ФТПРПИ №4, 2021. Аннотации.

УДК 92; 622.831 

АКТУАЛЬНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ ОСВОЕНИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ ГЛУБОКОГО ЗАЛЕГАНИЯ В УСЛОВИЯХ СИБИРИ И ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА
М. В. Курленя

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

Предложена программа научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по освоению месторождений полезных ископаемых глубокого залегания в Сибири и на Дальнем Востоке. Раскрыты постановка и решение задач горного дела по изучению физического состояния недр, принципы создания и модернизации горных машин, ресурсосберегающих систем разработки угольных, рудных и нерудных месторождений полезных ископаемых, включая обоснование параметров технологических схем, роботизацию процессов добычи, обогащение, переработку минерального сырья и недропользование.

Недра, глубина, горные работы, системы разработки месторождений полезных ископаемых, роботизация технологических процессов, горные машины, обогащение и переработка минерального сырья

DOI: 10.15372/FTPRPI20210401 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Bedard N., Boulanger H., Cousin P., Lombardi D., Mercier A., and Prince C. Technical report on the lapa gold project, Cadillac Township, Quebec, Canada, Report Prepared for Agnico-Eagle Mines Limited, 2006. — 185 p.
2. Jakubec J., Woodward R., Boggis B., Clark L., and Lewis P. Underground mining at Ekati and Diavik diamond mines, 11th Int. Kimberlite Conf., Botswana, 2017. — P. 87 – 91.
3. Robles-Stefoni L. and Dimitrakopoulos R. Stochastic simulation of the fox kimberlitic diamond pipe, Ekati mine, Northwest territories, Canada, J. S. Afr. Inst. Min. Metall., 2016, Vol. 116, No. 2. — P. 189 – 200.
4. Brzovica A. and Villaescusa E. Rock mass characterization and assessment of block-forming geological discontinuities during caving of primary copper ore at the el Teniente mine, Chile, Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 2007, Vol. 44. — P. 565 – 583.
5. Подвишенский С. Н., Иофин С. Л., Ивановский Э. С., Гальперин В. Г. Техника и технология добычи руд за рубежом. — М.: Недра, 1986. — 255 с.
6. Славиковский О. В. Подземная разработка месторождений руд цветных металлов на больших глубинах за рубежом. — ?.: ЦНИИЭИЦМ, 1983. — 78 с.
7. Бронников Д. М., Замесов Н. Ф., Богданов Г. И. Разработка руд на больших глубинах. — М.: Недра, 1982. — 292 с.
8. Развитие интенсивных методов добычи руд на больших глубинах / Н. Ф. Замесов, И. И. Айнбиндер, Л. И. Бурцев и др. — М.: ИПКОН АН СССР, 1990. — 233 с.
9. Гальперин В. Г., Юхимов Я. И., Борсук И. В. Опыт разработки месторождений на больших глубинах за рубежом. — М.: ЦНИИЭИЦМ, 1986. — 50 с.
10. Угольная промышленность Кузбасса. Основные показатели работы. — Кемерово: ИВШ, 2018. — 88 с.
11. Неверов А. А. Развитие научных основ подземных комбинированных технологий разработки мощных пологопадающих рудных залежей в сложных геомеханических условиях: дис. … д-ра техн. наук. — Новосибирск, 2020. — 42 с.
12. Никольский А. М. Обоснование подземных геотехнологий освоения алмазоносных месторождений Якутии: дис. … д-ра техн. наук. — Новосибирск, 2019. — 383 с.
13. Неверов С. А. Обоснование подземных технологий с обрушением руды и вмещающих пород при выемке мощных крутопадающих залежей в условиях роста глубины разработки: дис. … д-ра техн. наук. — Новосибирск, 2021. — 22 с.
14. Гусев Ю. П., Березиков Е. П., Крупник Л. А., Шапошник Ю. Н., Шапошник С. Н. Ресурсосберегающие технологии добычи руды на Малеевском руднике Зыряновского ГОКа // Горн. журн. — 2008. — № 11. — С. 20 – 22.
15. Айнбиндер И. И., Галченко Ю. П., Овчаренко О. В., Пацкевич П. Г. Основные направления развития геотехнологий подземной разработки рудных месторождений на больших глубинах // Горн. журн. — 2017. — № 11. — С. 65 – 70.
16. Курленя М. В., Еременко А. А., Шрепп Б. В. Геомеханические проблемы разработки железорудных месторождений Сибири. — Новосибирск: Наука, 2001. — 184 с.
17. Замесов Н. Ф. Создание и совершенствование технологии очистной выемки и принципы конструирования систем в условиях больших глубин // Проблемы подземной эксплуатации рудных месторождений на больших глубинах: сб. тр. — М.: ИПКОН, 1985. — С. 9 – 26.
18. Бенявски З. Управление горным давлением. — М.: Мир, 1990. — 254 с.
19. Исаев К. О., Макаров А. Б., Терешин А. А., Сосунов Ю. А. Управление горным давлением при разработке Орловского месторождения слоевой системой с закладкой // Маркшейдерский вестн. — 1999. — № 2. — С. 23 – 33.
20. Лизункин В. М., Сосновская Е. Л., Бейдин А. В. Особенности напряженно-деформированного состояния горного массива на Юбилейном месторождении // ГИАБ. — 2014. — № 4. — С. 201 – 206.
21. Фрейдин А. М., Усков В. А., Неверов А. А. Геомеханическое обоснование камерной одностадийной выемки руды на Николаевском руднике // Горн. журн. — 2006. — № 6. — С. 65 – 69.
22. Никольский А. М., Коваленко А. А., Тишков М. В., Неверов С. А., Неверов А. А. Технология подземной отработки подкарьерных запасов в сложных горно-геологических и горнотехнических условиях. — Новосибирск: Наука, 2017. — 328 с.
23. Шапошник Ю. Н., Неверов А. А., Неверов С. А., Никольский А. М. Оценка влияния накопившихся пустот на безопасность доработки Артемьевского месторождения // ФТПРПИ. — 2017. — № 3. — С. 108 – 118.
24. Каплунов Д. Р., Ломоносов Г. Г. Основные проблемы освоения недр при подземной разработке рудных месторождений // Горн. журн. — 1999. — № 1. — С. 42 – 45.
25. Аршавский В. В., Тапсиев А. П. Совершенствование технологии горных работ на рудниках Норильского промышленного района // Цв. металлы. — 2003. — № 8 – 9. — С. 17 – 20.
26. Харьков А. В., Бодренков А. Е. Управление геомеханическим состоянием массива горных пород на Гайском подземном руднике // Горн. журн. — 2011. — № 4. — С. 72 – 76.

ГЕОМЕХАНИКА

УДК 550.34, 622.83 

ВОЗДЕЙСТВИЕ ГОРНЫХ РАБОТ РАЗРЕЗОВ ГОРЛОВСКОГО БАССЕЙНА НА ОЧАГИ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ ЗНАЧИТЕЛЬНОЙ МАГНИТУДЫ
С. Б. Кишкина, Г. Г. Кочарян, А. М. Будков, Г. Н. Иванченко, Д. Н. Локтев

Институт динамики геосфер имени академика М. А. Садовского РАН,
Е-mail: geospheres@idg.chph.ras.ru, Ленинский проспект, 38, корп. 1, 119334, г. Москва, Россия

Проведены исследования с целью оценки воздействия горных работ, осуществляемых на угольных разрезах Горловского бассейна, на сейсмичность Искитимского района Новосибирской области. Проанализированы параметры сейсмических колебаний от массовых взрывов, выполнена оценка возможности инициирования сейсмических событий, а также оценка накопления деформаций при сейсмическом воздействии на напряженный разлом. В качестве основного потенциального триггера рассматривалось изменение параметров поля напряжений. Выполнены численные и аналитические расчеты разгрузки массива из-за образования котлована и дополнительной пригрузки из-за формирования отвалов породы как двух главных факторов техногенного воздействия на статическое поле напряжений. Для корректного выбора параметров расчетов предварительно проведен анализ геологического района угледобычи и основных физико-механических характеристик слагающих пород, выбраны основные механические параметры наиболее значимых структурных нарушений района.

Наведенная сейсмичность, горные работы, техногенные землетрясения, кулоновское напряжение, разломная зона

DOI: 10.15372/FTPRPI20210402 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Адушкин В. В., Турунтаев С. Б. Техногенная сейсмичность — индуцированная и триггерная. — М.: ИДГ РАН, 2015. — 364 с.
2. Foulger G. R., Wilson M. P., Gluyas J. G., Julian B. R., and Davies R. J. Global review of human-induced earthquakes, Earth-Science Rev., 2018, Vol. 178. — P. 438 – 514.
3. Адушкин В. В. Тектонические землетрясения техногенного происхождения // Физика Земли. — 2016. — № 2. — С. 22 – 44.
4. Кочарян Г. Г., Кишкина С. Б. Об инициировании тектонических землетрясений горными работами. Выемка и перемещение породы при открытых горных работах // ФТПРПИ. — 2018. — № 5. — С. 45 – 53.
5. Маловичко Д. А. Изучение механизма Соликамского землетрясения 5 января 1995 г. // Физ. мезомеханика. — 2004. — № 7 (1). — С. 75 – 90.
6. Li T., Cai M. F., and Cai M. A review of mining-induced seismicity in China, Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 2007, Vol. 44. — P. 1149 – 1171.
7. Кочарян Г. Г., Батухтин И. В., Будков А. М., Иванченко Г. Н., Кишкина С. Б., Павлов Д. В. Об инициировании динамических подвижек по разломам техногенным воздействием // Геофиз. процессы и биосфера. — 2019. — Т. 18. — № 3. — С. 104 – 116.
8. Еманов А. Ф., Еманов А. А., Фатеев А. В., Подкорытова В. Григорьевна, Куприш О. В., Шевкунова Е. В. Колывановское землетрясение 09.01.2019 г. с ML = 4.3 около г. Новосибирска // Интерэкспо Гео-Сибирь: сб. тр. — 2019. — Т. 2. — № 2. — С. 36 – 45.
9. Еманов А. Ф., Еманов А. А., Павленко О. В. Колыванское землетрясение 09.01.2019 г. с ML = 4.3 и особенности наведенной сейсмичности в условиях Горловского угольного бассейна // Вопр. инженер. сейсмологии. — 2019. — № 4. — С. 29 – 45.
10. Кочарян Г. Г. Геомеханика разломов. — М.: Геос, 2016. — 424 с.
11. Мушкетов И., Орлов А. Каталог землетрясений Российской Империи. — СПб.: Типография Императорской Академии Наук, 1890. — 582 с.
12. Кишкина С. Б. Параметры сейсмического эффекта массовых короткозамедленных взрывов // Вестн. НЯЦ РК. — 2004. — Вып. 2. — С. 171 – 178.
13. Гончаров А. И., Куликов В. И., Минеев В. И., Седоченко В. В. Сейсмическое действие массовых взрывов на подземных и открытых работах // Динамические процессы во взаимодействующих геосферах: сб. науч. тр. ИДГ РАН. — М.: Геос, 2006. — С. 22 – 33.
14. Еманов А. Ф., Еманов А. А., Сережников Н. А., Фатеев А. В., Ворона У. Ю., Шевкунова Е. В. Сейсмологический мониторинг промышленных взрывов как эффективный подход к контролю сейсмического воздействия на недра // Интерэкспо Гео-Сибирь: сб. тр. — 2019. — Т. 2. — № 5. — С. 56 – 66.
15. Бачманов Д. М., Кожурин А. И., Трифонов В. Г. База данных активных разломов Евразии // Геодинамика и тектонофизика. — 2017. — Т. 8. — № 4. — С. 711 – 736.
16. Еманов А. Ф., Еманов А. А., Фатеев А. В. Бачатское техногенное землетрясение 18 июня 2013 г. с ML = 6.1, I0 = 7 (Кузбасс) // Рос. сейсмол. журн. — 2020. — Т. 2. — № 1. — С. 48 – 61.
17. Кочарян Г. Г., Будков А. М., Кишкина С. Б. Об инициировании тектонических землетрясений при подземной отработке месторождений // ФТПРПИ. — 2018. — № 4. — С. 34 – 44.
18. Das S. and Scholz C. H. Off-fault aftershock clusters caused by shear stress increase, Bull. Seismol. Soc. Amer., 1983, Vol. 71. — P. 1669 – 1675.
19. King G. C. P., Stein R. S., and Lin J. Static stress changes and the triggering of earthquakes, Bull. Seismol. Soc. Amer., 1994, Vol. 84. — P. 935 – 953.
20. Механическое действие ядерного взрыва / В. Н. Архипов, В. А. Борисов, А. М. Будков, В. В. Валько, А. М. Галиев, О. П. Гончарова, И. М. Зайков, Б. В. Замышляев, А. М. Кнестяпин, В. С. Королев, В. Д. Кузовлев, В. Е. Макаров, И. Ю. Селиверстов, Г. И. Семенов, В. В. Смазнов, Е. И. Смирнов, О. Н. Ушаков. — М.: Физматлит, 2003. — 384 с.

УДК 622.2 539.3 

ПОВЫШЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ОТВАЛОВ ПУСТОЙ ПОРОДЫ МЕТОДОМ БИОЦЕМЕНТАЦИИ
Шейда Парвизи, Рамин Дустмохаммади, Форузан Часемин Рудсари

Университет Зенджана,
E-mail: parvizi.shayda@gmail.com, ramin.doostmohammadi@znu.ac.ir, f_ghasemian@znu.ac.ir,
6-й км дороги Табриз, г. Зенджан, Иран

Исследовано влияние биоцементации на повышение прочности дробленой горной породы на примере шахты Angouran, наиболее крупной свинцово-цинковой шахты на Ближнем Востоке. Для активации осаждения кальцита в отвале применялась бактерия Sporosarcina pasteurii. Показано, что прочность на одноосное сжатие, модуль деформации и скорость распространения упругих продольных волн значительно увеличились в результате биоцементации. Изучено влияние количества инъекций на прочность и скорость упругой волны нагруженной и ненагруженной породы.

