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 2020 год » ФТПРПИ №4, 2020. Аннотации.

ФТПРПИ №4, 2020. Аннотации.

ГЕОМЕХАНИКА

УДК 539.3

ОЦЕНКА ДЕФОРМИРОВАНИЯ УГОЛЬНОГО ПЛАСТА С ВЫРАБОТКОЙ НА ОСНОВЕ ИДЕНТИФИКАЦИИ ПАРАМЕТРОВ ОБРУШЕНИЯ ПОРОД КРОВЛИ
М. В. Курленя, В. Е. Миренков

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

Рассмотрено напряженно-деформированное состояние кусочно-однородного массива горных пород с горизонтальной очистной выработкой, характеризуемое исходным полем напряжений и механическими константами пород и пласта. Разработан алгоритм последовательных приближений определения параметров массива пород с выработкой, который объединяет все известные частные алгоритмы в класс труднорешаемых задач. Предложено решение обратных задач по идентификации параметров обрушения пород кровли при очистных работах на основе численного эксперимента и дополнительной информации о геомеханическом состоянии отрабатываемого пласта впереди забоя.

Порода, пласт, выработка, параметр, обратная задача, некорректность, уравнение, решение

DOI: 10.15372/FTPRPI20200401

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Тихонов А. Н., Арсенин В. Я. Методы решения некорректных задач. — М.: Наука, 1979. — 317 с.
2. Колмогоров А. Н. Теория информации и теория алгоритмов. — М.: Наука, 1987. — 431 с.
3. Тимошенко С. П., Гудьер Дж. Теория упругости. — М.: Наука, 1975. — 576 с.
4. Журавлев А. Б., Устинов К. Б. О величинах, характеризующих степень анизотропии трансверсально-изотропных горных пород; роль сдвигового модуля // Изв. РАН. МТТ. — № 4. — 2019. — С. 129 – 140.
5. Мирсалимов В. М. Максимальная прочность выработки в горном массиве, ослабленном трещиной // ФТПРПИ. — 2019. — № 1. — С. 12 – 21.
6. Пожарский Д. А. Периодические системы трещин в трансверсально-изотропном теле // Изв. РАН. МТТ. — 2019. — № 3. — С. 54 – 63.
7. Миренков В. Е. О некорректных задачах геомеханики // ФТПРПИ. — 2018. — № 3. — С. 3 – 10.
8. Behrooz Chabraie, Gang Pen, Xiangyang Zhang, and John Smith. Physical modeling of subsidence from sequential extraction of partially longwall panels and study of substrata movement characteristics, Int. J. of Coal Geol., 2015, Vol. 140. — P. 71 – 83.
9. Wang J., Zhang J., Song Z., and Li Z. Three-dimensional experimental study of loose top-coal drawing law for longwall top-coal caving mining technology, J. Rock Mech. Geotech. Eng., 2015, Vol. 7, Issue 3. — P. 318 – 326.
10. Basarir H., Oge I. F., and Aydin O. Prediction of the stresses around main and tail qates during top-coal caving by 3D numerical analysis, Int. J. Rock Mech. and Min. Sci., 2015, Vol. 76. — P. 88 – 97.
11. Мусхелишвили Н. И. Некоторые основные задачи математической теории упругости. — М.: Наука, 1966. — 708 с.
12. Красновский А. А., Миренков В. Е. Восстановление граничных условий при сжатии пород // ФТПРПИ. — 2009. — № 4. — С. 14 – 22.
13. Захаров В. Н., Назарова Л. А., Протасов М. И., Назаров Л. А., Панов А. В., Аверин А. П. Оценка горизонтальных компонент внешнего поля напряжений шахты “Воркутинская” по данным сейсмической томографии // ФТПРПИ. — 2017. — № 6. — С. 23 – 31.

УДК 539.3

ОБ ОЦЕНКЕ ПАРАМЕТРОВ СТРУКТУРЫ БЛОЧНЫХ СРЕД НА МОДЕЛЬНОМ ПРИМЕРЕ СЕЙСМИЧЕСКОГО ЗОНДИРОВАНИЯ КИРПИЧНОЙ СТЕНЫ
Е. Н. Шер, А. Г. Черников

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

Представлены результаты модельного исследования возможности определения параметров структуры блочной среды сейсмоакустическим методом. Моделирование проводилось на фрагменте кирпичной стены. Регистрировались осциллограммы ускорений колебаний отдельных кирпичей, возбуждаемых в стене при импульсном нагружении. По данным экспериментов определялись скорости распространения волн и их спектральный состав. Показано, что определенное ранее в одномерных экспериментах соотношение, связывающее значения скорости распространения низкочастотной маятниковой волны, ограничивающей ее спектр частоты и продольного размера блоков, выполняется и на двухмерной модели блочной среды — кирпичной стене. Полученный результат позволяет определять размер характерных блоков породного массива по данным сейсмического зондирования.

Блочные горные породы, сейсмические волны, импульсное нагружение, экспериментальное моделирование, маятниковая волна, скорость волны, спектр, размер блоков

DOI: 10.15372/FTPRPI20200402

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Садовский М. А. Естественная кусковатость горной породы // ДАН СССР. — 1979. — Т. 247. — № 4. — С. 829 – 832.
2. Курленя М. В., Опарин В. Н., Востриков В. И. О формировании упругих волновых пакетов при импульсном возбуждении блочных сред. Волны маятникового типа // ДАН СССР. — 1993. — Т. 333. — № 4. — С. 3 – 13.
3. Курленя М. В., Опарин В. Н., Востриков В. И. Волны маятникового типа. Ч. II. Методика экспериментов и основные результаты физического моделирования // ФТПРПИ. — 1996. — № 4. — С. 3 – 38.
4. Курленя М. В., Опарин В. Н., Востриков В. И. Волны маятникового типа. Ч. III. Данные натурных измерений // ФТПРПИ. — 1996. — № 5.
5. Опарин В. Н., Адушкин В. В., Киряева Т. А., Потапов В. П., Черепов А. А., Тюхрин В. Г., Глумов А. В. О влиянии волн маятникового типа от землетрясений на газодинамическую активность угольных шахт Кузбасса // ФТПРПИ. — 2018. — № 1. — С. 2 – 15.
6. Сарайкин В. А., Степаненко М. В., Царева О. В. Упругие волны в средах с блочной структурой // ФТПРПИ. — 1988. — № 1.
7. Александрова Н. И. О распространении упругих волн в блочной среде при импульсном нагружении // ФТПРПИ. — 2003. — № 6. — С. 38 – 47.
8. Александрова Н. И., Шер Е. Н. Моделирование процесса распространения волн в блочных средах // ФТПРПИ. — 2004. — № 6. — С. 49 – 57.
9. Александрова Н. И., Черников А. Г., Шер Е. Н. О затухании маятниковых волн в блочном массиве горных пород // ФТПРПИ. — 2006. — № 5. — С. 67 – 74.
10. Sadovskii V. M. and Sadovskaya O. V. Of dynamic processes in blocky media Russian, J. of Numer-ical Analysis and Math. Modelling, 2018, Vol. 33, No. 2. — P. 111 – 121.
11. Сарайкин В. А., Черников А. Г., Шер Е. Н. Распространение волн в двумерной блочной среде с вязкоупругими прослойками (теория и эксперимент) // ПМТФ. — 2015. — Т. 56. — № 4 (332). — С. 170 – 181.
12. Alexandrova N. I. The plane Lamb problem for a 2D discrete medium, Doklady Phys., 2015, Vol. 60, No. 1. — P. 5 – 10.
13. Aleksandrova N. I. Seismic waves in three-dimensional block medium, Proc. of the Royal Soc. A: Math., Phys. and Eng. Sci, 2016, Vol. 472, No. 2192.
14. Александрова Н. И. Особенности распространения маятниковых волн, возникающих при взрыве заглубленного шнурового заряда в блочном породном массиве // ФТПРПИ. — 2017. — № 5. — С. 29 – 36.
15. Александрова Н. И. Волны маятникового типа на поверхности блочного породного массива при динамическом воздействии // ФТПРПИ. — 2017. — № 1. — С. 64 – 69.
16. Мельников Н. Н., Калашник А. И., Калашник Н. А., Запорожец Д. В. Комплексная многоуровневая система геомониторинга природно-технических объектов горнодобывающих комплексов // ФТПРПИ. — 2018. — № 4. — С. 3 – 10.
17. Опарин В. Н., Юшкин В. Ф., Климко В. К., Рублев Д. Е., Изотов А. С., Иванов А. В. Об аналитическом описании форм поверхности подземной камеры при взрывах зарядов по данным лазерного сканирования // ФТПРПИ. — 2017. — № 4. — С. 183 – 196.
18. Хакимова А. С. Исследования скважин методом акустического каротажа // Междунар. журн. Инновационное развитие. — 2018. — № 1 (18). — С. 38 – 39.
19. Шер Е. Н., Черников А. Г. Влияние горного давления на спектральный состав маятниковых волн, возникающих в блочных средах при импульсном нагружении // ФПВГН. — 2019. — Т. 6. — № 2. — С. 317.

УДК 539.42, 531.001

АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ МОЩНОСТИ ПЛОТИКА НА ДЕФОРМАЦИЮ И РАЗРУШЕНИЕ НАЛЕГАЮЩЕГО ГЛИНЯНОГО СЛОЯ ПРИ ДОБЫЧЕ УГЛЯ
Г. Ву, Х. Бай, Л. Ву, Ш. Хи

Китайский университет горного дела,
E-mail: xiaowugm@163.com, hbbaiteacher@sina.com, tb17220023b0@cumt.edu.cn, tb17220014b0@cumt.edu.cn,
221116, г. Сюйчжоу, Цзянсу, Китай

Для анализа влияния мощности плотика на деформацию и разрушение налегающего глиняного слоя проведен лабораторный эксперимент c помощью имитационной модели. Выбраны два показателя разрушения глиняного слоя: толщина слоя, где образуются трещины, и плотность трещин. Показано, что толщина слоя формирования трещин увеличивается по мере уменьшения мощности плотика. Выявлены две стадии изменения размеров слоя разрушения: при мощности плотика свыше 30 м (мощность угольного пласта 6 м) толщина слоя трещинообразования меняется незначительно, при мощности плотика менее 30 м толщина слоя разрушения увеличивается. Основное влияние мощности плотика на деформацию и разрушение налегающего глиняного слоя заключается в увеличении числа трещин сдвига и растяжения. При мощности плотика 70 м плотность трещин сдвига и растяжения составляет 0.04 тр/м, в то время как при мощности 20 м плотность трещин возрастает до 0.14 тр/м.

Налегающий глиняный слой, имитационное моделирование, плотность трещин, плотик малой мощности

