., Xu H.-X. The analysis on pre-splitting blasting to improve permeability draining rate in heading excavation, Chongqing Daxue Xuebao, J. of Chongqing University, 2010, Vol. 33, No. 9. — P. 69 – 73.
4. Zhicheng Xie, Dongming Zhang, Zhenlong Song, Minghui Li, Chao Liu, and Dongling Sun. Optimization of drilling layouts based on controlled presplitting blasting through strata for gas drainage in coal roadway strips, Energies, 2017, Vol. 10, No. 8. — P. 1 – 13.
5. Liu J., and Liu Z. G. Study on application of deep borehole pre-fracturing blasting technology to seam opening in mine shaft, Coal Science and Technology, 2012, Vol. 40, No. 2. — P. 19 – 24.
6. Liu J., Liu Z., and Gao K. An experimental study of deep borehole pre-cracking blasting for experimental study of deep borehole pre-cracking blasting for gas pre-drainage on a mine heading roadway in a low permeability seam, AGH J. of Min. and Geoengineering, 2012, Vol. 36, No. 3. — P. 225 – 232.
7. Малышев Ю. Н., Трубецкой К. Н., Айруни А. Т. Фундаментально прикладные методы решения проблемы метана угольных пластов. — М.: Изд-во АГН, 2000. — 519 с.
8. Курленя М. В., Сердюков С. В. Десорбция и миграция метана в термодинамически неравновесном угольном массиве // ФТПРПИ. — 2010. — № 1. — С. 61 – 68.
9. Одинцев В. Н. Внезапный выброс угля и газа — разрушение природного угля как раствора метана в твердом веществе // ФТПРПИ. — 1997. — № 6. — С. 18 – 28.
10. An F. H. and Cheng Y. P. An explanation of large-scale and gas outburst in underground coal mines: the effect of low-permeability zones on abnormally abundant gas, Natural Hazards and Earth System Sciences, 2014, Vol. 14. — P. 2125 – 2132.
11. Трубецкой К. Н., Рубан А. Д., Викторов С. Д., Малинникова О. Н., Одинцев В. Н., Кочанов А. Н., Учаев Д. В. Фрактальная структура нарушенности каменных углей и их предрасположенность к газодинамическому разрушению // ДАН. — 2010. — Т. 431. — № 6. — С. 818.
12. Verma H. K., Samadhiya N. K., Singh M., and Prasad V. V. R. Blast induced damage to surrounding rock mass in an underground excavation, J. Geol. Res. and Eng. — 2014, Vol. 2. — P. 13 – 18.
13. Кочанов А. Н., Одинцев В. Н. Волновое предразрушение монолитных горных пород при взрыве // ФТПРПИ. — 2016. — № 6. — С. 38 – 48.
14. Клишин В. И., Тациенко А. Л., Опрук Г. Ю. Инновационные методы интенсификации процесса дегазации угольных пластов из подготовительных выработок // Вестн. КузГТУ. — 2017. — № 6 (124). — С. 89 – 97.
15. Shipovskii I. E. Simulation for fracture by smooth particle hydrodynamics code, Scientific Bulletin of National Mining University, 2015, Vol. 145, Issue 1. — P. 76 – 82.
16. Камянский В. Н. Моделирование взрыва скважинных зарядов в среде ANSYS // Проблемы недропользования. — 2017. — № 1. — С. 120 – 126.
17. Шер Е. Н., Александрова Н. И. Исследование влияния конструкции скважинного заряда на размер зоны разрушения и время ее развития в горных породах при взрыве // ФТПРПИ. — 2007. —№ 4. — С. 77 – 85.
18. Смирнов В. Г., Дырдин В. В., Исмагилов З. Р., Ким Т. Л. Влияние разложения газовых гидратов на рост трещин в массиве угля впереди забоя подготовительной выработки // Горн. журн. — 2016. — № 3. — С. 96 – 103.
19. Кузнецов С. В., Трофимов В. А. Газодинамика угольного пласта. Ч. 1. Математическое описание кинетики десорбции // ФТПРПИ. — 2009. — № 1. — С. 6 – 14.
20. Алексеев А. Д., Василенко Т. А., Гуменик К. В., Калугина Н. А., Фельдман Э. П. Диффузионно-фильтрационная модель выхода метана из угольного пласта // ЖТФ. — 2007. — Т. 77. — Вып. 4. — С. 65 – 74.
21. Малинникова О. Н., Одинцев В. Н., Трофимов В. А. Оценка условий метаноотдачи угля на микроструктурном уровне // ГИАБ. — 2009. — № 11. — С. 189 – 204.
22. Pillalamarry M., Harpalani S., and Liu S. Gas diffusion behavior of coal and its impact on production from coalbed methane reservoir, Int. J. of Coal Geology, 2011, Vol. 86, No. 4. — P. 342 – 348.
23. Василенко Т. А., Кириллов А. К., Молчанов А. Н., Вишняков А. В., Пономаренко Д. А. Влияние температуры на диффузионные параметры системы “уголь – газ” // Геотехническая механика. — 2012. — Вып. 98. — С. 41 – 48.
24. Назарова Л. А., Назаров Л. А., Полевщиков Г. Я., Родин Р. И. Определение коэффициента диффузии и содержания газа в угле на основе решения обратной задачи // ФТПРПИ. — 2012. — № 5. — С. 15 – 23.

УДК 622.233

МОДЕЛИ ПРОДОЛЬНОГО СОУДАРЕНИЯ СТЕРЖНЕЙ С НЕПАРАЛЛЕЛЬНЫМИ ТОРЦАМИ
В. Э. Еремьянц

Кыргызско-Российский Славянский университет, Институт машиноведения НАН КР,
E-mail: eremjants@inbox.ru, ул. Киевская, 44, 720000, г. Бишкек, Кыргызская Республика

Рассмотрена модель продольного соударения стержней с непараллельными ударными торцами, предложенная В. Б. Соколинским, в которой контактная характеристика описывается квадратичной зависимостью. Продольные напряжения в стержнях соответствуют экспериментальным данным только при углах непараллельности ударных торцов менее 0.5°. При углах более 1° расхождения между теоретическими и экспериментальными результатами достигают 20 %. Полученные значения момента на торцах стержней не соответствуют эксперименту. Предложена модель, где распределение напряжений вдоль радиуса контактной поверхности стержней подчиняется линейному закону. Получена зависимость контактных усилий и момента на торцах стержней от угла непараллельности ударных торцов и их местных контактных деформаций. Определены изменения продольных напряжений в стержнях со временем. Данная модель дает более близкие к эксперименту результаты по сравнению с моделью В. Б. Соколинского, и может использоваться для оценки предельно допустимых углов непараллельности торцов при проектировании и эксплуатации ударных систем буровых и отбойных машин.

Упругие стержни, продольный удар, непараллельные ударные торцы, угол непараллельности, продольные напряжения DOI: 10.15372/FTPRPI20190407

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Андреев В. Д., Иванов К. И. К расчету напряжений при ударном бурении. — М.: Недра, 1964. — С. 18 – 33.
2. Ураимов М., Султаналиев Б. С. Гидравлические молоты. Основы создания, обобщение опыта производства и эксплуатации гидравлических молотов “Импульс”. — Бишкек: Илим, 2003. — 240 с.
3. Хоукс И., Чакраварти П. К. Поведение волны деформации в штангах станков ударного бурения // Разрушение и механика горных пород / под ред. Н. В. Мельникова, М. М. Протодьяконова. — М.: Госгортехиздат, 1962. — С. 311 – 337.
4. Фишер Г. Определение импульсов напряжений при ударном бурении // Разрушение и механика горных пород / под ред. Н. В. Мельникова, М. М. Протодьяконова. — М.: Госгортехиздат, 1962. — С. 278 – 301.
5. Финкель Е. М. Экспериментальное исследование динамических напряжений в штангах ударно-поворотного бурения: автореф. дис. … канд. техн. наук. — М.: ИГД им. А. А. Скочинского, 1973. — 15 с.
6. Еремьянц В. Э., Слепнев А. А. Волны деформаций в соударяющихся стержнях с непараллельными торцами // ФТПРПИ. — 2006. — № 6. — С. 73 – 78.
7. Соколинский В. Б. Машины ударного разрушения. — М.: Машиностроение, 1982. — 184 с.
8. Штаерман И. Я. Контактная задача теории упругости. — М.: ГТТИ, 1949. — 270 с.
9. Бидерман В. Л. Прикладная теория механических колебаний. — М.: Высш. шк., 1972. — 416 с.
10. Еремьянц В. Э., Слепнев А. А. Формирование волн деформаций в соударяющихся стержнях при квадратичной контактной характеристике // Изв. НАН КР. — 2006. — № 2. — С. 101 – 108.
11. Пановко Я. Г. Введение в теорию механического удара. — М.: Физматлит, 1977. — 224 с.
12. Еремьянц В. Э. Динамика ударных систем. Моделирование и методы расчета. — Саарбрюккен: Palmarium Academic Publishing, 2012. — 586 с.
13. Сорокин В. Г., Волосникова А. В., Вяткин С. А. Марочник сталей и сплавов. — М.: Машиностроение, 1989. — 640 с.
14. Батуев Г. С., Голубков Ю. В., Ефремов А. К., Федосов А. А. Инженерные методы исследования ударных процессов. — М.: Машиностроение, 1969. — 251 с.

УДК 622.235

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА РАЗРУШЕНИЯ ГОРНОЙ ПОРОДЫ ВЗРЫВОМ С ПОМОЩЬЮ ВЫСОКОСКОРОСТНОЙ ВИДЕОСЪЕМКИ
Мин-Вэн Танг, Юнг-Чин Динг

Национальный технологический университет,
E-mail: tang0543@gmail.com, г. Тайбэй, Тайвань, Китайская Республика

Для записи разрушения на примере взрыва бетонных образцов использовалась новейшая высокоскоростная камера со скоростью записи 30 000 кадров/с. Собраны данные по типам трещин и скорости их распространения. Показано, что максимальная степень расширения газа отмечается через 200 мкс после взрыва. Темп развития разрушения горной породы после взрыва достигает максимального значения через 130 мкс и постепенно уменьшается. Установлено, что высокоскоростная съемка обеспечивает информативную основу для изучения теории детонации взрывчатых веществ, механизма разрушения горной породы взрывом и анализа воздействий взрыва.