Упрочнение пустой породы, прочность на одноосное сжатие, биоцемент, микробиологически индуцированное осаждение карбоната кальция, бактерия Sporosarcina pasteurii

DOI: 10.15372/FTPRPI20210403 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Anbu P., Kang C. H., Shin Y., and So J. S. Formations of calcium carbonate minerals by bacteria and its multiple applications, Springerplus, 2016, Vol. 5. — P. 250.
2. Perez-Marin A. B., Ballester A., Gonzalez F., Blazquez M. L., Munoz J. A., Saez J., and Meseguer Zapata V. Study of cadmium, zinc, and lead biosorption by orange wastes using the subsequent addition method, Bioresour. Technol., 2008, Vol. 99. — P. 8101 – 8106.
3. Guo H., Luo S., Chen L., Xiao X., Xi Q., Wei W., Zeng G., Liu C., Wan Y., Chen J., and He Y. Bioremediation of heavy metals by growing hyperaccumulator endophytic bacterium Bacillus sp. L14, Bioresour. Technol., 2010, Vol. 101. — P. 8599 – 8605.
4. Fu F. and Wang Q. Removal of heavy metal ions from wastewaters: a review, J. Environ. Manage., 2011, Vol. 92. — P. 407 – 418.
5. Li M., Cheng X., and Guo H. Heavy metal removal by biomineralization of urease producing bacteria isolated from soil, Int. Biodeterior. Biodegrad., 2013, Vol. 76. — P. 81 – 85.
6. Ivanov V. and Stabnikov V. Construction Biotechnology, Green Energy and Technology, Springer Nature, 2017. — 317 p.
7. Stabnikov V., Chu J., Ivanov V., and Li Y. Halotolerant, alkaliphilic urease-producing bacteria from different climate zones and their application for biocementation of sand, World J. Microbiol. Biotechnol. 2013, Vol. 29. — P. 1453 – 1460.
8. Khodadadi H. and Bilsel H. Application of microorganisms for improvement of liquefiable sand, Int. Conf. on New Developments in Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, Nicosia, North Cyprus, 2012.
9. Basha E. A., Hashim R., Mahmud H. B., and Muntohar A. S. Stabilization of residual soil with rice husk ash and cement, Constr. Build. Mater., 2005, Vol. 19. — P. 448 – 453.
10. DeJong J., Mortensen B. M., Martinez B. C., and Nelson D. C. Bio-mediated soil improvement, Ecol. Eng., 2010, Vol. 3. — P. 197 – 210.
11. Ivanov V. and Chu J. Applications of microorganisms to geotechnical engineering for bioclogging and biocementation of soil in situ, Rev. Environ. Sci. Biotechnol., 2008, Vol. 7. — P. 139 – 153.
12. Wang Z., Zhang N., Cai G., Jin Y., Ding N., and Shen D. Review of ground improvement using microbial induced carbonate precipitation (MICP), Marine Georesources and Geotechnology, 2017, Vol. 35. — P. 1135 – 1146.
13. DeJong J., Fritzges M., and Nusslein K. Microbially induced cementation to control sand response to undrained shear, J. Geotech. Geoenviron. Eng., 2006, Vol. 32. — P. 1381 – 1392.
14. Sotoudehfar A. R., Sadeghi M. M., Mokhtari E., and Shafiei F. Assessment of the parameters influencing microbial calcite precipitation in injection experiments using taguchi methodology, Geomicrobiol. J., 2016, Vol. 33, No. 2. — P. 163 – 172.
15. Martinez B. C., DeJong J. T., and Ginn T. R. Bio-geochemical reactive transport modeling of microbial induced calcite precipitation to predict the treatment of sand in one-dimensional flow, Comput. Geotech., 2014, Vol. 58. — P. 1 – 13.
16. Whiffin V. S., A. van Paassen L., and Harkes M. P. Microbial carbonate precipitation as a soil improvement technique, Geomicrobiol. J., 2007, Vol. 24. — P. 417 – 423.
17. Lian J., Xu H., He X., Yan Y., Fu D., Yan S., and Qi H. Biogrouting of hydraulic fill fine sands for reclamation projects, Marine Georesources and Geotechnology, 2018, Vol. 37. — P. 1 – 11.
18. Seifan M., Khajeh Samani A., and Berenjian A. Bioconcrete: next generation of self-healing concrete, Applied Microbiology and Biotechnology, 2016, Vol. 100. — P. 2591 – 2602.
19. De Muynck W., De Belie N., and Verstraete W. Microbial carbonate precipitation in construction materials: a review, Ecol. Eng., 2010, Vol. 36. — P. 118 – 136.
20. Al-Salloum Y., Hadi S., Abbas H., Almusallam T., and Moslem M. A. Bio-induction and bioremediation of cementitious composites using microbial mineral precipitation — A review, Construction and Building Materials, 2017, Vol. 154. — P. 857 – 876.
21. Paassen L., Ghose R., Linden T., Star W., and Loosdrecht M. Quantifying biomediated ground improvement by ureolysis: large-scale biogrout experiment, J. Geotech. Geoenviron. Eng., 2010, Vol. 136. — P. 1721 – 1728.
22. Bernardi D., DeJong J. T., Montoya B. M., and Martinez B. C. Bio-bricks: biologically cemented sandstone bricks, Construction and Building Materials, 2014, Vol. 55. — P. 462 – 469.
23. Stabnikov V., Ivanov V., and Chu J. Construction Biotechnology: a new area of biotechnological research and applications, World J. Microbiol. Biotechnol., 2015, Vol. 31. — P. 1303 – 1314.
24. Chu J., Ivanov V., Naeimi M., Stabnikov V., and Liu H.-L. Optimization of calcium-based bioclogging and biocementation of sand, Acta Geotech., 2014, Vol. 9. — P. 277 – 285.
25. Cuthbert M. O., McMillan L. A., Handley-Sidhu S., Riley M. S., Tobler D. J., and Phoenix V. R. A field and modeling study of fractured rock permeability reduction using microbially induced calcite precipitation, Environ. Sci. Technol., 2013, Vol. 47. — P. 13637 – 13643.
26. Ivanov V., Chu J., and Stabnikov V. Basics of construction microbial biotechnology, Biotechnologies Biomimetics Civil Engineering, Springer, 2015. — P. 21 – 5.
27. Yang Y., Chu J., Xiao Y., Liu H., and Cheng L. Seepage control in sand using bioslurry, Construction and Building Materials, 2019, Vol. 212. — P. 342 – 349.
28. Salifu E., MacLachlan E., Iyer K. R., Knapp W. C., and Tarantino A. Application of microbially induced calcite precipitation in erosion mitigation and stabilisation of sandy soil foreshore slopes: A preliminary investigation, Eng. Geology, 2016, Vol. 201. — P. 96 – 105.
29. DeJong J. T., Soga K., Kavazanjian E., Burns S., Van Paassen L. A., Al Qabany A., et al. Biogeochemical processes and geotechnical applications: progress, opportunities and challenges, Geotechnique, 2013, Vol. 63. — P. 287 – 301.
30. Grabiec A. M., Starzyk J., Stefaniak K., Wierzbicki J., and Zawal D. On possibility of improvement of compacted silty soils using biodeposition method, Construction and Building Materials, 2017, Vol. 138. — P. 134 – 140.
31. Phillips A., Troyer E., Hiebert R., Kirkland C., Gerlach R., Cunningham A. B., Spangler L., Kirksey J., Rowe W., and Esposito R. Enhancing wellbore cement integrity with microbially induced calcite precipitation (MICP): A field scale demonstration, J. Pet. Sci. Eng., 2018, Vol. 171. — P. 1141 – 1148.
32. Mitchell C. A. and Ferris F. G. Effect of strontium contaminants upon the size and solubility of calcite crystals precipitated by the bacterial hydrolysis of urea, Environ. Sci. Technol., 2006, Vol. 40. — P. 1008 – 1014.
33. Achal V., Mukherjee A., Basu P. C., and Reddy M. S. Strain improvement of Sporosarcina pasteurii for enhanced urease and calcite production, J. Ind. Microbiol. Biotechnol., 2009, Vol. 36. — P. 981 – 988.
34. Tobler D. J., Cuthbert M. O., Greswell R. B., Riley M. S., Renshaw J. C., Handley-Sidhu S., and Phoenix V. Comparison of rates of ureolysis between Sporosarcina pasteurii and an indigenous groundwater community under conditions required to precipitate large volumes of calcite, Geochim. Cosmochim. Acta, 2011, Vol. 75. — P. 3290 – 3301.
35. Cuthbert M. O., Riley M. S., Handley-Sidhu S., Renshaw J. C., Tobler D. J., Phoenix V., and Mackay R. Controls on the rate of ureolysis and the morphology of carbonate precipitated by S. Pasteurii biofilms and limits due to bacterial encapsulation, Ecol. Eng., 2012, Vol. 41. — P. 32 – 40.
36. Al Qabany A. A., Soga K., and Santamarina C. Factors affecting efficiency of microbially induced calcite precipitation, J. Geotech. Geoenviron. Eng., 2012, Vol. 138. — P. 992 – 1001.
37. Gorospe C. M., Han S. H., Kim S. G., Park J. Y., Kang C. H., Jeong J. H., and So J. S. Effects of different calcium salts on calcium carbonate crystal formation by Sporosarcina pasteurii KCTC 3558, Biotechnol. Bioproc. Eng., 2013, Vol. 18. — P. 903 – 908.
38. Sharma A. and Ramkrishnan R. Study on effect of Microbial Induced Calcite Precipitates on strength of fine grained soils, Perspectives Sci., 2016, Vol. 8. — P. 198 – 202.
39. Cardoso R., Pires I., Duarte S., and Monteiro G. Effects of clay’s chemical interactions on biocementation, Applied Clay Sci., 2018, Vol. 156. — P. 96 – 103.
40. Malkowski P. and Ostrowski L. The Methodology for the young modulus derivation for rocks and its value, Symposium of the International Society for Rock Mechanics, Procedia Eng., 2017, Vol. 191. — P. 134 – 141.
41. Santi P., Holschen J., and Stephenson R. Improving elastic modulus measurements for rock based on geology, Environmental Eng. Geoscience, 2000, Vol. 6. — P. 333 – 346.

РАЗРУШЕНИЕ ГОРНЫХ ПОРОД

УДК 539.421 

ИЗГИБ ТРАЕКТОРИИ ТРЕЩИНЫ НОРМАЛЬНОГО ОТРЫВА ПРИ ХРУПКОМ РАЗРУШЕНИИ
В. Д. Кургузов, А. Г. Демешкин

Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН,
Е-mail: kurguzov@hydro.nsc.ru,
просп. Академика Лаврентьева, 15, 630090, г. Новосибирск, Россия

Проведено экспериментальное и теоретическое исследование трещиностойкости компактных образцов и двух типов образцов двухконсольных балок из полиметилметакрилата при растяжении. В условиях нагружения по моде I критические нагрузки и траектории распространения трещин для данных образцов заметно различаются. Представлена теоретическая модель, основанная на энергетических принципах и позволяющая прогнозировать нестабильность пути роста трещины. Она учитывает сингулярный член напряжения перед вершиной трещины и первый несингулярный член (Т-напряжение). Для проверки теоретической модели используются результаты экспериментов, полученные в испытаниях на разрушение нескольких образцов с трещинами моды I. Выполнено компьютерное моделирование распространения трещины в геометрически и физически нелинейной постановке. Сопоставлены экспериментальные данные с результатами расчетов. Показано, что нестабильность пути трещины существенно зависит от геометрии и может быть предотвращена путем изменения геометрии образца или типа нагрузки.