DOI: 10.15372/FTPRPI20200403

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Zhang J. M., Li Q. S., Nan Q. A., Cao Z. G., and Zhang K. Study on the bionic coal and water comining and its technological system in the ecological fragile region of West China, J. of China Coal Soc., 2017, Vol. 42, No. 1. — P. 66 – 72.
2. Zhang M. S., Dong Y., Du R. J., and Xiao X. F. The strategy and influence of coal mining on the groundwater resources at the energy and chemical base in the north of Shanxi, Earth Sci. Frontiers, 2010, Vol. 17, No. 6. — P. 235 – 246.
3. Yu H. T., Zhu S. Y., and Chen Y. Comparative analysis of water inrush from the deep coal floor by mining above the confined aquifer, J. Min. Sci., 2019, Vol. 55, No. 3. — P. 407 – 413.
4. Bai H. B., Mao X. B., Yao B. H., and Tang J. H. Research on simultaneous exploitation of coal and groundwater in LU’AN coalfield, Chinese J. Rock Mech. and Eng., 2009, Vol. 28, No. 2. — P. 395 – 402.
5. Bai H. B., Ma D., and Chen Z. Q. Mechanical behavior of groundwater seepage in karst collapse pillars, Eng. Geol., 2013, No. 164. — P. 101 – 106.
6. Qian M. G., Xu J. L., and Miao X. X. Green technique in coal mining, J. of China University of Min. and Tech., 2003, Vol. 32, No. 4. — P. 343 – 347.
7. Qian M. G., Miao X. X., and Xu J. L. Resources and environment harmonics (freen) mining and its technological system, J. Min. and Safety Eng., 2006, Vol. 23, No. 1. — P. 1 – 5.
8. Qian M. G. On sustainable coal mining in China, J. of China Coal Soc., 2010, Vol. 35, No. 4. — P. 529 – 534.
9. Fan L. M., Wang S. M., and Ma X. D. Typical example of new idea for water conservation and coal mining, J. Min. Safety and Env. Protection, 2009, Vol. 36, No. 1. — P. 61 – 65.
10. Fan L. M., Ma X. D., and Ji R. J. Progress in engineering practice of water-preserved coal mining in western eco-environment frangible area, J. of China Coal Soc., 2011, Vol. 40, No. 8. — P. 1711 – 1717.
11. Fan L. M. Scientific connotation of water-preserved mining, J. of China Coal Soc., 2017, Vol. 42, No. 1. — P. 27 – 35.
12. Palchik V. Formation of fractured zones in overburden due to longwall mining, Env. Geol., 2003, No. 44. — P. 28 – 38.
13. Xu Y. C. Engineering characteristics of deep clay and its application in coal mining under building structure, railway and water body, J. Coal Sci. and Tech., 2004, Vol. 32, No. 11. — P. 21 – 23.
14. Zhang L. Z., Dong Q. H., Zhang X. C., Gao X. T., and Zhan K. Y. Study on self-healing ability of mining cracks in remoulded cohesive soil in loose layer, Energy Tech. and Manag., 2010, No. 1. — P. 57 – 60.
15. Li W. P., Wang Q. Q., and Li X. Q. Reconstruction of aquifuge: the engineering geological study of N2 laterite located in key aquifuge concerning coal mining with water protectiong in Northwest China, J. of China Coal Soc., 2017, Vol. 42, No. 1. — P. 88 – 96.
16. Ding Lujun and Liu Yuhong. Study on overlying strata motion rule of shortwall mining face of shallow seam with simulation experiment, J. Min. Sci., 2019, No. 5. — P. 90 – 97.
17. Du Feng and Bai Haibo. Mechanism research of overlying strata activity with fully mechanized caving in thin bedrock with thick alluvium, J. of China Coal Soc., 2012, Vol. 37, No. 7. — P. 1105 – 1110.
18. Du Feng and Bai Haibo. Mechanical analysis of immediate roof in fully mechanized top coal caving mining with thin bedrock, J. of China Coal Soc., 2013, Vol. 38, No. 8. — P. 1331 – 1337.
19. Mirenkov V. E. Interaction between enclosing rocks and roof support during stoping, J. Min. Sci., 2017, Vol. 53, No. 5. — P. 811 – 817.
20. Jiao Yang, Bai Haibo, Zhang Boyang, Wei Xiaoqi, and Rong Huren. Research on the effect of coal mining on the aquifer of Quaternary loose soils, J. Min. and Safety Eng., 2012, Vol. 29, No. 2. — P. 239 – 244.
21. Odintsev V. N. and Miletenko N. A. Water inrush in mines as a consequence of spontaneous hydrofracture, J. Min. Sci., 2015, Vol. 51, No. 3. — P. 423 – 434.
22. Zhang Dongsheng, Fan Gangwei, Ma Liqiang, and Wang Xufeng. Aquifer protection during longwall mining of shallow coal seams: A case study in the Shendong Coalfield of China, Int. J. of Coal Geol., 2011, No. 86. — P. 190 – 196.
23. Chi Mingbo, Zhang Dongsheng, Liu Hongzhi, Zhou Yazhou, Zhang Shuai, Yu Wei, Liang Shuaishuai, and Zhao Qiang. Simulation analysis of water resource damage feature and development degree of mining-induced fracture at ecologically fragile mining area, Env. Earth Sci., 2019, No. 78. — P. 88.
24. Huang Qingxiang, He Yanpeng, and Cao Jian. Experimental investigation on crack development characteristics in shallow coal seam mining in China, J. Energies, 2019, Vol. 12, No. 7. — P. 1302.
25. Fang X. Q., Huang H. F., Jin T., and Bai J. B. Movement rules of overlying strata around longwall mining in thin bedrock with thick surface soil, Chinese J. of Rock Mech. and Eng., 2008, Vol. 27, No. 1. — P. 2700 – 2706.
26. Gu Dazhao. Similar materials and similar simulation, Xuzhou: China University of Min. and Tech. Press, 1995.
27. Li Wenping, Ye Guijun, Zhang Lai, Duan zhonghui, and Zhai Lijuan. Study on the engineering geological conditions of protected water resources during coal mining action in Yu Shen Fu mine area in the north Shan Xi province, J. of China Coal Soc., 2000, Vol. 25, No. 5. — P. 449 – 454.
28. Fan Limin, Jiang Zequan, and Xu Kaicang. Research on coal mining under competent loose aquifer and properties of aquiclude in Yushen mining area, J. Coal Geol. of China, 2003, Vol. 15, No. 4. — P. 25 – 30.
29. Li Hongchang. Similar simulation test of mine pressure, Xuzhou: China University of Min. and Tech. Press, 1988.
30. Huang Qingxiang, Hou Zhicheng, Zhang Wenzhong, and Zhang Pei. Orthogonal tests on cementing agents of similar of clay aquiclude, J. Min. and Safety Eng., 2007, Vol. 24, No. 1. — P. 42 – 46.
31. Huang Qingxiang, Zhang Wenzhong, and Hou Zhicheng. Study of simulation materials of aquifuge for solid-liquid coupling, Chinese J. of Rock Mech. and Eng., 2010, Vol. 29, No. 1. — P. 2813 – 2818.
32. Wolfgang R. Jacoby and Harro Schmeling. Frankfurt, convection experiments and the driving mechanism, Int. J. of Earth Sci., Geol. Rundschau, 1981, Vol. 70, No. 1. — P. 207 – 230.
33. Kincaid C. and Olson P. An experimental study of subducting slab migration, J. Geoph. Res., 1987, Vol. 92, No. 3. — P. 832 – 840.
34. Li Yong, Zhu Weishen, Wang Hanpeng, Li Shucai, and Zhang Qiangyong. Study on mechanical experiment of a new type of geotechnical analogue material, Tunnel Construction, 2007. — P. 197 – 200.

РАЗРУШЕНИЕ ГОРНЫХ ПОРОД

УДК 539.375; 622.023.23

РАЗРУШЕНИЕ ГОРНЫХ ПОРОД И МАТЕРИАЛОВ СО СТРУКТУРОЙ В НЕОДНОРОДНЫХ ПОЛЯХ НАПРЯЖЕНИЙ
В. П. Ефимов

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

Приведены экспериментальные данные по прочности хрупких горных пород, образцы которых в виде балок испытаны на изгиб, а в виде дисков с осевым отверстием разрушены по диаметру. На основе применения нелокального подхода к разрушению материала образцов выполнено сопоставление получаемой прочности испытанных пород с прочностью на растяжение. Показано, что проведенные испытания горных пород, разрушенных в разной геометрии, позволяют определить структурный параметр среды.

Хрупкое разрушение, горные породы, нелокальные критерии прочности, структурный параметр

DOI: 10.15372/FTPRPI20200404

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Нейбер Г. Концентрация напряжений. — М.: Гостехиздат, 1947. — 204 с.
2. Новожилов В. В. О необходимом и достаточном критерии хрупкой прочности // ПММ. — 1969. — Т. 33. — Вып. 2. — С. 212 – 222.
3. Lajtai E. Z. Effect of tensile stress gradient on brittle fracture initiation, J. Rock Mech. and Min. Sci., 1972, Vol. 9. — P. 569 – 578.
4. Waddoups M. E., Eisenmann J. R., and Kaminski B. E. Macroscopic fracture mechanics of advanced composite materials, J. Compos. Mater., 1971, Vol. 5, No. 4. — P. 446 – 454.
5. Seweryn A. and Mroz Z. A non-local stress failure condition for structural elements under multiaxial loading, J. Eng. Fracture Mech., 1995, Vol. 51, No. 6. — P. 955 – 973.
6. Carter B. J. Size and stress gradient effects on fracture around cavities, J. Rock Mech. and Rock Eng., 1992, Vol. 25, No. 3. — P. 167 – 186.
7. Корнев В. М. Обобщенный достаточный критерий прочности. Описание зоны предразрушения // ПМТФ. — 2002. — Т. 43. — № 5. — С. 153 – 161.
8. Lecampion B. Modeling size effects associated with tensile fracture initiation from a wellbore, J. Rock Mech. and Min. Sci., 2012, Vol. 56. — P. 67 – 76.
9. Кургузов В. Д., Корнев В. М. Построение диаграмм квазихрупкого и квазивязкого разрушения материалов на основе необходимых и достаточных критериев // ПМТФ. — 2013. — Т. 54. — № 1. — С. 179 – 194.
10. Taylor D. The theory of critical distances applied to multiscale toughening mechanisms, J. Eng. Fract. Mech., 2019, Vol. 209. — P. 392 – 403.
11. Сarter B. J., Laitaj E. Z., and Yuan Y. Tensile fracture from circular cavities loaded in compression, J. Fract., 1992, Vol. 57, No. 3. — P. 221 – 236.
12. Mikhailov S. E. A functional approach to non-local strength condition and fracture criteria, J. Eng. Fract. Mech., 1995, Vol. 52, No. 4. — P. 731 – 754.
13. Isupov L. P. and Mikhailov S. E. A comparative analysis of several nonlocal fracture criteria, J. Arch. Appl. Mech., 1998, Vol. 68, No. 9. — P. 597 – 612.
14. Трапездников Л. П. Температурная трещиностойкость массивных бетонных конструкций. — М.: Энергоатомиздат, 1986. — 272 с.
15. Xia S., Takezono S., and Tao K. A nonlocal damage approach to analysis of the fracture process zone, J. Eng. Fract. Mech., 1994, Vol. 48, No. 1. — P. 41 – 51.
16. Афанасьев Н. Н. Статистическая теория усталостной прочности металлов. — Киев: АН УССР, 1953. — 128 с.
17. Новопашин М. Д., Сукнев С. В., Иванов А. М. Упругопластическое деформирование и предельное состояние элементов конструкций. — Новосибирск: Наука, 1995. — 112 с.
18. Харлаб В. Д., Минин В. А. Критерий прочности, учитывающий влияние градиента напряженного состояния // Исследования по механике строительных конструкций и материалов. — Л.: Ленинградский инж.-строит. ин-т, 1989. — С. 53 – 57.
19. Леган М. А. Определение разрушающей нагрузки, места и направления разрыва с помощью градиентного подхода // ПМТФ. — 1994. — Т. 35. — С. 117 – 124.
20. Whitney J. M. and Nuismer R. J. Stress fracture criteria for laminated composites containing stress concentrations, J. Compos. Mater., 1974, Vol. 8, No. 4. — P. 253 – 265.
21. Ефимов В. П. Определение прочности горных пород на растяжение по результатам испытаний дисковых образцов с центральным отверстием // ФТПРПИ. — 2016. — № 5. — С. 54 – 60.
22. Yao W., Xia K., and Li X. Non-local failure theory and two-parameter tensile strength model for semi-circular bending tests of granitic rocks, J. Rock Mech. and Min. Sci., 2018, Vol. 110. — P. 9 – 18.
23. Ewing P. D. and Williams J. G. The fracture of spherical shells under pressure and circular tubes with angled cracks in torsion, J. Fract., 1974, Vol. 10, No. 4. — P. 537 – 544.
24. Maiti S. K. and Smith R. A. Comparison of the criteria for mixed mode brittle fracture based on the preinstability stress-strain field. Part 1: Slit and elliptical cracks under uniaxiale tensile loading, J. Fract., 1983, Vol. 23, No. 4. — P. 281 – 295.
25. Sapora A., Torabi A. R., Etesam S., and Cornetti P. Finite fracture mechanics crack initiation from a circular hole, J. Fatigue Fract. Eng. Mater. Struct., 2018, Vol. 41, No. 7. — P. 1627 – 1636.
26. Сукнев С. В. Экспериментальное обоснование нелокальных критериев разрушения геоматериалов при неравнокомпонентном сжатии пластин с круговым отверстием // ФТПРПИ. — 2015. — № 3. — С. 17 – 24.
27. Ефимов В. П. Определение прочности на растяжение по результатам измерений изгибной прочности горных пород // ФТПРПИ. — 2011. — № 5. — С. 46 – 53.
28. Ефимов В. П. Применение интегрального критерия разрушения для определения прочности на растяжение и трещиностойкости горных пород // ФТПРПИ. — 2019. — № 3. — С. 44 – 52.
29. Ефимов В. П. Испытания горных пород в неоднородных полях растягивающих напряжений // ПМТФ. — 2013. — Т. 54. — № 5. — С. 199 – 209.
30. Тимошенко С. П. Сопротивление материалов. Т. 2. — М.: Наука, 1965. — 469 с.
31. Черепанов Г. П. Механика хрупкого разрушения. — М.: Наука, 1974. — 640 с.

УДК 550.348.425

ЧИСЛЕННЫЙ АНАЛИЗ НЕЛИНЕЙНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ ГАЗООБРАЗНЫХ ПРОДУКТОВ ПРИ КАМУФЛЕТНОМ ВЗРЫВЕ
Ли Пинг, Ванг Ксин-Женг, Шэ Ксао, Ванг Ван-Пенг

Научно-исследовательский институт Министерства автодорожного транспорта,
E-mail: Lip98223@163.com, 100088, г. Пекин, Китай
Китайская академия культурного наследия,
E-mail: wxzhsm@163.com, 100029, г. Пекин, Китай
Северо-Западный институт ядерных технологий,
E-mail: sxsx126@163.com, npuwwp@163.com, 710024, г. Сиань, Китай

Рассмотрено распространение газообразных продуктов взрыва в породном массиве. Построена физическая модель их фильтрации при камуфлетном взрыве. Данная модель учитывает изменения пористости и проницаемости, возникающие из-за разрушения, дробления и образования трещин окружающей породы в области подземного взрыва. На основе экспериментальных данных установлена зависимость пористости, ламинарной и турбулентной проницаемостей от расстояния до центра взрыва. Определены параметры фильтрации в различных областях. Закономерности изменения давления, скорости движения фронта токсичного газа могут быть использованы для оценки утечки газообразных продуктов взрыва.

Подземный камуфлетный взрыв, изолированный газ под высоким давлением, нелинейная фильтрация, породный массив, метод конечных разностей, ламинарная проницаемость, турбулентная проницаемость

DOI: 10.15372/FTPRPI20200405

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Adushkin V. V. and Spivak A. A. Changes in properties of rock massifs due to underground nuclear explosions. Combustion, Explosion and Shock Waves, 2004, 40(6). — P. 624 – 634.
2. Castagnola D. C. and Carnahan C. L. Prediction of cavity radius and estimation of cavity gas temperatures produced by a contained underground nuclear explosion, 1971, NVO-1229–170, UC-35.
3. Egorov V. A., Kolobashkin V. M. and Kudryashov N. A. Gas temperature and pressure in the cavity of an underground explosion, Translated from Fizika Goreniya i Vzryva, 1979, 15(5). — P. 113 – 119.
4. Kudryashov N. A. and Murzenko V. V. Explosion in a highly porous medium, Translated from Fizika Coreniya i Vzryva, 1989, 25(3). — P. 89 – 96.
5. Adushkin V. V. and Kaazik P. B. Calculation of the discharge of underground explosion gases into the atmosphere, Translated from Zhurnal Prikladnoi Mekhaniki i Tekhnicheskoi Fiziki, 1976, 1. — P. 111 – 120.
6. Adushkin V. V. and Kaazik P. B. Calculation of the discharge of underground explosion gases into the atmosphere, J. Appl. Mech. and Tech. Phys., 1976, 17 (1). — P. 89 – 96.
7. Basanskii E. G., Kolobashkin V. M. and Kudryashov N. A. Calculation of two-dimensional dispersion in a gas in unsteady flow in a porous medium, Translated from Izvestiya Akademii Nauk SSSR, Mekhanika Zhidkosti i Gaza, 1982, 5. — P. 61 – 67.
8. Kudryashov N. A. and Murzenko V. V. Dynamics of gas leakage accompanying the expansion of a cavity in a brittle dilating medium, Translated from Fizika Goreniya i Vzryva, 1987, 23(4). — P. 138 – 143.
9. Aleksandrova N. I. and Sher Y. N. Influence exerted by gas leakages from the explosion cavity for a spherical charge on rock breaking, J. of Min. Sci., 2000, 36(5). — P. 452 – 461.
10. Zverev A. A. and Fetisov V. S. Expansion of a gas cavity in a variably consolidating dilating medium, J. Appl. Mech. and Tech. Phys., 1982, 23(4). — P. 566 – 569.
11. Zverev A. A. and Fstisov V. S. Effect of the leakage of detonation products on the mechanical and elastic characteristics of a camouflet explosion, Combustion, Explosion, and Shock Waves, 1988, 24(5). — P. 619 – 623.
12. Stephen W. W. Gas transport mechanisms, in Gas transport in porous media. Ed. by Clifford K. H. and Stephen W. W., New York, Springer-Verlag, 2006, 5 – 26.
13. Zheng W. Z. and Reid G. A criterion for non-Darcy flow in porous media, Transport in Porous Media, 2006, 63. — P. 57–69.
14. Qiao D. J. An introduction to the phenomenology of underground nuclear explosion, Beijing: National Defense Industry Press, 2002. — P. 192 – 195.