Высокоскоростная съемка, подрыв горной породы, механизм разрушения породы

DOI: 10.15372/FTPRPI20190408

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Yang X. and Wang S. Meso-mechanism of damage and fracture on rock blasting, Explos Shock Waves., 2000, Vol. 20, No. 3. — P. 247 – 252.
2. Grady D. E. and Kipp M. L. Continum modelling of explosive fracture in oil shale, J. Rock Mech. Sci. Geomech. Abstr., 1987, No. 17. — P. 147 – 157.
3. Thorne B. J., Hommert P. J., and Brown B. Experimental and computational investigation of the fundamental mechanisms of grating, Proc. 3rd Int. Symp. Rock Frag. Blasting, Brisbane, Australia, August. — P. 117 – 124.
4. Xiao W., Xiao Z., Guo X., and Zhang Z. Blast-induced crack developing velocity based on wavelet image processing, Chin. J. Rock Mech. Eng., 2003, No. 12. — P. 2057 – 2061.
5. Zhong-wei Q. U. Rock blasting explosives in stress wave distribution of testing and research, J. Anhui Univ Tech., 2009. — P. 5 – 26.
6. Lemaitre J. A course on damage mechanics, Publisher Location, Springer, 2nd Rev. and Enlarged ed. Edition, June 14, 1996.
7. Qiang N. I. U. Rock blasting mechanism, Shenyang: Northeast Institute of Technology Press, 1990.

ТЕХНОЛОГИЯ ДОБЫЧИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

УДК 622.274.36 / 44

ОБОСНОВАНИЕ ГЕОТЕХНОЛОГИЙ ВЫЕМКИ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ НА ОСНОВЕ РАЗВИТИЯ МОДЕЛЬНЫХ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ ОБ ИЗМЕНЕНИИ ПАРАМЕТРОВ ПРИРОДНОГО ПОЛЯ НАПРЯЖЕНИЙ
А. А. Неверов, С. А. Неверов, А. П. Тапсиев, С. А. Щукин, С. Ю. Васичев

Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН,
E-mail: nnn_aa@mail.ru, Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
ООО Бийский гравийно-песчаный карьер, 59558, Алтайский край, с. Шульгинка, Россия

Определены и систематизированы геомеханические условия разрабатываемых и вводимых в эксплуатацию рудных месторождений на базе их типизации по геолого-структурным особенностям, для которых характерна общность закономерностей распределения напряжений в нетронутом массиве пород. Установлены область и предельная глубина применения некоторых геотехнологий в рамках реализации геомеханических моделей геосреды.

Массив горных пород, напряженное состояние, геомеханическая модель, системы разработки, целик, разрушение, устойчивость, безопасность

DOI: 10.15372/FTPRPI20190409

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Бронников Д. Н., Замесов Н. Ф., Богданов Г. И. Разработка руд на больших глубинах. — М.: Недра, 1982. — 292 с.
2. Замесов Н. Ф., Айнбиндер И. И., Бурцев Л. И., Родионов Ю. И., Овчаренко О. В., Аршавский В. В. Развитие интенсивных методов добычи руд на больших глубинах. — М.: ИПКОН РАН СССР, 1990. — 236 с.
3. Фрейдин А. М., Неверов А. А., Неверов С. А. Подземная разработка рудных месторождений. — Новосибирск: ИГД СО РАН, НГУ, 2012.
4. Борщ-Компониец В. И., Макаров А. Б. Горное давление при отработке мощных пологих рудных залежей. — М.: Недра, 1986.
5. Курленя М. В., Еременко А. А., Шрепп Б. В. Геомеханические проблемы разработки железорудных месторождений Сибири. — Новосибирск: Наука, 2001. — 184 с.
6. Гальперин В. Г., Юхимов Я. И., Борсук И. В. Опыт разработки месторождений на больших глубинах за рубежом. — М.: ЦНИИЭИЦМ, 1986.
7. Подвишенский С. Н., Иофин С. Л., Ивановский Э. С., Гальперин В. Г. Техника и технология добычи руд за рубежом. — М.: Недра, 1986.
8. Неверов С. А. Типизация рудных месторождений с ростом глубины по виду напряженного состояния. Ч. I. Современные представления о напряженном состоянии массивов горных пород с ростом глубины // ФТПРПИ. — 2012. — № 2. — С. 56 – 69.
9. Неверов С. А. Типизация рудных месторождений с ростом глубины по виду напряженного состояния. Ч. II. Тектонотипы рудных месторождений и модели геосреды // ФТПРПИ. — 2012. — № 3. — С. 25 – 34.
10. Козырев А. А. Современные результаты экспериментального изучения природных напряжений в верхней части земной коры и проблемы горного давления // Геомеханика в горном деле: доклады Всерос. науч.-техн. конф. с междунар. участием. — Екатеринбург: ИГД УрО РАН, 2014. — С. 39 – 53.
11. Зубков А. В. Закономерности формирования напряженно-деформированного состояния земной коры Урала во времени // Литосфера. — 2010. — № 1. — С. 84 – 93.
12. Zoback M. L., Zoback M. D., and Adams J. Global patterns of tectonic stress nature, Nature, 1989, Vol. 341, No. 6240. — P. 291 – 298.
13. Brady B. and Bzown E. Rock mechanics for underground mining, Kluwer Academic Publishers, 2004. — 688 p.
14. Snelling P. E., Godin L., and McKinnon S. D. The role of geologic structure and stress in triggering remote seismicity in Creighton Mine, Sudbury, Canada, J. of Rock Mech. and Min. Sci., 2013, Vol. 58. — P. 166 – 179.
15. Reiter K. and Heidbach O. 3-D geomechanical-numerical model of the contemporary crustal stress state in the Alberta Basin (Canada), Solid Earth, 2014, No. 5. — P. 1123 – 1149.
16. Heidbach O., Tingay M., Barth A., Reinecker J., Kurfe D., and Muller B. World Stress Map 2th ed., based on the WSM database release, 2008, Helmholtz Centre Potsdam GFZ German Research Centre for Geosciences, 2009.
17. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. — М.: Мир, 1975.
18. Назаров Л. А., Назарова Л. А., Фрейдин А. М., Алимсеитова Ж. К. Оценка длительной сохранности целиков при камерно-столбовой выемке рудных залежей // ФТПРПИ. — 2006. — № 6. — С. 11 – 21.
19. Болтенгаген И. Л., Кореньков Э. Н., Попов С. Н., Фрейдин А. М. Обоснование параметров сплошной камерной системы разработки с управляемым обрушением кровли // ФТПРПИ. — 1997. — № 1. — С. 66 – 75.
20. Неверов С. А., Неверов А. А. Геомеханическая оценка устойчивости выработок выпуска руды при системах с обрушением // ФТПРПИ. — 2013. — № 2. — С. 113 – 122.
21. Неверов А. А. Геомеханическая оценка комбинированной геотехнологии при отработке мощной пологой рудной залежи // ФТПРПИ. — 2014. — № 1. — С. 119 – 131.
22. Казикаев Д. М. Геомеханика подземной разработки руд: учебник для вузов. — М.: МГГУ, 2005.
23. Турчанинов И. А., Иофис М. А., Каспарьян Э. В. Основы механики горных пород. — Л.: Недра, 1989.
24. Баклашов И. В. Деформирование и разрушение породных массивов. — М.: Недра, 1988.
25. Пат. 2454540 РФ. Способ управления горным давлением / А. М. Фрейдин, С. Ю. Васичев и др. // Опубл. в БИ. — 2012. — № 18.

УДК 622.234.573 + 622.831.325.3 + 622.831.1

ТЕХНОЛОГИИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАЗРАБОТКИ ТВЕРДЫХ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГИДРОРАЗРЫВА ГОРНЫХ ПОРОД
С. В. Сердюков, А. В. Патутин, Т. В. Шилова, А. В. Азаров, Л. А. Рыбалкин

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

Разработаны новые способы и технические решения для интенсификации дегазации угольных пластов на основе несъемных мостов и формирования непроницаемых защитных экранов в окрестности подземной выработки. Исследованы особенности применения метода локального гидроразрыва для измерения напряжений, действующих в массиве. Созданы прототипы устройств для доставки оборудования вдоль горизонтального участка пластовой скважины и реализации поперечного гидроразрыва за счет касательной нагрузки, приложенной вблизи изолированного интервала.

Гидравлический разрыв пласта, горный массив, напряженное состояние, противофильтрационный экран, интенсификация дегазации, трещина

DOI: 10.15372/FTPRPI20190410

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Lu S., Cheng Y., Ma J., and Zhang Y. Application of in-seam directional drilling technology for gas drainage with benefits to gas outburst control and greenhouse gas reductions in Daning coal mine, China, Nat Hazards, 2014, Vol. 73, No. 3. — P. 1419 – 1437.
2. Курленя М. В., Сердюков С. В., Патутин А. В., Шилова Т. В. Интенсификация подземной дегазации угольных пластов методом гидроразрыва // ФТПРПИ. — 2017. — № 6. — С. 3 – 9.
3. Mills K., Jeffrey R., Black D., Meyer T., Carey K. and Goddard S. Developing methods for placing sand-propped hydraulic fractures for gas drainage in the Bulli seam, Underground Coal Operators’ Conference, July 7 – 8, 2006, Wollongong, Australia, 2006. — P. 190 – 199.
4. UltraTRAC. Tractor conveys FMI imager in one-third of the time required for drillpipe logging. https://www.slb.com/resource-library/case-study/fe/ultratrac-spyglass-usa-cs.
5. Сердюков С. В., Дегтярева Н. В., Патутин А. В., Шилова Т. В. Технический комплекс для множественного локального гидроразрыва породного массива в необсаженных скважинах // ФТПРПИ. — 2016. — № 6. — С. 180 – 186.
6. Пат. 2108464 РФ. Способ герметизации дегазационных скважин / Г. Я. Полевщиков, С. К. Тризно, П. Н. Мельников // Опубл. в БИ. — 1998. — Бюл. 31.
7. Курленя М. В., Шилова Т. В., Сердюков С. В., Патутин А. В. Герметизация дегазационных скважин угольных пластов методом барьерного экранирования // ФТПРПИ. — 2014. — № 4. — С. 189 – 194.
8. 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.
9. 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.
10. Haimson B. C. Near surface and deep hydrofracturing stress measurements in the Waterloo quartzite, J. Rock Mech. Min. Sci. & Geomech. Abstr., 1980, Vol. 17, No. 2. — P. 81 – 88.
11. Mastrojannis E. N., Keer L. M., and Mura T. Growth of planar cracks induced by hydraulic fracturing, J. Num. Meth. Eng., 1980, Vol. 15, No. 1. — P. 41 – 54.
12. Рубцова Е. В., Скулкин А. А. О методах косвенного определения величины давления запирания трещины при измерительном гидроразрыве // Интерэкспо Гео-Сибирь. — 2016. — Т. 2. — № 3. — С. 265 – 269.

УДК 622.271.332.4

ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЗАБОЯ РОТОРНОГО ЭКСКАВАТОРА НА ЕГО ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ
М. Совала, А. Стремпски, Дж. Возняк, К. Пактва

Вроцлавский университет науки и технологии,
E-mail: justyna.woznaik@pwr.edu.pl, г. Вроцлав, Польша

Рассмотрены вопросы использования роторного экскаватора производительностью 100 000 м³/сут при отработке вскрышного уступа на угольном разрезе Белхатов в Польше. Исследованы варианты выемки вскрышной заходки постоянной длины на полную высоту уступа и подуступами, а также с делением ее по ширине. Установлено, что лучшие показатели производительности экскаватора показал вариант с разделением уступа на подуступы, обеспечивающий возможность уменьшения углов откосов отрабатываемого массива и повышения его устойчивости.