Хрупкое разрушение, критерии прочности, излом траектории трещины, компьютерная модель

DOI: 10.15372/FTPRPI20210404 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Erdogan F. and Sih G. C. On the crack extensions in plates under plane loading and transverse shear, J. Basic Eng., 1963, Vol. 85. — P. 519 – 527.
2. Cotterell B. Notes on the paths and stability of cracks, Int. J. Fract. Mech., 1966, Vol. 2, No. 3. — P. 526 – 533.
3. Goldstein R. V. and Salganik R. L. Brittle fracture of solids with arbitrary cracks, Int. J. Fract., 1974, Vol. 10, No. 4. — P. 507 – 523.
4. Cotterell B. and Rice J. R. Slightly curved or kinked cracks, Int. J. Fract., 1980, Vol. 16. — P. 155 – 169.
5. Мирсалимов В. Н. Максимальная прочность выработки в горном массиве, ослабленном трещиной // ФТПРПИ. — 2019. — № 1. — С. 12 – 21.
6. Алексеенко О. П., Есипов Д. В., Куранаков Д. С., Лапин В. Н., Черный С. Г. Двумерная пошаговая модель распространения трещины гидроразрыва // Вестн. НГУ. Серия: Математика, механика, информатика. — 2011. — Т. 11. — Вып. 3. — C. 36 – 59.
7. Азаров А. В., Курленя М. В., Сердюков С. В., Патутин А. В. Особенности развития трещин гидроразрыва вблизи свободной поверхности в изотропной пороупругой среде // ФТПРПИ. — 2019. — № 1. — С. 3 – 11.
8. Chao Y. J., Liu S., and Broviak B. J. Brittle fracture: variation of fracture toughness with constraint and crack curving under mode I conditions, Exp. Mech., 2001, Vol. 41. — P. 232 – 241.
9. Berto F. and Lazzarin P. Recent developments in brittle and quasi-brittle failure assessment of engineering materials by means of local approaches, Mat. Sci. Eng. R., 2014, Vol. 75. — P. 1 – 48.
10. Melin S. The influence of the T-stress on the directional stability of cracks, Int. J. Fract., 2002, Vol. 114, No. 3. — P. 259 – 265.
11. Gupta M., Alderliesten R. C., and Benedictus R. A review of T-stress and its effects in fracture mechanics, Eng. Fract. Mech., 2015, Vol. 134. — P. 218 – 241.
12. Матвиенко Ю. Г. Два подхода к учету несингулярных Т-напряжений в критериях механики разрушения тел с вырезами // Проблемы машиностроения и надежности машин. — 2011. — № 5. — С. 104 – 110.
13. Матвиенко Ю. Г. Несингулярные Т-напряжения в проблемах двухпараметрической механики разрушения // Завод. лаб. Диагностика материалов. — 2012. — Т. 78. — № 2. — С. 51 – 58.
14. Матвиенко Ю. Г., Починков Р. А. Влияние несингулярных компонентов Т-напряжений на зоны пластической деформации у вершины трещины нормального отрыва // Деформация и разрушение материалов. — 2012. — № 3. — С. 6 – 14.
15. Mirsayar M. M. and Park P. The role of T-stress on kinking angle of interface cracks, Materials and Design, 2015, Vol. 80. — P. 12 – 19.
16. Leguillon D. and Murer S. Crack deflection in a biaxial stress state, Int. J. Fract., 2008, Vol. 150. — P. 75 – 90.
17. Wang X., Lewis T., and Bell R. Estimations of the T-stress for small cracks at notches, Eng. Fract. Mech., 2006, Vol. 73, No. 3. — P. 366 – 375.
18. Ayatollahi M. R., Razavi S. M. J., Rashidi Moghaddam M., and Berto F. Mode I fracture analysis of polymethylmetacrylate using modified energy-based models, Phys. Mesomech., 2015, Vol. 18, No. 5. — P. 53 – 62.
19. Ayatollahi M. R., Rashidi Moghaddam M., Razavi S. M. J., and Berto F. Geometry effects on fracture trajectory of PMMA samples under pure mode I loading, Eng. Fract. Mech., 2016, Vol. 163. — P. 449 – 461.
20. Ayatollahi M. R., Razavi S. M. J., and Berto F. Crack path stability in brittle fracture under pure mode I loading, Procedia Structural Integrity, 2018, Vol. 13. — P. 735 – 740.
21. Williams M. L. On the stress distribution at the base of a stationary crack, J. Appl. Mech., 1957, Vol. 24. — P. 109 – 114.
22. Sih G. C. Strain energy density factor applied to mixed mode crack problems, Int. J. Fract., 1974, Vol. 10, No. 3. — P. 305 – 321.
23. Taylor D. The theory of critical distances, Eng. Fract. Mech., 2008, Vol. 75, No. 7. — P. 1696 – 1705.
24. Zhu X.-K. and Joyce J. A. Review of fracture toughness (G, K, J, CTOD, CTOA) testing and standardization, Eng. Fract. Mech., 2012, Vol. 85. — P. 1 – 46.
25. MARC 2018. Volume A: Theory and user information. Santa Ana (CA): MSC.Software Corporation, 2018. — 1008 p.
26. Krueger R. Virtual crack closure technique: history, approach and applications, Appl. Mech. Rev., 2004, Vol. 57, No. 2. — P. 109 – 143.
27. Саврук М. П. Коэффициенты интенсивности напряжений в телах с трещинами. В 4 т. Т. 2. Механика разрушения и прочность материалов. — Киев: Наук. думка, 1988. — 620 с.
28. Ревуженко А. Ф. О критериях разрушения горных пород, основанных на новой системе инвариантов тензора напряжений // ФТПРПИ. — 2014. — № 3. — С. 33 – 39.
29. Микенина О. А., Ревуженко А. Ф. Критерии предельного состояния и разрушения идеально связных и сыпучих тел // ФТПРПИ. — 2014. — № 4. — С. 55 – 60.
30. Ефимов В. П. Применение градиентного подхода к определению прочности горных пород на растяжение // ФТПРПИ. — 2002. — № 5. — С. 49 – 53.
31. Ефимов В. П. Испытание прочности горных пород на растяжение по результатам испытаний дисковых образцов с центральным отверстием // ФТПРПИ. — 2016. — № 5. — С. 54 – 60.

УДК 622.273.212 

ХАРАКТЕР СЖАТИЯ ЦЕМЕНТНОЙ ЗАКЛАДОЧНОЙ СМЕСИ ИЗ ХВОСТОВ ОБОГАЩЕНИЯ ПРИ РАЗНОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ И ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ ЗАТВЕРДЕВАНИЯ
Личжуан Цуй, Юнянь Ван, Чжоцюнь Юй, Юнган Чжан

Циндайский университет науки и технологий,
Е-mail: cvlizon@mails.qust.edu.cn, wangyongyan168@163.com, yzqun2007@126.com,
266061, г. Циндао, Китай
Главная лаборатория геотехники и подземных работ Министерства образования и департамента геотехники, Университет Тунцзы,
Е-mail: demonzhangyg@tongji.edu.cn, 200092, г. Шанхай, Китай

Изучено влияние температуры и продолжительности затвердевания при измерении прочности на неограниченное сжатие (ПНС) цементной закладочной смеси. Микроструктура образцов исследована с помощью сканирующей электронной микроскопии. Показано, что ПНС линейно увеличивается с ростом температуры затвердевания в течение 3 – 7 сут, в промежутке 7 – 28 дней имеет экспоненциальную зависимость от температуры затвердевания, интенсивность роста ПНС постепенно уменьшается. С увеличением температуры и продолжительности затвердевания плотность микроструктуры растет, ПНС становится более чувствительной к изменениям продолжительности; характер разрушения образцов закладочной смеси изменяется от разрушения дроблением до разрушения растяжением. Получена формула для описания влияния температуры и времени затвердевания на ПНС.

Цементная закладочная смесь, температура затвердевания, прочность на неограниченное сжатие, продолжительность затвердевания, микроструктура

DOI: 10.15372/FTPRPI20210405 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Wang H. J., Wang Y. J., Li W. C., and Qiao J. H. The report of mineral resources saving and comprehensive utilization in China, Natural Resource Economics of China, 2020, Vol. 33, No. 2.
2. Queiroz H. M., Nobrega G. N., Ferreira T. O., Almeida L. S., Romero T. B., Santaella S. T., Bernardino A. F., and Otero X. L. The Samarco mine tailing disaster: A possible time-bomb for heavy metals contamination? Sci. Total Environ., 2018. — P. 498 – 506, P. 637 – 638.
3. Yin G., Li G., Wei Z., Wan L., Shui G., and Jing X. Stability analysis of a copper tailings dam via laboratory model tests: A Chinese case study, Miner. Eng., 2011, Vol. 24. — P. 122 – 130.
4. Sharma R. S. and Al-Busaidi T. S. Groundwater pollution due to a tailings dam, Eng. Geol., 2001, Vol. 60. — P. 235 – 244.
5. Fall M., Belem T., Samb S., and Benzaazoua M. Experimental characterization of the stress – strain behaviour of cemented paste backfill in compression, J. Mater. Sci., 2007, Vol. 42. — P. 3914 – 3922.
6. Yilmaz E., Belem T., Bussiere B., Mbonimpa M., and Benzaazoua M. Curing time effect on consolidation behaviour of cemented paste backfill containing different cement types and contents, Constr. Build. Mater., 2015, Vol. 75. — P. 99 – 111.
7. Wu A. X., Wang Y., Wang H. J., Yin S. H., and Miao X. X. Coupled effects of cement type and water quality on the properties of cemented paste backfill, Int. J. Miner. Process., 2015, Vol. 143. — P. 65 – 71.
8. Fall M., Benzaazoua M., and Ouellet S. Experimental characterization of the influence of tailings fineness and density on the quality of cemented paste backfill, Miner. Eng., 2005, Vol. 18. — P. 41 – 44.
9. Fall M., Benzaazoua M., and Saa E. G. Mix proportioning of underground cemented tailings backfill, Tunnelling and Underground Space Technol., 2008, Vol. 23. — P. 80 – 90.
10. Yang K. H., Mun J. S., and Jeong J. E. Compressive strength development of high-strength concrete under different curing temperatures, Adv. Mater. Res., 2014, Vol. 905. — P. 195 – 198.
11. Kim J.-K., Moon Y.-H., and Eo S.-H. Compressive strength development of concrete with different curing time and temperature, Cem. Concr. Res., 1998, Vol. 28. — P. 1761 – 1773.
12. Wang Y. Y., Wang H. W., and Shi X. Creep Investigation on shale-like material with preexisting fissure under coupling temperatures and confining pressures, Advances in Civil Eng., 2019, Vol. 11. — P. 1 – 10.
13. Wei S. J., Yang Y. S., Su C. D., Cardosh S. R., and Wang H. Experimental study of the effect of high temperature on the mechanical properties of coarse sandstone, Appl. Sci-Basel, 2019, Vol. 9.
14. Fall M., Celestin J. C., Pokharel M., and Toure M. A contribution to understanding the effects of curing temperature on the mechanical properties of mine cemented tailings backfill, Eng. Geol., 2010, Vol. 114. — P. 397 – 413.
15. He M. and Guo P. Deep rock mass thermodynamic effect and temperature control measures, Chinese J. Rock Mech. Eng., 2013, Vol. 32. — P. 2377 – 2393.
16. Jiang H. Q., Fall M., and Cui L. Freezing behaviour of cemented paste backfill material in column experiments, Constr. Build. Mater., 2017, Vol. 147. — P. 837 – 846.
17. Fall M. and Pokharel M. Coupled effects of sulphate and temperature on the strength development of cemented tailings backfills: Portland cement-paste backfill, Cem. Concr. Compos., 2010, Vol. 32. — P. 819 – 828.
18. Xu W. B. and Cao P. W. Fracture behaviour of cemented tailing backfill with pre-existing crack and thermal treatment under three-point bending loading: Experimental studies and particle flow code simulation, Eng. Fract. Mech., 2018, Vol. 195. — P. 129 – 141.
19. Morsy M. S. Effect of temperature on electrical conductivity of blended cement pastes, Cem. Concr. Res., 1999, Vol. 29. — P. 603 – 606.
20. Husem M. and Gozutok S. The effects of low temperature curing on the compressive strength of ordinary and high performance concrete, Constr. Build. Mater., 2005, Vol. 19. — P. 49 – 53.
21. Rajasekaran G. Physico-chemical behaviour of lime treated marine clay, Ph.d Thesis Indian Inst. of Tech. 1994.
22. Jiang H. Q., Qi Z. J., Yilmaz E., Han J., Qiu J. P., and Dong C. L. Effectiveness of alkali-activated slag as alternative binder on workability and early age compressive strength of cemented paste backfills, Constr. Build. Mater., 2019, Vol. 218. — P. 689 – 700.
23. Ercikdi B., Kuekci G., and Yilmaz T. Utilization of granulated marble wastes and waste bricks as mineral admixture in cemented paste backfill of sulphide-rich tailings, Constr. Build. Mater., 2015, Vol. 93. — P. 573 – 583.
24. Di W. U. Coupled effect of cement hydration and temperature on hydraulic behavior of cemented tailings backfill, J. Central South University, 2015, Vol. 22, No. 5. — P. 1956 – 1964.

ТЕХНОЛОГИЯ ДОБЫЧИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

УДК 622.35 

РАСЧЕТ ДЕБИТА МЕТАНА ПРИ ГИДРОРАЗРЫВЕ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ
Ю. М. Леконцев, П. В. Сажин, А. В. Новик, Ю. Б. Мезенцев

Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН,
E-mail: pavel301080@mail.ru, Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
ООО “Автостройкомплект”,
ул. Толстого, 133, офис Т303, 630008, г. Новосибирск, Россия
ООО “ПМХ-Уголь”, 1-я Стахановская, 1а, 650021, г. Кемерово, Россия

Изложены общешахтные причины, сдерживающие угледобычу в Кузбассе в связи с ростом глубины ведения горных работ и выделением метана из угольного массива в отработанное пространство. Предложены уточнения к известным теоретическим расчетам удельного газовыделения из угольных пластов с применением технологии поинтервального гидроразрыва. Показана теоретическая и экспериментальная обоснованность скорректированной методики расчета газоотдачи угольных пластов на основе данных, полученных в ходе проведения поинтервальных гидроразрывов из дегазационных скважин.

Метаноносность, направленный гидроразрыв, метан, дегазация

DOI: 10.15372/FTPRPI20210406 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Методические положения по выбору и применению новых технологий дегазации и управления метановыделением на угольных шахтах. — Люберцы: ННЦ ГП — ИГД им. А. А. Скочинского, 2000. — 116 с.
2. Пармузин П. Н. Зарубежный и отечественный опыт освоения ресурсов метана угольных пластов. — Ухта: УГТУ, 2017. — 109 с.
3. Зборщик М. П., Осокин В. В., Соколов Н. М. Предотвращение газодинамических явлений в угольных шахтах. — Киев: Техника, 1984. — 148 с.
4. Дмитриев А. М. Проблемы газоносности угольных месторождений. — М.: Наука, 1982. — 260 с.
5. Метан в шахтах и рудниках России: прогноз, извлечение и использование / А. Д. Рубан, В. С. Забурдяев, Г. С. Забурдяев, Н. Г. Матвиенко. — М.: ИПКОН РАН, 2006. — 312 с.
6. Сердюков С. В., Патутин А. В., Шилова Т. В., Азаров А. В., Рыбалкин Л. А. Технологии повышения эффективности разработки твердых полезных ископаемых с использованием гидроразрыва горных пород // ФТПРПИ. — 2019. — № 4. — С. 90 – 97.
7. Lu S., Cheng Y., Ma J., and Zhang Y. Application of in-seam directional drilling technology for gas drainage with benefits to gas outburst control and greenhouse gas reductions in Daning coal mine, China, Nat Hazards, 2014, Vol. 73, No. 3. — P. 1419 – 1437.
8. Gray I., Zhao X., and Liu L. Mechanical properties of coal measure rocks containing fluids at pressure, Coal Operators’ Conf., Wollongong, Australia, 2018. — P. 195 – 204.
9. Разрушение горных пород. — СПб.: ЛГИ им. Г. В. Плеханова, 1991. — 92 c.
10. Леконцев Ю. М., Сажин П. В. Технология направленного гидроразрыва пород для управления труднообрушающимися кровлями в очистных забоях и дегазации угольных пластов // ФТПРПИ. — 2014. — № 5. — С. 137 – 143.