ТЕХНОЛОГИЯ ДОБЫЧИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

УДК 622.245; 539.3

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПАКЕРНЫХ УПЛОТНИТЕЛЕЙ СО СКВАЖИНОЙ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ГИДРОРАЗРЫВА УГОЛЬНОГО ПЛАСТА
С. В. Клишин, В. И. Клишин

Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН,
Е-mail: sv.klishin@gmail.com, Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
Институт угля ФИЦ УУХ СО РАН,
Е-mail: klishinvi@icc.kemsc.ru, Ленинградский проспект, 10, 650065, г. Кемерово, Россия

Рассмотрена технологическая схема поинтервального гидродинамического воздействия на углепородный массив. Представлена конструкция двухстороннего пакера для реализации данной технологии в необсаженных скважинах большого и переменного диаметра. Приведены результаты лабораторных тестов по определению осевого перемещения герметизаторов (уплотнителей). Численно методом конечных элементов исследовано напряженно-деформированное состояние горной породы в окрестности скважины, нагруженной пакерными уплотнителями. Рассчитаны давления, действующие на контактах между уплотнителями и стенками скважины.

Подземная разработка месторождений, дегазация, гидроразрыв, сдвоенный пакер, уплотнитель, герметизатор, скважина, численное моделирование, метод конечных элементов, контактная задача

DOI: 10.15372/FTPRPI20200406

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Забурдяев В. С. Дегазация разрабатываемого пласта — эффективный способ повышения производительности и безопасности работ в метанообильных шахтах // ГИАБ. — 2000. — № 1. — С. 149 – 154.
2. Трубецкой К. Н., Гурьянов В. В. Повышение эффективности подземной разработки высокогазоносных угольных месторождений на основе организации совместной добычи угля и метана // Уголь. — 2003. — № 9. — С. 3 – 5.
3. Коршунов Г. И., Ютяев Е. П., Серегин А. С., Афанасьев П. И., Курта Н. В. Заблаговременная дегазация угольных пластов с использованием импульсного гидродинамичекого воздействия в режиме гидрорасчленения // ГИАБ. — 2013. — № 2. — С. 225 – 231.
4. Мелехин Е. С., Кузина Е. С. Заблаговременное извлечение метана угольных пластов как основной фактор повышения уровня безопасности на проектируемых шахтах // Наука и техника в газовой пром-сти. — 2016. — № 1. — С. 91 – 94.
5. Василевский С., Ямруз П. Распределение концентраций метана по длине очистного забоя // ФТПРПИ. — 2018. — № 6. — С. 138 – 149.
6. Курленя М. В., Емельянова Е. К., Андреева И. С., Савченко А. В. Научно-технические вопросы разработки биотехнологий дегазации угольных месторождений // ФТПРПИ. — 2019. — № 6. — С. 79 – 88.
7. Золотых С. C. Заблаговременная дегазация угольных пластов как фактор повышения безопасности на шахтах Кузбасса // Горная пром-сть. — 2019. — № 5. — С. 18 – 22.
8. Ордин А. А., Тимошенко А. М., Ботвенко Д. В. Статистический анализ метановыделения в высокопроизводительных очистных забоях Кузбасса // ФТПРПИ. — 2020. — № 2. — С. 103 – 110.
9. Ножкин Н. В. Заблаговременная дегазация угольных месторождений. — М.: Недра, 1979. — 271 с.
10. Черный С. Г., Лапин В. Н., Есипов Д. В., Куранаков Д. С. Методы моделирования зарождения и распространения трещин. — Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2016. — 312 с.
11. Jun F., Linming D., Hua H., Taotao D., Shibin Z., Bing G., and Xinglin S. Directional hydraulic fracturing to control hard-roof rockburst in coal mines, J. Min. Sci. and Tech., 2015, Vol. 22, Issue 2. — P. 177 – 181.
12. Deng J., Yang Q., Liu Y., Liu Yi, and Zhang G. 3D finite element modeling of directional hydraulic fracturing based on deformation reinforcement theory, Computers and Geotechnics, 2018, Vol. 94. — P. 118 – 133.
13. Курленя М. В., Сердюков С. В., Патутин А. В., Шилова Т. В. Интенсификация подземной дегазации угольных пластов методом гидроразрыва // ФТПРПИ. — 2017. — № 6. — С. 2 – 9.
14. Jeffrey R., Mills K., and Zhang X. Experience and results from using hydraulic fracturing in coal mining, Proc. 3rd Int. Workshop on Mine Hazards Prevention and Control, Brisbane, 2013. — P. 110 – 116.
15. Klishin V. I., Taylakov O. V., Opruk G. Yu., Makeev M. P., Sokolov S. V., Teleguz A. S., and Tatsienko A. L. Seismic monitoring of hydrodynamic impact on coal seam at interval hydraulic fracturing, IOP Conf. Series: Earth and Environmental Sci., IOP Publishing, 2019, Vol. 377, Issue 1. — P. 012034.
16. El Rabaa W. Experimental study of hydraulic fracture geometry initiated from horizontal wells, SPE Annual Technical Conf. and Exhibition, Soc. of Petroleum Engineers, 1989.
17. Клишин В. И., Кокоулин Д. И., Кубанычбек Б., Дурнин М. К. Разупрочнение угольного пласта в качестве метода интенсификации выделения метана // Уголь. — 2010. — № 4. — С. 40 – 42.
18. Klishin V. I., Opruk G. Y., and Tatsienko A. L. Technology and means of a coal seam interval hydraulic fracturing for the seam degassing intensification, IOP Conf. Series: Earth and Environmental Sci., IOP Publ., 2017, Vol. 53, Issue 1. — P. 012019.
19. Клишин В. И., Кокоулин Д. И., Кубанычбек Б., Гуртенко А. П. Станок для бурения разведочных, дегазационных и технических скважин СБР-400 // ФТПРПИ. — 2010. — № 4. — С. 50 – 55.
20. Klishin V. I., Opruk G., Kokoulin D. I., and Tatsienko A. L. Development of device for interval-by-interval hydraulic fracture, IOP Conf. Series: Earth and Environmental Sci., IOP Publ., 2019, Vol. 262, Issue 1. — P. 012028.
21. Chen Z. Finite element modelling of viscosity-dominated hydraulic fractures, J. Petroleum Sci. and Eng., 2012, Vol. 88. — P. 136 – 144.
22. Wangen M. Finite element modeling of hydraulic fracturing in 3D, Computational Geosciences, 2013, Vol. 17, Issue 4. — P. 647 – 659.
23. Cherny S., Lapin V., Kuranakov D., and Alekseenko O. 3D model of transversal fracture propagation from a cavity caused by Herschel – Bulkley fluid injection, Int. J. of Fracture, 2018, Vol. 212, Issue 1. — P. 15 – 40.
24. Cherny S., Esipov D., Kuranakov D., Lapin V., Chirkov D., and Astrakova A. Prediction of fracture initiation zones on the surface of three-dimensional structure using the surface curvature, J. Eng. Fracture Mech., 2017, Vol. 172. — P. 196 – 214.
25. Колыхалов И. В., Мартынюк П. А., Шер Е. Н. Моделирование развития трещин при последовательном поинтервальном гидроразрыве пласта вязкой жидкостью // ФТПРПИ. — 2016. — № 4. — С. 39 – 47.
26. Zhao Y., Cao S., Shang D., Yang H., Yu Y., Li Y., Liu J., Wang H., Pan R., Yang H., Zhang B., and Tu H. Crack propagation and crack direction changes during the hydraulic fracturing of coalbed, Computers and Geotechnics, 2019, Vol. 111. — P. 229 – 242.
27. Zhang X., Jeffrey R. G., and Thiercelin M. Deflection and propagation of fluid-driven fractures at frictional bedding interfaces: a numerical investigation, J. of Structural Geol., 2007, Vol. 29, Issue 3. — P. 396 – 410.
28. Азаров А. В., Курленя М. В., Сердюков С. В., Патутин А. В. Особенности развития трещины гидроразрыва вблизи свободной поверхности в изотропной пороупругой среде // ФТПРПИ. — 2019. — № 1. — С. 3 – 11.
29. Zhang Q., Zhang X. P., and Ji P. Q. Numerical study of interaction between a hydraulic fracture and a weak plane using the bonded-particle model based on moment tensors, Computers and Geotechnics, 2019, Vol. 105. — P. 79 – 93.
30. Tomac I. and Gutierrez M. Coupled hydro-thermo-mechanical modeling of hydraulic fracturing in quasi-brittle rocks using BPM-DEM, J. Rock Mech. and Geotech. Eng., 2017, Vol. 9, Issue 1. — P. 92 – 104.
31. Zhao Q., Lisjak A., Mahabadi O., Liu Q., and Grasselli G. Numerical simulation of hydraulic fracturing and associated microseismicity using finite-discrete element method, J. Rock Mech. and Geotech. Eng., 2014, Vol. 6, Issue 6. — P. 574 – 581.
32. Cordero J. A. R., Sanchez E. C. M., Roehla D., and Pereira L. C. Hydro-mechanical modeling of hydraulic fracture propagation and its interactions with frictional natural fractures, Computers and Geotechnics, 2019, Vol. 111. — P. 290 – 300.
33. Atkinson C., Desroches J., Eftaxiopoulos D. A., and Thiercelin M. Wellbore stresses induced by the nonlinear deformation of an inflatable packer, J. Eng. Mathem., 2001, Vol. 41, Issue 4. — P. 305 – 327.
34. Guo Z., Wang Y., Li Q., Li G., Guo W., Lu Y., and Hao H. The FEA contact analysis of high pressure packers, Advances in Mechanical and Electronic Engineering, Springer, Berlin, Heidelberg, 2012. — P. 119 – 124.
35. Ma W., Qu B., and Guan F. Effect of the friction coefficient for contact pressure of packer rubber, Proc. of the Institution of Mech. Eng., Part C, J. Mech. Eng. Sci., 2014, Vol. 228, Issue 16. — P. 2881 – 2887.
36. Lan W. J., Wang H. X., Zhang X., and Chen S. S. Sealing properties and structure optimization of packer rubber under high pressure and high temperature, Petroleum Sci., 2019, Vol. 16, Issue 3. — P. 632 – 644.
37. Wang Z., Lv F., Cao M., Wen H., and Xu Y. Research on experimental method for the working force between packer rubber and casing tube, Applied Mech. and Materials, Trans. Tech. Publ. Ltd, 2014, Vol. 518. — P. 138 – 143.
38. COMSOL Multiphysics® Modeling Software. https://www.comsol.com.
39. Клишин С. В., Ревуженко А. Ф. Потоки энергии в массиве горных пород в процессе приливного деформирования // Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. — 2016. — № 3. — T. 1. — С. 76 – 79.
40. Ревуженко А. Ф., Клишин С. В. Линии тока энергии в деформируемом горном массиве, ослабленном эллиптическими отверстиями // ФТПРПИ. — 2009. — № 3. — С. 3 – 9.

УДК 622.271.322.452

МЕТОДИКА ВЫБОРА МОДЕЛИ ДРАГЛАЙНА ДЛЯ ОТРАБОТКИ ВСКРЫШНЫХ ПОРОД НА РАЗРЕЗАХ
Т. А. Цымбалюк, В. И. Ческидов

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

Разработана методика выбора модели драглайнов и определения их количества для отработки массивов вскрышных пород по бестранспортной технологии в составе комбинированной системы разработки пологопадающих угольных месторождений. Приведен алгоритм расчета возможной производственной мощности разреза по факторам обеспеченности промышленными запасами, срокам амортизации основных фондов и горнотехническим условиям разреза. Показан порядок определения эксплуатационной производительности и количества драглайнов, необходимых для выполнения требуемых объемов бестранспортной вскрыши в конкретных горнотехнических условиях разреза со свитовым залеганием пластов.