Открытые горные работы, роторный экскаватор, вскрышной уступ, забой

DOI: 10.15372/FTPRPI20190411

Работа профинансирована в рамках указа по научным работам (№ 0402/010/17).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Galetakis M. and Vasiliou A. Selective mining of multiple-layer lignite deposits, a fuzzy approach, June, Expert Systems with Applications, 2010, Vol. 37, No. 6. — P. 4266 – 4275.
2. Galetakis M. and Roumpos C. A. Multi-objective response surface analysis for the determination of the optimal cut-off quality and minimum thickness for selective mining of multiple-layered lignite deposits, Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects, 2015, Vol. 37, No. 4. — P. 428 – 439.
3. Galetakis M., Michalakopoulos T., Bajcar A., Roumpos C., Lazar M., and Svoboda P. Project BEWEXMIN: bucket wheel excavators operating under difficult mining conditions including unmineable inclusions and geological structures with excessive mining resistance, Conference: 13th ISCSMAt: Belgrade. — P. 103 – 113.
4. Kasztelewicz Z. and Sikora M. Zasady doboru koparek wielonaczyniowych dla kopaln odkrywkowych w zaleznosci od wystepujacych parametrow gorniczo- geologicznych, AGH, Krakow, 2012 (in Polish).
5. Kolkiewicz W. Zastosowanie maszyn podstawowych w gornictwie odkrywkowym, Wydawnictwo Slask, Katowice, 1974 (in Polish).
6. Koziol W. and Sosniak E. Technologia udostepniania i eksploatacji wegla w polu Szczercow, Gornictwo i Geoinzynieria, 2011, Vol. 35, No. 3. — P. 181 – 192 (in Polish).
7. Kozlowski Z. Techniczno-gornicza analiza efektow pracy roznych typow koparek kolowych pracujacych w KWB Belchatow, Gornictwo Odkrywkowe, 2003, Vol. 45, No. 2 – 3. — P. 5 – 8 (in Polish).
8. Sowala M. Analiza technologii pracy koparki nadkladowej SchRs 4600 ? 50 w pietrze o wysokosci 26 m z uwzglednieniem zmiennego podzialu pionowego i poziomego zabierki, Unpublished Engineering Thesis, 2018 (in Polish).

УДК 622.271.2

ВЛИЯНИЕ СПОСОБОВ ДОБЫЧИ ШТУЧНОГО КАМНЯ В КАРЬЕРЕ ХЕВРА НА КАЧЕСТВО ОТДЕЛЯЕМЫХ БЛОКОВ
Ю. Маджид, М. З. Эмад, Г. Рехман, М. Аршад

Инженерно-технологический университет,
E-mail: yasirbinmajeed@gmail.com, г. Лахор, Пакистан
Международный университет Каракорума, г. Гилгит, Пакистан

На примере соляного карьера Хевра в провинции Пенджаб (Пакистан) исследовано влияние способов добычи штучного камня на качество извлекаемых блоков при помощи клиньев и перьев, расширяющегося цемента и управляемого взрыва. В полевых условиях указанными методами выполнена выемка блоков призматической формы с последующей оценкой чистоты их отделения и качества. Лабораторными исследованиями выявлены физико-механические свойства блоков, включающие: выход керна, прочность на одноосное сжатие и растяжение (бразильский метод), динамический модуль упругости Юнга, качество и скорость продольных волн. Установлено, что наилучшие качественные показатели обеспечивает клиновой способ.

Каменная соль, выемка блока, клинья, расширяющийся цемент, управляемые взрывные работы, физико-механические свойства камня

DOI: 10.15372/FTPRPI20190412

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Hustrulid W. B. R. C. Underground mining methods: Engineering fundamentals and international case studies, Littleton, Colo., Society for Mining, Metallurgy, and Exploration, 2001.
2. Shah S. M. I. Stratigraphy of Pakistan MEMOIRS of the geological survey of Pakistan, Quetta, 2009, Vol. 22. — P. 1 – 355.
3. Baloch M., et al. A study on natural radioactivity in Khewra salt mines, Pakistan, J. Radiation Research, 2012, Vol. 53, No. 3. — P. 411 – 421.
4. Wynne A. On the geology of the Salt Range in the Punjab, India, Geological Survey Memoirs, 1878, Vol. 14. — P. 313.
5. Gee E. R. The age of the saline series of the Punjab and of Kohat, National Academy Sci., India, Section B, 1945, Vol. 14. — P. 269 – 310.
6. Asrarullah P. Geology of the Khewra Dome, In Proceedings of 18th and 19th Combined Session of all Pakistan Science Conference Part III, Hyderabad, Pakistan, 1967.
7. Leathers M. R. Balanced structural cross section of the central Salt Range and Potwar Plateau of Pakistan — Shortening and overthrust deformation, Corvallis, in Geology, Oregon State University, 1988.
8. Mines and minerals, important minerals occuring in Punjab, Available at.: https://mnm.punjab.gov.pk/ important_minerals_occurring_in_punjab#17, 2015.
9. Naz H. and Haleem D. J. Exposure to illuminated salt lamp increases 5-HT metabolism: A serotonergic perspective to its beneficial effects, Pak. J. Biochem. Mol. Biol., 2010, Vol. 43, No. 2. — P. 105 – 108.
10. Rashleigh R., Smith S. M. S., and Roberts N. J. A review of halotherapy for chronic obstructive pulmonary disease, Int. J. Chronic Obstructive Pulmonary Disease, 2014, Vol. 9. — P. 239 – 246.
11. Olsson M. and Bergqvist I. Crack length from explosive in multiple hole blasting, In Proceedings of 5th Int. Symposium on Rock Fragmentation by Blasting-FRAGBLAST-5, Montreal, Quebec, Canada, 1996.
12. Industrial Dartmoor, Available at, http://www.dartmoor-npa.gov.uk/au-archpt4.pdf,cited 14th July, 2009.
13. French L. Stone by design: The artistry of Lew French, Gibbs Smith, ISBN13: 978–1-58685–443–0, 2005.
14. Mancini R., Cardu M., and Fornaro M. Hard dimension stone production by splitting and cutting methods in Italian quarries, In Proceedings of the 4th Mine Planning and Equipment Selection Conference, Singhal,R.K. et al (eds), Balkema, Rotterdam, 1995.
15. Dougan D. Splitting and cutting tools, Available at, https://dondougan.homestead.com/The Process4 History.html, 2004, cited 29th May 2018.
16. Smith M. R. Stone: Building stone, rock fill and armourstone in construction, Geological Society of London, 1999.
17. Hora Z. D. Dimension stone “Marble-RO4”, in selected British Columbia mineral deposit profiles, British Columbia Geological Survey, Victoria, B. C., Canada, 2007.
18. Gholinejad M. and Arshadnejad S. An experimental approach to determine the hole pressure — under expansion load, South African J. of Min. and Metallurgy, 2012, Vol. 112. — P. 631 – 635.
19. Hoek E. and Bieniawski Z. T. Application of the photoelastic coating technique to study the stress redistribution associated with plastic flow around notches, South African Mechanical Eng., 1963, Vol. 12, No. 8. — P. 222 – 226.
20. Konik Z., et al. Production of expansive additive to Portland cement, J. European Ceramic Society, 2007, Vol. 27, No. 2 – 3. — P. 605 – 609.
21. Ahn C. H. and Hu J. W. Investigation of key parameters of rock cracking using the expansion of vermiculite material, Materials, 2015, Vol. 8, No. 10. — P. 6950 – 6961.
22. Yu H., et al. Effects of fibers on expansive shotcrete mixtures consisting of calcium sulfoaluminate cement, ordinary Portland cement and calcium sulfate, J. Rock Mech. and Geotechnical Eng., 2018, Vol. 10, No. 2. — P. 212 – 221.
23. Hanif M. and Al-Maghrabi M. N. N.H. Effective use of expansive cement for the deformation and fracturing of granite, G. U. J. of Sci., 2007, Vol. 20, No. 1. — P. 1 – 5.
24. Chandler H. W., et al., Enhancing the mechanical behavior of cement based materials, J. of the European Ceramic Society, 2000, Vol. 20, No. 8. — P. 1129 – 1133.
25. Laefer D. F., Cooper N. A., Huyunh M. P., Midgette J., Cerihesi S., and Wortman J. Expansive fracture agent behaviour for concrete cracking, Magazine of Concrete Research, London, 2010.
26. Bhandari S. and Rathore S. Extraction of marble blocks by control blasting techniques: A case study, In Proceedings of the 10th Int. Symposium on Mine Planning and Equipment Selection, New Delhi, India, 2001.
27. Rao K. U. M., et al. Recent trends of dimensional stone mining in India; Artisan mining of coal in the Garo Hills, Meghalaya, in mining on a small and medium scale, Practical Action Pub., 1997. — P. 235 – 252.
28. Bhandari S. and Rathore S. S. Development of macro crack by blasting while protecting damages to remaining rock, In Proceedings of the 7th Int. Symposium on Rock Fragmentation by Blasting (Fragblast-7), Beijing, 2002. — P. 1176 – 181.
29. Khoshrou S. H. Theoretical and experimental investigation of wall control blasting methods, Available from: full&object_id=108801, 1996.
30. Ahmadinejad S. Application of stress analysis and fracture mechanics in controlled blasting for hard rock quarry mining, In Proceedings of 1st Symposium of Dimension Stone, Mahallat, 2009.
31. Miller J. T. and Einstein H. H. Crack coalescence tests on granite, In Proceedingsof the 42nd U. S. Rock mechanics symposium (USRMS), San Francisco, June 29 – July 2, 2008.
32. Rojat F., Labiouse V., Kaiser P. K., and Descoeudres F. Brittle rock failure in steg lateral adit of the lotschberg base tunnel, Rock Mechanics and Rock Eng., 2009, Vol. 42. — P. 341 – 359.
33. Andersson C., Martin C. D., and Stille H. The Aspo pillar stability experiment: Part II — Rock mass response to coupled excavation-Induced and thermal-induced stresses, J. Rock Mech. Min. Sci., 2009, Vol. 46, No. 5 — P. 865 – 878.
34. Wong L. N. Y. and Einstein H. H. Crack coalescence in molded gypsum and Carrara marble: Part 1 Macroscopic observations and interpretation, Rock Mechanics and Rock Eng., 2009, Vol. 42, No. 3 — P. 475 – 511.
35. Abdullatif O. Geomechanical properties and rock mass quality of the carbonate Rus Formation, Dammam Dome, Saudi Arabia, The Arabian J. of Sci. and Eng., 2009, Vol. 35, No. 2A. — P. 173 – 197.
36. Eberhardt E., Stead D., Stimpson B., and Read R. Identifying crack initiation and propagation thresholds in brittle rocks, Can Geotech J., 2010, Vol. 35, No. 2 — P. 222 – 233.
37. Wang H. L., Chu W. J., and He M. Anisotropic permeability evolution model of rock in the process of deformation and failure, J. of Hydrodynamics, 2012, Vol. 24, No. 1. — P. 25 – 31.
38. Nicksiar M. and Martin C. D. Factors affecting crack initiation in low porosity crystalline rocks, Rock Mechanics and Rock Eng., 2014, Vol. 47, No. 4. — P. 1165 – 1181.
39. Patrik B. Surface crack detection in welds using thermography, NDT & E Int., 2013, Vol. 57. — P. 69 – 73.
40. Isler M. Sticks, stones, and shadows: Building the Egyptian Pyramids, University of Oklahoma Press, ISBN978–0806133423, 2001.
41. Mohan A. and Poobal S. Crack detection using image processing: A critical review and analysis, Alexandria Eng. J., 2018, Vol. 57, No. 2 — P. 787 – 798.
42. Baloch M., et al. A Study on natural radioactivity in Khewra salt mines, Pakistan, J. of Radiation Research, 2012, Vol. 53, No. 3. — P. 411 – 421.
43. Khewra Salt Mines Available at: http://www.pmdc.gov.pk/?p=KhewraSaltMines, 2018, [cited 2018 29th May 2018].
44. ISRM. Suggested methods for determining the uniaxial compressive strength and deformability of rock materials, Int. J. of Rocks Mechanics and Min. Sci. and Geomech., 1979, Vol. 16. — P. 135 – 140.
45. ISRM. Suggested methods for determining tensile strength of rock materials, J. Rocks Mech. and Min. Sci. and Geomech., 1978, Vol. 15. — P. 99 – 103.
46. ASTM-C215. Test method for fundamental transverse, longitudinal, and torsional frequencies of concrete specimens, Annual Book of ASTM Standards, Concrete and Aggregates, Philadelphia, PA, 1994, Vol. 4, No. 2.
47. ISRM. Suggested methods for determining sound velocity, J. of Rocks Mech. and Min. Sci. and Geomech., 1978, Vol. 15. — P. 53 – 58.
48. Samaranayake V. A. Statistical data analysis, STAT-353 course, Missouri University of Sci. and Technology, Rolla, MO, USA, 2009.
49. Lyman R. and Longnecker M. An introduction to statistical methods and data analysis, 6th Edition, Brooks / Cole Cengage Learning, Canada, 2010.
50. Abu Bakar M. Z. and Gertsch L. S. Radial pick cutting performance in dry and saturated sandstone, Society for Min., Metallurgy and Exploration, 2012, Vol. 332. — P. 396 – 405.
51. Gomez C. and Mura T. Stresses caused by expansive cement in borehole, J. of Eng. Mech., 1984, Vol. 110, No. 6. — P. 1001 – 1005.
52. Jiang Y., Li B., and Yamashita Y. Simulation of cracking near a large underground cavern in a discontinuous rock mass using the expanded distinct element method, J. of Rock Mechanics and Min. Sci., 2009, Vol. 46, No. 1. — P. 97 – 106.
53. Zhang J. C. and Chang C. On damage mechanism of micro crack zone in rockblasting and its measurements, In Proceedings of 6th, Int. Symposium for Rock Fragmentation by Blasting, Johannesburg: The South African Inst. of Mining and Metallurgy, 1999.
54. ASTM-D4543. Standard practices for preparing rock core as cylindrical test specimens and verifying conformance to dimensional and shape tolerances, American Society for Testing Materials, 2008.