УДК 622.831 

СТРУКТУРА КОМПЛЕКСНОЙ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА УСТОЙЧИВОСТИ ОБЪЕКТОВ ОТКРЫТЫХ ГОРНЫХ РАБОТ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЦИФРОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
В. В. Рыбин, К. Н. Константинов, О. В. Наговицын

Горный институт КНЦ РАН,
Е-mail: k.konstantinov@ksc.ru, ул. Ферсмана, 184209, г. Апатиты, Россия

Представлена структура комплексной системы мониторинга, учитывающая горно-геологические и горнотехнические условия разработки месторождения, особенности основных объектов производства и инфраструктуры, технические характеристики и методики применяемых измерительных средств. Выполнена группировка и составлен перечень потенциально опасных объектов, необходимых для включения в систему мониторинга. Для каждой группы объектов определены объединяющие их особенности, свойства, критерии и другие характеристики, на основе которых осуществляется методическое сопровождение мониторинга с целью обеспечения безопасной и бесперебойной эксплуатации. Реализован макетный вариант системы мониторинга устойчивости объектов горнодобывающего предприятия на базе горно-геологической информационной системы MINEFRAME, сформирована база данных объектов мониторинга.

Мониторинг, перечень объектов, устойчивость борта карьера, геоинформационная система, база данных, источники тематических данных

DOI: 10.15372/FTPRPI20210407 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Вуйич С., Максимович С., Радосавльевич М., Крунич Д. Я. Межотраслевое моделирование и горнодобывающая промышленность // ФТПРПИ. — 2018. — № 5. — С. 78 – 87.
2. Данилкин А. А., Козырев А. А., Бочаров С. Н., Рыбин В. В. Перспективная концепция развития горных работ на АО “Ковдорский ГОК” // Горн. журн. — 2019. — № 6. — С. 30 – 34.
3. Дышленко С. Г. Построение корпоративных ГИС на основе банка пространственных данных // Геопрофи. — 2010. — № 1. — С. 13 – 15.
4. Рыбин В. В., Константинов К. Н., Каган М. М., Панасенко И. Г. Принципы организации комплексной системы мониторинга устойчивости объектов горнодобывающего предприятия // Горн. журн. — 2020. — № 1. — С. 53 – 57.
5. Лукичев С. В., Наговицын О. В. Моделирование объектов и процессов горной технологии как основа системного подхода к решению задач горного производства // ФТПРПИ. — 2018. — № 6. — С. 180 – 189.
6. Научные и практические аспекты применения цифровых технологий в горной промышленности / под ред. С. В. Лукичева. — Апатиты: ФИЦ КНЦ РАН, 2019. — 192 с.
7. Лукичев С. В., Наговицын О. В. Цифровое моделирование при решении задач открытой и подземной горной технологии // Горн. журн. — 2019. — № 6. — С. 51 – 55.
8. Лукичев С. В., Наговицын О. В. Цифровая трансформация горнодобывающей промышленности / прошлое, настоящее, будущее // Горн. журн. — 2020. — № 9. — С. 13 – 18.
9. Rybin V. V., Panin V. I., Kagan M. M., and Konstantinov K. N. Geophysical monitoring as an inherent part of the technological process in deep open pits, Geomech. Geodynam. Rock Masses: Proc. of the 2018 European Rock Mech. Symp., 2018, Vol. 1. — P. 551 – 556.

ГОРНОЕ МАШИНОВЕДЕНИЕ

УДК 621.65.03 

МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ ЭЖЕКТОРНОГО НАСОСА И ПНЕВМОГИДРОАККУМУЛЯТОРА В СИСТЕМЕ ЗАКРЫТОЙ ГИДРОПЕРЕДАЧИ
В. Н. Анферов, С. А. Базанов

Сибирский государственный университет путей сообщения,
E-mail: bazanoff@ngs.ru, ул. Д. Ковальчук, 191, 630049, г. Новосибирск, Россия

Проведен обзор негативного влияния контакта рабочей жидкости с атмосферой на долговечность гидропривода машин. Предложен способ применения закрытой гидропередачи с целью изоляции рабочей жидкости от воздуха, твердых засорителей и влаги. Разработана принципиальная схема закрытой гидропередачи, работающая с гидродвигателями в виде гидромоторов и гидроцилиндров. Обоснована методика расчета пневмогидроаккумулятора и эжекторного насоса, обеспечивающих подпорное давление на входе в основной насос гидросистемы и возврат дренажных утечек в систему, находящуюся под избыточным давлением. Разработана конструкция эжектора, позволяющая регулировать коэффициент эжекции и давление суммарного потока на выходе из насоса. Приведена методика проверки эжектора на возможность возникновения кавитации при различных значениях рабочего, дренажного и суммарного потоков.

Закрытая гидропередача, возврат дренажных утечек, эжекторный насос, коэффициент эжекции, чистота рабочей жидкости, закрытый гидробак

DOI: 10.15372/FTPRPI20210408 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Харазов А. М. Техническая диагностика гидроприводов машин. — М.: Машиностроение, 1979. — 58 с.
2. Бродский Г. С. Повышение надежности гидропривода — средство эффективного внедрения гидравлических экскаваторов на горных предприятиях СНГ // Горн. пром-сть. — 2002. — № 2. — С. 76 – 85.
3. Городилов Л. В., Вагин Д. В., Распутина Т. Б. Разработка методики, алгоритма и программы выбора основных параметров гидроударных систем // ФТПРПИ. — 2017. — № 5. — С. 64 – 70.
4. Пат. 195330 РФ, МПК F15B 1/027. Гидравлическая передача / С. А. Базанов // Опубл. в БИ. — 2020. — № 3.
5. Альтшуль А. Д. Примеры расчетов по гидравлике. — М.: Стройиздат, 1977. — 255 с.
6. Мокин Н. В. Гидравлические и пневматические приводы. — Новосибирск: СГУПС, 2004. — 354 с.
7. Соколов Е. Я., Зингер Н. М. Струйные аппараты. — М.: Энергоатомиздат, 1989. — 352 с.
8. Поляков В. В., Скворцов Л. С. Насосы и вентиляторы. — М.: Стройиздат, 1990. — 336 с.
9. Аронс Г. А. Струйные аппараты: теория и расчет. — М.; Л., 1948. — 139 с.
10. Лямаев Б. Ф. Гидроструйные насосы и установки. — Л.: Машиностроение, 1988. — 256 с.

УДК 622.231 

ОСОБЕННОСТИ ДИНАМИКИ ГИДРОУДАРНОЙ СИСТЕМЫ ОДНОСТОРОННЕГО ДЕЙСТВИЯ С ДВУМЯ ОГРАНИЧИТЕЛЯМИ ДВИЖЕНИЯ БОЙКА
Л. В. Городилов, А. И. Першин

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

Представлена математическая модель гидроударной объемной системы одностороннего действия с двумя ограничителями движения бойка, в которую включены параметры и элементы, учитывающие ее конструктивные особенности и условия взаимодействия с породным массивом: сухое трение в паре “корпус ударного устройства – боек”, гидравлические сопротивления в ветвях гидросистемы устройства, коэффициент восстановления скорости бойка. Определены динамические критерии подобия системы, являющиеся безразмерными аналогами этих величин. Проведены численные расчеты, дан анализ влияния указанных критериев на динамику и интегральные характеристик исследуемой системы, выявлены основные закономерности поведения. Установлено влияние этих критериев на конфигурацию областей, в которых реализуются одноударные в прямом и обратном направлениях, двухударные и многоударные предельные циклы. Показана возможность снижения разницы между характеристиками системы при работе с ударами в прямом и обратном направлениях за счет изменения координат бойка, при которых происходит смена позиций распределителя.

Гидроударная система одностороннего действия, предельный цикл, критерии подобия, ударная мощность, трение, коэффициент восстановления скорости

DOI: 10.15372/FTPRPI20210409 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Yang G. and Chen Y. The Research of new type hydraulic breaker with strike energy and frequency of adjusted., Mech. Eng. Research., 2012, Vol. 2, No. 2. — P. 45 – 51.
2. Yang G., Ding C., and Liang C. Research on intelligent hydraulic impactor, Proc. 3rd Int. Conf. Meas. Technol. Mechatronics Autom, 2011, Vol. 3. — P. 3 – 6.
3. Ding W. S., Wang J. J., and Chen L. N. Electronic control hydraulic impactor based on pressure feedback, Int. Conf. Mech. Autom. Control Eng., 2010, № 50775075. — P. 2716 – 2719.
4. Zhao H., Liu P., Shu M., and Wen G. Simulation and optimization of a new hydraulic impactor, Appl. Mech. Mater., 2012, Vol. 120. — P. 3 – 10.
5. Лазуткин С. Л., Лазуткина Н. А. Определение рациональных параметров исполнительных элементов ударной системы адаптивного ударного устройства // Совр. наукоемкие технологии. — 2019. — № 5. — C. 58 – 63.
6. Фабричный Д. Ю., Толенгутова М. М., Фабричный Ю. Ф. Системы автоматического регулирования гидравлических ударных устройств по нагрузке на инструмент // Машиностроение и безопасность жизнедеятельности. — 2013. — № 4. — C. 72 – 77.
7. Kucuk K., Aksoy C., Basarir H., Onargan T., Genis M., and Ozacar V. Prediction of the performance of impact hammer by adaptive neuro-fuzzy inference system modelling, Tunn. Undergr. Sp. Technol. Inc. Trenchless Technol. Res., Elsevier Ltd, 2011, Vol. 26, No. 1. — P. 38 – 45.
8. Gorodilov L. Analysis of self-oscillating single-acting hydro-impact system operational modes with two limiters of striker movement, Int. J. Fluid Power., 2019, Vol. 20, No. 2. — P. 209 – 224.
9. Алимов О. Д., Басов С. А. Гидравлические виброударные системы. — М.: Наука, 1990. — 350 c.
10. Ясов В. Г. Теория и расчет рабочих процессов гидроударных буровых машин. — М.: Недра, 1977. — 152 c.
11. Манжосов В. К., Новиков Д. А. Моделирование переходных процессов и предельных циклов движения виброударных систем с разрывными характеристиками. — Ульяновск: УлГТУ, 2015. — 236 c.
12. Леконцев Ю. М., Сажин П. В. Технология направленного гидроразрыва пород для управления труднообрушающимися кровлями в очистных забоях и дегазации угольных пластов // ФТПРПИ. — 2014. — № 5. — C. 137 – 142.
13. Пат. 27003029 РФ. Устройство для поинтервального гидроразрыва прочных горных пород / Л. В. Городилов, П. В. Сажин // Опубл. в БИ. — 2019. — № 29.
14. Городилов Л. В. Исследование основных свойств гидроударной системы одностороннего действия с двумя ограничителями движения бойка // ФТПРПИ. — 2020. — № 6. — C. 105 – 115.
15. Мамонтов М. А. Аналогичность. — М.: МО СССР, 1971. — 46 c.
16. Арушанян О. Б., Залеткин С. Ф. Численное решение обыкновенных дифференциальных уравнений на Фортране. — М.: МГУ, 1990. — 335 c.
17. Бесекерский В. А., Попов Е. П. Теория систем автоматического регулирования. — СПб.: Профессия, 2003. — 752 c.
18. Альтшуль А. Д., Животновский Л. С., Иванов Л. П. Гидравлика и аэродинамика. — М.: Стройиздат, 1987. — 414 c.
19. Идельчик И. Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. — М.: Машиностроение, 1992. — 679 c.

ОБОГАЩЕНИЕ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

УДК 622.7 

ВЫБОР ЛЮМИНОФОРСОДЕРЖАЩИХ РЕАГЕНТОВ-МОДИФИКАТОРОВ ДЛЯ КОРРЕКЦИИ СПЕКТРАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК АЛМАЗОВ
В. А. Чантурия, В. В. Морозов, Г. П. Двойченкова, Е. Л. Чантурия, О. Е. Ковальчук, Ю. А. Подкаменный

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

Разработана методика модифицирования спектрально-кинетических характеристик аномально люминесцирующих алмазов с применением люминофоров, которая обеспечивает одновременное увеличение амплитуд медленной и быстрой компонент сигнала рентгенолюминесценции в заданном соотношении (1 : 1). Установлено, что аномально и слабо люминесцирующие алмазы после модифицирования люминофорами увеличивают значения амплитуд спектрально-кинетических характеристик и распознаются как природные кристаллы с требуемой интенсивностью люминесценции. При выбранном подходе достигается одновременное увеличение свертки и постоянной времени затухания сигнала рентгенолюминесценции, вследствие чего у аномально и слабо люминесцирующих алмазов возрастают значения данных характеристик, и они диагностируются как природные алмазы с последующим извлечением в процессе рентгенолюминесцентной сепарации.

