ФТПРПИ №6, 2021. Аннотации.

ГЕОМЕХАНИКА

УДК 622.281.74 

ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ АНКЕРНОГО КРЕПЛЕНИЯ КОНТУРА ВЫРАБОТКИ ПРИ РЕОЛОГИЧЕСКОМ ДЕФОРМИРОВАНИИ ПОРОД
В. Н. Захаров, В. А. Трофимов, Ю. А. Филиппов

Институт проблем комплексного освоения недр им. академика Н. В. Мельникова РАН,
E-mail: asas_2001@mail.ru, Крюковский тупик, 4, 111020, г. Москва, Россия

Представлена геомеханическая модель горной выработки с анкерным креплением. Задача решена с помощью численного моделирования с использованием программного комплекса ANSYS. Проведен анализ влияния анкерного крепления на устойчивость горной выработки с учетом реологических свойств пород. Показано, что нагружение и функционирование анкеров осуществляется за счет их совместного деформирования с вмещающим массивом горных пород с учетом характера взаимодействия анкера, фиксирующей заливки и собственно массива горных пород. Рассматривается возможный механизм потери несущей способности анкерной крепи, связанный с разрушением материала анкера. Описан алгоритм определения времени, в течение которого анкер будет способен выполнять свои функции, и места его разрушения.

Массив горных пород, реологическое деформирование, анкерное крепление, численное моделирование, напряжение, выработка

DOI: 10.15372/FTPRPI20210601 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Bobet A. and Einstein H. H. Tunnel reinforcement with rockbolts, Tunn. Undergr. Space Technol., 2011, Vol. 26. — P. 100 – 123.
2. Stillborg B. Professional users handbook for rock bolting, Trans tech publications, 1986. — 164 p.
3. Vlachopoulos N., Cruz D., Tatone B. S. A., and Lisjak A. The performance of axially loaded, fully grouted rock bolts based on pull-out experiments utilizing fiber optics technology and associated numerical modelling of such support elements, Geotech. Geol. Eng., 2020, Vol. 38. — P. 1389 – 1407.
4. Windsor C. R. Rock reinforcement systems, Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 1997, Vol. 34. — P. 919 – 951.
5. Li C. A review on the performance of conventional and energy-absorbing rockbolts, J. Rock Mech. Geotech. Eng., 2014. — P. 315 – 327.
6. Hoek E., Kaiser P. K., and Bawden W. F. Support of underground excavations in hard rock, 1995. — 225 p. 7. Trofimov V. A. and Filippov Y. A. Contour convergence regularities for openings in coal, APM Proc., SPb, Russia, 2020.
8. Lisjak A., Young-Schultz T., Li B., Liqiang H., Tatone B., and Mahabadi O. A novel rockbolt formulation for a GPU-accelerated, finite-discrete element method code and its application to underground excavations, Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 2020, Vol. 134.
9. Bieniawski Z. T. Engineering classification of jointed rock masses, Trans. S. Afr. Inst. Civ. Eng. 1973, Vol. 15. — P. 335 – 344.
10. Barton N. R., Lien R., and Lunde J. Engineering classification of rock masses for the design of tunnel support, Rock Mech., 1974, Vol. 6. — P. 189 – 236.
11. Lisjak A., Tatone B. S. A., Grasselli G., and Vietor T. Numerical modelling of the anisotropic mechanical behaviour of Opalinus Clay at the laboratory-scale using FEM/DEM, Rock Mech. Rock Eng., 2014, Vol. 47. — P. 187 – 206.
12. Forbes B., Vlachopoulos N., Diederichs M. S., and Aubertin J., Augmenting the in-situ rock bolt pull test with distributed optical fiber strain sensing, Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 2020, Vol. 126.
13. Munjiza A., Owen D. R. J., and Bicanic N. A combined finite-discrete element method in transient dynamics of fracturing solids, Eng. Comput., 1995, Vol. 12. — P. 145 – 174.
14. Elmo D., Stead D., Eberhardt E., and Vyazmensky A. Applications of finite / discrete element modeling to rock engineering problems, Int. J. Geo. Mech., 2013, Vol. 13. — P. 565 – 580.
15. Lisjak A., Garitte B., Grasselli G., Muller H. R, and Vietor T. The excavation of a circular tunnel in a bedded argillaceous rock (Opalinus Clay): short-term rock mass response and FDEM numerical analysis. Tunn. Undergr. Space Technol., 2015, Vol. 45. — P. 227 – 248.
16. Yan C., Zheng H., Sun G., and Ge X. Combined finite-discrete element method for simulation of hydraulic fracturing, Rock Mech. Rock Eng., 2015, Vol. 49. — P. 1389 – 1410.
17. Profit M., Dutko M., Yu J., Cole S., Angus D., and Baird A. Complementary hydro-mechanical coupled finite/discrete element and microseismic modelling to predict hydraulic fracture propagation in tight shale, Computational Particle Mech., 2016, Vol. 3. — P. 229 – 248.
18. Lei Q., Wang X., Xiang J., and Latham J. P. Polyaxial stress-dependent permeability of a three-dimensional fractured rock layer, Hydrogeol. J., 2017, Vol. 25. — P. 2251 – 2262.
19. Vazaios I., Vlachopoulos N., and Diederichs M. The mechanical analysis and interpretation of the EDZ formation around deep tunnels within massive rockmasses using a hybrid finite-discrete element approach: the case of the AECL URL test tunnel, Can. Geotech. J., 2018.
20. Li X., Kim E., and Walton G. A study of rock pillar behaviors in laboratory and in-situ scales using combined finite-discrete element method models, Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 2019, Vol. 118. — P. 21 – 32.
21. Ali Reza Kargar. An analytical solution for circular tunnels excavated in rock masses exhibiting viscous elastic-plastic behavior, Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 2019, Vol. 124. — P. 104 – 128.
22. Sakcalia A. and Yavuz H. Estimation of radial deformations around circular tunnels in weak rock masses through numerical modelling, Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 2019, Vol. 123.