РУДНИЧНАЯ АЭРОГАЗОДИНАМИКА

УДК 622.4

УСТОЙЧИВОСТЬ КОНВЕКТИВНОГО ПРОВЕТРИВАНИЯ РУДНИКА ПОСЛЕ ОТКЛЮЧЕНИЯ ВЕНТИЛЯТОРА
Б. П. Казаков, А. В. Шалимов

Горный институт УрО РАН (филиал ПФИЦ УрО РАН),
E-mail: shalimovav@mail.ru, ул. Сибирская, 78a, 614007, г. Пермь, Россия

Представлены результаты исследований устойчивости конвективного движения воздуха в шахтных стволах после отключения источника тяги. На основе численного моделирования установлено, что проветривание рудника естественной тягой нарушается путем образования протяженных по глубине ствола воздушных вихрей. В приближении плоскопараллельного ламинарного течения несжимаемой среды с вертикальным градиентом температуры в поле силы тяжести определены поперечные профили скорости движения и температуры воздуха. Проведены аналитические вычисления устойчивости найденного течения к плоским длинноволновым возмущениям, в результате которых получено значение критического параметра Рэлея. Смоделирована поправка к коэффициенту объемного расширения воздуха, позволяющая учесть гидростатическую сжимаемость воздуха. Рассчитана зависимость критического значения вертикального градиента температуры воздуха в стволе, превышение которого ведет к образованию конвективных вихрей и нарушению сквозного проветривания.

Рудник, ствол, естественная тяга, конвекция, депрессия, теплообмен, устойчивость, объемное расширение, гидростатическое сжатие

DOI: 10.15372/FTPRPI20190413

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Алыменко Н. И., Николаев А. В. Расчет эквивалентного аэродинамического сопротивления подземной части проектируемого рудника для определения естественной тяги, действующей между стволами // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. — 2010. — № 12. — С. 68 – 69.
2. Николаев А. В. Анализ теоретической формулы, определяющей величину естественной тяги, действующей между воздухоподающим и вентиляционным стволами // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. — 2009. — № 10. — С. 72 – 75.
3. Левин Л. Ю., Семин М. А., Клюкин Ю. А., Накаряков Е. В. Исследование аэро- и термодинамических процессов, протекающих на начальном этапе организации сквозного проветривания рудника // Вестн. ПНИПУ. Геология. Нефтегазовое и горное дело. — 2016. — № 21. — С. 367 – 377.
4. Казаков Б. П., Шалимов А. В. О возможности проветривания рудника естественной тягой после отключения главной вентиляционной установки // Горн. журн. — 2013. — № 2. — С. 59 – 56.
5. Казаков Б. П., Левин Л. Ю., Шалимов А. В., Зайцев А. В. Разработка энергосберегающих технологий обеспечения комфортных микроклиматических условий при ведении горных работ // Зап. Горного ин-та. — 2017. — Т. 223. — С. 116 – 124.
6. Harris W., Kadiayi A., Macdonald K., and Witow D. Environmental discharge criteria and dispersion estimation for mine ventilation exhaust stacks, Proc. of the First Int. Conf. on Underground Mining Technology, Australian Centre for Geomechanics, Perth, 2017. — P. 103 – 113.
7. Collins M. W. Heat transfer by laminar combined convection in a vertical tube-predictions for water, Proc. 6th Int. Heat Transfer Conf., Toronto, 1978. — P. 25 – 30.
8. Smith M. K. The nonlinear stability of dynamic thermocapillary liquid layers, J. Fluid. Mech, 1988, Vol. 194. — P. 391 – 415.
9. Kuo H. P. and Korpela S. A. Stability and finite amplitude natural convection in a shallow cavity with insulated top and bottom and heated from a side, Phys. Fluids, 1988, Vol. 31, No. 1. — P. 33 – 42.
10. Laure P. and Roux B. Linear and non-linear analysis of the Hadley circulation, J. Crystal Growth, 1989, Vol. 27 — P. 226 – 234.
11. Лобов Н. И. Влияние продольного вынужденного течения на устойчивость конвекции в плоском вертикальном слое с внутренними источниками тепла // Изв. РАН. Механика жидкости и газа. — 2005. — № 2. — С. 14 – 17.
12. Gebhart B. and Pera L. The nature of vertical natural convection flows resulting from the combined buoyancy effects of thermal and mass diffusion, Int. J. Heat Mass Transfer, 1971, Vol. 14, No. 12. — P. 2025 – 2050.
13. Harris S. D., Ingham D. B., and Pop I. Mixed convection boundary-layer flow near the stagnation point on a vertical surface in a porous medium: Brinkman model with slip, Transport in Porous Media, 2009, Vol. 77, No. 2. — P. 267 – 285.
14. Alloui Z., Vasseur P., and Reggio M. Natural convection of nanofluids in a shallow cavity heated from below, Int. J. Thermal Sciences, 2011, Vol. 50, No. 3. — P. 385 – 393.
15. Гершуни Г. З., Жуховицкий Е. М., Непомнящий А. А. Устойчивость конвективных течений. — М.: Наука, 1989. — C. 320.
16. Kazakov B. P., Shalimov A. V., and Semin M. A. Stability of natural ventilation mode after main fan stoppage, J. Heat Mass Transfer, 2015, Vol. 86. — P. 288 – 293.
17. Левин Л. Ю., Семин М. А., Зайцев А. В. Разработка математических методов прогнозирования микроклиматических условий в сети горных выработок произвольной топологии // ФТПРПИ. — 2014. — № 2. — С. 154 – 161.

ОБОГАЩЕНИЕ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

УДК 622.772

ВЛИЯНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА СТРУКТУРНО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ОСНОВНЫХ МИНЕРАЛОВ ЭВДИАЛИТОВОГО КОНЦЕНТРАТА ПРИ АЗОТНОКИСЛОТНОМ ВЫЩЕЛАЧИВАНИИ
В. А. Чантурия, Е. В. Копорулина, В. Г. Миненко, А. Л. Самусев

Институт проблем комплексного освоения недр им. академика Н. В. Мельникова РАН,
E-mail: e_koporulina@mail.ru, Крюковский тупик, 4, 111020, г. Москва, Россия

С использованием методов рентгенофазового анализа, аналитической сканирующей электронной микроскопии и масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой исследовано влияние предварительных энергетических воздействий на преобразования основных минералов эвдиалитового концентрата в процессе азотнокислотного выщелачивания, их микроморфологию и фазовый состав поверхности. Установлено, что предварительная механоактивация концентрата обеспечивает прирост извлечения циркония и суммы оксидов редкоземельных металлов в продуктивный раствор на 34 – 45 %. Применение при азотнокислотном выщелачивании электрохимической обработки минеральной суспензии и в большей степени ультразвуковых воздействий способствует дополнительному повышению извлечения в продуктивный раствор указанных элементов на 12 – 23 % за счет очистки поверхности минеральных зерен от аморфных фаз и формирования структурных неоднородностей.