Комбинированная система разработки, производственная мощность, вскрышные породы, драглайн, бестранспортная технология, экскавация, коэффициент переэкскавации, внутренний отвал

DOI: 10.15372/FTPRPI20200407

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ческидов В. И., Норри В. К. Бестранспортная технология вскрышных работ на разрезах Кузбасса: состояние и перспективы // ФТПРПИ. — 2016. — № 4. — С. 109 – 116.
2. Злобина Е. В., Проноза В. Г., Тюленев М. А. К вопросу выбора модели драглайна для разработки перспективных угольных месторождений Кузбасса // Вестн. КузГТУ. — 2013. — № 6. — C. 41 – 45.
3. Ческидов В. И., Бобыльский А. С., Резник А. В. Методические основы расчета параметров бестранспортных технологических схем открытой разработки свиты пологопадающих угольных пластов // ФТПРПИ. — 2017. — № 2. — С. 95 – 101.
4. РД-15–14–2008. Методические рекомендации о порядке проведения экспертизы промышленной безопасности карьерных одноковшовых экскаваторов.
5. Теория и практика открытых разработок / Н. В. Мельников, А. И. Арсентьев, М. С. Газизов и др. — М.: Недра, 1973. — 636 с.
6. ВНТП 2–92. Временные нормы технологического проектирования угольных и сланцевых разрезов.
7. Сысоев А. А., Злобина Е. В., Сысоев И. А. Обоснование технологических показателей бестранспортной зоны смешанной системы разработки пологого пласта на стадии проектирования разрезов // Вестн. КузГТУ. — 2019. — № 4. — С. 84 – 89.
8. Киприн И. В., Потехин Г. Н. Обоснование области применения драглайнов на основе компьютерного моделирования технологических схем перевалки // ГИАБ. — 2010. — № 10. — С. 133 – 148.
9. Груздев А. В., Сандригайло И. Н. Шагающие драглайны // Горн. пром-сть. — 2008. — № 5. — С. 6 – 7.
10. Ческидов В. И., Акишев А. Н., Саканцев Г. Г. К вопросу применения драглайнов на алмазорудных месторождениях Якутии // ФТПРПИ. — 2018. — № 4. — С. 111 – 123.
11. ЕНВ. Единые нормы выработки на открытые горные работы для предприятий горнодобывающей промышленности. Экскавация и транспортирование. Ч. III.
12. Дудинский Ф. В., Нечаев К. Б. Производительность драглайнов при совмещении вскрышных и добычных работ // Науки о Земле и недропользовании. — 2016. — № 4. — С. 91 – 99.
13. Нормативы расчета в проектах межремонтных сроков, продолжительности и трудоемкости ремонтов и обслуживания основного оборудования шахт, разрезов и ОФ.
14. Цымбалюк Т. А., Немова Н. А. Мероприятия по повышению устойчивости внутренних бестранспортных отвалов на слабом основании в условиях разреза “Моховский” ХК “Кузбассразрезуголь” // Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. — 2018. — Т. 5. — № 2. — С. 173 – 177.
15. Проноза В. Г., Злобина Е. В. Технология разработки двух сближенных пологих пластов на месторождениях центрального Кузбасса // Вестн. КузГТУ. — 2010. — № 6. — С. 10 – 19.

УДК 622.281

ВЫБОР КРЕПИ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК ПРИ РАЗРАБОТКЕ УДАРООПАСНЫХ ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ГОРНОЙ ШОРИИ
А. И. Копытов, А. А. Еременко, Ю. Н. Шапошник

Кузбасский государственный технический университет им. Т. Ф. Горбачева,
ул. Весенняя, 28, 650000, г. Кемерово, Россия
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН,
Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия

Рассмотрено влияние трещиноватости на устойчивость приконтурного массива с помощью коэффициента структурного ослабления и среднего расстояния между трещинами. Приведены параметры гравитационно-тектонического поля напряжений на месторождениях Горной Шории, в том числе азимут главной горизонтальной составляющей напряжения. Обсуждаются результаты лабораторных испытаний комбинированных крепей на временное сопротивление и материала стержня анкеров на относительное удлинение. Изложены методические основы создания многофакторной цифровой модели для выбора эффективного и безопасного вида крепления горных выработок при разработке железорудных месторождений Горной Шории на основе оценки устойчивости приконтурного массива в зависимости от его трещиноватости и напряженного состояния.

Крепь, горные выработки, приконтурный массив, устойчивость, трещиноватость, предел прочности, напряженное состояние, категория удароопасности

DOI: 10.15372/FTPRPI20200408

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Железорудная база России / В. П. Орлов, Б. М. Алешин, В. М. Аликберов и др. — М.: ООО “Геоинформарк”, 2007. — 871 с.
2. Шрепп Б. В., Сенкус В. В., Фрянов В. Н., Скляр Н. И. Тектоническая активность глубинных разломов и геомеханические особенности отработки железорудных месторождений Алтае-Саянской складчатой области // ГИАБ. — 2014. — № 1. — С. 169 – 174.
3. Лобанова Т. В. Исследование геомеханического состояния породного массива при формировании и проявлении горных ударов на Таштагольском руднике // ФТПРПИ. — 2008. — № 2. — С. 38 – 46.
4. Еременко В. А. Природные и техногенные факторы возникновения горных ударов при разработке железорудных месторождений Западной Сибири // ГИАБ. — 2012. — № 11. — С. 50 – 59.
5. Назаров Л. А., Назарова Л. А., Панов А. В., Мирошниченко Н. А. Эволюция напряженно-деформированного состояния породного массива при отработке Таштагольского железорудного месторождения по результатам 3D-моделирования // Интерэкспо Гео-Сибирь. — 2016. — Т. 2. — № 2. — С. 87 – 91.
6. Инструкция по безопасному ведению горных работ на рудных, нерудных месторождениях, объектах строительства подземных сооружений, склонных и опасных по горным ударам (РД 06–329–99). — М.: ГПНТЦ по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России, 2000.
7. Копытов А. И., Лебедев А. А., Утробин Б. А. Разработка рациональной технологии крепления горных выработок в удароопасных условиях // Вестн. КузГТУ. — 2017. — № 5. — С. 10 – 15.
8. Методические указания по определению устойчивости горного массива при проходке горных выработок, выбору вида крепи на месторождениях склонных к горным ударам и удароопасным в условиях шахт. — Новокузнецк: ОАО “Евразруда”, 2008. — 36 с.
9. Еременко А. А., Курленя М. В. Разработка железорудных месторождений в зонах повышенной сейсмической активности // ФТПРПИ. — 1990. — № 1. — С. 3 – 31.
10. Курленя М. В., Серяков В. М., Еременко А. А. Техногенные геомеханические поля напряжений. — Новосибирск: Наука, 2005. — 264 с.
11. Руководство по безопасному ведению горных работ на рудных и нерудных месторождениях, объектах строительства подземных сооружений, склонных и опасных по горным ударам / А. Н. Шабаров, А. А. Филинков, В. В. Зубков и др. — СПб.: СПГУ, 2011. — 76 с.
12. Шапошник Ю. Н., Неверов А. А., Неверов С. А., Конурин А. И., Шокарев Д. А. Разработка технологии забутовки закрепных пустот вспенивающимися материалами // ФТПРПИ. — 2018. — № 2. — С. 63 – 74.
13. Лушников В. Н., Еременко В. А., Сэнди М. П., Бухер Р. Крепление горных выработок в условиях деформируемых и удароопасных массивов горных пород // Горн. журн. — 2014. — № 4. — С. 37 – 44.
14. Крупник Л. А., Шапошник Ю. Н., Шокарев Д. А., Шапошник С. Н., Конурин А. И. Совершенствование технологии крепления выработок на Артемьевской шахте ТОО “Востокцветмет” // ФТПРПИ. — 2017. — № 6. — С. 140 – 148.
15. Алыменко Д. Н., Соловьев В. А., Аптуков В. Н., Котляр Е. К. О видах крепи сопряжений шахтных стволов и приствольных выработок в соляных породах // ФТПРПИ. — 2018. — № 1. — С. 46 – 54.
16. Лушников В. Н., Еременко В. А., Сэнди М. П., Косырева М. А. Выбор анкерной крепи для выработок, пройденных в шахтах, склонных к горным ударам // ФТПРПИ. — 2017. — № 3. — С. 86 – 95.
17. Barton N. R. Some new Q-value correlations to assist in site characterization and tunnel design, Int. J. of Rock Mech. and Min. Sci., 2002, 39 (2). — P. 185 – 216. doi:10.1016/S1365–1609(02)00011–4.
18. Зенько Д. К., Узбекова А. Р. Основные факторы, влияющие на устойчивость массивов в критериях бенявского (RMR) и Бартона (Q) // ГИАБ. — 2004. — № 6. — С. 273 – 275.
19. Pantelidis L. Rock slope stability assessment through rock mass classification systems, Int. J. of Rock Mech. and Min. Sci., 2009, 46 (2). — P. 315–325. doi:10.1016/j.ijrmms.2008.06.003.
20. Shaposhnik Yu. N., Konurin A. I., Neverov S. A., Neverov A. A., Shaposhnik S. N. Justification of mine working supports in terms of the rating classification of Norwegian Geotechnical Institute, Int. Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM, 2016, Vol. II. — P. 519.
21. Jia M.-T., Wang L.-G. Evaluation of rockmass quality based on regionalization variable optimal estimation theory and RMR system in jinchuan mine, No.3 Yantu Lixue, 2010, Vol. 31, No. 6. — Р. 1907 – 1912.
22. ГОСТ 31559–2012 Крепи анкерные. Общие технические условия (с изменением № 1).
23. ГОСТ 1497–84 Металлы. Методы испытаний на растяжение (с изменениями № 1, 2, 3).
24. Зубков А. А., Зубков А. В., Кутлубаев И. М., Латкин В. В. Совершенствование конструкции и технологии установки крепей с фрикционным закреплением // Горн. журн. — 2016. — № 5. — С. 50 – 53.
25. Зубков А. А., Латкин В. В., Неугомонов С. С., Волков П. В. Перспективные способы крепления горных выработок на подземных рудниках // ГИАБ. Отдельные статьи (специальный выпуск). — 2014. – № 10. — С. 106 – 117.
26. Копытов А. И., Клюкин Г. К., Морозов С. С., Трипус Т. Е. Прикладная программа “ЕвразрудаКрепь” расчета устойчивости горного массива, выбора наиболее рациональной конструкции крепи на железорудных месторождениях ОАО “Евразруда” // Вестн. КузГТУ. — 2012. — № 6. — С. 52 – 53.

УДК 622.272.6

ОБОСНОВАНИЕ ОТРАБОТКИ ПОДКАРЬЕРНЫХ ЗАПАСОВ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩЕГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ ВОСХОДЯЩЕЙ ВЫЕМКОЙ С ПОРОДНОЙ ЗАКЛАДКОЙ
С. А. Неверов, А. А. Неверов, С. А. Щукин, Ю. Н. Шапошник, А. М. Никольский

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

Для геомеханической оценки условий подземной отработки золоторудного месторождения при выемке маломощной крутопадающей залежи ниже дна карьера разработана параметрическая трехмерная модель горнотехнической конструкции. Численным моделированием получены прогнозные карты распределения напряжений в рудопородном массиве, нарушенном горными выработками. Выполнено обоснование устойчивости междуэтажного целика на глубине 140 м с учетом надработки и подработки на высоту не менее двух этажей. Установлены безопасные параметры и условия применения камерной и слоевой систем разработки с породной закладкой.

Массив пород, нарушенность, горнотехническая конструкция, численное моделирование, система разработки, напряженно-деформированное состояние, устойчивость, параметры, безопасность

DOI: 10.15372/FTPRPI20200309

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Уткин В. П. Разрывные нарушения Восточного Приморья // Изв. АН СССР. Сер. Геология. — 1977. — № 3. — С. 104 – 112.
2. Рассказов И. Ю. Численное моделирование современного поля тектонических напряжений области сочленения Центрально-Азиатского и Тихоокеанского поясов // Тихоокеан. геология. — 2006. — № 5. — Т. 25. — С. 104 – 114.
3. Саксин Б. Г., Рассказов И. Ю., Шевченко Б. Ф. Принципы комплексного изучения современного напряженно-деформированного состояния верхних уровней земной коры Амурской литосферной плиты // ФТПРПИ. — 2015. — № 2. — С. 53 – 66.
4. Король Р. В., Будник С. И. Некоторые особенности строения южной части Восточно-Сихотэ-Алинского вулканического пояса // Геология и металлогения Южного Приморья: тр. ДВПИ. — Владивосток, 1975. — Т. 110. — С. 48 – 52.
5. Рассказов И. Ю., Саксин Б. Г., Потапчук М. И., Аникин П. А. Оценка геомеханических условий и обоснование мер безопасности при проектировании и ведении подземных горных работ на рудниках Дальнего Востока // ГИАБ. — 2015. — Спец. вып. 30: Геомеханические и геотехнологические проблемы освоения недр Севера. — С. 35 – 46.
6. Кочарян Г. Г., Золотухин С. Р., Калинин Э. В., Панасьян Л. Л., Спунгин В. Г. Напряженно-деформированное состояние массива горных пород Коробковского железорудного месторождения на участке зоны тектонических нарушений // ФТПРПИ. — 2018. — № 1. — С. 16 – 24.
7. Усков В. А., Еременко А. А., Дарбинян Т. П., Марысюк В. П. Оценка геодинамической опасности тектонических структур для подземной разработки Северных залежей Октябрьского месторождения // ФТПРПИ. — 2019. — № 1. — С. 86 – 96.
8. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. — М.: Мир, 1975.
9. Курленя М. В., Серяков В. М., Еременко А. А. Техногенные геомеханические поля напряжений. — Новосибирск: Наука, 2005.
10. 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.
11. Серяков В. М., Риб С. В., Басов В. В., Фрянов В. Н. Геомеханическое обоснование параметров технологии отработки угольных пластов в зоне взаимовлияния очистного пространства и передовой выработки // ФТПРПИ. — 2018. — № 6. — С. 21 – 29.
12. Современная геодинамика массива горных пород верхней части литосферы: истоки, параметры, воздействие на объекты недропользования / В. Н. Опарин, А. Д. Сашурин, Г. И. Кулаков и др. — Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2008. — 449 с.
13. 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. 113 – 122.
14. Цой П. А., Усольцева О. М. Применение кругов Мора для связи и модельной оценки прочностных данных разноразмерных образцов горных пород // ФТПРПИ. — 2019. — № 2. — С. 14 – 21.
15. Литвинский Г. Г. Аналитическая теория прочности горных пород и массивов: монография. — Донецк: Норд-Пресс, 2008. — 207 с.
16. Неверов А. А. Геомеханическое обоснование нового варианта камерной выемки пологих мощных залежей с выпуском руды из подконсольного пространства // ФТПРПИ. — 2012. — № 6. — С. 87 – 97.
17. Казикаев Д. М. Геомеханика подземной разработки руд: учебник для вузов. — М.: МГГУ, 2005.