УДК 622.831 

РАСЧЕТ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД С УЧЕТОМ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ОТРАБОТКИ И ЗАКЛАДКИ РУДНЫХ ТЕЛ НА БОЛЬШИХ ГЛУБИНАХ
В. М. Серяков

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

Рассмотрены особенности применения на больших глубинах метода расчета напряженного состояния массива горных пород, разработанного для моделирования перераспределения напряжений во вмещающих породах и закладочном массиве по мере развития горных работ. Предложены пути учета упругопластических свойств горных пород и закладки, основанные на использовании матрицы жесткости расчетной системы, сформированной для исходного массива горных пород. Приведен расчет ряда задач, демонстрирующих возможности предлагаемых подходов.

Месторождения, горные породы, напряженное состояние, большие глубины, выработанное пространство, закладка, последовательность горных работ, нелинейное деформирование

DOI: 10.15372/FTPRPI20210602 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Курленя М. В., Еременко А. А., Шрепп Б. В. Геомеханические проблемы разработки железорудных месторождений Сибири. — Новосибирск: Наука, 2001. — 184 с.
2. Казикаев Д. М. Геомеханика подземной разработки руд. — М.: Горн. кн., 2009. — 542 с.
3. Лизункин М. В. Обоснование геотехнологий подземной разработки сложноструктурных рудных месторождений: автореф. дис. … д-ра техн. наук. — Чита, 2021. — 48 с.
4. Марысюк В. П., Сабянин Г. В., Андреев А. А., Васильев Д. А. Оценка напряженного состояния рудного массива при ведении очистных работ на глубоких рудниках Талнаха // Горн. журн. — 2020. — № 6. — С. 17 – 23.
5. Серяков В. М. Математическое моделирование напряженно-деформированного состояния массива горных пород при применении технологии с закладкой выработанного пространства // ФТПРПИ. — 2014. — № 5. — С. 51 – 60.
6. Глушко В. Т., Виноградов В. В. Разрушение горных пород и прогнозирование проявлений горного давления. — М.: Недра, 1982. — 193 с.
7. Ильюшин А. А. Пластичность. Ч. 1. Упругопластические деформации. — М.; Л.: ОГИЗ, 1948. — 376 с.
8. Малинин Н. Н. Прикладная теория пластичности и ползучести. — М.: Машиностроение, 1975. — 400 с.
9. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. — М.: Мир, 1975. — 542 с.
10. Бронников Д. М., Замесов Н. Ф., Богданов Г. И. Разработка руд на больших глубинах. — М.: Недра, 1982. — 292 с.
11. Крупник Л. А., Шапошник Ю. Н., Шапошник С. Н., Турсунбаева А. К. Технология закладочных работ на горнодобывающих предприятиях Республики Казахстан // ФТПРПИ. — 2013. — № 1. — С. 95 – 105.
12. Курленя М. В., Серяков В. М., Еременко А. А. Техногенные геомеханические поля напряжений. — Новосибирск: Наука, 2005. — 264 с.

УДК 620.178.4 

СООТНОШЕНИЯ МЕЖДУ МЕХАНИЧЕСКИМИ И ФИЗИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ ПЕСЧАНИКА ИЗ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ СОЛЯНОГО ХРЕБТА ПАКИСТАНА
М. З. Эмад, М. У. Хан, С. А. Саки, М. А. Раза, М. У. Тахир

Инженерно-технологический университет,
E-mail: usman@uet.edu.pk, г. Лахор, Пакистан
NESPAK, Национальная инженерная служба, Пакистан

Рассмотрены возможные соотношения между механическими и физическими свойствами песчаника из формаций Соляного хребта. Определены следующие свойства: скорость распространения звуковой волны, плотность в сухом состоянии, пористость, прочность на одноосное сжатие, прочность на растяжение и постоянные упругости. Полученные результаты подверглись статистическому анализу, выявлены соотношения между двумя группами испытанных пород. Данные соотношения определены между пористостью и статическими механическими свойствами, а также между пористостью и динамическими механическими свойствами.

Соляной хребет, песчаник, пористость, прочность, скорость распространения звуковой волны, коэффициент Пуассона, модуль Юнга