Азотнокислотное выщелачивание, эвдиалитовый концентрат, морфология, фазовый состав, цирконий, редкоземельные металлы, механоактивация, энергетические воздействия

DOI: 10.15372/FTPRPI20190414

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 16–17–10061-П).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Захаров В. И., Скиба Г. С., Соловьев А. В., Лебедев В. Н., Майоров Д. В. Некоторые аспекты кислотной переработки эвдиалита // Цв. металлы. — 2011. — № 11. — С. 25 – 29.
2. Лебедев В. Н. Сернокислотная технология эвдиалитового концентрата // ЖПХ. — 2003. — Т. 76. — № 10. — С. 1601 – 1605.
3. Лебедев В. Н., Щур Т. Е., Майоров Д. В., Попова Л. А., Серкова Р. П. Особенности кислотного разложения эвдиалита и некоторых редкометалльных концентратов Кольского полуострова // ЖПХ. — 2003. — Т. 76. — № 8. — С. 1233 – 1237.
4. Захаров В. И., Воскобойников Н. Б., Скиба Г. С., Соловьев А. В., Майоров Д. В., Матвеев В. А. Разработка солянокислотной технологии комплексной переработки эвдиалита // Зап. Горн. ин-та. — 2005. — Т. 165. — С. 83 – 85.
5. Davris P., Stopic S., Balomenos E., Panias D., Paspaliaris I., and Friedrich B. Leaching of rare earth elements from eudialyte concentrate by suppressing silica gel formation, J. Min. Eng., 2017, Vol. 108. — P. 115 – 122.
6. Johnsen O., Ferraris G., Gault R., Grice J., Kampf A., and Pekov I. The nomenclature of eudialyte-group minerals, Canadian Mineralogist, 2003, Vol. 41. — P. 785 – 794.
7. Богатырева Е. В., Чуб А. В., Ермилов А. Г., Хохлова О. В. Эффективность щелочно-кислотного способа комплексного выщелачивания эвдиалитового концентрата. Ч. 1 // Цв. металлы. — 2018. — № 7. — С. 57 – 61.
8. Богатырева Е. В., Чуб А. В., Ермилов А. Г., Хохлова О. В. Эффективность щелочно-кислотного способа комплексного выщелачивания эвдиалитового концентрата. Ч. 2 // Цв. металлы. — 2018. — № 8. — С. 69 – 74.
9. Jha M. K., Kumari A., Panda R., Kumar J. R., Yoo K., and Lee J. Y. Review on hydrometallurgical recovery of rare earth metals, Hydrometallurgy, 2016, Vol. 165. — P. 2 – 26.
10. Ma Y., Stopic S., Gronen L., and Friedrich B. Recovery of Zr, Hf, Nb from eudialyte residue by sulfuric acid dry digestion and water leaching with H2O2 as a promoter, Hydrometallurgy, 2018, Vol. 181. — P. 206 – 214.
11. Ma Y., Stopic S., Gronen L., Milivojevic M., Obradovic S., and Friedrich B. Neural network modeling for the extraction of rare earth elements from eudialyte concentrate by dry digestion and leaching, Metals, 2018, Vol. 8, Issue 4. — 267 p.
12. Chanturia V. A., Minenko V. G., Samusev A. L., Chanturia E. L., and Koporulina E. V. The mechanism of influence exerted by integrated energy impacts on intensified leaching of zirconium and rare earth elements from eudialyte concentrate, J. Min. Sci., 2017, Vol. 53, No. 5. — P. 890 – 896.
13. Chanturia V. A., Minenko V. G., Samusev A. L., Ryazantseva M. V., and Koporulina E. V. Influence exerted by ultrasound processing on efficiency of leaching, structural, chemical, and morphological properties of mineral components in eudialyte Concentrate, J. Min. Sci., 2018, Vol. 54, Issue 2. — P. 285 – 291.
14. Пат. 2674183 РФ, МПК C22B 3/02, C22B 3/04. Устройство для выщелачивания концентратов цветных, редких и редкоземельных металлов / В. А. Чантурия, Е. Л. Чантурия, В. Г. Миненко, А. Л. Самусев // Опубл. в БИ. — 2018. — № 34.
15. Хохлова О. В. Повышение эффективности щелочно-кислотного способа комплексного выщелачивания эвдиалитового концентрата: дис. … канд. техн. наук. — М., 2018. — 167 с.
16. Чижевская С. В., Поветкина М. В., Чекмарев А. М., Аввакумов Е. Г. Влияние механической активации на процесс разложения цирконосиликатов минеральными кислотами // Химия в интересах устойчивого развития. — 1998. — Т. 6. — С. 199 – 205.
17. Расцветаева Р. К. Структурная минералогия группы эвдиалита. Обзор // Кристаллография. — 2007. — Т. 52. — № 1. — С. 50 – 67.
18. Тарханов А. В., Курков А. В., Ильин А. К. Перспективы освоения комплексных редкометалльно-редкоземельных эвдиалитовых руд Ловозерского месторождения // Горн. журн. — 2012. — № 4. — С. 54 – 56.
19. Свешникова Е. В., Бурова Т. А. Минералы группы эвдиалита и катаплеит из нефелиновых сиенитов Енисейского кряжа // Труды Минералогического музея им. А. Е. Ферсмана. — 1965. — Вып. 16. — С. 187 – 197.
20. Боруцкий Б. Е. Очерки по фундаментальной и генетической минералогии. Минералы переменного состава с переменной структурой и проблемы видообразования в минералогии. Эвдиалит-эвколиты // Новые данные о минералах. — 2008. — Вып. 43. — С. 149 – 174.

УДК 553.96 : 54(571.63) : 546.06

МИНЕРАЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ САМОРОДНОГО ЗОЛОТА В ПРОДУКТАХ СГОРАНИЯ УГЛЕЙ ЕРКОВЕЦКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ (ВЕРХНЕЕ ПРИАМУРЬЕ)
А. П. Сорокин, А. А. Конюшок, О. А. Агеев, В. М. Кузьминых

Институт геологии и природопользования ДВО РАН,
E-mail: igip@ascnet.ru, пер. Релочный, 1, 675000, г. Благовещенск, Россия
Амурский научный центр ДВО РАН,
E-mail: amurnc@ascnet.ru, пер. Релочный, 1, 675000, г. Благовещенск, Россия

Проведены исследования крупнообъемной пробы угля Ерковецкого месторождения на экспериментально-технологическом комплексе “Амур”. Впервые получены раздельные фракции продуктов сгорания угля (шлак, зола уноса и шлам), в которых изучена морфология, пробность золота и состав включений. Установлено последовательное снижение его размерности и содержания по мере сгорания угля, транспортировки в газово-дымовом потоке и последующей конденсации. Выполнен сравнительный анализ золота в продуктах сгорания угля и в коренных источниках горно-складчатого обрамления Зейско-Буреинского бассейна, рассмотрены пути его поступления в торфяники.

Экспериментально-технологический комплекс, раздельное получение продуктов сгорания, самородное золото, извлечение, источники золота, механизмы миграции золота в торфяники

DOI: 10.15372/FTPRPI20190415

Работа выполнена при поддержке Программы “Дальний Восток” (проект № 18–02–019 “Геолого-технологическая оценка ресурсного потенциала каустобиолитов угольного ряда Дальнего Востока, разработка научных основ комплексного их использования с получением конкурентоспособной продукции многоцелевого назначения”).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Dai S. and Finkelman R. B. Coal as a promising source of critical elements: Progress and future prospects, J. of Coal Geology, 2018, Vol. 186. — P. 155 – 164.
2. Сорокин А. П., Рождествина В. И., Кузьминых В. М., Жмодик С. М., Анохин Г. Н., Митькин В. Н. Закономерности формирования благородно- и редкометалльного оруденения в кайнозойских угленосных отложениях Дальнего Востока // Геология и геофизика. — 2013. — Т. 54. — № 7. — С. 876 – 893.
3. Середин В. В. Распределение и условия формирования благороднометального оруденения в угленосных впадинах // Геология рудных месторождений. — 2007. — Т. 49. — № 1. — С. 3 – 36.
4. Лаврик Н. А. Благородные металлы в бурых углях Сутарского проявления // ГИАБ. — 2009. — Т. 5. — № 12. — С. 70 – 78.
5. Шишов Е. П., Чернышев А. А. Металлоносность бурых углей Средне-Амурской угленосной площади // Региональная геология и металлогения. — 2017. — № 69. — С. 96 – 106.
6. Черепанов А. А. Благородные металлы в золошлаковых отходах Дальневосточных ТЭЦ // Тихоокеанская геология. — 2008. — Т. 27. — № 2. — С. 16 – 28.
7. Рассказова А. В., Лаврик Н. А., Литвинова Н. М., Богомяков Р. В. Исследование распределения золота в материале золошлаковых отходов // ГИАБ. — 2016. — № S21. — С. 282 – 296.
8. Прохоров К. В., Богомяков Р. В., Лаврик Н. А., Литвинова Н. М. К вопросу извлечения золота из магнитного концентрата золошлакового материала // ГИАБ. — 2016. — № S21. — С. 272 – 281.
9. Агеев О. А., Сорокин А. П., Борисов В. Н., Зубенко И. А. Экспериментально-технологический комплекс “Амур” для получения разделенных продуктов сгорания углей // Комплексное использование потенциала каменных и бурых углей и создание комбинированных экологически безопасных технологий их освоения: сб. Всерос. конф с междунар. участ., 19 – 22 сентября 2017 г. — Благовещенск, 2017. — С. 117 – 121.
10. Сорокин А. П., Конюшок А. А., Кузьминых В. М., Артеменко Т. В., Попов А. А. Распределение кайнозойских металлоносных угленосных месторождений в Зейско-Буреинском осадочном бассейне (Восточная Сибирь): тектоническая реконструкция и палеогеографический анализ // Геотектоника. — 2019. — № 2. — С. 33 – 45.
11. Кузнецова И. В. Геология, тонкодисперсное и наноразмерное золото в минералах россыпей Нижнеселемджинского золотоносного пояса (Приамурье): дис. … канд. геол.-мин. наук. — Благовещенск: ИГиП ДВО РАН, 2011. — 151 с.
12. Некрасов И. Я. Геохимия, минералогия и генезис золоторудных месторождений. — М.: Наука, 1991. — 302 с.
13. Варшал Г. М., Велюханова Т. К., Кощеева И. Я., Баранова Н. Н., Козеренко С. В., Галузинская А. Х., Сафронова Н. С., Банных Л. Н. О концентрировании благородных металлов углеродистым веществом пород // Геохимия. — 1994. — № 6. — С. 814 – 824.
14. Шпирт М. Я., Лавриненко А. А., Кузнецова И. Н., Гюльмалиев А. М. Термодинамическая оценка соединений золота, серебра и некоторых других микроэлементов, образующихся при сжигании бурого угля // Химия твердого тела. — 2013. — № 5. — С. 11 – 19.