УДК 622.015

МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ ПРЕДЕЛЬНЫХ КОНТУРОВ КАРЬЕРОВ
А. Д. Мванги, Ж. Жианхуа, Х. Ганг, Р. М. Касомо, М. М. Инносэнт

Уханьский технологический университет,
E-mail: huanggang2016@whut.edu.cn,
430070, Ухань, провинция Хубэй, Китай
Университет сельского хозяйства и технологий им. Джомо Кениата,
62000–0020, Найроби, Кения

Представлен обзор и обоснование методов, применяемых для определения предельных контуров карьеров, а также детальное их описание, функциональные возможности и ограничения. Рассмотренные алгоритмы разделены на точные и приближенные. Выявлено, что алгоритм Лерча – Гроссмана обладает большими программными возможностями по сравнению с другими алгоритмами. В дальнейших исследованиях по оптимизации предельных контуров карьеров следует обратить внимание на генетический алгоритм, искусственную нейронную сеть, псевдофлюидальный и вероятностный подходы.

Алгоритм Лерча – Гроссмана, программное обеспечение для оптимизации горных выработок, предельный контур карьера, точные и приближенные методы

DOI: 10.15372/FTPRPI20200410

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Galic I., Jankovic B., and Mrakovcic I. An a Nother way for open pit mine design optimization–floating slopes method, Rudarsko-geolosko-naftni zbornik, 2009, Vol. 21, No. 1. — P. 103 – 111.
2. Parra A., Morales N., Vallejos J., and Nguyen P. M. V. Open pit mine planning considering geomechanical fundamentals, Int. J. of Min., Reclamation and Environment, 2018, Vol. 32, No. 4. — P. 221 – 238.
3. Nogholi M. and Alah A. Optimisation of open pit mine block sequencing, Queensland University of Tech Nology, 2015.
4. Lambert W. B., Brickey A., Newman A. M., and Eurek K. Open-pit block-sequencing formulations: a tutorial, Interfaces, 2014, Vol. 44, No. 2. — P. 127 – 142.
5. Gholamnejad J. Incorporation of rehabilitation cost into the optimum cut-off grade determination, J. S. Afr. Inst. Min. Metall., 2009, Vol. 109, No. 2. — P. 89 – 94.
6. Jamshidi M. and Osanloo M. UPL determination of multi-element deposits with grade uncertainty using a new block eco Nomic value calculation approach, J. of Min. and Environment, 2018, Vol. 9, No. 1. — P. 61 – 72.
7. Dagdelen K. Open pit optimization-strategies for improving eco Nomics of mining projects through mine planning, 17th Int. Min. Congress and Exhibition of Turkey, 2001. — P. 117 – 121.
8. Baek J., Choi Y., and Park H.-s. Uncertainty representation method for open-pit optimization results due to variation in mineral prices, Minerals, 2016, Vol. 6, No. 1. — P. 17.
9. Liu W. and Zhang H. PSO algorithm for block sequencing problem in open-pit mining, 2016. — P. 434 – 441.
10. Hustrulid W. A., Kuchta M., and Martin R. K. Open pit mine planning and design 3rd edition, CRC Press, 2013.
11. Johnson T. B. Optimum open pit mine production scheduling, California Univ, Berkeley Operations Research Center, 1968.
12. Kose H., Malli T., and Pamukcu C. Determination of optimum production capacity and mine life considering net present value in open-pit mining at different overall slope angles, Acta Montanistica Slovaca, 2015, Vol. 20, No. 1. — P. 62 – 70.
13. Chatterjee S., Sethi M. R., and Asad M. W. A. Production phase and ultimate pit limit design under commodity price uncertainty, European J. of Operational Research, 2016, Vol. 248, No. 2. — P. 658 – 667.
14. Zhao Y. Algorithms for optimum design and planning of open-pit mines, University of Arizona, 1992.
15. Yang Z., Gao Q., Li M.-h., and Zhang G. Stability analysis and design of open-pit mine slope in China: A review, Electronic J. of Geotechnical Eng., 2014, Vol. 19, No. Z2. — P. 10247 – 10265.
16. Kennedy B. A. and Kennedy B. A. Society for mining M. and exploration, Surface Min., Second Edition. Soc. for Min., Metallurgy, and Exploration, 1990.
17. Akbari A., Osanloo M., and Shirazi M. Minable reserve estimation while determining ultimate pit limits (UPL) under price uncertainty by real option approach (ROA), Archives of Min. Sci., 2009, Vol. 54, No. 2. — P. 321 – 339.
18. Shishvan M. S. and Sattarvand J. Modeling of accurate variable slope angles in open-pit mine design using spline Interpolation / Modelowanie Zmiennego Kata Nachylenia Stoku W Projektowaniu Kopalni Odkrywkowych Za Pomoca Interpolacji Funkcjami Sklejajacymi (Metoda Spline’Ow), Archives of Min. Sci., 2012, Vol. 57, No. 4. — P. 921 – 932.
19. Lerchs H. Optimum design of open-pit mines, CIM Bull., 1965, Vol. 58, No. 633. — P. 47 – 54.
20. Koenigsberg E. The optimum contours of an open-pit mine: an application of dynamic programming, 17th Appl. of Computers and Operations Research in the Miner. Industry, 1982.
21. Pana M. and Davey The simulation approach to open-pit design, Proceeding of 5th International APCOM, 1965.
22. Korobov S. Method for determining optimal ultimate open pit limits, Ecole Polytechnique de Montreal, 1974.
23. Khalokakaie R., Dowd P., and Fowell R. Incorporation of slope design into optimal pit design algorithms, Min. Technology, 2000, Vol. 109, No. 2. — P. 70 – 76.
24. Ben-Awuah E. Oil sands mine planning and waste management using goal programming, 2013.
25. Nhleko A. S., Tholana T., and Neingo P. N. A review of underground stope boundary optimization algorithms, Resources Policy, 2018, Vol. 56. — P. 59 – 69.
26. Akbari A., Osanloo M., and Shirazi M. Determination of ultimate pit limits in open mines using real option approach, Int. J. of Eng. Sci., 2008, Vol. 19, No. 5–1. — P. 23 – 38.
27. Chicoisne R., Espi Noza D., Goycoolea M., More No E., and Rubio E. A new algorithm for the open-pit mine production scheduling problem, Operations Research, 2012, Vol. 60, No. 3. — P. 517 – 528.
28. Amankwah H., Larsson T., and Textorius B. A duality-based derivation of the maximum flow formulation of the open-pit design problem, Int. J. of Pure and Applied Mathematics, 2014, Vol. 92, No. 4. — P. 449 – 457.
29. Souza F. R., Melo M., and Pinto C. L. L. A proposal to find the ultimate pit using Ford Fulkerson algorithm, Rem: Revista Escola de Minas, 2014, Vol. 67, No. 4. — P. 389 – 395.
30. Whittle D., Brazil M., Grossman P. A., Rubinstein J. H., and Thomas D. A. Combined optimisation of an open-pit mine outline and the transition depth to underground mining, European J. of Operational Research, 2018, Vol. 268, No. 2. — P. 624 – 634.
31. Muir D. Orebody Modelling and Strategic Mine Planning, AusIMM Spectrum Series, 2007. — P. 97 – 104.
32. Luenberger D. G. and Ye Y. Linear and nonlinear programming, Int. series in operations research & management Sci., 2008.
33. Huttagosol P. and Cameron R. A computer design of ultimate pit limit by using transportation algorithm, Proc. of 23rd APCOM Symp., Tucson, Arizona, 1992. — P. 443 – 460.
34. Fytas K. and Calder P. N. A computerized model of open pit short and long range production scheduling, 19th APCOM Symp., 1986. — P. 109 – 119.
35. Jalali S., Ataee-Pour M., and Shahriar K. Pit limits optimization using a stochastic process, CIM Bill.,2006, Vol. 99, No. 1096. — P. 1 – 11.
36. Dimitrakopoulos R. Stochastic optimization for strategic mine planning: a decade of developments, J. of Min. Sci., 2011, Vol. 47, No. 2. — P. 138 – 150.
37. Shahriar A. P. K., Oraee K., and Bakhtavar P. S. E. A Study on the optimization algorithms for determining open-pit and underground mining limits, 7th Int. Sci. Conf., SGEM 2007, 2007.
38. Kennedy B. A. Surface Mining, Second Edition, Soc. for Mining, Metallurgy, and Exploration, 1990.
39. Wright A. Moving Cone II -A simple algorithm for optimum pit limits design, Proc. of the 28rd APCOM, 1999. — P. 367 – 374.
40. Khalou K. R. Optimum open pit design with modified moving cone II methods, J. of Faculty of Eng. (University of Tehran), 2007, Vol. 41, No. 3 (105). — P. 297 – 307.
41. Kakaie R. A new algorithm for optimum open pit design: Floating cone method III, J. of Min. and Environment, 2012, Vol. 2, No. 2. — P. 118 – 125.
42. Dowd P. and Onur A. Optimizing open pit design and sequencing, Proc. 23rd Appl. of Computer in Miner. Industry, 1992. — P. 411 – 422.
43. Khalokakaie R. Computer-aided optimal open-pit design with variable slope angles, University of Leeds; 1999.
44. Matheron G. Parametrage des contours optimaux, Note Geostatistique, No. 128, Center de Geostatistique et de Morphologie Mathematique, Internal Report N-401., Fontainebleau, France, 1975.
45. Whittle J. Beyond optimization in open pit design, Canadian Conference on Computer Applications in the Miner. Industries, 1988. — P. 331 – 337.
46. Djilani M.-C. Interactive open-pit design using parameterization techniques, University of Leeds, 1997.
47. Kapageridis I. The future of mine planning software–new tools and in Novations, The 19th Int. Min. Congress and Fair of Turkey 1MCET2005, Izmir, Turkey, 2005. — P. 9 – 12.
48. Whittle J. Four-X user manual, Melbourne: Whittle Programming Pty Ltd, 1998.
49. Bai X., Turczynski G., Baxter N., Place D., and Sinclair-Ross H. Pseudoflow method for Pit optimization, 2017.
50. Thorley U. Open pit mine planning: analysis and system modeling of conventional and oil sands applications, Kingston, Ontario, Canada: Queen’s University, 2012.
51. Drew D. and Baafi E. Ultimate pit limit design using Microsoft Excel Spreadsheet, APCOM 2002: 30th Int. Symp. on the Application of Computers and Operations Research in the Miner. Industry, 2002. — P. 113 – 119.
52. Marcotte D. and Caron J. Ultimate open pit stochastic optimization, Computers & Geosciences, 2013, Vol. 51. — P. 238 – 246.
53. Khodayari A. A. A New algorithm for determining ultimate pit limits based on network optimization, Int. J. of Min. & Geo-Eng., 2013, Vol. 47, No. 2. — P. 129 – 137.
54. Gholamnejad J. and Mojahedfar A. Determination of the largest pit with the Non-negative net profit in the open pit mines, J.of Min. and Environment, 2010, Vol. 1, No. 2. — P. 45 – 52.
55. El-Karmouty M., El-Wageeh M., El-Aziz A. A., and El-Shayeb Y. New Technique- “One Three-One Two (13–12), In Ultimate Pit Limit Heuristic Algorithms, The 45th Int. October Conference on Min. and Metallurgy, 2013. — P. 397 – 400.
56. Sasaki K., Dindiwe C., and Adachi T. Optimization of open pit limit designs by newly BPITC approach and initial feasibility study using block grade data set estimated by geostatistical simulation, J. of the Min. and Materials Processing Institute of Japan, 2001, Vol. 117, No. 7. — P. 62 – 70.
57. Espinoza D., Goycoolea M., Moreno E., and Newman A. MineLib: a library of open pit mining problems, Annals of Operations Research via http://mansci-web.uai.cl/minelib/, 2013, Vol. 206, No. 1. — P. 93 – 114.
58. Liu S. Q. and Kozan E. New graph-based algorithms to efficiently solve large scale open pit mining optimisation problems, Expert Systems with Applications, 2016, Vol. 43. — P. 59 – 65.
59. Milani G. A. Genetic algorithm with zooming for the determination of the optimal open-pit mines layout, The Open Civil Eng. J., 2016, Vol. 10, No. 1. — P. 301 – 322.
60. Petrov D., Vasiliev P., Mikhelev V., Muromtcev V., and Batischev D. Using parallel computing in modeling and optimization of mineral reserves extraction systems, J. of Fundamental and Applied Sci., 2017, Vol. 9, No. 1S. — P. 939 – 947.
61. Sayadi A. R., Fathianpour N., and Mousavi A. A. Open pit optimization in 3D using a new artificial neural network, Archives of Min. Sci., 2011, Vol. 56, No. 3. — P. 389 – 403.
62. Poniewierski J. A discussion of deswik pseudoflow pit optimization in comparison to whittle LG Pit optimization, Deswik, 2018.
63. Akbari A., Osanloo M., and Shirazi M. Ultimate pit limit (UPL) determination through minimizing risk costs associated with price uncertainty, Gospodarka Surowcami Mineralnymi, 2008, Vol. 24, No. 4/2. — P. 157 – 170.
64. Tabesh M. and Askari-Nasab H. Automatic creation of mining polygons using hierarchical clustering techniques, J. of Min. Sci., 2013, Vol. 49, No. 3. — P. 426 – 440.

УДК 622

РАЗРАБОТКА НОВОГО ТИПА КРЕПЛЕНИЯ ВСПОМОГАТЕЛЬНОЙ ВЫРАБОТКИ НА УГОЛЬНЫХ ШАХТАХ
Д. Гуо, Н. Ванг, Л. Фан, Ж. Лу, Я. Жанг, К. Ли

Китайский университет горного дела и технологий,
E-mail: dmguocumtb@126.com, ул. Ксуян, 11, р-н Хаидиан, г. Пекин, КНР

Предлагается метод отработки лавы с установкой опорного ряда стоек вдоль выработки со стороны забоя, при котором сокращается ширина охранных целиков, снижается напряжение в забое и отработанной части лавы. Технология крепления выработки опорными стойками разработана с помощью теоретического анализа и численного моделирования. На основе модели податливости кровли выведены уравнения для расчета реакции на опоры и разрушение для трех этапов и определены параметры опорных стоек. В системе численного моделирования FLAC3D подготовлена численная модель, позволяющая анализировать характеристики распределения напряжений и изменение деформации в породном массиве, опорных стойках и целиках на двух этапах добычи.