DOI: 10.15372/FTPRPI20210603 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Kahraman S. Evaluation of simple methods for assessing the uniaxial compressive strength of rock, Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 2001, Vol. 38. — P. 981 – 994.
2. Soroush H. and Fahimifar A. Evaluation of some physical and mechanical properties of rocks using ultrasonic pulse technique and presenting equations between dynamic and static elastic constants, 10th ISRM Congress, Sandton, South Africa, 2003.
3. Yasar E. and Erdogan Y. Correlating sound velocity with the density, compressive strength and Young’s modulus of carbonate rocks, Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 2004, Vol. 41. — P. 871 – 875.
4. Chary K. B., Sarma L. P., Prasanna Lakshmi K. J., Vijayakumar N. A., Naga Lakshmi V., and Rao M. V. M. S. Evaluation of engineering properties of rock using ultrasonic pulse velocity and uniaxial compressive strength, Proc. National Seminar on Non-Destructive Evaluation, Hyderabad, India, 2006. — P. 379 – 385.
5. Shalabi F. I., Cording E. J., and Hattamleh O. Estimation of rock engineering properties using hardness tests, Eng. Geol., 2007, Vol. 90. — P. 138 – 147.
6. Palchik V. and Hatzor Y. H. The influence of porosity on tensile and compressive strength of porous chalks. Rock Mech. Rock Eng., 2004, Vol. 37. — P. 331 – 341.
7. Tamrakar N. K., Yokota S., and Shrestha S. D. Relationships among mechanical, physical and petrographic properties of Siwalik sandstones, Central Nepal Sub-Himalayas, Eng. Geol., 2007, Vol. 90. — P. 105 – 123.
8. Regnet J. B., Davidet C., Fortin J., Robion P., Makhloufi Y., and Collin P.-Y. Influence of microporosity distribution on the mechanical behavior of oolithic carbonate rocks, Geomechanics for Energy and the Environment, 2015, Vol. 3. — P. 11 – 23.
9. Sameeni S. J. The Salt Range: Pakistan’s unique field museum of geology and paleontology, in PaleoParks, The protection and conservation of fossil sites worldwide, Notebooks on Geology, Chapter 6. France, 2009.
10. The complete ISRM suggested methods for rock characterization, testing and monitoring: 1974–2006, in Suggested methods prepared by the Commission on Testing Methods, Compilation arranged by the ISRM Turkish National Group, eds. Ulusay R., Hudson J. A., Ankara, 2007.
11. Tests, Suggested methods for determining tensile strength of rock materials, J. Rock Mech. Min. Sci. Geomech. Abstracts, 1978. Vol. 15. — P. 99 – 103.
12. Bieniawski Z. T. and Bernede M. J. Suggested methods for determining the uniaxial compressive strength and deformability of rock materials: Part 1. Suggested method for determining deform-ability of rock materials in uniaxial compression, J. Rock Mech. Min. Sci. Geomech. Abstracts, 1979. Vol. 16. — P. 138 – 140.
13. Aydin A. Upgraded ISRM suggested method for determining sound velocity by ultrasonic pulse transmission technique, Rock Mech. Rock Eng., 2014, Vol. 47. — P. 255 – 259.
14. Suggested methods for determining sound velocity, J. Rock Mech. Min. Sci. Geomech. Abstracts, 1978, Vol. 15. — P. 53 – 58.
15. Yu C., Ji S., and Li Q. Effects of porosity on seismic velocities, elastic moduli and Poisson’s ratios of solid materials and rocks, J. Rock Mech. Geotech. Eng., 2016, Vol. 8. — P. 35 – 49.
16. Domenico S. N. Rock lithology and porosity determination from shear and compressional wave velocity, Geophysics, 1984, Vol. 49. — P. 1188 – 1195.
17. Zhang J. J. and Bentley L. R. Factors determining Poisson’s ratio, CREWES Research Report, 2005, Vol. 17. — P. 1 – 15.
18. D’Andrea D. V., Fogelson D. E., and Fischer R. L. Prediction of compressive strength from other rock properties, Washington, 1965. — 23 p.

УДК 622.333.012:550.8 

ПРИМЕНЕНИЕ АНАЛИТИЧЕСКОГО И ЭМПИРИЧЕСКОГО МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИЧИН ГОРНОГО УДАРА, ЗАФИКСИРОВАННОГО В ШАХТЕ ВЕРХНЕСИЛЕЗСКОГО УГОЛЬНОГО БАССЕЙНА ПОЛЬШИ
П. Литва, Г. Мерта

Центральный институт горного дела,
Е-mail: plitwa@gig.eu, пл. Гваркова, 1, 40–166, г. Катовице, Польша

Выполнен анализ причин горного удара, произошедшего в 2019 г. в одной из шахт Верхнесилезского каменноугольного бассейна Польши, в окрестности действующего сплошного забоя при сложных горнотехнических и геологических условиях. В шахте при ведении очистных работ зафиксирован высокий уровень сейсмической активности. Применяемые методы оценки состояния массива пород характеризуются сложностью прогнозирования толчков, приводящих к горному удару или релаксации напряжений. Представлены результаты примененных аналитического и эмпирического методов, обеспечивших возможность определения причин горного удара и выявления принципов дальнейшей работы шахты.

Природные угрозы, производственная безопасность, горный удар, методы прогнозирования горного удара

DOI: 10.15372/FTPRPI20210604 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Chen Xuehua, Li Weiqing, and Yan Xianyang. Analysis on rock burst danger when fully-mechanized caving coal face passed fault ith deep mining, Special Issue Article: The First Int. Symp. Mine Safety Sci. Eng., Safety Sci., 2012, Vol. 50, Issue 4. — P. 645 – 648.
2. Zhijie Wen, Xiao Wang, Yunliang Tan, Hualei Zhang, Wanpeng Huang, and Qinghai Li. A study of rockburst hazard evaluation method in coal mine, Hindawl Publishing Corporation Shock and Vibration, 2015, Article ID 8740868. — 9 p.
3. Zorychta A. and Litwa P. Geomechaniczne modele gorotworu tapiacego. Biblioteka Szkoly Eksploatacji Podziemnej — Seria z Perlikiem, Krakow, W pracy zbiorowej pod redakcja A. Zorychty, 2003, No. 7.
4. Amadei B. and Stephansson O. Rock stress and its measurement, Chapman and Hall, Springer Netherlands, 1997. DOI: 10.1007/978–94–011–5346–1.
5. Makowka J. Method of determining the triaxial stress state in the rock mass with directed hydrofracturing, Arch. Min. Sci., 2015, Vol. 60, No. 3. — P. 729 – 741.
6. Dubinski J. Sejsmiczna metoda wyprzedzajacej oceny zagrozenia wstrzasami gorniczymi w kopalniach wegla kamiennego, Prace GIG, Seria Dodatkowa, Katowice, 1989.
7. Drzewiecki J. and Frejowski A. Ocena skutecznosci prowadzenia eksploatacji w aspekcie zaburzen tektonicznych i sedymentacyjnych. Prace Naukowe GIG, Gornictwo i Srodowisko, 2010, No. 4/3. — P. 86 – 98.
8. Kompleksowa metoda oceny sklonnosci do tapan gorotworu w Gornoslaskim Zaglebiu Weglowym, M. Bukowska (ed.), Wydawnictwo Glownego Instytutu Gornictwa, Katowice, 2009.
9. Myszkowski J. and Frejowski A. Prowadzenie robot gorniczych w warunkach wystepowania zagrozen naturalnych powiazanych ze strefami uskokowymi, Prace Naukowe GIG, Gornictwo i Srodowisko, 2011, No. 1/1. — P. 64 – 71.
10. Drzewiecki J. and Piernikarczyk A. Ocena skutecznosci prowadzenia eksploatacji w aspekcie zaburzen tektonicznych i sedymentacyjnych, Prace naukowe GIG, Kwartalnik Gornictwo i Srodowisko, 2010, No. 4/3. — P. 86 – 97.
11. Kowalski A. Deformacje powierzchni na terenach gorniczych kopaln wegla kamiennego. Wydawnictwo Glownego Instytutu Gornictwa, Katowice, 2020.
12. Szpetkowski S. Prognozowanie wplywow eksploatacji zloz pokladowych na gorotwor i powierzchnie terenu, Slaskie Wydawnictwo Techniczne, Katowice, 1995.
13. Kowalski A. Zmiennosc parametru zasiegu wplywow glownych w gorotworze, Ochrona Terenow Gorniczych, 1985, No. 72/2.