Алмазы, рентгенолюминесцентная сепарация, люминофоры, композиция, спектрально-кинетические характеристики, модифицирование

DOI: 10.15372/FTPRPI20210410 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Чантурия В. А. Современное состояние алмазодобывающей отрасли России и основных алмазодобывающих стран мира // Горн. журн. — 2015. — № 3. — С. 67 – 74.
2. Монастырский В. Ф., Макалин И. А. Повышение эффективности рентгенолюминесцентной сепарации алмазосодержащего сырья // Наука и образование. — 2017. — № 3. — С. 86 – 90.
3. Отчет независимых экспертов о запасах и ресурсах месторождений алмазов группы компаний “АЛРОСА”. — Майкон Интернэшнл Ко Лимитед, 2013. — 468 с.
4. Островская Г. Х., Двойченкова Г. П., Тимофеев А. С. Повышение извлечения алмазов класса – 5 мм в концентраты рентгенолюминесцентной сепарации доводочных операций // ГИАБ. — 2015. — № 9. — С. 114 – 122.
5. Рахмеев Р. Н., Чикин А. Ю., Федоров Ю. О., Войлошников Г. И. Результаты испытаний рентгенорадиометрического сепаратора для обогащения алмазосодержащих концентратов // Горн. журн. — 2017. — № 5. — С. 80 – 88.
6. Пат. RU 2715374. Рентгенографический сепаратор минералов / Е. Н. Владимиров, И. Л. Жогин, Е. Б. Волк // Опубл. в БИ, 2020.
7. Макалин И. А. Исследование закономерностей распределения характеристик рентгеновской люминесценции алмазосодержащего сырья: автореф. дис. … канд. техн. наук. — Екатеринбург, 2013. — 140 с.
8. Монастырский В. Ф., Макалин И. А., Новиков В. В., Плотникова С. П., Никифорова Т. М. Повышение эффективности рентгенолюминесцентной сепарации алмазосодержащего сырья // Наука и образование. — 2017. — № 3. — С. 86 – 90.
9. Чантурия В. А., Двойченкова Г. П., Морозов В. В., Яковлев В. Н., Ковальчук О. Е., Подкаменный Ю. А. Экспериментальное обоснование состава люминофорсодержащих композиций для извлечения не люминесцирующих алмазов // ФТПРПИ. — 2019. — № 1. — С. 128 – 136.
10. Чантурия В. А., Двойченкова Г. П., Морозов В. В., Ковальчук О. Е., Подкаменный Ю. А., Яковлев В. Н. Исследование механизма и выбор режимов селективного закрепления люминофорсодержащей эмульсии на алмазах // ФТПРПИ. — 2020. — № 1. — С. 104 – 113.
11. Demchenko A. P. Introduction to fluorescence sensing, Vol. 1, Materials and Devices, New York: Springer. 3rd ed., 2020. — 673 p.
12. Lakowicz J. R., Gryczynski I., Gryczynski Z., Tolosa L., Rao G., Dattelbaum J., and Elchorn L. Novel Methods in fluorescence sensing, Cambridge University Press, 2020.
13. Tsypin E. F., Ovchinnikova T. I., Efremova T. A., and Elizarov D. B. Technological aspects of ore preconcentration with x-ray fluorescence separation, Izvestiya vuzov. Mining Magazine, 2019, No. 7. — P. 101 – 112.
14. Авдеев С. Е., Махрачев А. Ф., Казаков Л. В., Левитин А. И., Морозов В. Г. Рентенолюминесцентные сепараторы НПП “Буревестник” — аппаратурная основа российской технологии обогащения алмазосодержащего сырья // Горн. журн. — 2005. — № 7. — С. 105 – 107.
15. Мартынович Е. Ф., Миронов В. П. Рентгенолюминесценция алмазов и ее использование в алмазодобывающей промышленности России // Изв. вузов. — 2009. — 12 c.
16. Samprit Chatterjee and Jeffrey S. Simonoff handbook of regression analysis. Ed. John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey, 2013. — 236 p.

УДК 622.7; 622.7.017.2; 622.7:504.064.43; 622.73 

ВЫЯВЛЕНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ РАЗДЕЛЕНИЯ КАМЕННЫХ УГЛЕЙ ПО КЛАССАМ КРУПНОСТИ
В. И. Удовицкий, В. А. Кандинский, Е. Г. Шубина, А. А. Бегунов, Л. Н. Плотникова

Кузбасский государственный технический университет имени Т. Ф. Горбачева,
E-mail: uvi@kuzstu.ru, ул. Весенняя, 28, 650000, г. Кемерово, Россия
Средняя общеобразовательная школа № 93 с углубленным изучением отдельных предметов,
Ленинградский проспект, 34Б, 650003, г. Кемерово, Россия

Разработан и аналитически обоснован метод описания суммарных гранулометрических характеристик крупности углей на примере пластов “Безымянный” и “Внутренний” Прокопьевско-Киселевского угольного района Кузбасса с помощью проблемно-ориентированного программного комплекса для прогнозирования выхода и зольности продуктов обогащения. Установлено, что одной аппроксимацией из числа рассмотренных невозможно рассчитать с одинаковой точностью значения выходов и зольностей суммарных классов в диапазоне изменения размеров ячеек сит от 0 до 100 мм.

Классы крупности, суммарные характеристики, приближающие аппроксимирующие функции, определение параметров функций, качество аппроксимаций, выход, зольность

DOI: 10.15372/FTPRPI20210411 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. ГОСТ 2093–82. Топливо твердое. Ситовый метод определения гранулометрического состава. — М.: ИПК Изд-во стандартов. Дата введения 01.01.83. Ограничение срока действия снято Постановлением Госстандарта СССР от 11.12.91. № 1933.
2. Земляков Б. А. Прогнозирование характеристик обогатимости. — М.: Недра, 1978. — 128 c.
3. Gates A. O. An Experimental investigation in rock crushing, Trans. AIME, 1916. — Р. 875 – 909.
4. Коткин А. М., Ямпольский М. Н., Геращенко К. Д. Оценка обогатимости угля и эффективности процессов обогащения. — М.: Недра, 1982. — 200 с.
5. Gaudin A. M. An investigation of crushing phenomena, Trans. AIME, 1926, Vol. 73. — P. 253 – 310.
6. Андреев С. Е., Товаров В. В., Перов В. А. Закономерности измельчения и исчисление характеристик гранулометрического состава. — М.: Металлургиздат, 1959. — 429 c.
7. Rosin P. and Rammler E. Gesetze des mahlgutes, Berichte der keramischen Gesellshaft, 1934, Vol. 15. — Р. 399 – 416.
8. Roller P. S. Statistical analysis of size distribution of patticulate materials with special reference to bimodal and frequency distributions, J. Phys. Chem., 1941, No. 2. — Р. 241 – 281.
9. Белоглазов Н. К. Уравнение характеристики крупности продуктов измельчения мономинеральных руд // Зап. Горного института. — 1956. — № 32 (3). — C. 229 – 334.
10. Погосов А. М. Уравнение характеристики крупности продуктов измельчения // Горное дело, обогащение и металлургия цветных металлов. — 1960. — № 6. — С. 140 – 149.
11. Schuhmann R. Principles of comminution, size distribution and surface calculations, Min. Technol., 1940, No. 4. — Р. 34 – 40.
12. Фрасзцзак Т., Мютце Т., Люхац Б., Ортлепп О., Пойкер У. А. Способ определения гранулометрического состава отбитой горной породы // ФТПРПИ. — 2019. — № 1. — С. 36 – 44.
13. Люи Жень, Вэйнэн Цзэн, Сяоцзе Жун, Ци Ван, Шанлинь Цзэн. Влияние измельчения и классификации на процесс обогащения ванадийсодержащего каменного угля // ФТПРПИ. — 2019. — № 5. — С. 170 – 178.
14. Кандинский В. А., Удовицкий В. И. Сравнение точности описания суммарных характеристик крупности углей Кузнецкого бассейна функциями первой степени // Фундаментальные и прикладные проблемы в горном деле: материалы Всерос. науч.-практ. конф., Междуреченск, 25 февраля 2016 г. — С. 100 – 104.
15. Кандинский В. А. Прогнозирование суммарных характеристик крупности каменных углей // Проблемы геологии и освоения недр: труды ХХ Междунар. симпозиума им. акад. М. А. Усова. — Томск: ТПУ, 2016. — С. 608 – 610.
16. Udovitsky V., Kandinsky V. Selection of functions of the first degree for forecasting the aggregate bituminous coal size characteristics, Proc. 9th China-Russia Symp. COAL 2018. — P. 357 – 360.
17. Удовицкий В. И. Моделирование подготовительных и основных процессов переработки каменных углей. — Кемерово: Кубассвузиздат, 1998. — 500 с.

УДК 622.765.4 

ИССЛЕДОВАНИЕ ФЛОТАЦИОННОЙ АКТИВНОСТИ РЕАГЕНТОВ РАЗЛИЧНОГО ГРУППОВОГО ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ПРИ ФЛОТАЦИИ УГОЛЬНОГО ШЛАМА ТРУДНОЙ ОБОГАТИМОСТИ
Т. А. Хамзина С. А. Кондратьев

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

Выполнен поиск критериев собирательной активности реагентов-собирателей для флотации угольного шлама. Исследовалась собирательная способность керосина, солярового масла, термогазойля, КЭТГОЛа и ФЛОТЭКа. Определены показатели флотации угольного шлама указанными реагентами и найдены скорости движения фронта их пленок по поверхности воды. Установлена корреляционная связь скорости растекания флотационных реагентов-собирателей с показателями флотационного обогащения угольного шлама. Предложена новая концепция элементарного акта флотации и критерий флотационной активности реагентов для флотации угля.

Флотация, угольный шлам, керосин, соляровое масло, термогазойл, КЭТГОЛ, ФЛОТЭК, собирательная активность реагента

DOI: 10.15372/FTPRPI20210412 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Чупрова Л. В. Изучение механизма действия реагентов при флотационном обогащении угольных шламов // Междунар. журн. прикл. и фундамент. исследований. — 2016. — № 11. — С. 939 – 942.
2. Мин Р. С., Бессараб Н. А., Басарыгин В. И., Иванов Г. В. Флотационная активность нефтяных реагентов для обогащения угольных шламов // Химия в интересах устойчивого развития. — 2001. — № 9. — С. 575 – 580.
3. Плаксин И. Н., Классен В. И., Власова Н. С. Основы действия реагентов при флотации каменных углей // Обогащение полезных ископаемых: избр. тр. — М.: Наука, 1970. — С. 62 – 68.
4. Байченко А. А., Батушкин А. Н. Влияние аполярного реагента на прочность закрепления частиц на пузырьке воздуха при флотации // Вестн. КГТУ. — 2005. — № 4.1. (48). — С. 60 – 62.
5. Мелик-Гайказян В. И., Плаксин И. Н., Ворончихина В. В. К механизму действия аполярных собирателей и некоторых поверхностно-активных веществ при пенной флотации // Докл. АН СССР. — 1967. — Т. 173. — № 4. — С. 883 – 886.
6. Мелик-Гайказян В. И., Емельянова Н. П., Глазунова З. И. О капиллярном механизме упрочнения контакта частица – пузырек при пенной флотации // Обогащение руд. — 1976. — № 1. — С. 25 – 31.
7. Хан Г. А, Габриелова Л. И., Власова Н. С. Флотационные реагенты и их применение. — М.: Недра, 1986. — С. 266.
8. Чупрова Л. В., Муллина Э. Р., Мишурина О. А. О влиянии органических и неорганических соединений на флотацию углей низкой стадии метаморфизма // Совр. проблемы науки и образования: электрон. журн. — 2013. — № 4. — С. 1 – 6.
9. А.с. 1071320 СССР, МКИ В 03Д 1/02. Реагент для флотации угля / И. Х. Дебердеев, Г. А. Пиккат-Ордынский // Обубл. в БИ. — 1984. — № 5. — С. 19.
10. Федосеева С. О., Морозов О. А. Влияние поверхностной активности и пенообразующей способности гетерополярных реагентов на их флотационные свойства // Обогащение полезных ископаемых. — 2012. — Вып. 50 (91).
11. Осина Н. Ю., Горохов А. В., Лахтин С. Н. Исследование влияния группового химического состава реагентов собирателей на эффективность флотации каменных углей // ГИАБ. — 2006. — № 2. — С. 393 – 396.
12. Chanturiya V. and Kondratiev S. Contemporary understanding and developments in the flotation theory of non-ferrous ores, Miner. Proc. and Extractive Metallurgy Review, 2019, DOI: 10.1080/08827508.2019.1657863.
13. Кондратьев С. А. Обоснование механизма работы физически сорбированного собирателя в элементарном акте флотации // ФТПРПИ. — 2012. — № 1. — С. 118 – 136.
14. А. с. 1263354 СССР, МКИ В 03Д 1/02. Способ флотации угольных шламов / И. М. Кузнецов, А. П. Тутубалина, Н. Ф. Чепенко // Опубл. в БИ. — 1986. — № 38. — С. 23.
15. Кондратьев С. А. Собирательная сила и избирательность флотационного реагента // ФТПРПИ. — 2021. — № 3. — С. 133 – 147.

УДК 622.7 

ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МИКРО- И НАНОЧАСТИЦ ЦЕННЫХ КОМПОНЕНТОВ ИЗ ПРИРОДНОГО И ТЕХНОГЕННОГО МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ
В. И. Ростовцев

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

Предложена методика расчета минимального времени облучения руд и техногенного сырья, содержащих полиминеральные сростки, а также размеров зерен, для которых предельные напряжения достигаются на границе их раздела. С учетом результатов расчета механических напряжений намечены пути повышения извлечения тонких частиц ценных компонентов из минерального сырья.