Удержание выработки по завальной стороне, податливая опорная стойка, посадка породы, численное моделирование, мониторинг давления

DOI: 10.15372/FTPRPI20200411

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. China Energy Research Society. The energy development of China 2018, China Electric Power, 2018, (10) — P. 2.
2. Zhang S. C. and Zheng W. L. Problems and countermeasures of deep well mining in coal mine, Energy Technology and Management, 2016, 41(05). — P. 174 – 177.
3. Jing N. Width optimization of section coal pillar of deep fully mechanized mining face, Coal Eng., 2019.
4. Jia S. G. and Kang L. J. Study on the stability of coal pillar in the gateway of fully mechanized caving mining, J. China Coal Soc., 2002, 24(01). — P. 6 – 10.
5. Wang X. G. and Gu F. L. Discussion on gob side entry retaining and gob side entry digging in working face, Energy Technology and Management, 2017, 42(01). — P. 85 – 86.
6. Zhang N., Han C. L., Han J. G., and Zheng X. G. Theory and practice of surrounding rock control for pillarless gob-side entry retaining. Meitan Xuebao, J. China Coal Soc., 2014, 39(8). — P. 1635 – 1641.
7. Chen Y. Study on mechanism and control of movement and stability of surrounding rock structure in gob side entry, China University of Mining and Technology, 2012.
8. Ma Zimin, Wang Jiong, and He Manchao, et al. Key technologies and application test of an innovative noncoal pillar mining approach: a case study, Energies, 2018.
9. Zhang N., Chen H., and Chen Y. An engineering case of gob-side entry retaining in one kilometer-depth soft rock roadway with high ground pressure, J. China Coal Soc., 2015, 40(03). — P. 494 – 501.
10. Yongan W. and Zhimin R. Technology of pressure relief by roof cutting for directional-predetermined crack blasting in gob-side entry retaining in guhanshan mine, Coal Sci. and Technol., 2018.
11. Hu M. M., Zhou H., Zhang Y. H., and Zhang C. Q., et al. Analysis of supporting resistance of reserved pier column for gob-side entry retaining in wide roadway, Rock and Soil Mechanics, 2018, 39(11). — P. 4218 – 4225.
12. Hongpu K., Duolong N., Zhen Z., Jian L., Zhihong L. I., and Mingjian F. Deformation characteristics of surrounding rock and supporting technology of gob-side entry retaining in deep coal mine, Chinese J. Rock Mechanics and Eng., 2010.
13. Jiang P. F., Zhang J., and Hu B. Mechanical and deformation characteristics of gob-side entry retaining surrounding rock and support methods, J. Min. and Safety Eng., 2016, 33(01) — P. 56 – 62.
14. Hua H. T. Study and application of numerical simulation of high cutting gobside entry retaining surrounding rock deformation law, Coal Technol., 2018, 37(09). — P. 61 – 64.
15. Manchao H. E., Shangyuan C., Zhibiao G., Jun Y., Yubing G., and Beijing T., et al. Control of surrounding rock structure for gob-side entry retaining by cutting roof to release pressure and its engineering application, J. China University of Min. and Technol., 2017.
16. Sun H. H., Wu J., and Ning J. G. The law of mine pressure and strata control in gob side entry, J. China Coal Soc., 1992, 01. — P. 15 – 24.
17. Tan Y. L., Yu F. H., Ning J. G., and Zhao T. B. Adaptability theory of roadside support in gob-side entry retaining and its supporting design, J. China Coal Soc., 2016.
18. Shugang C., Xianzhe C., Hongyun Y., Shuai W., and Dejun Z. Analysis on roadside control technology of gob-side entry retaining and applicable conditions, Coal Sci. and Technol., 2016.
19. Kurlenya M. V. and Mirenkov V. E. Phenomenological model of rock deformation around mine workings, J. Min. Soc., 2018, 54(02). — P. 181 – 186.
20. Mirenkov V. E. Relationship between mine working cross section and damaged rock zone, J. Min. Soc., 2018, 54(01). — P. 27 – 33.
21. Seryakov V. M., Rib S. V., Basov V. V., Fryanov V. N. Geomechanical substantiation of technology parameters for coal mining in interaction zone of longwall face and gate roadway, J. Min. Soc., 2018, 54(06). — P. 899 – 906.
22. Dongming G., Longfei F., Jie G., Pengfei Z., Cunyu L., and Hanjun W. Study on sidewall support technology of pier pillar type gateway retained along goaf in wutongzhuang mine, Coal Sci. and Technol., 2018.
23. Chen Y., Bai J. B., Zhu T. L., Yan S., and Li X. C. Mechanisms of roadside support in gob-side entry retaining and its application, Yantu Lixue, Rock and Soil Mechanics, 2012, 33(5). — P. 1427 – 1432.
24. Wang J., Gao Y. F., He X. S., and Huang W. P. The analysis of roadside supporting parameters and the support technology in the concrete filled steel tubular column in goaf-side entry retaining, J. Min. and Safety Eng., 2015, 32(06). — P. 943 – 949.
25. Ning J. G., Ma P. F., Liu X. S., Zhao J., and Liu W. Supporting mechanism of “yielding-supporting” beside roadway maintained along the goaf under hard rocks, J. Min. and Safety Eng., 2013, 30(3) — P. 369 – 374.

ГОРНОЕ МАШИНОВЕДЕНИЕ

УДК 622.531

ВЫБОР СТРАТЕГИИ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ДРАГЛАЙНА НА ОСНОВЕ ОЦЕНКИ РИСКОВ С ПОМОЩЬЮ МЕТОДА АНАЛИЗА ИЕРАРХИЙ
Б. Р. Саху, С. К. Пали

Индийский технологический институт,
Е-mail: skpalei.min@iitbhu.ac.in, 221005, г. Варанаси, Индия

Предложен подход для выбора оптимальной стратегии обслуживания горного оборудования, основанный на оценке рисков. С его помощью определены три узла драглайна с высоким уровнем риска: редуктор, подшипниковый узел и приводной вал-шестерня. Методом анализа иерархий для оптимальной стратегии обслуживания найдены четыре критерия, восемь подкритериев и четыре альтернативные стратегии обслуживания. Рассчитаны локальные и глобальные приоритеты. Выявлено, что оптимальная стратегия обслуживания для редуктора и приводного вала-шестерни — превентивное обслуживание, для подшипникового узла — периодическое. Внедрение стратегий позволяет снизить затраты на обслуживание и время простоя драглайна.

Обслуживание, оценка рисков, метод анализа иерархий, добыча угля, драглайн

DOI: 10.15372/FTPRPI20200412

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Mobley R. K. An introduction to predictive maintenance, New York, Elsevier Sci., 2002.
2. Golbas? O. and Demirel N. Optimisation of dragline inspection intervals with time-counter algorithm, Int. J. Min., Reclam. Environ., 2017, Vol. 31, No. 6. — P. 412 – 425.
3. Topal E. and Ramazan S. A new MIP model for mine equipment scheduling by minimizing maintenance cost, Eur. J. Oper. Res., 2010, Vol. 207. — P. 1065 – 1071.
4. GoI Indian petroleum and natural gas statistics 2014 – 2015, Ministry of Petroleum and Natural Gas, Economics and Statistics Division, Government of India, New Delhi, 2015.
5. Bania P. J. Beta titanium alloys and their role in the titanium industry, J. Miner. Met. Mater. Soc., 1994, Vol. 46, No. 7. — P. 16 – 19.
6. Annual Report 2017 – 2018, Ministry of Coal, Government of India, 2018.
7. Demirel N. and Golbasi O. Preventive replacement decisions for dragline components using reliability analysis, Minerals, 2016, Vol. 6, No. 2. — P. 51.
8. Uzgoren N. Reliability analysis of draglines’ mechanical failures, Maint. Reliab., 2010, Vol. 4. — P. 23 – 28.
9. Arunraj N. S. and Maiti J. Risk-based maintenance-techniques and applications, J. Hazard. Mater., 2007, Vol. 142, No. 3. — P. 653 – 661.
10. Wang Y., Cheng G., Hu H., and Wu W. Development of a risk-based maintenance strategy using FMEA for a continuous catalytic reforming plant, J. Loss Prev. Process Ind., 2012, Vol. 25, No. 6. — P. 958 – 965.
11. Golbasi O. and Demirel N. Risk-based reliability allocation methodology to set a maintenance priority among system components: a case study in mining, Maint. Reliab., 2017, Vol. 19, No. 2. — P. 191 – 202.
12. Arunraj N. S. and Maiti J. Risk-based maintenance policy selection using AHP and goal programming, Saf. Sci., 2010, Vol. 48, No. 2. — P. 238 – 247.
13. Triantaphyllou E. Multi-criteria decision making methods: a comparative study. Springer-Science + Business Media B., 2000.
14. Wang L., Chu J., and J. Wu J. Selection of optimum maintenance strategies based on a fuzzy analytic hierarchy process, Int. J. Prod. Econ., 2007, Vol. 107, No. 1. — P. 151 – 163.
15. Bevilacqua M. and Braglia M. The analytic hierarchy process applied to maintenance strategy selection, Reliab. Eng. Syst. Saf., 2000, Vol. 70, No. 1. — P. 71 – 83.
16. Bertolini M. and Bevilacqua M. A combined goal programming — AHP approach to maintenance selection problem, Reliab. Eng. Syst. Saf., 2006, Vol. 91, No. 7. — P. 839 – 848.
17. Tan Z., Li J., Wu Z., Zheng J., and He W. An evaluation of maintenance strategy using risk based inspection, Saf. Sci., 2011, Vol. 49, No. 6. — P. 852 – 860.
18. Khan F. I. and Haddara M. R. Risk-based maintenance of ethylene oxide production facilities, J. Hazard. Mater., 2004, Vol. 108. — P. 147 – 159.
19. Hu H., Cheng G., Li Y., and Tang Y. Risk-based maintenance strategy and its applications in a petrochemical reforming reaction system, J. Loss Prev. Process Ind., 2009, Vol. 22. — P. 392 – 397.
20. Subramanian N. and Ramanathan R. A review of applications of analytic hierarchy process in operations management, Int. J. Prod. Econ., 2012, Vol. 138, No. 2. — P. 215 – 241.
21. Russo R. D. F. S. M. and Camanho R. Criteria in AHP: a systematic review of literature, Procedia Comput. Sci., 2015, Vol. 55, No. Itqm. — P. 1123 – 1132.
22. Saaty T. L. A scaling method for priorities in hierarchical structures, J. Math. Psychol., 1977, Vol. 15, No. 3. — P. 234 – 281.
23. Saaty T. L. and Vargas L. G. Comparison of eigenvalue, logarithmic least squares and least squares methods in estimating ratios, Math. Model., 1984, Vol. 5, No. 5. — P. 309 – 324.
24. Saaty T. L. and Vargas L. G. Models, methods, concepts and applications of the analytic hierarchy process, New York, Springer, 2012.
25. Mishra A. Reliability analysis of mining equipment using operational data, Unpublished M. Tech Thesis, IIT (BHU), Varanasi, India, 2015.
26. Exchange Rate Average (US Dollar, Indian Rupee), 2018. https://www.x-rates.com/average/?from=USD&to =INR&amount=1&year=2018.

ОБОГАЩЕНИЕ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

УДК 622.772

ИЗВЛЕЧЕНИЕ ЦИРКОНИЯ И РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ИЗ РАСТВОРОВ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ЭВДИАЛИТОВОГО КОНЦЕНТРАТА
В. А. Чантурия, В. Г. Миненко, А. Л. Самусев, Е. В. Копорулина, М. В. Рязанцева

Институт проблем комплексного освоения недр им. акад. Н. В. Мельникова РАН,
E-mail: Andrey63vzm@mail.ru, Крюковский тупик, 4, 111020, г. Москва, Россия

Показано влияние значений рН, температуры раствора, исходных концентраций ценных компонентов на эффективность последовательного извлечения циркония и редкоземельных элементов (РЗЭ) из продуктивных растворов азотнокислотного выщелачивания эвдиалитового концентрата методом химического осаждения. Установлена возможность селективного выделения циркониевого продукта и редкоземельных элементов с извлечением циркония 99.95 %, РЗЭ — 87.50 %. Потери РЗЭ с циркониевым продуктом составляют 8.0 %, с отработанным продуктивным раствором — 4.5 %. Методами аналитической сканирующей электронной микроскопии, ИК-спектроскопии, рентгенофлуоресцентного анализа изучены микроморфология, структурно-химическое состояние поверхности и химический состав полученных продуктов.