УДК 622.023.23 

ИЗМЕРЕНИЕ ПРОЧНОСТИ НА РАСТЯЖЕНИЕ БРАЗИЛЬСКИМ МЕТОДОМ
В. П. Ефимов

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

Результаты сравнения прочности при испытаниях на растяжение, выполненных прямым и бразильским способом, обсуждаются с позиции учета механических свойств породы. Показано, что статистические коэффициенты согласования по категориям пород дают лишь грубые оценки прямой прочности на разрыв по измеренной прочности бразильским методом. Предлагается для их сопоставления привлекать модели, учитывающие структуру материала. Отмечено, что учет двухосности поля напряжений, приводящий к уменьшению прочности, определенной бразильским способом, по сравнению с прямым растяжением и учет неравномерности растягивающих напряжений, приводящий к обратному эффекту, позволяют точнее согласовать значения прочности на растяжение, измеренные разными способами.

Горные породы, прочность на растяжение, бразильский метод, структурный параметр

DOI: 10.15372/FTPRPI20210605 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Hoek E. and Bieniawski Z. T. Brittle fracture propagation in rock under compression, Int. J. Fracture Mechan., 1965, Vol. 1. — P. 137 – 155.
2. Lin P., Wong Robina H. C., and Tang C. A. Experimental study of coalescence mechanisms and failure under uniaxial compression of granite containing multiple holes, Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 2015, Vol. 77. — P. 313 – 327.
3. Healy D., Jones R. R., and Holdsworth R. E. New insights into the development of brittle shear fractures from a 3D numerical model of microcrack interaction, Earth and Planetary Sci. Letters, 2006, Vol. 249, Issue 1 – 2. — P. 14 – 28.
4. Lankford J. The role of tensile microfracture in the strain rate dependence of compressive strength of fine-grained limestone — analogy with strong ceramics, Int. J. Rock Mech. Min. Sci. Geomech. Abstr., 1981, Vol. 18. — P. 173 – 175.
5. Векслер Ю. А. Долговечность горных пород при сжатии // ФТПРПИ. — 1979. — № 3. — С. 71 – 76.
6. Ефимов В. П. Исследование длительной прочности горных пород в режиме постоянной скорости нагружения // ФТПРПИ. — 2007. — № 6. — С. 37 – 44.
7. Гелазов М. А., Куксенко В. С., Слуцкер А. И. Фибриллярная структура и субмикроскопические трещины в ориентированных кристаллических полимерах // ФТТ. — 1970. — Т. 12. — С. 100 – 108.
8. Carneiro F. A new method to determine the tensile strength of concrete, Proc. of the 5th Meeting of the Brazilian Association for Technical Rules, 1943. — P. 126 – 129.
9. Lavrov A. and Vervoort A. Theoretical treatment of tangential loading effects on the Brazilian test stress distribution, Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 2002, Vol. 39. — P. 275 – 283.
10. Kourkoulis S. K., Markides Ch. F., and Chatzistergos P. E. The Brazilian disc under parabolically varying load: Theoretical and experimental study of the displacement field, Int. J. Solids Structures, 2012, Vol. 49. — P. 959 – 972.
11. Markides C. F. and Kourkoulis S. K. The influence of jaw’s curvature on the results of the Brazilian disc test, J. Rock Mech. Geotech. Eng., 2016, Vol. 8, No. 2. — P. 127 – 146.
12. ASTM D 3967–08. Standard test method for splitting tensile strength of intact rock core specimens, 2008, ASTM International, West Conshohocken, USA.
13. ISRM Suggested methods for determining tensile strength of rock materials, Int. J. Rock Mech. Min. Sci. Geomech. Abstr., 1978, Vol. 15, No. 3. — P. 99 – 103.
14. National standards compilation group of people’s republic of China, GB/T 50266–99 standard for tests method of engineering rock masses, Beijing, China Plan Press, 1999 [in Chinese].
15. Brawn Е. Т. and Trollope D. Тhe failure of linear brittle mаtеrials under effective tensile stress, J. Rock Месh. Eng. Geol., 1967, Vol. 5. — P. 229 – 241.
16. Brisevac Z., Kujundzic T., and Cajic S. Current cognition of rock tensile strength testing by Brazilian test, The Mining-Geology-Petroleum Engineering Bulletin, 2015. — P. 101 – 114.
17. Perras M. A. and Diederichs M. S. A review of the tensile strength of rock. Concepts and testing, J. Geotech. Geol. Eng., 2014, Vol. 32, No. 2. — P. 525 – 546.
18. Li D. and Wong L. The Brazilian disc test for rock mechanics applications: review and new insights, J. Rock Mech. Rock Eng., 2013, Vol. 46. — P. 269 – 287.
19. Demirdag S., Tufekci K., Sengun N., Efe T., and Altindag R. Determination of the direct tensile strength of granite rock by using a new dumbbell shape and its relationship with Brazilian tensile strength, IOP Conf. Series: Earth and Environmental Sci., 2019, Vol. 221. — Article ID 012094.
20. Jaeger J. C. Failure of rocks under tensile conditions, Int. J. Rock Mech. Min. Sci. Geomech. Abstr., 1967, Vol. 4, No. 2. — P. 219 – 227.