Минеральное сырье, радиационная модификация, селективность дезинтеграции, раскрытие полезных минералов, флотация, повышение извлечения ценных компонентов

DOI: 10.15372/FTPRPI20210413 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Чантурия В. А. Инновационные процессы комплексной и глубокой переработки минерального сырья сложного вещественного состава // Инновационные процессы комплексной переработки природного и техногенного минерального сырья (Плаксинские чтения – 2020). — Апатиты: ФИЦ КНЦ РАН, 2020. — С. 3 – 4.
2. Матвеева Т. Н. Современное состояние и перспективы расширения ассортимента флотационных реагентов для извлечения благородных металлов из упорного минерального сырья // Инновационные процессы комплексной переработки природного и техногенного минерального сырья (Плаксинские чтения – 2020). — Апатиты: ФИЦ КНЦ РАН, 2020. — С. 14 – 17.
3. Новая технологическая революция: вызовы и возможности для России. Экспертно-аналитический доклад. — М., 2017. — 136 с.
4. Горлова О. Е. Обоснование комбинированных технологий переработки техногенного металлсодержащего минерального сырья // Проблемы и перспективы эффективной переработки минерального сырья в XXI веке (Плаксинские чтения – 2019). — Иркутск: ООО “Репроцентр А1”, 2019. — С. 371 – 375.
5. Шадрунова И. В., Зелинская Е. В., Волкова Н. А., Орехова Н. Н. Горнопромышленные отходы: ресурсный потенциал и технологии переработки (на примере Сибири и Урала) // Современные проблемы комплексной переработки труднообогатимых руд и техногенного сырья (Плаксинские чтения – 2017). — Красноярск: СФУ, 2017. — С. 15 – 21.
6. Орехова Н. Н., Шадрунова И. В., Зелинская Е. В., Волкова Н. А. Ресурсы техногенного минерального сырья Урала и Сибири: основные результаты исследований, перспективы их освоения // Инновационные процессы комплексной переработки природного и техногенного минерального сырья (Плаксинские чтения – 2020). — Апатиты: ФИЦ КНЦ РАН, 2020. — С. 24 – 28.
7. Чантурия В. А., Козлов А. П. Современные проблемы комплексной переработки труднообогатимых руд и техногенного сырья // Современные проблемы комплексной переработки труднообогатимых руд и техногенного сырья (Плаксинские чтения – 2017). — Красноярск: СФУ, 2017. — С. 3 – 6.
8. Tabosa E., Runge K., and Duffy K.-A. Strategies for increasing coarse particle flotation in conventional flotation cells, Proc. the 6th Int. Flotation Conf., Cape Town, South Africa, 2013.
9. Кондратьев С. А., Мошкин Н. П. Взаимодействие минеральной частицы со свободным пузырьком воздуха в жидкости // ФТПРПИ. — 2020. — № 6. — С. 125 – 135.
10. Чантурия В. А., Вайсберг Л. А., Козлов А. П. Приоритетные направления исследований в области переработки минерального сырья // Обогащение руд. — 2014. — № 2. — С. 3 – 9.
11. Кондратьев С. А., Ростовцев В. И., Коваленко К. А. Развитие экологически безопасных технологий комплексной переработки труднообогатимых руд и техногенного сырья // Горн. журн. — 2020. — № 5. — С. 39 – 46.
12. Ростовцев В. И., Брязгин А. А., Коробейников М. В. Повышение селективности измельчения и комплексности использования минерального сырья на основе радиационной модификации его свойств // ФТПРПИ. — 2020. — № 6. — С. 136 – 146.
13. O`Connor C. T. Review of important developments since the 1st IMPC in 1952 in the understanding of the effects of chemical factors on flotation, XXX Int. Mineral Proc. Congress IMPC 2020, 18 – 22 October, Cape Town, South Africa, 2020. — P. 1 – 26.
14. Saavedra Moreno Y., Boumival G., and Ata S. Comparing the froth stability of two-phase and three-phase systems for various frother types, XXX Int. Mineral Proc. Congress IMPC 2020, 18 – 22 October, Cape Town, South Africa, 2020. — P. 1021 – 1035.
15. Ignatkina V. A., Shepeta E. D., Samatova L. A., Lygach A. V., and Aksenova D. D. Increasing the contrast of flotation of finely disseminated calcium-bearing ores by using of combination low polar compounds and fatty acid collector, XXX Int. Mineral Proc. Congress IMPC 2020, 18 – 22 October, Cape Town, South Africa, 2020. — P. 1057 – 1068.
16. Lieberwirth H. and Ktihnel L. Influence of particle size on selectivity in confined bed comminution, XXX Int. Mineral Proc. Congress IMPC 2020, 18 – 22 October, Cape Town, South Africa, 2020. — P. 365 – 376.
17. Kfichowicz M. and Lieberwirth H. DEM simulation of particle bed comminution at grain size level, XXX Int. Mineral Proc. Congress IMPC 2020, 18 – 22 October, Cape Town, South Africa, 2020. — P. 352 – 364.
18. Gao P., Qin Y., Han L., Han Y., and Li Y. Weakening mechanical properties of Galena based on high-voltage pulse discharge, XXX Int. Mineral Proc. Congress IMPC 2020, 18 – 22 October, Cape Town, South Africa, 2020. — P. 402 – 412.
19. Moodley T. and Govender I. Experimental validation of DEM in rotating drums using Positron Emission Particle Tracking, XXX Int. Mineral Proc. Congress IMPC 2020, 18 – 22 October, Cape Town, South Africa, 2020. — P. 413 – 427.
20. Oladele T. P., Bbosa L. B., and Weatherley D. K. Numerical investigation on the effect of pre-existing cracks during impact breakage in a short impact load cell device, XXX Int. Mineral Proc. Congress IMPC 2020, 18 – 22 October, Cape Town, South Africa, 2020. — P. 494 – 501.
21. Бочкарев Г. Р., Вейгельт Ю. П., Изотов А. С., Ростовцев В. И. Радиационные термонапряжения в минералах и их роль в процессах обогащения магнетитовых кварцитов // ФТПРПИ. — 2001. — № 3. — C. 104 – 111.
22. Тимошенко С. П., Гудьер Дж. Теория упругости. — М.: Наука, 1975. — 576 с.
23. Кошкин Н. И., Ширкевич М. Г. Справочник по элементарной физике. — М.: Наука, 1972. — 256 с.
24. Дмитриев А. П., Гончаров С. А., Германович Л. Н. Термическое разрушение горных пород. — М.: Недра, 1990. — 254 с.
25. Флетчер К. Вычислительные методы в динамике жидкостей. — М.: Мир, 1991. — Т. 1. — 552 с.

УДК 622.7 

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА КОНЦЕНТРАТА МЕДИ УЛУЧШЕННОГО КАЧЕСТВА И СЕЛЕКТИВНОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ СВИНЦА НА ПРИМЕРЕ КОНЦЕНТРАТА ИЗ ШАХТЫ БАИН-ЦАГАН
Баосюй Сун, Сяожун Дун, Эньлэй Ван, Сяньян Пю, Чжэнь Ху

Ляонинский университет науки и технологий,
114051, г. Аньшан, провинция Ляонин, Китай
Гуандунский институт материалов и обработки,
E-mail: dongxiaorong0201@163.com, 510651, г. Гуанчжоу, провинция Гуандун, Китай
Гуандунский институт комплексного использования ресурсов,
510651, г. Гуанчжоу, провинция Гуандун, Китай

Предложены пути решения проблемы повышения качества медного концентрата из руды шахты Баин-Цаган: подавлением минералов свинца и цинка перед медной флотацией или флотацией минералов свинца из медного концентрата. Спроектирован и реализован процесс извлечения свинца из первичного концентрата меди, в который входит удаление реагента, удаление воды, повторное измельчение и дополнительный цикл флотации свинца. В качестве детоксикатора использован сульфид натрия, в качестве депрессанта меди — полисульфид, а в качестве собирателя свинца — диэтилдитиокарбамат. Установлена возможность получения медного и свинцового концентратов, удовлетворяющих требованиям китайских стандартов.

Концентрат основной флотации меди, разделение меди и свинца, повышение качества, флотация

DOI: 10.15372/FTPRPI20210414 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Shengyu Li, Jingchun Tian, Xiaobing Lin, Yinhui Zuo, Hua Kang, and Dongdong Yang. Effect of alkaline diagenesis on sandstone reservoir quality: Insights from the Lower Cretaceous Erlian Basin, China, Energy exploration & exploitation, 2019. — P. 1 – 20.
2. Zhe Yang, Dakang Zhong, Whitaker F., Zhao Lu, Shuo Zhang, Zicheng Tang, Runchao Liu, and Zhuang Li. Syn-sedimentary hydrothermal dolomites in a lacustrine rift basin: Petrographic and geochemical evidence from the lower Cretaceous Erlian Basin, Northern China, Sedimentology, 2020, Vol. 67. — P. 305 – 329.
3. Ran Jin-Cheng, Qiu Xian-Yang, Hu Zhen, Liu Quan-Jun, Song Bao-Xu, and Yao Yan-Qing. Effects of particle size on flotation performance in the separation of copper, gold and lead, Powder Technol., 2019, Vol. 344. — P. 654 – 664.
4. Sehlotho N., Sindane Z., Bryson M., and Lindvelt L. Flowsheet development for selective Cu-Pb-Zn recovery at Rosh Pinah concentrator, Miner. Eng., 2018, Vol. 122. — P. 10 – 16.
5. Qian Zhang, Qicheng Feng, Shuming Wen, Chuanfa Cui, and Junbo Liu. A novel technology for separating copper, lead and zinc in flotation concentrate by oxidizing roasting and leaching, Processes, 2019, Vol. 7. — P. 376.
6. Dehghan R. and Dianati M. The effects of Pb-Zn flotation reagents on the bioleaching process by mesophilic bacteria, Int. J. Miner. Process., 2015, Vol. 143. — P. 80 – 86.
7. Yufan Mu, Yongjun Peng, and Rolf A. Lauten. The depression of pyrite in selective flotation by different reagent systems — A review, Miner. Eng., 2016, Vol. 96. — P. 143 – 156.
8. Azizi Asghar. A study on the modified flotation parameters and selectivity index in copper flotation, Particulate Sci. and Techn., 2015, Vol. 35, Issue 1. — P. 38 – 44.
9. Xianzhong Bu, Juanjuan Shi, and Zhao Wang. The influences of adding lime in the grinding process on flotation of copper-zinc-sulfide ore, Min. Research and Development, 2018, Vol. 38. — P. 88 – 92.
10. Hassanzadeh A. and Hasanzadeh M. A study on selective flotation in low and high pyritic copper sulfide ores, Sep. Sci. Technol., 2016, Vol. 51, Issue 13. — P. 2214 – 2224.
11. Nagaraj D. R. and Brinen J. S. SIMS study of adsorption of collectors on pyrite, Int. J. Miner. Process., 2001, Vol. 63, Issue 1. — P. 45 – 57.
12. Liu Guangyi, Zhong Hong, Dai Taigen, and Xia Liuyin. Investigation of the effect of N-substituents on performance of thionocarbamates as selective collectors for copper sulfides by ab initio calculations, Miner. Eng., 2008, Vol. 21, Issue 12 – 14. — P. 1050 – 1054.
13. Yongjie Bu, Yuehua Hu, Wei Sun, Zhiyong Gao, and Runqing Liu. Fundamental flotation behaviors of chalcopyrite and galena using o-isopropyl-n-ethyl thionocarbamate as a collector, Minerals, 2018, Vol. 8. — P. 115.
14. Buckley Alan N., Hope Gregory A., Lee K. C., Eddie A. Petrovic, and Woods R. Adsorption of O-isopropyl-N-ethyl thionocarbamate on Cu sulfide ore minerals, Miner. Eng., 2014, Vol. 69. — P. 120 – 132.
15. Fairthorne G., Fornasiero D., and Ralston J. Interaction of thionocarbamate and thiourea collectors with sulphide minerals: A flotation and adsorption study, Int. J. of Miner. Process., 1997, Vol. 50. Issue 4. — P. 227 – 242.
16. Jia Yun, Huang Kaihua, Wang Shuai, Cao Zhanfang, and Zhong Hong. The selective flotation behavior and adsorption mechanism of thiohexanamide to chalcopyrite, Miner. Eng., 2019, Vol. 137. — P. 187 – 199.
17. Dhar Priyanka, Thornhill M., and Hanumantha Rao Kota. Investigation of copper recovery from a new copper deposit (Nussir) in Northern-Norway: thionocarbamates and xanthate-thionocarbamate blend as collectors. Miner. Process. Extr. Metall., 2019, Vol. 9. — P. 118.
18. Xiaoying Guan, Yongsheng Song, Wenjuan Li, and Wei Qu. Quantitative measurement and removal of residual reagent in Cu-Mo bulk concentrate, Chinese J. of Rare Metals, 2017, Vol. 41. — P. 810 – 815.
19. Gamelas J. A., Rebola S., Evtyugina M. G., Esteves V., and Evtuguin D. V. Purification of pulp mill condensates by an adsorptive process on activated carbon, Holzforschung, 2019, Vol. 73. — P. 589 – 597.
20. Wenqing Qin, Guanzhou Qiu, Yuehua Hu, and Jing Xu. Kinetics of electrochemical process of galena electrode in diethyldithiocarbamate solution, Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2001, Vol. 11. — P. 587.

УДК 622.7 

ВЛИЯНИЕ СОСТАВА СОБИРАТЕЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ НА РЕЗУЛЬТАТЫ ФЛОТАЦИОННОГО ОБОГАЩЕНИЯ ТЕХНОГЕННЫХ ОТХОДОВ ЯРОСЛАВСКОЙ ГОРНОРУДНОЙ КОМПАНИИ
Л. А. Киенко, О. В. Воронова, С. А. Кондратьев

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

Представлены результаты оценки вещественного состава и особенностей структуры минеральных частиц отходов обогащения флюоритовых руд Ярославской горнорудной компании. Установлена совокупность факторов, влияющих на эффективность подготовительных процессов к флотационному обогащению проб. Наряду со сложным минерально-структурным строением первичных руд месторождения, существенное влияние на обогатимость вторичного сырья оказывают специфические свойства минеральных частиц, приобретенные в результате первичной переработки и длительного пребывания в хвостохранилище. Показана необходимость особого подхода к выбору технологического режима, набора используемых композиций реагентов. В результате исследований влияния на показатели флотации свойств композиций карбоксильных собирателей, различающихся по составу жирных кислот и строению углеводородного радикала компонентов, выделены наиболее эффективно действующие режимы. Установлена возможность получения из тонковкрапленного карбонатно-флюоритового вторичного сырья концентратов, содержащих 95.21 – 95.6 % CaF₂ при извлечении флюорита 59.55 – 62.56 %.