УДК 622.33

ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ ЗОЛОТА ГУМИНОВЫМИ ПРЕПАРАТАМИ
А. В. Зашихин, М. Л. Свиридова

Институт химии и химической технологии СО РАН,
Е-mail: chem@icct.ru, Академгородок, 50, стр. 24, 660036, г. Красноярск, Россия

Представлены результаты исследования выщелачивания золота препаратами гуминовых кислот, а также стадийного фракционирования исходных и золотосодержащих препаратов указанных кислот. Содержание золота в продуктивном растворе составило до 14 – 30 мг/л. Химическим анализом супернатанта, полученным стадийным изменением рН раствора и последующим центрифугированием, выявлено, что в золотосодержащих кислотах присутствует как связанное с органикой золото, так и растворенное, устойчивое к осаждению при рН 2. Фракционирование исходных гуминовых кислот и последующее выщелачивание золота отдельными ее фракциями замедляет кинетику растворения, а выделенные при различных рН фракции существенно различаются по своей активности. Наиболее активна фракция, полученная центрифугированием при pH 4.6. Приведен спектр и показана кинетика растворения золота данными кислотами модифицированными цианистым комплексом.

Гуминовые кислоты, выщелачивание, золото, фракционирование

DOI: 10.15372/FTPRPI20190416

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Минеев Г. Г. Биометаллургия золота. — М.: Металлургия, 1989. — 160 с.
2. Минеев Г. Г., Панченко А. Ф. Растворители золота и серебра в гидрометаллургии. — М.: Металлургия, 1994. — 240 с.
3. Mpinga C. N., Eksteen J. J., Aldrich C., and Dyer L. Direct leach approaches to platinum group metal (PGM) ores and concentrates, J. Min. Eng., 2015, Vol. 78. — P. 93 – 113.
4. Aylmore M. G. Alternative lixiviants to cyanide for leaching gold ores, Gold Ore Processing, 2016. — Р. 501 – 541.
5. Бахир В. М., Бучихин Е. П., Нестеров К. Н., Пальваль И. А. Переработка хвостов обогащения россыпных месторождений золота (черных шлихов) йод-йодидными растворами // Золотодобыча. — 2018. — № 4. — С. 10 – 15.
6. Перминова И. В. Анализ, классификация и прогноз свойств гуминовых кислот: дис. … д-ра хим. наук. — М., 2000. — 359 с.
7. Мальцева Е. В. Физико-химические свойства гуминовых кислот, модифицированных методом механоактивации каустобиолитов, и их взаимодействие с биоцидами: дис. … канд. хим. наук. — Томск, 2010. — 127 с.
8. Куликова Н. А. Защитное действие гуминовых веществ по отношению к растениям в водной и почвенной средах в условиях абиотических стрессов: дис. … д-ра биол. наук. — М., 2008. — 302 с.
9. Лиштван И. И., Капуцкий Ф. Н., Янута Ю. Г., Абрамец А. М., Монич Г. С., Навоша Ю. Ю., Стригуцкий В. П., Глухова Н. С., Алейникова В. Н. Гуминовые кислоты. Спектральный анализ и структура фракций // Вестн. БГУ. Сер. Химия. Биология. География. — 2012. — № 1. — С. 18 – 23.
10. Klucakova M. and Novackova K. Comparison of thermal and chemical stability of Cu-humic complexes, J. of Soils Sediments, 2014, Vol. 14. — Р. 360 – 367.
11. Zhong T., Qu Y., Huang, S., Li F. Electrochemical studies of cytochrome c on gold electrodes with promotor of humic acid and 4-aminothiophenol, Microchim Acta, 2007, Vol. 158. — Р. 291 – 297.
12. Lesnichaya M. V., Aleksandrova G. P., Dolmaa G. Sapozhnikov A. N., Nomintsetseg B., Sukhova B. G., Regdel D., and Trofimova B. A. Features of gold nanoparticle formation in matrices of humic substances of different origin, Dokl Chem, 2015, Vol. 460, No. 13. — Р. 13 – 16.
13. Баскаков С. А., Лобач А. С., Васильев С. Г., Дремова Н. Н. Особенности высокотемпературной карбонизации гуминовых кислот и композита гуминовых кислот с оксидом графена // Химия высоких энергий. — 2016. — Т. 50. — № 1. — С. 46 – 53.
14. Филиппов А. П., Нестеров Ю. В. Перспектива применения гуминовых веществ в гидрометаллургии // Химическая технология. — 2001. — № 5. — С. 29 – 32.
15. Куимова Н. Г., Павлова Л. М. Перспективы использования биосорбентов в процессах извлечения благородных металлов // Плаксинские чтения – 2012: Современные методы технологической минералогии в процессах комплексной и глубокой переработки минерального сырья. — Петрозаводск: КНЦ РАН, 2012. — С. 323 – 326.
16. Радомская В. И., Павлова Л. М., Носкова Л. П., Иванов В. В., Поселюжная А. В. Взаимодействие торфа и его составляющих с ионами золота и палладия в водных растворах // Химия твердого топлива. — 2015. — № 3. — С. 28 – 38.
17. Путилина В. С., Галицкая И. В., Юганова Т. И. Влияние органического вещества на миграцию тяжелых металлов на участках складирования твердых бытовых отходов: аналитич. обзор / ГПНТБ СО РАН; ИГЭ РАН. — Новосибирск, 2005. — 100 с.
18. Bin Xu, Yongbin Yang, Qian Li, Wei Yin, Tao Jiang, and Guanghui Li. Thiosulfate leaching of Au, Ag and Pd from a high Sn, Pb and Sb bearing decopperized anode slime, Hydrometallurgy, 2016. — P. 278 – 287.
19. Фазлуллин М. И. Кучное выщелачивание благородных металлов. — М: АГН, 2001. — 647 c.
20. Дударчик В. М., Смычник Т. П., Скаковский Е. Д. Исследование фракций торфяных гуминовых кислот и продуктов их деструкции методом 1H ЯМР-спектроскопии // Химия твердого топлива. — 1997. — №. 5. — С. 96 – 101.
21. Минеев Г. Г., Жучков И. А., Пунишко О. А., Минеева Т. С., Аксенов А. В. Биометаллургические и химические методы извлечения золота и серебра из нетрадиционных руд, концентратов и техногенного сырья // Цв. металлургия. — 2005. — № 2. — С. 8 – 16.
22. Ненахов Д. В., Котов В. В., Стекольников К. Е., Селеменев В. Ф., Карпов С. И., Лукин А. Н. Определение состава препаратов гуминовых кислот различной чистоты методами спектроскопии // Сорбционные и хроматографические процессы. — 2009. — Т. 9. — Вып. 5. — С. 665 – 670.
23. Пурыгин П. П., Потапова И. А., Воробьев Д. В. Гуминовые кислоты: их выделение, структура и применение в биологии, химии и медицине. — Самара: СГМУ. http://www.sworld.com.ua/simpoz3/92.pdf.
24. Карпюк Л. А., Калакин А. А., Перминова И. В., Пономаренко С. А. Получение метоксисилильных производных гуминовых кислот с использованием 3-изоцианатопропилтриметоксисилана // Вестн. МГУ. Сер. 2. Химия. — 2008. — Т. 49. — № 6. — С. 395 – 402.
25. Королев А. Н., Лещенко Л. А. Фракционирование гуминовых и гиматомелановых кислот почв // Научно-методический электронный журн. “Концепт”. http://e-koncept.ru/2014/54515.htm.
26. Орлов Д. С. Гумусовые кислоты почв и общая теория гумификации. — М.: МГУ, 1990. — 326 c.
27. Орлов Д. С., Розанова О. Н., Матюхина С. Г. Инфракрасные спектры поглощения гуминовых кислот // Почвоведение. — 1962. — № 1. — С. 17 – 25.
28. Лиштван И. И., Стригуцкий В. П., Янута Ю. Г., Абрамец А. М., Навоша Ю. Ю., Глухова Н. С., Алейникова В. Н. Трансформация систем полисопряжения гуминовых кислот в процессе метаморфизма каустобиолитов // Химия твердого топлива. — 2012. — № 3. — С. 14 – 19.
29. Лиштван И. И., Капуцкий Ф. Н., Абрамец А. М., Янута Ю. Г., Монич Г. С., Алейникова В. Н., Глухова Н. С. Фракционирование гуминовых кислот как метод получения стандартизованных гуминовых материалов // Вестн. БГУ. Сер. Химия. Биология. География. — 2012. — № 2. — С. 7 – 11.

УДК 622.765.061

ПОВТОРНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СТОЧНЫХ ВОД ПРИ ФЛОТАЦИИ ПОЛИСУЛЬФИДНЫХ РУД
А. Абиди, Х. Бужуне, Х. Эль-Амари, А. Бакае, А. Якуби

Марракешский горный институт, В. Р. 2402, 40000, г. Марракеш, Марокко
Факультет наук, отделение химии, В. Р. 2390, 40000, г. Марракеш, Марокко
Лаборатория георесурсов, факультет науки и техники,
E-mail: k.elamari@uca.ma, В. Р. 549, 40000, г. Марракеш, Марокко

Марокканская горная компания, производящая три вида концентрата, испытывает проблему дефицита воды и вынуждена принять меры по снижению ее потребления путем повторного применения сточных вод. В результате замены амилового ксантогената калия на Aerophine 3418A в схеме переработки цинка получается отработанная вода с некоторым содержанием собирателя, который можно легко контролировать и повторно использовать на предприятии. Показано, что целевая замена амилового ксантогената калия на фабрике возможна при следующих условиях: время флотации 5 мин; 40 г/т реагента; 200 г/т CuSO₄ и рН 12. К тому же Aerophine 3418A более селективен в отношении железа, чем амиловый ксантогенат калия. Извлечение цинка достигало 72 %.