Эвдиалитовый концентрат, продуктивный раствор выщелачивания, азотная кислота, разделение, осаждение, цирконий, редкоземельные элементы

DOI: 10.15372/FTPRPI20200413

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. 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. 161. — P. 77.
2. Maestro P. and Huguenin D. Industrial applications of rare earths: which way for the end of the century, J. Alloys and Compounds, 1995, Vol. 225. — P. 520 – 528.
3. Krishnamurthy N. and Gupta C. K. The rare earths, In: Extractive Metallurgy of Rare Earths, 2nd Edn., Ch. 1, Taylor and Francis Group LLC, Boca Raton, USA, 2016. — P. 1 – 84.
4. Литвинова Т. Е. Получение соединений индивидуальных РЗМ и попутной продукции при переработке низкокачественного редкометального сырья: дис. … д-ра техн. наук. — CПб., 2014. — 318 с.
5. Balomenos E., Davris P., Deady E., Yang J., Panias D., Friedrich B., Binnemans K., Seisenbaeva G., Dittrich C., Kalvig P., and Paspaliaris I. The Eurare project: development of a sustainable exploitation scheme for Europe’s rare earth ore deposits, Johnson Matthey Technol. Rev., 2017, Vol. 61, No. 2. — P. 142 – 153.
6. Goodenough K. M., Schilling J., Jonsson E., Kalvig P., Charles N., Tuduri J., Deady E. A., Sadeghi M., Schiellerup H., Muller A., Bertrand G., Arvanitidis N., Eliopoulos D. G., Shaw R. A., Thrane K., and Keulen N. Europe’s rare earth element resource potential: an overview of REE metallogenetic provinces and their geodynamic setting, Ore Geol. Rev., 2016, Vol. 72. — P. 838 – 856.
7. 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.
8. Лебедев В. Н. Сернокислотная технология эвдиалитового концентрата // Журн. прикл. химии. — 2003. — Т. 76. — № 10. — С. 1601 – 1605.
9. 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 // Журн. прикл. химии. — 2003. — Т. 76. — № 8. — С. 1233 – 1237.
10. 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.
11. Vaccarezza V. and Anderson C. Beneficiation and leaching study of norra karr eudialyte mineral. In: Kim H. et al. (eds) Rare Metal. Techn., 2018, TMS 2018, The Minerals, Metals and Materials Series. Springer, Cham.
12. Vo?enkaul D., Birich A., Muller N., Stoltz N., and Friedrich B. Hydrometallurgical processing of eudialyte bearing concentrates to recover rare earth elements via low-temperature dry digestion to prevent the silica gel formation, J. Sustain. Metal., 2016, Vol. 3. — P. 79 – 89.
13. Ma Y., Stopic S., and Friedrich B. Hydrometallurgical treatment of an eudialyte concentrate for preparation of rare earth Carbonate, Johnson Matthey Tech. Rev., 2019, Vol. 63. — P. 2 – 13.
14. 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.
15. 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.
16. 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, J. Metals, 2018, Vol. 8, Issue 4. — P. 267.
17. Johnsen O., Ferraris G., Gault R., Joel D. G., Kampf A., and Pekov I. The nomenclature of eudialyte-group minerals, The Canadian Mineralogist, 2003, Vol. 41. — P. 785 – 794.
18. 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.
19. 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.
20. 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.
21. Чантурия В. А., Миненко В. Г., Копорулина Е. В., Рязанцева М. В., Самусев А. Л. Влияние различных кислот на эффективность извлечения циркония и редкоземельных металлов при выщелачивании эвдиалитового концентрата // ФТПРПИ. — 2019. — № 6. — С. 140 – 151.
22. Владимиров С. Н., Воронина В. Э., Тарчигина Н. Ф. Исследование параметров стадии суммарной экстракции извлечения и разделения циркония и гафния из отходов циркониевого производства // Фундамента. исследования. — 2018. — № 5. — С. 7 – 12.
23. Локшин Э. П. Сорбционная конверсия — перспективный метод переработки редкоземельного сырья // Тр. КНЦ РАН. — 2018. — С. 154 – 159.
24. Мудрук В., Коровина Ю. В., Николаев А. И., Сафонова Л. А. Экстракция редкоземельных элементов из растворов азотнокислотного вскрытия перовскита // Тр. КНЦ РАН. — 2018. — С. 207 – 214.
25. Папкова М. В., Михайличенко А. И., Конькова Т. В. Сорбционное извлечение редкоземельных металлов и других элементов из растворов фосфорной кислоты // Сорбционные и хроматографические процессы. — 2016. — № 2. — С. 163 – 172.
26. Артамонов А. В., Смирнова Д. Н., Смирнов Н. Н., Ильин А. П. Извлечение редкоземельных элементов из твердых отходов производства фосфорной кислоты с последующей сорбцией на катионообменных смолах // Химия и хим. технология. — 2017. — Т. 60. — Вып. 10. — С. 87 – 93.
27. Черкасов Р. А., Гарифзянов А. Р., Базанова Е. Б., Давлетшин Р. Р., Леонтьева С. В. Жидкостная экстракция некоторых редкоземельных элементов аминометилфосфиноксидами // Журн. общей химии. — 2012. — Т. 82. — С. 36 – 46.
28. Турановa А. Н., Карандашев В. К., Баулинc В. Е., Баулинc Д. В., Хвостиков В. А. Экстракция редкоземельных элементов (III) смесями 1-фенил-3-метил-4-бензоил5-пиразолона и фосфорилсодержащих подандов // Журн. общей химии. — 2019. — Т. 89. — № 9. — С. 1431 – 1438.
29. Balinski A., Wiche O., and Kelly N. Separation of rare earth elements from contaminants and valuable components by in-situ precipitation during the hydrometallurgical processing of eudialyte concentrate, J. Hydrometallurgy, 2020, Vol. 194. — P. 105300.
30. Taghizadeh M., Ghasemzadeh R., Ashrafizadeh S. N., and Ghannadi M. Stoichiometric relation for extraction of zirconium and hafnium from acidic nitrate solutions with Cyanex272, J. Hydrometallurgy, 2009, Vol. 96, No. 1 – 2. — P. 77 – 80.
31. Чантурия В. А., Копорулина Е. В., Миненко В. Г., Самусев А. Л. Влияние энергетических воздействий на структурно-химические преобразования основных минералов эвдиалитового концентрата при азотнокислотном выщелачивании // ФТПРПИ. — 2019. — № 4. — С. 131 – 140.
32. Пат. 2680036C2 РФ. Способ получения безводного порошка нитрата кальция // Опубл. в БИ. — 2019. — № 5.
33. Позин М. Е. Технология минеральных солей. Ч. II. — Л.: Химия, 1974. — 768 с.
34. Soltani F., Abdollahy M., Petersen J., Ram R., Becker M., Koleini S. J., and Moradkhani D. Leaching and recovery of phosphate and rare earth elements from an iron-rich fluorapatite concentrate, Part I: Direct baking of the concentrate, J. Hydrometallurgy, 2018, Vol. 177. — P. 66 – 78.
35. Chen Sh., Huang X., Feng Z., Xu Y., Wang M., Xia C., and Zhao L. Behavior of rare earth, iron, and phosphorus during purification of rare earth sulfate leach solution using magnesium oxide, J. Hydrometallurgy, 2020. — P. 105377.
36. Zapata F., Garcia-Ruiz C. The discrimination of 72 nitrate, chlorate and perchlorate salts using IR and Raman spectroscopy, Spectrochimica Acta, Part A, Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 2018, Vol. 189. — P. 535 – 542.
37. Goldsmith J. A. and Ross S. D. Factors affecting the infrared spectra of some planar anions with D3h symmetry-III. The spectra of rare-earth carbonates and their thermal decomposition products, Spectrochimica Acta, 1967, Vol. 23A. — P. 1909 – 1915.
38. Turcotte Rh. P., Sawyer J. O., and Eyring L. On the rare earth dioxymonocarbonates and their decomposition, Inorganic Chemistry, 1968, Vol. 8, No. 2. — P. 238 – 246.

УДК 622.794

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССОВ СГУЩЕНИЯ И ОБЕЗВОЖИВАНИЯ ХВОСТОВОЙ ПУЛЬПЫ УЛЬТРАФЛОКУЛЯЦИОННОЙ ОБРАБОТКОЙ
Н. К. Тусупбаев, Н. Л. Медяник, А. М. Есенгазиев, С. М. Билялова, М. А. Ертаев

Satbayev University, АО “Институт металлургии и обогащения”,
E-mail: n.tussupbayev@satbayev.university, ул. Шевченко, 29, 050010, г. Алматы, Казахстан
Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова,
E-mail: chem@magtu.ru, просп. Ленина, 38, 455000, г. Магнитогорск, Россия

Изложены результаты исследований по сгущению и обезвоживанию суспензий из отвальных хвостов флотационного обогащения Жезказганской обогатительной фабрики с использованием прибора УльтрафлокТестер в присутствии различных флокулянтов серии Superfloc фирмы “Kemira”. Показано, что среди испытываемых флокулянтов, имеющих в составе различные полярные группы, большую эффективность по отношению к суспензиям проявил флокулянт анионного типа марки А-150. Установлено, что относительно плотные суспензии (100 г/л) следует обрабатывать при градиенте скорости G = 500 – 1000 с^–1 в течение 12 с, в то время как суспензии с относительно средней плотностью 50 г/л — при G = 1000 – 1500 c^–1 в течение 6 с. Проведена оценка влияния интенсивности гидродинамической обработки на остаточную концентрацию взвеси в переливе и на влажность сфлокулированного осадка до и после фильтрования под давлением.

Отвальные хвосты флотации, сгущение, фильтрация, флокуляция, флокулянты, Ультрафлок-Тестер, градиент скорости среды

DOI: 10.15372/FTPRPI20200414

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Фридман С. Э., Щербаков О. К., Комлев А. М. Обезвоживание продуктов обогащения. — М: Недра, 1988. — 239 с.
2. Медяник Н. Л., Мишурина О. А., Муллина Э. Р., Смирнова А. В., Зайцева Е. В. Технология комплексной переработки гидротехногенных образований горных предприятий медно-колчеданного профиля // Вестн. МГТУ им. Г. И. Носова. — 2019. — Т. 17. — № 4. — С. 10 – 17.
3. Тимошенко Л. И., Анциферова С. А., Самойлов В. Г., Маркосян С. М. Исследование процесса сгущения перед гидрометаллургическим переделом золотосодержащих руд // Обогащение руд. —2010. — № 1. — С. 27 – 29.
4. Нечаева Е. Б., Панов А. В., Нехорошев Н. Е., Синичкин А. Г., Соложенкин П. М. Интенсификация процессов сгущения золотосодержащей руды // Цв. металлы. — 2010. — № 2. — С. 43 – 47.
5. Медяник Н. Л., Варламова И. А., Калугина Н. Л., Бодьян Л. А. Изучение возможности применения водорастворимых высокомолекулярных веществ для флокуляции суспензий // Изв. СамНЦ РАН. — 2010. — Т. 12. — № 1(5). — С. 1236 – 1239.
6. Тусупбаев Н. К., Ержанова Ж. А., Билялова С. М., Тойланбай Г. А. Флокуляция суспензии кварца в присутствии суперфлокулянтов различного заряда // Комплексное использование минерального сырья. — 2018. — № 4. — С. 17 – 27.
7. Еремеев Д. Н. Осветление шламовых вод и сгущение отходов флотации угольных шламов с применением полимерных флокулянтов // Вода: химия и экология. — 2012. — № 2. — С. 63 – 66.
8. Лавриненко А. А., Гольберг Г. Ю. Гидродинамический режим течения минеральных суспензий, обеспечивающий сохранность флокуляционных структур // ФТПРПИ. — 2019. — № 3. — С. 106 – 112.
9. Rulyov N. N., Dontsova T. A., and Korolyov V. Ja. Ultra-flocculation of diluted fine disperse suspensions, Min. Proc. and Extractive Metallurgy Review, 2005, Vol. 26, No. 3 – 4. — P. 203 – 217.
10. Рул?в Н. Н., Небеснова Т. В. Интенсификация процесса выделения тонкодисперсного угля из хвостов флотационного обогащения ультрафлокуляцией // Вестн. ОГАСА. 2019. — № 76. — С. 126 – 135.
11. Yessengaziyev A., Tussupbayev N., and Bilyalova S. Intensification of dehydration processes of lead-zinc concentrates by ultrafloсculation, Min. Slovaca, 2019, No. 1. — P.102 – 108.

УДК 622.765

ИССЛЕДОВАНИЕ АДСОРБЦИОННЫХ И ФЛОТАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕАГЕНТА ДИТИОПИРИЛМЕТАНА ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЗОЛОТА ИЗ УПОРНЫХ ЗОЛОТОМЫШЬЯКОВЫХ РУД
Т. Н. Матвеева, В. В. Гетман, А. Ю. Каркешкина

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

Проведено исследование аналитического реагента дитиопирилметана (ДТМ) в сочетании с бутиловым ксантогенатом калия (БКК) для извлечения золота из малосульфидной золото-мышьяковистой руды. Благодаря наличию двух гетероциклов в его структуре, ДТМ образует на поверхности комплексные соединения с цветными и благородными металлами. Методами электронной и лазерной микроскопии, а также ИК- и УФ-спектроскопии установлена адсорбция реагента ДТМ на арсенопирите и золоте. При флотации арсенопирита с наноразмерным золотом сочетание реагентов БКК и ДТМ повышает выход как чистого арсенопирита, так и арсенопирита с наноразмерным золотом. Применение реагента ДТМ в сочетании с БКК в процессе флотационного обогащения руды Олимпиадинского месторождения приводит к улучшению качества концентрата по золоту в 3 раза, при одновременном повышении извлечения и пропорциональном сокращении потерь золота с хвостами флотации. Полученные результаты свидетельствуют о целесообразности использования ДТМ для комплексного извлечения золота из золотосодержащих мышьяковистых руд.

Флотация, адсорбция, арсенопирит, дитиопирилметан, наноразмерное золото, золотосодержащие руды

DOI: 10.15372/FTPRPI20200415

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Заернюк В. Л., Черникова Л. И., Забайкин Ю. В. Тенденции, проблемы и перспективы развития золотодобывающей отрасли России // Финансовая аналитика: проблемы и решения. — 2017. — Т. 10. — № 9. — С. 972 – 986.
2. Чантурия В. А., Иванова Т. А., Копорулина Е. В. Методика оценки эффективности взаимодействия флотационных реагентов с золотосодержащим пиритом // Цв. металлы. — 2010. — № 8. — C. 16 – 19.
3. Матвеева Т. Н., Чантурия В. А., Гапчич А. О., Гетман В. В. О применении новой композиции реагентов при флотации серебросодержащих оловянных руд // ФТПРПИ. — 2018. — № 1. — C. 137 – 143.
4. Матвеева Т. Н., Гетман В. В., Рязанцева М. В., Каркешкина А. Ю., Ланцова Л. Б. Обогащение упорных оловянных руд с применением новых реагентов для извлечения цветных и благородных металлов // ФТПРПИ. — 2019. — № 5. — C. 150 – 157.
5. Matveeva T. N., Chanturia V. A., Gromova N. K., Getman V. V., Karkeshkina A. Yu., Experimental substantiation of cassiterite surface modification by stable metal-absorbbent systems as a result of selective interaction with IM-50 and ZHKTM agents, J. of Min. Sci., 2019, Vol. 55, No 2. — P. 297 – 303.
6. Иванова Т. А., Чантурия В. А., Зимбовский И. Г. Новые способы экспериментальной оценки селективности реагентов-собирателей для флотации золота и платины из тонковкрапленных руд благородных металлов // Обогащение руд. — 2013. — № 5. — С. 127 – 137.
7. Щербакова Л. В., Чеботарев В. К. Применение серосодержащих производных пиразола в аналитической химии. // Изв. АГУ. — 2003 — № 3. — С. 37 – 48.
8. Щербакова Л. В. Физико-химические параметры комплексов ионов металлов с тиопроизводными пиразола и способ определения констант равновесия: дис. … канд. хим. наук. — Барнаул, 2005.
9. Иванова Т. А., Зимбовский И. Г., Гетман В. В., Каркешкина А. Ю. Подготовка и апробация аналитического реагента дитиопирилметана в качестве реагента для флотации минералов // Обогащение руд. — 2018. — № 12. — С. 38 – 44.
10. Зимбовский И. Г. Физико-химическое обоснование нового реагента собирателя класса пиразола при флотационном разделении сульфидов медно-цинковых руд: дис. … канд. техн. наук. — М., 2013.
11. Акимов В. К., Ефремова Л. В., Рудзит Г. П. Взаимодействие мышьяка с некоторыми производными пиразолона // Журн. аналит. химии. — 1978. — Т. 33. — № 5. — C. 934 – 937.
12. Рудзит Г. П., Ефремова Л. В., Акимов В. К. Комплексные соединения мышьяка и сурьмы с некоторыми производными тиопиразолона и их экстракция // Пиразолоны в аналитической химии: тез. докл. — Пермь, 1980. — C. 102 – 109.