21. Pandey P. and Singh D. P. Deformation of a rock in different tensile tests, J. Eng. Geol., 1986, Vol. 22, No. 3. — P. 281 – 292.
22. Fuenkajorn K. and Klanphumeesri S. Laboratory determination of direct tensile strength and deformability of intact rocks, Geotech. Testing J., 2011, Vol. 34, No. 1. — P. 97 – 102.
23. Unlu T. and Yilmaz O. A new method developed for determining direct tensile strength of intact rock Materials, Rockmec’2014 — XIth Regional Rock Mech. Symp., 2014. — P. 97 – 106.
24. Efimov V. P. The rock strength in different tension conditions, J. Min. Sci., 2009, Vol. 45, No. 6. — P. 569 – 575.
25. Mellor M. and Hawkes I. Measurement of tensile strength by diametral compression of discs and annuli, J. Eng. Geol., 1971, Vol. 5, No. 3. — P. 173 – 225.
26. Ramana Y. V. and Sarma L. P. Split-collar tensile test grips for short rock cores, J. Eng. Geol., 1987, Vol. 23. — P. 255 – 261.
27. Alehossein H. and Boland J. N. Strength, toughness, damage and fatigue of rock, Proc. Int. Conf. Structural Integrity Fracture, 2004, Brisbane, Australia, Article ID 836.
28. Liu J., Chen L., Wang C., Man K., Wang L., Wang J., and Su R. Characterizing the mechanical tensile behavior of Beishan granite with different experimental methods, Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 2014, Vol. 69. — P. 50 – 58.
29. Qi S. W., Lan H. X.,•Martin D., and Huang X. L. Factors controlling the difference in Brazilian and direct tensile strengths of the lac du bonnet granite, J. Rock Mech. Rock Eng., 2020, Vol. 53. — P. 1005 – 1019.
30. Andreev G. E. A review of the Brazilian test for rock tensile strength determination. Part I: Calculation formula, J. Min. Sci. Technol., 1991, Vol. 13, No. 3. — P. 445 – 456.
31. Hansen F. D. and Vogt T. J. Thermomechanical properties of selected shales, Oak Ridge National Laboratory Report, 1987. — 95 p.
32. Hakala M. and Heikkila E. Posiva laboratory testing reports WR-97–04, WR-97–07e, 1997. http://www.posiva.fi/.
33. Erarslan N. and Williams D. Experimental, numerical and analytical studies on tensile strength of rocks, Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 2012, Vol. 49. — P. 21 – 30.
34. Coviello A., Lagioia R., and Nova R. On the measurement of the tensile strength of soft rocks, J. Rock Mech. Rock Eng., 2005, Vol. 38, No. 4. — P. 251 – 273.
35. Li K., Cheng Y., Yin Z. Y., Han D., and Meng J. Size effects in a transversely isotropic rock under Brazilian tests: Laboratory testing, J. Rock Mech. Rock Eng., 2020, Vol. 53. — P. 2623 – 2642.
36. Лермит Р. Проблемы технологии бетона. — М.: Госстройиздат, 1959. — 297 с.
37. Яшин А. В. Неодноосные напряженно-деформированные состояния бетона. В кн. Прочность, структурные изменения и деформации бетона. — М.: Стройиздат, 1978. — С. 196 – 222.
38. Мальцов К. А., Пак А. П. Учет сложного напряженного состояния при расчетах прочности бетона в сооружениях // Изв. ВНИИГ. — 1972. — Т. 100. — С. 205 – 214.
39. Зайцев Г. Г., Барабанов В. Н., Лаухина Н. С. Сравнительный метод определения предела прочности графита методом сжатия цилиндрических образцов по образующей // Конструкционные материалы на основе графита: сб. тр. — 1971. — № 6. — С. 153 – 156.
40. Фрохт М. Фотоупругость. — М., 1950. — Т. 2. — 488 с.
41. Трапезников Л. П. Температурная трещиностойкость массивных бетонных конструкций. — М.: Энергоатомиздат, 1986. — 272 с.
42. Леган М. А. О взаимосвязи градиентных критериев локальной прочности в зоне концентрации напряжений с линейной механикой разрушения // ПМТФ. — 1993. — № 4. — C. 146 – 154.
43. Ефимов В. П. Влияние скорости нагружения на трещиностойкость горных пород с позиций кинетической термофлуктуационной концепции разрушения // ФТПРПИ. — 2016. — № 2. — С. 57 – 64.
44. Zhang Z. X. An empirical relation between mode I fracture toughness and the tensile strength of rock, Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 2002, Vol. 39. — P. 401 – 406.

РАЗРУШЕНИЕ ГОРНЫХ ПОРОД

УДК 622.234.573 

ТРЕХМЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ГИДРОРАЗРЫВА ИЗОТРОПНОЙ УПРУГОЙ СРЕДЫ С ЩЕЛЕВЫМ ИНИЦИАТОРОМ НА ЗАБОЕ СКВАЖИНЫ
А. В. Азаров, С. В. Сердюков

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

Рассмотрены результаты численных исследований гидроразрыва изотропной упругой среды с щелевым инициатором на забое скважины. Установлено влияние отдельных факторов, в том числе глубины инициатора, его удаления от забоя скважины, формы забоя, прочностных и упругих свойств материала, на форму образующихся трещин, давление разрыва. Приведены примеры использования выявленных закономерностей для оптимизации параметров оборудования и ориентированного гидроразрыва породного массива при решении задач горного дела.