Техногенное сырье, вкрапленность, флюорит, тонкое измельчение, экранирующие покрытия, жирные кислоты, композиции собирателей, углеводородный радикал

DOI: 10.15372/FTPRPI20210415 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Трубецкой К. Н., Каплунов Д. Р., Рыльникова М. В. Проблемы и перспективы развития ресурсосберегающих и ресурсовоспроизводящих технологий комплексного освоения недр Земли. // ФТПРПИ. — 2012. — № 4. — С. 116 – 124.
2. Чантурия В. А., Вайсберг Л. А., Козлов А. П. Приоритетные направления исследований в области переработки минерального сырья // Обогащение руд. — 2014. — № 2. — C. 3 – 9.
3. Юсупов Т. С., Кондратьев С. А., Халимова С. Р., Новикова С. А. Минералого-технологическая оценка обогатимости олово-сульфидного техногенного сырья // ФТПРПИ. — 2018. — № 4. — С. 145 – 152.
4. Kienko L. A. and Voronova O. V. The prospects for secondary processing of tailings remained after the beneficiation of fluorite ores of Primorye Krai using a highly selective combination of reagents. DOI: https://doi.org/10.1051/e3sconf/2018.56.03005.
5. Классен В. И., Недогоров Д. И., Дебердеев И. Х. Шламы во флотационном процессе. — М.: Недра, 1969. — 160 с.
6. Богданов О. С., Максимов И. И., Поднек А. К., Янис Н. А. Теория и технология флотации руд. — М.: Недра, 1990. — 364 с.
7. Киенко Л. А., Воронова О. В. Использование высокоселективных модификаторов при флотации карбонатно-флюоритовых руд Приморья // ГИАБ (спец. вып.). — 2015. — Вып. 30. — № 7. — С. 213 – 219.
8. Абрамов А. А. Собрание сочинений. Т. 7. Флотация. Реагенты-собиратели. — М.: Горн. книга, 2012. — 656 с.
9. Кондратьев С. А., Семьянова Д. В. Связь структуры углеводородного радикала флотационного реагента с его собирательными свойствами // ФТПРПИ. — 2018. — № 6. — С. 161 – 172.
10. El-Midany A. A. and Arafat Y. Enhancing phosphate grade using oleic acid – sodium dodecyl sulphate mixtures, Chem. Eng. Commun., 2016, Vol. 203, Issue 5. — P. 660 – 665.
11. Шепета Е. Д., Саматова Л. А. Оценка флотационных свойств натриевых мыл растительных масел // Инновационные процессы комплексной и глубокой переработки минерального сырья: материалы Междунар. совещ. (Плаксинские чтения). — Томск, 2013. — С. 515 – 518.
12. Саматова Л. А., Шепета Е. Д., Кондратьев С. А. Изучение флотационных свойств собирателя FX-6 при обогащении шеелит-сульфидных руд // ФТПРПИ. — 2015. — № 2. — С. 156 – 160.
13. Саматова Л. А., Киенко Л. А., Воронова О. В., Плюснина Л. Н. Разработка теоретических основ селективной флотации кальцийсодержащих минералов, входящих в состав руд Приморских месторождений // ГИАБ. — 2005. — № S3. — С. 273 – 286.

ГОРНАЯ ЭКОЛОГИЯ И НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЕ

УДК 622.7, 622.80 

МЕТОДЫ СНИЖЕНИЯ ПЫЛЕНИЯ ОТВАЛОВ ГОРНОПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ
Д. В. Макаров, О. Т. Конина, А. А. Горячев

Институт проблем промышленной экологии Севера Федерального исследовательского центра “Кольский научный центр РАН”,
Е-mail: d.makarov@ksc.ru, ул. Ферсмана, 14а, 184209, г. Апатиты, Россия
ООО “Берингпромуголь”,
Е-mail: o.konina@tig.com.ru, ул. Мандрикова, 3, 689100, п. Беринговский, Чукотский АО, Россия
Федеральный исследовательский центр “Кольский научный центр РАН”,
Е-mail: a.goryachev@ksc.ru, ул. Ферсмана, 14, 184209, г. Апатиты, Россия

Представлен обзор имеющихся способов подавления эмиссии пылевых частиц при эксплуатации действующих и законсервированных хвостохранилищ. Показано, что характер и последствия воздействия минеральных пылевых частиц на окружающую среду многообразны. Определены способы подавления пыли поверхностного слоя хвостохранилищ: физико-химический — наиболее применяемый, а также механический, биологический. Выявлены требования к связующим реагентам — эффективность пылеподавления, долговечность, безопасность для окружающей среды. Установлено, что регулировать процесс пыления возможно с помощью природных климатических явлений, например путем контроля сезонных процессов промерзания-оттаивания поверхности хвостохранилища. Представлены технические решения, посвященные разработке способов и устройств для нанесения связующих реагентов с целью снижения пыления отвалов пород и хвостов обогащения горно-обогатительных предприятий.

Пылеподавление, методы рекультивации и консервации, закрепление поверхности хвостохранилищ, связующие реагенты

DOI: 10.15372/FTPRPI20210416 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Noble T. L., Parbhakar-Fox A., Berry R. F., and Lottermoser B. Mineral dust emissions at metalliferous mine sites, Environmental Indicators in Metal Mining, Springer Int. Publish., Switzerland, 2017. — P. 281 – 306.
2. Стриженок А. В., Иванов А. В. Совершенствование технологии закрепления пылящих поверхностей намывных техногенных массивов в период их эксплуатации // Гидротехническое строительство. — 2016. — № 3. — С. 19 – 22.
3. Nevskaya M. A., Seleznev S. G., Masloboev V. A., Klyuchnikova E. M., and Makarov D. V. Environmental and business challenges presented by mining and mineral processing waste in the Russian Federation, Minerals, 2019, Vol. 9. — P. 445.
4. Амосов П. В., Бакланов А. А., Маслобоев В. А. Результаты оценки загрязнения атмосферы при пылении хвостохранилища (на базе трехмерного моделирования) // Горн. журн. — 2017. — № 6. — С. 87 – 94.
5. Айриянц А. А., Бортникова С. Б. Хранилище сульфидсодержащих отходов обогащения как источник тяжелых металлов (Zn, Pb, Cu, Cd) в окружающей среде // Химия в интересах устойчивого развития. — 2000. — Т. 8. — С. 315 – 326.
6. Moreno T., Higueras P., Jones T., McDonald I., and Gibbons W. Size fractionation in mercury-bearing airborne particles (HgPM10) at Almaden, Spain: implications for inhalation hazards around old mines, Atmos. Environ., 2005, Vol. 39. — P. 6409 – 6419.
7. Abdelouas A. Uranium mill tailings: geochemistry, mineralogy, and environmental impact, Elements, 2006, Vol. 2. — P. 335 – 341.
8. Loredo J., Soto J., Alvarez R., and Ordonez A. Atmospheric monitoring at abandoned mercury mine sites in Asturias (NW Spain), Environ. Monit. Assess., 2007, Vol. 130. — P. 201 – 214.
9. Corriveau M. C., Jamieson H. E., Parsons M. B., Campbell J. L., and Lanzirotti A. Direct characterization of airborne particles associated with arsenic-rich mine tailings: particle size, mineralogy and texture, Appl. Geochem., 2011, Vol. 26. — P. 1639 – 1648.
10. Lilic N., Cvjetic A., Knezevic D., Milisavljevic V., and Pantelic U. Dust and noise environmental impact assessment and control in Serbian mining practice, Minerals, 2018, Vol. 8. — P. 34.
11. Майорова Л. П., Черенцова А. А., Крупская Л. Т., Голубев Д. А., Колобанов К. А. Оценка техногенного загрязнения воздушного бассейна при пылении хвостохранилищ // ГИАБ. — 2021. — № 1. — С. 5 – 20.
12. Янин Е. П. Промышленная пыль в городской среде (геохимические особенности и экологическая оценка). — М.: ИМГРЭ, 2003. — 82 с.
13. Каплунов Д. Р., Юков В. А. О принципах перехода горнодобывающего предприятия к устойчивому экологически сбалансированному развитию // ГИАБ. — 2020. — № 3. — С. 74 – 86.
14. Захаров А. В., Гуман О. М., Макаров А. Б., Антонова И. А., Ли Т. И. Экологическое состояние окружающей среды отвалов черной металлургии (по результатам мониторинга шлакового отвала НТМК) // Известия УрГГУ. — 2014. — № 3, Вып. 35. — С. 51 – 56.
15. Чепелев О. А., Ломиворотова О. М. Изучение пыления хвостохранилищ и отвалов Лебединского горно-обогатительного комбината при помощи оптического анализатора аэрозолей // Проблемы региональной экологии. — 2011. — № 2. — С. 45 – 48.
16. Михайлова Т. Л., Хохряков А. В. Рациональное землепользование в цветной металлургии // Горн. журн. — 1993. — № 6. — С. 97 – 137.
17. Cecala A. B., O’Brien A. D., Schall J., Colinet J. F., Fox W. R., Franta R. J., Joy J., Reed W. R., Reeser P. W., Rounds J. R., and Schultz M. J. Dust control handbook for industrial minerals mining and processing. Report of investigations 9689, National Institute for Occupational Safety and Health, 2012. — 284 p.
18. Панов С. Н., Бутаков О. Н., Атавина Т. М. Хвостохранилища: биологическое закрепление и ускоренная рекультивация // Экология производства. — 2014. — № 11. — С. 58 – 61.
19. Переверзев В. Н., Подлесная Н. И. Биологическая рекультивация промышленных отвалов на Крайнем Севере. — Апатиты: КФ АН СССР, 1986. — 104 с.
20. Месяц С. П., Волкова Е. Ю. Базовые положения стратегии возвращения нарушенных земель техногенных ландшафтов биосферному фонду // Экология ресурсопользования. ГИАБ. Спец. выпуск. — 2014. — № 12. — С. 3 – 11.
21. Лычагин Е. В., Синица И. В. Совершенствование методов закрепления пылящих поверхностей // ГИАБ. — 2007. — № 8. — С. 136 – 140.
22. Кузнецов В. С. Оценка пылевого загрязнения при ведении открытых горных работ на основе экологического риска: дисс. … канд. техн. наук. — СПб., 2006. — 20 с.
23. Бруев В. П. Михайловский ГОК наращивает темпы производства // Горн. журн. — 2004. — № 1. — C. 25 – 28.
24. Мелентьев В. А., Колпашников Н. П., Волнин Б. А. Намывные гидротехнические сооружения. — М.: Энергия, 1973. — 248 с.
25. Кретинин А. В., Борисов В. Г., Жушман В. Н. Способ борьбы с пылью на действующих хвостохранилищах // Цв. металлургия. — 1988. — № 3. — С. 55 – 57.
26. Немировский А. В. Разработка метода формирования намывного хвостохранилища, устойчивого к ветровым потокам: дисс. … канд. техн. наук. — М., 2016. — 19 с.
27. Пат. 2029775 РФ. Обеспыливающий состав / В. Ф. Малярчук, Л. И. Тесленко, А. И. Веретенников, В. Г. Большунов, В. В. Бойко, Н. Н. Левчук // Опубл. в БИ. — 1995. — № 6.
28. Калугин А. И., Конина О. Т., Гусарь И. В. Природоохранная деятельность АО “Апатит”: результаты и перспективы // Горн. журн. — 2014. — № 10. — С. 88 – 92.
29. Маслобоев В. А., Светлов А. В., Конина О. Т., Митрофанова Г. В., Туртанов А. В., Макаров Д. В. Выбор связующих реагентов для предотвращения пылеобразования на хвостохранилищах переработки апатит-нефелиновых руд // ФТПРПИ. — 2018. — № 2. — С. 161 – 171.
30. Пат. 2137923 РФ. Состав для закрепления пылящих поверхностей / Е. В. Кичигин, И. В. Тикунова, Л. А. Дейнека // Опубл. в БИ. — 1999. — № 26.
31. Пат. 2148720 РФ. Состав для закрепления пылящих поверхностей / А. И. Перепелицын, В. И. Мочалов, В. И. Шмигирилов // Опубл. в БИ. — 2000. — № 13.
32. Браунер Е. Н. Физико-химическое обоснование способов повышения эффективности закрепления пылящих поверхностей на объектах горнодобывающего комплекса Забайкалья: дис. … канд. техн. наук. — Чита, 2000. — 23 с.
33. Пат. 2151301 РФ. Состав для закрепления пылящих поверхностей / В. В. Ушаков, Е. Н. Браунер // Опубл. в БИ. — 2000. — № 17.
34. Patent WO2013108057 A1. Dust suppressant compositions, methods for making and methods for using / R. M. Devi, N. Madhavan, N. Adhavan, A. Bhattacharyya, N. Arumugam, Publication 25.07.2013.
35. Патент Республики Казахстан № 782. Способ предотвращения пыления промышленных гидроотвалов / Д. К. Кайпбаев, А. Г. Олейников, Б. И. Свирякин, А. Ж. Куштаев, Н. Д. Стороженко, М. А. Арустамян // Опубл. в БИ. — 1994. — № 2.
36. Пат. 2513786 РФ. Способ закрепления пылящих поверхностей / Ф. И. Лобанов, Е. М. Чукалина, Л. Н. Козлов, Е. Ю. Глоба, Ю. В. Каплунов // Опубл. в БИ. — 2014. — № 11.
37. Пат. 2303700 РФ. Способ закрепления пылящих поверхностей хранилищ отходов обогащения железных руд / С. В. Сергеев, И. В. Синица, Е. В. Лычагин // Опубл. в БИ. — 2007. — № 21.
38. Синица И. В. Разработка и исследование параметров способа закрепления пылящих поверхностей хвостохранилищ: дисс. … канд. техн. наук. — Тула, 2008. — 23 с.
39. Гурин А. А., Ляшенко В. И., Домничев Н. В. Снижение пыления действующих хвостохранилищ горно-обогатительных комбинатов // Горн. журн. — 2012. — № 5. — С. 13 – 22.
40. Пат. 2407891 РФ. Способ закрепления пылящих поверхностей / Ю. В. Шувалов, М. А. Пашкевич, В. П. Ковшов, Ю. Д. Смирнов, С. В. Ковшов, М. М. Малышкин, А. С. Щербо // Опубл. в БИ. — 2010. — № 36.
41. Ильченкова С. А. Снижение пылевой нагрузки на окружающую среду связыванием дисперсных материалов пылящих поверхностей на территории горных предприятий: дисс. … канд. техн. наук. — СПб., 2005. — 20 с.
42. Пат. 2230997 РФ. Установка для связывания пыли / Ю. В. Шувалов, А. П. Бульбашев, С. А. Ильченкова, Н. А. Гаспарьян // Опубл. в БИ. — 2004. — № 17.
43. Пат. 2175065 РФ. Устройство для закрепления пылящих поверхностей хвостохранилищ и отвалов горных пород / В. П. Мязин, В. А. Бабелло, В. Ф. Офицеров, Д. В. Ходкевич // Опубл. в БИ. — 2001. — № 29.
44. Пат. 2272147 РФ. Способ пылеподавления на пляжах хвостохранилища и устройство для его осуществления / В. П. Бруев, В. И. Минеев, Ю. C. Спиридонов, Е. В. Кичигин, В. П. Петриченко // Опубл. в БИ. — 2006. — № 8.
45. Стриженок А. В. Управление экологической безопасностью намывных техногенных массивов ОАО “Апатит” в процессе их формирования: дисс. … канд. техн. наук. — СПб., 2015. — 20 с.
46. Комонов С. В. Технология пылеподавления на золоотвалах энергетических комплексов: автореф. дисс. … канд. техн. наук. — Красноярск, 2006. — 19 с.