Aerophine 3418A, флотация, оптимизация, амиловый ксантогенат калия (PAX), полузасушливый климат, замена флотореагента, повторное использование воды

DOI: 10.15372/FTPRPI20190417

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Mingli Cao and Qi Liu. Reexamining the functions of zinc sulfate as a selective depressant in differential sulfide flotation — the role of coagulation, J. Colloid and Interface Sci., 2006, Vol. 301. — P. 523 – 531.
2. Boulton A., Fonasiero D., and Ralston J. Effect of iron content in sphalerite on flotation, J. Min. Eng., 2005, Vol. 18. — P. 1120 – 1122.
3. Chandra A. P. and Gerson A. R. A review of the fundamental studies of the copper activation mechanisms for selective flotation of the sulfide minerals, sphalerite and pyrite, Advances in Colloidal and Interface Science, 2009, Vol. 145, No. 1 – 2. — P. 97 – 110.
4. Fornasiero D. and Ralston J. Effect of surface oxide/hydroxide products on the collectorless flotation of copper-activated sphalerite, J. Min. Process., 2006, Vol. 78. — P. 231 – 237.
5. Chen Jian-Hua, Chen Ye, and Li Yu-Qiong. Effect of vacancy defects on electronic properties and activation of sphalerite (110) surface by first-principles, Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2010, Vol. 20, No. 3. — P. 502 – 506.
6. Rao S. R., Nesset J. E., and Finch J. A. Activation of sphalerite by Cu ions produced by cyanide action on chalcopyrite, J. Min. Eng., 2011, Vol. 24. — P. 1025 – 1027.
7. Rashchi F., Sui C., and Finch J. A. Sphalerite activation and surface Pb ion concentration, J. Min. Process., 2002, Vol. 67. — P. 43 – 58.
8. Buswell A. M. and Nicol M. J. Some aspects of the electrochemistry of the flotation of pyrrhotite, J. Applied Electrochemistry, 2011, Vol. 32, No. 12. — P. 1321 – 1329.
9. Miller J. D., Li J., Davidtz J. C., and Vos F. A review of pyrrhotite flotation chemistry in the processing of PGM ores, 2005, Vol. 18. — P. 855 – 865.
10. Allison S. A. and O’Connor C. T. An investigation into the flotation behaviour of pyrrhotite, J. Min. Process., 2011, Vol. 98. — P. 202 – 207.
11. Fuersteneau M. C. Froth flotation: the first ninety years. In Advances in Flotation Technology (eds.), B. K. Parekh and J. D. Miller, SME, 1999. — P. XI – XXXIII.
12. Allison S. A. Interactions between sulphide minerals and metal ions in the activation, deactivation and depression of mixed sulphide ores, Mintekreport, 1982, No. M29. — P. 1 – 31.
13. Finkelstein N. P. The activation of sulphide minerals for flotation: a review, J. Min. Process., 1997, Vol. 52. — P. 81 – 120.
14. Kirjavainen V., Scherithofer N., and Heiskanen K. Effect of calcium and thiosulfate ions on flotation selectivity of nickel-copper ores, J. Min. Eng., 2002, Vol. 15, No. 1 – 2. — P. 1 – 5.
15. Levay G., R. St., Smart C., and Skinner W. M. The impact of water quality on flotation performance, J. S. Afr. Inst. Min. Metall., 2001, Vol. 101, No. 2. — P. 69 – 75.
16. Lui L., Rao S. R., and Finch J. A. Laboratory study effect of recycle water on flotation of a Cu/Zn Sulphide ore, J. Min. Eng., 1993, Vol. 6, No. 11. — P. 1183 – 1190.
17. Boujounoui K. Etude de l’effet de la composition chimique de l’eau sur la flottation des minerais sulfures complexes: cas de Draa lasfar sud (Maroc), Thesis, Universite cadi Ayyad, Marrakech, Maroc, 2017.
18. Abidi A., El Amari K., Bacaoui A., and Yacoubi A. Entrainment and true flotation of a natural complex ore sulfide, J. Min. Sci., 2014, Vol. 50, No. 6. — P. 1061 – 1068.
19. Boujounoui K., Abidi A., Bacaoui A., El Amari K., and Yaacoubi A. Flotation process water recycling using doehlert experimental design: case of draa sfar complex sulphide ore, Morocco, J. Mine Water and the Environment, 2017. DOI: 10.1007/s10230–017–0471–3.
20. Chanturia V. A., Ivanova T. A., and Koporulina E. V. Interaction of sodium diisobutyl dithiophosphinate and platinum in aqueous solutions and on sulphide surface, J. Min. Sci., 2009, Vol. 45, No. 2. — P. 164 – 172.
21. Hope G. A., Woods R., Boyd S., and Watting K. A spectroelectrochemical investigation of the interaction of diisobutyldithiophosphinate with copper, silver and gold surfaces: I. Raman and NMR spectra of diisobutyldithiophosphinate compounds, Colloids and Surfaces, A Physicochem. Eng. Aspects, 2003, Vol. 214, No. 1 – 3. — P. 77 – 85.
22. Pecina-Trevino E. T., Uribe Salas A., Nava-Alonso F., and Perez-Garibay R. On the sodium-diisobutyl dithiophosphinate (Aerophine 3418A) interaction with activated and unactivated galena and pyrite, J. Min. Process., 2003, Vol. 71, No. 1 – 4. — P. 201 – 217.
23. Mathieu D., Nony J., and Phan Tan Luu R. Software Nemrodw, LPRAI-Marseille, France.
24. Aslan N. and Fidan R. Optimization of Pb flotation using statistical technique and quadratic programming, J. Separation and Purification Tech., 2008, Vol. 62. — P. 160 – 165.

УДК 553.3 + 622

ВЛАГОУДЕРЖИВАЮЩИЕ СВОЙСТВА ПОРОД ПРИ ВОСХОДЯЩЕМ КАПИЛЛЯРНОМ ВЫЩЕЛАЧИВАНИИ
А. Г. Михайлов, М. Ю. Харитонова, И. И. Вашлаев, М. Л. Свиридова

Институт химии и химической технологии СО РАН,
E-mail: mag@icct.ru, ул. Академгородок, 50, стр. 24, 660036, г. Красноярск, Россия

Рассмотрены влагоудерживающие свойства пород в массиве при воосходящем капиллярном выщелачивании. Установлены зависимости влагоемкости дисперсного материала хвостов флотационного обогащения при восходящем движении растворов. Выявлена зависимость показателей удельной влагоемкости и удельной влагоотдачи мелкодисперсного материала при водной, рН-нейтральной, капиллярной фильтрации от грансостава и уровня горизонта подачи водных растворов в массив. На основании лабораторного эксперимента проведены расчеты удельных параметров капиллярной восходящей фильтрации для хвостохранилища с учетом влагоемкостных свойств массива.

Восходящее капиллярное выщелачивание, хвосты обогащения, малые месторождения, цветные и благородные металлы, удельное влагоудержание, удельная влагоотдача

DOI: 10.15372/FTPRPI20190418

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского Фонда фундаментальных исследований (проект № 18–45–242001).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Dixon D. G. Heap leach modelling — current state of the art., Fifth International Conference in Honor of Professor Ian Ritchie. TMS, The Minerals, Metals & Materials Society, 2003. — P. 289 – 314.
2. Padilla G. A., Cisternas L. A., and Cueto J. Y. On the optimization of heap leaching, Min. Eng., 2008, Vol. 21, No. 9. — P. 673 – 683.
3. Wu A. X., Yin S. H., Yang B. H., Wang J., and Qiu G. Z. Study on preferential flow in dump leaching of low-grade ores, Hydrometallurgy, 2007, Vol. 87, No. 3 – 4. — P. 124 – 132.
4. Antonijevic M. M., Dimitrijevic M. D., Stevanovic Z. O., Serbula S. M., and Bogdanovic G. D. Investigation of the possibility of copper recovery from the flotation tailings by acid leaching, J. Hazardous Materials, October 2008, Vol. 158, Issue 1. — P. 23 – 34.
5. Petersen J. and Dixon D. G. Modelling zinc heap bioleaching, Hydrometallurgy, 2007, Vol. 85, No. 2 – 4. — P. 127 – 143.
6. Mario E. Mellado, Maria P. Casanova, Luis A. Cisternas, and Edelmira D. Galvez. On scalable analytical models for heap leaching, Computers & Chemical Engineering, February, 2011, Vol. 35, Issue 2, 9. — P. 220 – 225.
7. Bartlett R. W. Simulation of ore heap leaching using deterministic models, Hydrometallurgy, 1992, Vol. 29, No. 1 – 3. — P. 231 – 243.
8. Gonzalo A. Padilla, Luis A. Cisternas, and Jessica Y. Cueto. On the optimization of heap leaching, Min. Eng., 2008, Vol. 21, Issue 9. — P. 673 – 678.
9. Ghorbani Y., Becker M., Mainza A., Franzidis J.-P., and Petersen J. Large particle effects in chemical/biochemical heap leach processes, Min. Eng., 2011, September, Vol. 24, Issue 11. — P. 1172 – 1184.
10. Шестернев Д. М., Мязин В. П. Кучное выщелачивание золота в криолитозоне Забайкалья // ФТПРПИ. — 2010. — № 5. — С. 105 – 111.
11. Бегалинов А. Б., Сердалиев Е. Т., Искаков Е. Е., Аманжолов Д. Б. Сотрясательное взрывание штабеля перерабатываемых руд зарядами низкоплотных взрывчатых веществ // ФТПРПИ. — 2013. — № 6. — С. 98 – 104.
12. Клюшников A. М. Исследование сернокислотного выщелачивания окисленных никелевых руд Урала с использованием добавок сульфита и фторида натрия // ФТПРПИ. — 2018. — № 1. — С. 160 – 165.
13. Чантурия В. А., Бунин И. Ж, Рязанцева М. В., Чантурия Е. Л., Самусев А. Л., Копорулина Е. В., Анашкина Н. Е. Интенсификация процесса выщелачивания эвдиалитового концентрата при воздействии наносекундных импульсов высокого напряжения // ФТПРПИ. — 2018. — № 4. — С. 134 – 144.
14. Пат. 2402620 РФ, МПК С22В 3/04. Способ извлечения полезных компонентов из хвостов обогащения / А. Г. Михайлов, И. И. Вашлаев // Опубл. в БИ. — 2010. — № 21.
15. Михайлов А. Г., Харитонова М. Ю., Вашлаев И. И., Сверидова М. Л. Осаждение солей из растворов при их капиллярном подъеме в поверхностной зоне аэрации массива // ФТПРПИ. — 2015. — № 3. — С. 156 – 161.
16. Михайлов А. Г., Харитонова М. Ю., Вашлаев И. И., Сверидова М. Л. Способ формирования техногенного месторождения путем накопления полезных компонентов // ФТПРПИ. — 2016. — № 3. — С. 150 – 154.
17. Hazen Allen. Experiments upon the purification of the sewages and water at the Lawrence experiment station, Massachusets State Board of Health, twenty third Ann. Rept. For 1891, 1892. — P. 429 – 431.

УДК 622.7

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА СЕЛЕКТИВНОСТЬ ФЛОТАЦИИ ПРИ ОБОГАЩЕНИИ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА ЯРОСЛАВСКОЙ ГОРНОРУДНОЙ КОМПАНИИ
Л. А. Киенко, О. В. Воронова, С. А. Кондратьев

Институт горного дела ДВО РАН,
ул. Тургенева, 51, 680000, г. Хабаровск, Россия
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН,
E-mail: Kondr@misd.ru, Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия

Представлены результаты изучения обогатимости производственных отходов Ярославской горнорудной компании. Дана оценка особенностей технологических свойств вторичного сырья. Рассмотрены пути устранения отрицательного влияния остатков реагентов первичной переработки и новообразований на минеральных частицах. Показана эффективность применения ультразвуковой обработки пульпы, направленной на обновление поверхности минеральных частиц и десорбцию поверхностных покрытий. Приведены данные экспериментов, указывающие на рост селективности разделения флюорита и кальцита с головных операций технологической схемы. Сравнительный анализ изучения кинетики флотации по стандартной модели и схеме с предварительной обработкой пульпы ультразвуком свидетельствует о возрастании скорости процесса с одновременным ростом селективности. Установлено, что извлечение флюорита в концентраты с 93.48 % CaF₂ и применением ультразвуковой обработки питания флотации достигает 60.27 – 64.43 %, а с 95.67 % CaF₂ — 49.82 %.