Гидроразрыв, щелевой инициатор, траектория развития трещины, скважина, форма забоя, прочностные и упругие свойства, давление разрыва, математическое моделирование, расширенный метод конечных элементов

DOI: 10.15372/FTPRPI20210606 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Шилова Т. В., Сердюков С. В. Защита действующих дегазационных скважин от поступления воздуха из горных выработок через вмещающие породы // ФТПРПИ. — 2015. — № 5. — С. 179 – 186.
2. Панов А. В., Скулкин А. А., Цибизов Л. В., Родин Р. И. Определение компонент природного поля напряжения по данным измерительного гидроразрыва // Интерэкспо Гео-Сибирь. — 2015. — Т. 2. — № 3. — С. 186 – 190.
3. Чернов О. И., Гребенник О. И. Направленное воздействие на монолитную труднообрушающуюся кровлю в шахтах // Механика горных пород и механизированные крепи. — Новосибирск: Наука, 1985. — 254 с.
4. Темиряева О. А. Повышение надежности работы пакерных уплотнительных элементов на основе результатов лабораторных испытаний // Вестн. КузГТУ. — 2021. — № 2. — С. 74 – 82.
5. Sukumar N. and Prevost J. H. Modeling quasi-static crack growth with the extended finite element method Part I: Computer implementation, Int. J. Solids and Structures, 2003, Vol. 40, No. 26. — P. 7513 – 7537.
6. Азаров А. В., Курленя М. В., Сердюков С. В. Программный комплекс для моделирования гидравлического разрыва пласта при добыче твердых полезных ископаемых // ФТПРПИ. — 2020. — № 5. — С. 206 – 214.
7. Ortiz M. and Pandolfi A. Finite deformation irreversible cohesive elements for three dimensional crack propagation analysis, Int. J. Numerical Methods in Eng., 1999, Vol. 44, No. 9. — P. 1267 – 1282.
8. Irwin G. R. Analysis of stresses and strains near the end of a crack traversing a plate, SPIE Mile-stone Series, 1997, Vol. 137. — P. 167 – 170.
9. Erdogan F. and Sih G. C. On the crack extension in plates under plane loading and transverse shear, J. Basic Eng., 1963., Vol. 85, No. 4. — P. 519 – 525.
10. Шер Е. Н., Михайлов А. М. Моделирование роста осесимметричных трещин при взрыве и гидроразрыве вблизи свободной поверхности // ФТПРПИ. — 2008. — № 5. — C. 53 – 61.
11. Колыхалов И. В. Физическое моделирование развития осесимметричных трещин при флюидоразрыве упругих сред пластическим материалом // Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. — 2017. — Т. 4. — № 1. — С. 113 – 118.

УДК 622.234.573 

О ФОРМЕ ТРЕЩИН ГИДРОРАЗРЫВА ПОРОДНОГО МАССИВА В ОКРЕСТНОСТИ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ПОЛОСТИ
С. В. Сердюков, А. В. Азаров, Л. А. Рыбалкин, А. В. Патутин

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

Представлены результаты численных и экспериментальных исследований закономерностей развития трещин гидроразрыва в окрестности протяженной цилиндрической полости в изотропной упругой среде в условиях гидростатического и неравнокомпонентного объемных напряженных состояний. Показан характер влияния на кривизну и объем трещин расстояния между щелевым инициатором разрыва и полостью, прочности и сжатия среды. Приведены основные виды образующихся трещин, условия их формирования. По результатам физического моделирования и натурного эксперимента подтверждена достоверность численных исследований, возможность использования разработанных программных и методических решений в расчетах технологических гидроразрывов, выполняемых на небольших удалениях от подземных сооружений, горных выработок.

Породный массив, горная выработка, напряженное состояние, гидравлический разрыв, форма трещин, давление рабочей жидкости, численное моделирование, расширенный метод конечных элементов, лабораторный и натурный физический эксперимент