НОВЫЕ МЕТОДЫ И ПРИБОРЫ В ГОРНОМ ДЕЛЕ

УДК 624.131 

ПРИБОР ПРОСТОГО СДВИГА
В. П. Косых, А. Ф. Ревуженко

Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН,
Е-mail: 1v-kosykh@yandex.ru, 2revuzhenko@yandex.ru,
Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия

Разработан прибор для изучения напряженно-деформированного состояния сыпучих сред и грунтов при сдвиге. Прибор позволяет проводить исследование поведения напряжений и дилатансии сыпучих материалов при многократных циклических сдвигах (десятки тысяч). Созданы датчики для длительных измерений дилатансии и напряжений, возникающих в сыпучих средах при лабораторном моделировании геомеханических процессов.

Прибор простого сдвига, однородная деформация, циклическое нагружение, дилатансия, датчики напряжений

DOI: 10.15372/FTPRPI20210417 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. ГОСТ 12248.1. Грунты. Определение характеристик прочности методом одноплоскостного среза. — М.: Стандартинформ, 2020.
2. Болдырев Г. Г. Методы определения механических свойств грунтов с комментариями к ГОСТ 12248–2010. — М.: Прондо, 2014.
3. ГОСТ 12248–2010. Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости.
4. Бугров А. К., Нарбут Р. М., Сипидин В. П. Исследование грунтов в условиях трехосного сжатия. — Л.: Стройиздат, Ленингр. отд-ние, 1987. — 184 с.
5. Крыжановский А. Л., Вильгельм Ю. С., Рахманов Т. Определения угла трения сыпучих грунтов в трехосной аппаратуре и сдвиговых приборах // Основания фундаменты и механика грунтов. — 1983. — № 6.
6. Ревуженко А. Ф., Стажевский С. Б., Шемякин Е. И. О механизме деформирования сыпучего материала при больших сдвигах // ФТПРПИ. — 1974. — № 3. — С. 130 – 133.
7. Куликов А. В. Измерение напряжений в грунтах модернизированными датчиками // Интернет-журнал “Транспортные сооружения”. — 2019. — № 1. — Т. 6.
8. Баранов Д. С. Общие и метрологические требования к датчикам давлений (месдозам) и методы испытаний / Тензометрические приборы для исследования строительных конструкций. — М.: Стройиздат, 1971.
9. Криворотов А. П. О методике измерений давлений в грунтах // Основания, фундаменты и механика грунтов. — 1971. — № 1.
10. Бобряков А. П., Клишин С. В., Косых В. П., Ревуженко А. Ф. О проблеме измерения и расчета напряжений при выпуске сыпучих материалов // Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. — 2017. — Т. 4. — № 3. — С. 32 – 37.

УДК 539.3–620.1 

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИМЕНИМОСТИ ЦИФРОВЫХ ПРИБОРОВ ИЗМЕРЕНИЯ ТВЕРДОСТИ ПО ШОРУ ПРИ ОЦЕНКЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОРОДЫ
Д. Акбай, Г. Экинсилу

Университет 18 марта в Чанаккале, Колледж Кан,
Е-mail: denizakbay@comu.edu.tr, 17400, г. Чанаккале, Турция
Университет Ахи Эвран, Колледж Каман,
40300, г. Кыршехир, Турция

Проведены измерения твердости по Шору карбонатной породы склерометром Шора модели С-2 и твердомерами PCE-1000, Mitech MH310. Выполнено сравнение полученных результатов и обоснована применимость цифровых приборов измерения твердости по Шору.

Твердость породы, твердость по Шору, природный камень, физико-механические свойства

DOI: 10.15372/FTPRPI20210418 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Shalabi F. I., Cording E. J., and Al-Hattamleh O. H. Estimation of rock engineering properties using hardness tests, Eng. Geol., 2007, Vol. 90. — P. 138 – 147.
2. Boutrid A., Bensihamdi S., Chettibi M., and Talhi K. Strength hardness rock testing, J. Min. Sci., 2015, Vol. 51. — P. 95 – 110.
3. American Society for Testing and Materials (ASTM), Standard hardness conversion tables for metals relationship among Brinell hardness, Vickers hardness, rockwell hardness, superficial hardness, Knoop hardness, Scleroscope hardness, and Leeb hardness, E140–12b, 2013.
4. Celik S. B. and Cobanoglu I. Comparative investigation of Shore, Schmidt, and Leeb hardness tests in the characterization of rock materials, Environ. Earth Sci., 2019, Vol. 78.
5. Atkinson R. H. Hardness test for rock characterization, Comprehensive rock engineering: principles, practice and projects, Rock Testing and Site Characterization, Oxford, Pergamon, 1993.
6. Tabor D. Mohr’s Hardness Scale, A physical interpretation, Proc. of Physical Society of London, Section B, 1954.
7. International Society for Rock Mechanics (ISRM), The Complete ISRM Suggested Methods for Rock Characterization, Testing and Monitoring, 1974 – 2006, R. Ulusay and J. A. Hudson (eds.), Ankara, Pergamon, Oxford, 2007.
8. Alt?ndag R. and Guney A. ISRM suggested method for determining the shore hardness value for rock, Int. J. Rock Mech. Min., 2005, Vol. 43. — P. 19 – 22.
9. Turkish Standard TS EN 1936. Natural stone test methods — determination of real density and apparent density, and of total and open porosity, 2010.
10. Turkish Standard TS EN 14579. Natural stone test methods — determination of sound speed propagation, 2015.
11. Turkish Standard TS EN 14157. Natural stone — Determination of the abrasion resistance, 2017.
12. Moore D. S., Notz W. I, and Flinger M. A. The basic practice of statistics, New York, W. H. Freeman and Company, 2013.
13. Doymus K. Korelasyon Analizi. https://kemaldoymus.files.wordpress.com/2009/12/korelasyon.ppt. Accessed January 5, 2016.

УДК 622.647.2 

РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ОБНАРУЖЕНИЯ ОТКЛОНЕНИЯ ЛЕНТЫ ШАХТНОГО КОНВЕЙЕРА НА ОСНОВЕ МАШИННОГО ЗРЕНИЯ
Тайхуа Ван, Чжэн Дун, Цзяци Лю

Институт электротехники и автоматизации в области химии, Хэнаньский политехнический университет,
E-mail: 9567551@qq.com, 460757110@qq.com,454000, г. Цзяоцзо, Китай

Разработана и экспериментально проверена трехуровневая система корректировки отклонения ленты шахтного конвейера на основе машинного зрения. Результаты экспериментов показали, что данная система способна эффективно выявлять случаи отклонения ленты и управлять системой корректировки, которая обладает высокой эффективностью и быстрой скоростью работы. Исследовано увеличение резкости видеоизображения шахтного конвейера, функционирующего в условиях сильной угольной запыленности.

Ленточный конвейер, машинное зрение, отклонение ленты конвейера, обнаружение отклонения, увеличение резкости видеоизображения

DOI: 10.15372/FTPRPI20210419 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Zhang Yan-fei. Design and application of deviation correction device for belt conveyor, Mech. Management and Development, 2019, Vol. 34, No. 9. — P. 70 – 71.
2. Qin Lianjun. Belt conveyor common fault analysis and treatment methods, Coal Technology, 2009, Vol. 28, No. 8. — P. 18 – 20.
3. Gao Rui, Miao Changyun, Miao Di, and Li Xianguo. Multi-view image adaptive enhancement method for conveyor belt fault detection, J. of China Coal Society, 2017, Vol. 42, No. S2. — P. 594 – 602.
4. Wang Guofa,Ren Huaiwei,Pang Yihui, Cao Xiangang,Zhao Guorui, Chen Hongyue,and Du Yibo. Research and engineering progress of intelligent coal mine technical system in early stages, Coal Sci. and Technol., 2020, Vol. 48, No. 7. — P. 1 – 27.
5. Hu Eryi, Li Mengya, Wang Yiran, Lyu Donghan, and Sun Yizhuang. Research on dust removal method for vision system of coal mine robot, Coal Sci. and Technol., 2020, Vol. 48, No. 7. — P. 243 – 248.
6. Wan Wenqing, Tian Bailin, Feng Haiming, Cheng Xingming, Li Ping, and Ren Anxiang. Research on multi-parameters detection method of mine belt conveyor based on laser ranging, Coal Sci. and Technol., 2020, Vol. 48, No. 8. — P. 131 – 138.
7. Qiu Shuohan and Tan Zhanglu. Study on index system of intelligent mine construction degree in coal enterprises, Coal Sci. and Technol., 2019, Vol. 47, No. 10. — P. 259 – 266.
8. Wu Qunying,Jiang Lin,Wang Guofa,Ye Ou, Jiang Zejun, Dong Lihong, Guo Jianjun, Fu Limei, Shi Xiaonan, Xi Xiao, and Xue Zhongxin. Top-level architecture design and key techno¬logies of smart mine, Coal Sci. and Technol., 2020, Vol. 48, No. 7. — P. 80 – 91.
9. Wang Tong. Research on fault detection of mine conveyor based on image processing, Mod. Chem. Res., 2018, Vol. 12. — P. 78 – 79.
10. Yang Xiang, Tian Muqin, Li Lu, Lei Zhipeng, Song Jiancheng, and Zhang Linfeng. Research on belt failure detection technology for belt conveyor, Coal Mine Machinery, 2019, Vol. 40, No. 2. — P. 133 – 136.
11. Mao Qinghua, Mao Jingen, Ma Hongwei, Zhang Xuhui, and Li Zheng. Research on intelligent monitoring system of mine-used belt conveyor, Industry and Mine Automation, 2020, Vol. 46, No. 6. — P. 48 – 52.
12. Sang Guoxing. Reasons for belt conveyor deviation and design of double vertical roller deflection control device, Mech. Eng. & Automation, 2019, Vol. 2. — P. 206 – 207.
13. He Jinxuan, Xue He, Zhang Shun, and Chen Yan. Analysis of rectifying characteristic of belt conveyor self-aligning idler, Coal Mine Machinery, 2020, Vol. 41, No. 3. — P. 72 – 74.
14. Zhang Ziying and Zhang Pan-Pan. Research on deviation and correction measures of belt conveyor in coal mine, Mech. Eng., 2019, Vol. 9. — P. 99 – 101.
15. Jia Yingxin, Jin Ye, Wang Yong, and Zhang Jinhui. Belt correction system of belt conveyor based on visual detection, Coal Mine Machinery, 2019, Vol. 40, No. 9. — P. 62 – 64.
16. Zhang Xiehua, Zhang Shen, Fang Shuai, and Cao Yang. Clearing research on fog and dust images in coalmine intelligent video surveillance, J. of China Coal Society, 2014, Vol. 39, No. 1. — P. 198 – 204.
17. Wang Haijun. Study on centralized control system of digital fully-mechanized coal mining face, Coal Sci. and Technol., 2017, Vol. 45, No. 1. — P. 135 – 141.
18. Sun Jiping. New technology and development of mine informatization and automation, Coal Sci. and Technol., 2016, Vol. 44, No. 1. — P. 19 – 23+83.
19. He Yanpeng, Huang Qingxiang, and Cao Jian. Development status and key technolgy of visual mine, Coal Sci. and Technol., 2019, Vol. 47, No. 4. — P. 32 – 37.
20. Xie Yang, Xu Zhen-Xing, Wang Bo, and Shi You-Zhi. Deviation of conveyor belt in open-pit coal mine in alpine area and improvement measures, Coal Mine Machinery, 2019, Vol. 40, No. 1. — P. 109 – 110.

  Версия для печати