Техногенное сырье, флюорит, кальцит, ультразвуковая обработка, десорбция, селективность

DOI: 10.15372/FTPRPI20190419

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Киенко Л. А., Саматова Л. А., Зуев Г. Ю., Шестовец В. З., Плюснина Л. Н. Флотация флюорита из карбонатных руд // Обогащение руд. — 2007. — № 4. — С. 11 – 14.
2. Грехнев Н. И., Рассказов И. Ю. Геохимическая трансформация отходов обогащения руд в горнопромышленных районах юга Дальнего Востока // Тихоокеан. геология. — 2016. — Т. 35. — № 2. — С. 107 – 113.
3. Bian Zhengfu, Miao Xiexing, Shaogang Lei, Chen Shen-en, Wang Wenfeng, and Struthers Sue. The challenges of reusing mining and mineral-processing wastes, Science, 2012, Vol. 337, No. 6095. — P. 702 – 703.
4. Саматова Л. А., Киенко Л. А., Воронова О. В., Плюснина Л. Н. Разработка теоретических основ селективной флотации кальцийсодержащих минералов, входящих в состав руд Приморских месторождений // ГИАБ. — 2005. — Спец. вып. 3. — С. 276 – 283.
5. Газалеева Г. И., Назаренко Л. Н., Шигаева В. Н., Власов И. А. Особенности переработки оловосодержащих хвостов Солнечного горно-обогатительного комбината // ФТПРПИ. — 2018. — № 3. — С. 150 – 156.
6. Jameson G. J. The effect of surface liberation and particle size on flotation rate constants, J. Min. Eng., 2012, Vol. 36 – 38. — P. 132 – 137.
7. Богданов О. С., Максимов И. И., Поднек А. К., Янис Н. А. Теория и технология флотации руд. — М.: Недра, 1990. — 364 c.
8. Киенко Л. А., Воронова О. В., Кондратьев С. А. Исследование перспектив вторичной переработки хвостов обогащения карбонатно-флюоритовых руд Ярославской горнорудной компании // ФТПРПИ. — 2017. — № 1. — С. 158 – 164.
9. Шестовец В. З., Егоров Н. В., Павлов В. Е., Крылова Л. В. Развитие технологии обогащения плавикошпатовых руд на Ярославском ГОКе // Горн. журн. — 2000. — № 9. — С. 26 – 28.
10. Агранат Б. А., Дубровин М. Н., Хавский Н. Н. Основы физики и техники ультразвука. — М.: Высш. шк., 1987. — 352 c.
11. Глембоцкий В. А., Соколов М. А., Якубович И. А., Байшулаков А. А., Кириллов О. Д., Колчеманова А. Е. Ультразвук в обогащении полезных ископаемых. — Алма-Ата: Наука, 1972. — 229 c.
12. Letmahe C., Benker B., and Gunther L. Intensification of foam flotation using ultrasound, 2002, Vol. 43, No. 4. — P. 32 – 40.
13. Еремин Ю. П., Денисов Г. А., Штерн М. Д. О перспективах использования воздействия вибрационных и акустических колебаний на процессы // Обогащение руд. — 1981. — № 3. — С. 24 – 28.
14. Polat M. and Chander S. First-order flotation kinetics models and methods for estimation of the true distribution of flotation rate constants, J. Min. Proc., 2000, Vol. 166, No. 58. — P. 145 – 166.

НОВЫЕ МЕТОДЫ И ПРИБОРЫ В ГОРНОМ ДЕЛЕ

УДК 539.3.01 : 622.834; 550.34 + 622.831

РАЗРАБОТКА И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СКВАЖИННЫХ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ И КОНТРОЛЯ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ИНЖЕНЕРНЫХ ГОРНЫХ СООРУЖЕНИЙ
М. В. Курленя, В. Д. Барышников, Д. В. Барышников, Л. Н. Гахова, В. Г. Качальский, А. П. Хмелинин

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

Представлены программно-технические средства инструментальной оценки и контроля геомеханического состояния инженерно-технических сооружений. Дано описание предлагаемой техники измерения радиальных и продольных смещений контура контрольных скважин. Предложены методология проведения исследований и интерпретация экспериментальных данных с анализом и контролем напряженно-деформированного состояния горных сооружений. Приведены результаты апробации разработанных программно-технических средств в условиях промышленных предприятий.

Смещение, деформация, напряженно-деформированное состояние, скважинный деформометр, инклинометр, инструментальные наблюдения, массив горных пород, железобетонная обделка

DOI: 10.15372/FTPRPI20190420

Работа выполнена в рамках Проекта ФНИ IX.132.1.1 (№ гос. регистрации ААА-А17–117121140065–7 и при финансовой поддержке ОАО АК “АЛРОСА”, ФГУП “Горно-химический комбинат” Госкорпорации “Росатом”.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Bieniawski Z. T. Estimating the strength of rock materials, J. S. Afr. Min. Metall., 1974, Vol. 74. — P. 312 – 320.
2. Mathews K. N., Hoek E., Wyllie D. C., and Stewart S. B. V. Prediction of stable excavation spans for mining at depths below 1,000 meters in hart rock, Golder associates report to Canada Centre for mining and energy technology (CAANMET), Department of energy and resources, Ottawa, Canada, 1980. — 216 p.
3. Булычев Н. С. Механика подземных сооружений. — М.: Недра, 1989. — 270 c.
4. Laubscher D. N. A geomechanics classification system for the rating of rock mass in mini design, J. S. Afr. Min. Metall., 1990, Vol. 90, No. 10. — P. 257 – 273.
5. Hoek E., Wood D., and Shah S. Modified Hoek-Brown criterion for Jointed rock masses, Proc. ISRM Symp.: Eurock 92 Rock Characterization, J. A. Hudson (ed), British Geotechnical Sociiety, London, 1992. — P. 209 – 214.
6. Barton N. Application of Q-system and index tests to estimate shear strength and deformability of rock masses, Workshop on Norwegian Method of Tunneling, New Delhi, 1993. — P. 66 – 84.
7. Гудман Р. Механика скальных массивов. — М/: Мир, 1971. — 254 с.
8. Фисенко Г. Л. Предельное состояние горных пород вокруг выработок. — М.: Недра, 1976. — 220 c.
9. Турчанинов И. А., Марков Г. А., Иванов В. И., Козырев А. А. Тектонические напряжения в земной коре и устойчивость горных выработок. — Л.: Наука, 1978. — 256 с.
10. Бенявски З. Управление горным давлением. — М.: Мир, 1990. — 254 с.
11. Виттке В. Механика скальных пород. — М.: Мир, 1990. — 439 с.
12. Guide to geotechnical instrumenation, Published by Durham Geo Slope Indicstor, Washington, 2004. — 52 p.
13. Alireza Maghsoudi, Behzad Kalantari. Monitoring Instrumentation in underground structures, J. of Civil Engineering, 2014, No. 4. — P. 135 – 146.
14. Техника экспериментального определения напряжений в осадочных породах / Курленя М. В., Аксенов В. К., Леонтьев А. В. Устюгов М. Б. — Новосибирск: Наука, 1975. — 105 с.
15. Техника контроля напряжений и деформаций в горных породах / Турчанинов И. А., Марков Г. А., Панин В. И. и др. — Л.: Наука, 1976. — 229 с.
16. Марков Г. А. Тектонические напряжения и горное давление в рудниках Хибинского массива. — Л.: Наука, 1977. — 213 с.
17. Ардашев К. А., Ахматов В. И., Катков Г. А. Методы и приборы для исследований проявления горного давления. — М.: Недра, 1981. — 128 с.
18. Курленя М. В., Попов С. Н. Теоретические основы определений напряжений в горных породах. — Новосибирск: Наука, 1983. — 97 с.
19. Hudson J. A., Cornet F. H., Christiansson R., Sjoberg J., and Haimson B. C. ISRM suggested methods for rock stress estimation, J. Rock Mech. & Min. Sci., 2003, Vol. 40, No. 7, 8. — P. 991 – 1025.
20. Christiansson R., and Janson T. A test of different stress measurement methods in two orthogonal bore holes Aspo. Hard Rock Laboratory (HRL), Sweden, J. of Rock Mech. & Min. Sci., 2003, Vol. 40, No. 7, 8. — P. 1161 – 1172.
21. Барышников В. Д., Барышников Д. В., Гахова Л. Н., Качальский В. Г. Опыт применения геомеханического мониторинга при подземной разработке месторождений полезных ископаемых // ФТПРПИ. — 2014. — № 5. — С. 61 – 73.
22. Пат. 2655512 РФ. Скважинный многоканальный деформометр и автоматизированная система регистрации и обработки данных для определения напряженно-деформированного состояния массива горных пород с его использованием / В. Д. Барышников, В. Г. Качальский, Д. В. Барышников // Опубл. в БИ. — 2018. — № 16.
23. Барышников В. Д., Барышников Д. В., Гахова Л. Н. К вопросу определения напряжений в соляной толще пород методом параллельных скважин // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2017: XII Междунар. науч. конгр. — Новосибирск: СГУГиТ, 2017. — Т. 2. — С. 17 – 21.
24. Пат. 2613229 РФ. Способ контроля напряженно-деформированного состояния массива горных пород / В. Д. Барышников, Д. В. Барышников, А. С. Федянин, А. С. Чаадаев // Опубл. в БИ. — 2017. — № 8.
25. Пат. 2655512 РФ. Скважинный инклинометрический зонд и скважинная инклинометрическая система для определения вертикальных сдвижений горных пород и закладочного массива с его использованием / В. Д. Барышников, В. Г. Качальский, Д. В. Барышников // Опубл. в БИ. — 2015. — № 22.
26. Коноваленко В. Я. Справочник физико-механических свойств горных пород алмазных месторождений Якутии. — Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2012. — 276 с.
27. Барышников В. Д., Барышников Д. В., Хмелинин А. П. К вопросу экспериментального определения напряжений во вмещающих породах рудника “Айхал” АК “АЛРОСА” // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2018: XIV Междунар. науч. конгр. — Новосибирск: СГУГиТ, 2018. — Т. 5. — С. 266 – 272.
28. Пат. 2515285 РФ. Способ разработки крутопадающих рудных тел с неустойчивыми рудами / Ю. А. Дик, А. В. Котенков, М. С. Танков, В. В. Минин, А. С. Кульминский, О. Ю. Аристов // Опубл. в БИ. — 2014. — № 28.

Версия для печати (откроется в новом окне)

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела им. Н.А. Чинакала Сибирского отделения Российской академии наук
Адрес:	630091, Россия, Новосибирск, Красный проспект, 54
Телефон:	+7 (383) 205–30–30, доб. 100 (приемная)
Факс:	+7 (383) 205–30–30
E-mail:	mailigd@misd.ru
© Институт горного дела им. Н.А. Чинакала СО РАН, 2004–2024. Информация о сайте