DOI: 10.15372/FTPRPI20210607 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Шилова Т. В., Сердюков С. В. Защита действующих дегазационных скважин от поступления воздуха из горных выработок через вмещающие породы // ФТПРПИ. — 2015. — № 5. — С. 179 – 186.
2. Панов А. В., Скулкин А. А., Цибизов Л. В., Родин Р. И. Определение компонент природного поля напряжения по данным измерительного гидроразрыва // Интерэкспо Гео-Сибирь. — 2015. — Т. 2. — № 3. — С. 186 – 190.
3. Xia B., Zhang X., Yu B., and Jia J. Weakening effects of hydraulic fracture in hard roof under the influence of stress arch, Int. J. Min. Sci. and Tech., 2018, Vol. 28, No. 6. — P. 951 – 958.
4. Liu Z., Lu Q, Sun Y., Tang X., Shao Z., and Weng Z. Investigation of the influence of natural cavities on hydraulic fracturing using phase field method, Arabian J. for Sci. and Eng., 2019, Vol. 44, No 12. — P. 10481 – 10501.
5. Chen Z., Li X., Dusseault M. B., and Weng L. Effect of excavation stress condition on hydraulic fracture behaviour, Eng. Fracture Mech., 2020, Vol. 226. — P. 106871.
6. Мартынюк П. А., Шер E. H. О развитии трещины вблизи кругового отверстия с учетом внешнего поля сжимающих напряжений // ФТПРПИ. — 1996. — № 6. — С. 19 – 30.
7. Shi F., Wang D., and Chen X. A. Numerical study on the propagation mechanisms of hydraulic fractures in fracture-cavity carbonate reservoirs, Cmes-Computer Modeling in Eng. and Sci., 2021, Vol. 127, No. 2. — P. 575 – 598.
8. Luo Z., Zhang N, Zhao L., Zeng J., Liu P., and Li N. Interaction of a hydraulic fracture with a hole in poroelasticity medium based on extended finite element method, Eng. Analysis with Boundary Elements, 2020, Vol. 115. — С. 108 – 119.
9. Song J. H., Areias P. M. A., and Belytschko T. A method for dynamic crack and shear band propagation with phantom nodes, Int. J. for Numerical Methods in Eng., 2006, Vol. 67, No. 6. — P. 868 – 893.
10. Cruz F., Roehl D., do Amaral Vargas Jr. E. An XFEM implementation in Abaqus to model intersections between fractures in porous rocks, Computers and Geotechnics, 2019, Vol. 112. — P. 135 – 146.
11. He B. Hydromechanical model for hydraulic fractures using XFEM, Frontiers of Structural and Civil Eng., 2019, Vol. 13, No. 1. — P. 240 – 249.
12. Belytschk T., Chen H., Xu J., and Zi G. Dynamic crack propagation based on loss of hyperbolicity and a new discontinuous enrichment, Int. J. for Numerical Methods in Eng., 2003, Vol. 58, No. 12. — P. 1873 – 1905.
13. Азаров А. В., Курленя М. В., Сердюков С. В. Программный комплекс для моделирования гидравлического разрыва пласта при добыче твердых полезных ископаемых // ФТПРПИ. — 2020. — № 5. — С. 206 – 214.
14. Ortiz M. and Pandolfi A. Finite deformation irreversible cohesive elements for three dimensional crack propagation analysis, Int. J. Numerical Methods in Eng., 1999, Vol. 44, No. 9. — P. 1267 – 1282.
15. Колыхалов И. В. Физическое моделирование развития осесимметричных трещин при флюидоразрыве упругих сред пластическим материалом // Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. — 2017. — Т. 4. — № 1. — С. 113 – 118.
16. Сердюков С. В., Рыбалкин Л. А., Дробчик А. В., Патутин А. В., Шилова Т. В. Лабораторный стенд для моделирования гидравлического разрыва массива трещиноватых пород // ФТПРПИ. — 2020. — № 6. — С. 193 – 201.

УДК 539.421 

ЧИСЛЕННАЯ ОЦЕНКА СОПРОТИВЛЕНИЯ ВНЕДРЕНИЮ КЛИНОВИДНОГО ИНСТРУМЕНТА В ХРУПКИЙ ПОРОДНЫЙ МАССИВ С УЧЕТОМ РАВНОВЕСНОГО РАЗВИТИЯ МАГИСТРАЛЬНОЙ ТРЕЩИНЫ
Е. Н. Шер

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

Разработана расчетная схема и программа численного решения в рамках упругой постановки трехмерной задачи определения сопротивления внедрению клиновидного инструмента в хрупкий породный массив с учетом развития магистральной трещины. Проведено тестирование разработанной программы. Подтверждена ее работоспособность сравнением с аналитическим решением задачи о равновесном развитии дисковой трещины в упругом пространстве при центральном ее нагружении давлением на круге ограниченного радиуса. Показано, что такое решение является хорошим приближением к результатам численных расчетов задачи о внедрении клина и может использоваться для оценки силы сопротивления внедрению клина в зависимости от его геометрических параметров, заглубления и характеристик среды.

Внедрение клина, горные породы, трехмерный расчет, сопротивление внедрению, коэффициент жесткости, магистральная трещина, форма трещины

DOI: 10.15372/FTPRPI20210608 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ушаков Л. С., Котылев Ю. Е., Кравченко В. А. Гидравлические машины ударного действия. — М.: Машиностроение, 2000. — 415 с.
2. Безвзрывные технологии открытой добычи твердых полезных ископаемых / А. Р. Маттис, В. И. Ческидов, В. Н. Лабутин и др. — Новосибирск: СО РАН, 2007. — 335 с.
3. Городилов Л. В., Лабутин В. Н. Перспективы создания ковшей активного действия к гидравлическим строительным экскаваторам // Материалы V Междунар. науч. симп. “Ударно-вибрационные системы, машины и технологии”, 23 – 25 апреля 2013 г. — Орел: ОрелГТУ, 2013. — С. 112 – 119.
4. Горбунов В. Ф., Лазуткин А. Г., Ушаков Л. С. Импульсный гидропривод горных машин. — Новосибирск: Наука, 1986. — 195 с.
5. Крюков Г. М. Физика разрушения горных пород при бурении и взрывании. — Т. 1. — М.: Горн. кн., 2006. — 330 с. 6. Колесников Ю. В., Морозов Е. М. Механика контактного разрушения. — М.: ЛКИ, 2010. — 224 с.
7. Lawn B. R., Evans A. G., and Marshall D. B. Elastic / plastic in indentation damage in ceramics: the median/radial crack system, J. Amer. Ceram. Soc, 1980, Vol. 63, No. 9 – 10. — P. 574 – 581.
8. Lawn B. R. and Wilshav T. R. Indentation fracture: principles and application, J. Mater. Sci., 1975, Vol. 10, No. 6. — P. 1049 – 1081.
9. Lawn B. R. and Swain M. V. Microfracture beneath point indentation in brittle solids, J. Mater. Sci., 1975, Vol. 10, No. 1. — P. 113 – 122.
10. Maurer W. C. and Rinehart J. S. Impact crater formation in rock, J. Appl. Phys., 1960, Vol. 31, No. 7. — P. 1247.
11. Paul B. and Sikarskie D. A preliminary theory on static penetration by a ridge wedge into brittle rock material, Transaction of SME-AIME, Dec. 1965. — P. 372 – 383.
12. Башеев Г. В., Ефимов В. В., Мартынюк П. А. Расчетная модель разрушения горных пород клиновидным ударным инструментом // ФТПРПИ. — 1999. — № 5. — С. 53 – 61.
13. Башеев Г. В. Расчетная модель откола куска горной породы при ударе клином под уступ // ФТПРПИ. — 2004. — № 5. — С. 77 – 89.
14. Шер Е. Н., Ефимов В. П. Трехмерное моделирование развития трещины в твердом теле при внедрении жесткого клина // ФТПРПИ. — 2015. — № 6. — С. 43 – 48.
15. Reichmuth P. R. Correlation of force and displacement data with physical rock properties for percussive drilling systems, Proc. 5th Symp. on Rock Mech., NY, Pergamon Press, 1963. — P. 33 – 60.
16. Александров Е. В., Соколинский В. Б., Захариков Г. М. Исследование взаимодействия инструмента и горной породы при ударном разрушении. — М.: ИГД им. А. А. Скочинского, 1967. — 62 с.
17. Крауч С., Старфилд А. Методы граничных элементов в механике твердого тела. — М.: Мир, 1987. — 326 с.
18. Шер Е. Н., Михайлов А. М. Моделирование роста осесимметричных трещин при взрыве и гидроразрыве вблизи свободной поверхности // ФТПРПИ. — 2008. — № 5. — С. 53 – 62.
19. Peach М. and Koehler J. S. The forces exerted on dislocations and the stress fields produced by them, Phys. Rev., 1950, Vol. 80, No. 3— С. 436 – 439.