УДК 622.765

ИССЛЕДОВАНИЕ СМАЧИВАНИЯ СФАЛЕРИТА, ХАЛЬКОПИРИТА И ПИРИТА ПРИ ОБРАБОТКЕ СУЛЬФГИДРИЛЬНЫМИ СОБИРАТЕЛЯМИ В СОЛОНОВАТОЙ И МОРСКОЙ ВОДЕ
А. А. Николаев, А. Конырова, Б. Е. Горячев

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

Приведены результаты исследования смачивания поверхности сфалерита, пирита и халькопирита водой после обработки минерала в солоноватых растворах и искусственной морской воде с концентрацией 2, 8 и 16 ‰. Изопропиловый ксантогенат калия и изопропиловый дитиофосфат (аэрофлот) натрия использовались в качестве реагентов-собирателей. Результаты показали, что в зависимости от концентрации морской соли, собирателя и его вида поверхность сульфидных минералов может быть гидрофильной или гидрофобной, что может влиять на флотационное извлечение минералов в морской и солоноватой воде.

Флотация, краевой угол смачивания, гидрофобность, ксантогенат, дитиофосфат, солоноватые растворы, флотация в морской воде, смачивание сфалерита, халькопирита, пирита

DOI: 10.15372/FTPRPI20200416

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Теория и технология флотации руд / О. С. Богданов, И. И. Максимов, А. К. Поднек, Н. А. Янис — М.: Недра, 1990. — 363 с.
2. Чантурия В. А., Вигдергауз В. Е. Электрохимия сульфидов. Теория и практика. — М.: Руда и Металлы, 2008. — 272 с.
3. Абрамов А. А. Технология обогащения руд цветных металлов. — М.: Недра, 1983. — 359 с.
4. Liu W., Moran C. J., and Vink S. A review of the effect of water quality on flotation, Min. Eng., 2013, Vol. 53. — P. 91 – 100.
5. Laskowski J. and Castro S. Flotation in concentrated electrolyte solutions, Int. J. Min. Proc., 2015, Vol. 144. — P. 50 – 55.
6. Ramos O., Castro S., and Laskowski J. S. Copper–molybdenum ores flotation in sea water: Floatability and frothability, Min. Eng., 2013, Vol. 53. — P. 108 – 112.
7. Li W. and Li Y. Improved understanding of chalcopyrite flotation in seawater using sodium hexametaphosphate, Min. Eng., 2019, Vol. 134. — P. 269 – 274.
8. Rebolledo E., Laskowski J. S., Gutierrez L., and Castro S. Use of dispersants in flotation of molybdenite in seawater, Min. Eng., 2017, Vol. 100. — P. 71 – 74.
9. Mu Y. and Peng Y. The effect of saline water on copper activation of pyrite in chalcopyrite flotation, Min. Eng., 2019, Vol. 131. — P. 336 – 341.
10. Suyantara G. P. W., Hirajima T., Miki H., and Sasaki K. Floatability of molybdenite and chalcopyrite in artificial seawater, Min. Eng., 2018, Vol. 115. — P. 117 – 130.
11. Hirajima T., Suyantara G. P., Ichikawa O., Elmahdy A. M., Miki H., and Sasaki K. Effect of Mg2+ and Ca2+ as divalent seawater cations on the floatability of molybdenite and chalcopyrite, Min. Eng., 2016, Vol. 96 – 97. — P. 83 – 93.
12. Wang B. and Peng Y. The effect of saline water on mineral flotation — a critical review, Min. Eng., 2014, Vol. 66 – 68. — P. 13 – 24.
13. Чантурия В. А., Вигдергауз В. Е. Теория и практика повышения контрастности смачиваемости минералов // Горн. журн. — 2005. — № 4. — С. 59 – 63.
14. Кондратьев С. А., Рябой В. И. Оценка собирательной силы дитиофосфатов и ее связь с селективностью извлечения полезного компонента // Обогащение руд. — 2015. — № 2 (357). — С. 25 – 31.
15. Кондратьев С. А., Бурдакова Е. А. Роль физической формы сорбции во флотационном процессе // ФТПРПИ. — 2017. — № 4. — С. 135 – 144.
16. Кондратьев С. А., Гаврилова Т. Г. Механизм работы физической формы сорбции на примере активации сульфидных минералов ионами тяжелых металлов // ФТПРПИ. — 2018. — № 3. — С. 121 – 135.
17. Николаев А. А., Батхуяг А., Горячев Б. Е. Исследование кинетики минерализации пузырька воздуха в суспензии шламовых фракций пирита в динамических условиях // ФТПРПИ. — 2018. — № 5. — С. 154 – 158.
18. Горячев Б. Е., Николаев А. А. Взаимосвязь физико-химических характеристик смачивания поверхности двухкомпонентных твердых тел с флотируемостью частиц с той же поверхностью // ФТПРПИ. — 2006. — № 3. — С. 103 – 111.
19. Николаев А. А. Физико-химические методы исследований флотационных систем: лабораторный практикум. — М.: МИСиС, 2013. — 72 с.

УДК 622.7:534

ФИЛЬТРАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА МАССИВА В ВОСХОДЯЩЕМ КАПИЛЛЯРНОМ ДВИЖЕНИИ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ ПРИ ВИБРАЦИОННО-АКУСТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ
А. Г. Михайлов, А. Е. Зуев, А. И. Вашлаев

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

Представлены результаты экспериментальных исследований по влиянию вибрационно-акустической обработки на фильтрационные свойства массива при направленном восходящем движении водных растворов. Для условий песчаного массива узкого класса крупности получены зависимости интенсификации скорости фильтрации на разных уровнях звуковой нагрузки в совокупности с разным градиентом давления. Экспериментально установлена возможность многократного повышения скорости капиллярной фильтрации при направленном восходящем движении водных растворов.

Массив, капилляры, восходящая фильтрация, вибрационно-акустическая обработка, звуковое давление

DOI: 10.15372/FTPRPI20200417

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Смирнов В. И. Геология полезных ископаемых: учебник для вузов. — М.: Недра, 198. — 326 с.
2. Маскет М. Течение однородных жидкостей в пористой среде. — М.; Ижевск, 2004. — 628 с.
3. Есипов И. Б., Зосимов В. В., Матвеев К. И. Распространение акустического импульса конечной амплитуды в гранулированной среде // Акуст. журн. — 1997. — Т. 43. — № 3. — С. 654 – 660.
4. Пирогов В. А., Тартаковский Б. Д. Трехслойная согласующая система для границы с комплексным импеданцем // Акуст. журн. — 1971. — Т. 17. — № 2. — С. 258 – 262.
5. Губайдулин А. А., Конев С. А., Саранчин С. Н. Экспериментальное исследование вибро-акустического воздействия на фильтрацию углеводородных систем в пористых средах // Нефть и газ Западной Сибири: материалы Всерос. науч.-техн. конф. —2009. — Т. 1. — С. 70 – 72.
6. Ходаков Г. С. Сверхтекучесть почвенной воды в капиллярной системе растений // Рос. хим. журн. — 2007. — Т. LI. — № 3. — С. 172 – 176.
7. Редькин Н. И. Ходаков Г. С. Эффект сверхтекучести водных растворов в поровых капиллярах при обычных температурах // Рос. хим. журн. — 2002. — Т. XLVI. — № 3. — С. 39 – 50.
8. Чантурия В. А, Миненко В. Г., Самусев А. Л., Рязанцева М. В., Чантурия Е. Л., Копорулина Е. В. Влияние ультразвуковых воздействий на эффективность выщелачивания, структурно-химические и морфологические свойства минеральных компонентов эвдиалитового концентрата // ФТПРПИ. — 2018. — № 2. — С. 114 – 121.
9. Зенин С. В., Полануер Б. М., Тяглов Б. В. Экспериментальное доказательство наличия фракций воды // Гомеопат. медицина и акупунктура. — 1997. — № 2. — С. 42 – 46.
10. Хлебный Е. С. Живое и неживое. // Вещественные и энергетические взаимодействия: материалы Первого Тихоокеан. симп. — Владивосток: Из-во ДВГТУ, 2008. — С. 28 – 29.
11. Михайлов А. Г., Харитонова М. Ю, Вашлаев И. И, Свиридова М. Л. Способ формирования техногенного месторождения путем накопления полезных компонентов // ФТПРПИ. — 2016. — № 3. — С. 150 – 155.

УДК 622.7

ПРОЦЕСС ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЖЕЛЕЗА В КОНЦЕНТРАТ ИЗ ТВЕРДЫХ ОТХОДОВ ГОРНОГО ПРОИЗВОДСТВА
Ф. Ган, К. Пенг, Б. Янг

Юньнаньский профессиональный институт энергетических технологий,
Е-mail: gfr3316@126.com, 65001, г. Цюйцзин, провинция Юньнань, Китай
Куньминский университет науки и технологий,
650000, г. Куньмин, провинция Юньнань, Китай

Рассмотрены железосодержащие хвосты обогащения и технология сепарации подвесным вибрационным конусным концентратором. Определены наиболее подходящие технологические параметры оборудования для обогащения экспериментальных образцов. Обнаружен новый способ повторного обогащения твердых отходов, содержащих ценные элементы.

Твердые отходы горного производства, железосодержащие хвосты обогащения, извлечение железа, подвесной вибрационный конусный концентратор

DOI: 10.15372/FTPRPI20200418

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Zhang L., Bai W., Yu J., Ma L., Ren J., Zhang W., and Cui Y. Critical mineral security in China: an evaluation based on hybrid MCDM methods, Sustain., 2018, Vol. 10, No. 11. — P. 4114.
2. Zheng B., Zhang D., Liu W., Yang Y., and Yang H. Use of basalt fiber-reinforced tailings for improving the stability of tailings dam, Materials., 2019, Vol. 12, No. 8. — P. 1306.
3. Zhang S., Xue X., Liu X., Duan P., Yang H., Jiang T., Wang D., and Liu R. Current situation and comprehensive utilization of iron ore tailing resources, J. Min. Sci., 2006, Vol. 42, No. 4. — P. 403 – 408.
4. Wei S. L., Guo Y. L., Ya X., and Qi F. H. The properties and formation mechanisms of eco-friendly brick building materials fabricated from low-silicon iron ore tailings, J. Clean. Prod., 2018, Vol. 204, No. 17. — P. 685 – 692.
5. Ju W. J., Hwang S. K., Jho E. H., and Nam K. Determining the reuse of metal mine wastes based on leaching test and human health risk assessment, Environ. Eng. Res., 2018, Vol. 24, No. 1. — P. 82 – 90.
6. Sabarinathan P., Annamalai V. E., Kumar S. S., and Kennedy A. X. A study on recovery of alumina grains from spent vitrified grinding wheel, J. Mater. Cycles. Waste. Manag., 2018, Vol. 21, No. 1. —P. 156 – 165.
7. Liu L., Tan Q., Liu L., and Cao J. Comparison of different comminution flowsheets in terms of minerals liberation and separation properties, Min. Eng., 2018, Vol. 125, No. 6. — P. 26 – 33.
8. Chimwani N., Glasser D., Hildebrandt D., Metzger M. J., and Mulenga F. K. Determination of the milling parameters of a platinum group minerals ore to optimize product size distribution for flotation purposes, Min. Eng., 2013, Vol. 43 – 44, No. 4. — P. 67 – 78.
9. Lan Z., Li X., Liu S., Wang W., and Zhang M. A. Review on the beneficiation of ultra-lean iron ores, The 3rd Int. Conf. on Advanced Eng. Mater. and Tech., 2013. https://www.scientific.net/AMR.753–755.44, Online available since 2013/Aug/30.
10. Ozcan O. and Celik I. B. Beneficiation routes for upgrading iron ore tailings with a teetered bed separator, Sep. Sci. Technol., 2016, Vol. 51, No. 17. — P. 2844 – 2855.
11. Zhang S., Xue X., Liu X., Duan P., Yang H., and Jiang T. Current situation and comprehensive utilization of iron ore tailing resources, J. Min. Sci., 2006, Vol. 42, No. 4. — P. 403 – 408.
12. Yang Y. H., Wei Z., Cao G., Yang Y., Wang H., Zhuang S., and Lu T. A case study on utilizing geotextile tubes for tailings dams construction in China, Geotext. Geomembr., 2019, Vol. 47, No. 2. — P. 87 – 192.
13. Liu L., Liang Y., Song Q., and Li J. A review of waste prevention through 3R under the concept of circular economy in China, J. Mater. Cycles. Waste. Manag., 2017, Vol. 19, No. 4. — P. 1314 – 1323.
14. Li C., Sun H., Bai J., and Li L. Innovative methodology for comprehensive utilization of iron ore tailings. Part 1. The recovery of iron from iron ore tailings using magnetic separation after magnetizing roasting, J. Hazard. Mater., 2010, Vol. 174, No. 1. — P. 71 – 77.
15. Chen L., Ren N., and Xiong D. Experimental study on performance of a continuous centrifugal concentrator in reconcentrating fine hematite, Int. J. Min. Pro., 2008, Vol. 87, No. 1. — P. 9 – 16.
16. Kumar R. and Mandre N. R. Characterization and beneficiation of iron ore tailings by selective flocculation, Trans. Indian. Inst. Met., 2015, Vol. 69, No. 7. — P. 1459 – 1466.

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