УДК 622.271.3, 550.34.016 + 550.394 

ЛАБОРАТОРНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ГОРНЫХ СКЛОНОВ ПРИ ДИНАМИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ
Г. Г. Кочарян, С. Б. Кишкина, З. З. Шарафиев

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

Рассмотрены результаты лабораторных экспериментов, моделирующих субгоризонтальное воздействие низкочастотной сейсмической волны на склон. Использование акселерометров позволило проследить развитие относительного движения соскальзывающей массы склона даже в тех случаях, когда визуально деформация не видна. Установлено, если максимальное ускорение в импульсе ниже определенного значения, зависящего только от прочности грунта, то склон остается устойчивым даже при высоких скоростях смещения грунта. Однократное воздействие импульсом с большим ускорением, но с низкой массовой скоростью, также не инициирует оползень. Однако в этом случае возникают остаточные деформации, которые, накапливаясь, могут в дальнейшем перевести склон в неустойчивое состояние. При многократном воздействии критические параметры заметно снижаются по сравнению с одиночным импульсом. Особенно это касается крутых склонов с малыми коэффициентами устойчивости. Выполнен анализ параметров колебаний от землетрясений разных магнитуд, инициирующих разрушение склона в виде оползней.

Склоновые процессы, оползни, обрушение склонов, многократные воздействия, сейсмические колебания, землетрясения, взрывы

DOI: 10.15372/FTPRPI20210609 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Newmark N. M. Effects of earthquakes on dams and embankments, Geotechnique, 1965, Vol. 15, No. 2. — P. 139 – 160.
2. Strom A., Lan H., and Li L. Rock avalanche mobility: optimal characterization and the effects of confinement, Landslides, 2019, Vol. 16, No. 8. — P. 1437 – 1452.
3. Wilson R. C. and Keefer D. K. Dynamic analysis of a slope failure from the 6 August 1979 Coyote Lake, California, earthquake, Bulletin of the Seismological Society of America, 1983, Vol. 73. — P. 863 – 877.
4. Keffer D. K. Landslides caused by earthquakes, GSA Bulletin, 1984, Vol. 95, No. 4. — P. 406 – 421.
5. Мельников Н. Н., Козырев А. А., Лукичев С. В. Новая концепция разработки месторождений глубокими карьерами // Горн. журн. — 2009. — № 11. — С. 7 – 11.
6. Фисенко Г. Л. Устойчивость бортов карьеров и отвалов. — М.: Недра, 1965. — 378 с.
7. Яковлев Д. В., Цирель С. В., Зуев Б. Ю., Павлович А. А. Влияние землетрясений на устойчивость бортов карьеров // ФТПРПИ. — 2012. — № 4. — С. 3 – 19.
8. Цирель С. В., Павлович А. А. Проблемы и пути развития методов геомеханического обоснования параметров бортов карьеров // Горн. журн. — 2017. — № 7. — С. 39 – 45.
9. Wilson R. C. and Keefer D. K. Predicting areal limits of earthquake-induced landsliding. Earthquake hazards in the Los Angeles region — an Earth-science perspective, U. S. Geol. Survey Profes., ed. J. I. Ziony, 1985. — P. 317 – 345.
10. Храмцов Б. А., Бакарас М. В., Кравченко А. С., Корнейчук М. А. Управление устойчивостью отвалов рыхлой вскрыши железорудных карьеров КМА // ГИАБ. — 2018. — № 2. — С. 66 – 72.
11. ОДМ 218.2.006–2010. Рекомендации по расчету устойчивости оползнеопасных склонов (откосов) и определению оползневых давлений на инженерные сооружения автомобильных дорог, 2010. — 116 с.
12. Dieterich J. H. Modeling of rock friction: 1. Experimental results and constitutive equations, J. Geophys. Res., 1979, Vol. 84. — P. 2161 – 2168.
13. Arnold L. Seismically-induced rock-slope failure: numerical investigations using the bonded particle model, PhD dissertation, University of Washington, 2016.
14. Павлов Д. В., Шарафиев З. З. Методика лабораторного исследования устойчивости склона при импульсном динамическом воздействии. Динамические процессы в геосферах. — М.: Геос, 2020. — С. 53 – 62.
15. Кочарян Г. Г., Беседина А. Н., Кишкина С. Б., Павлов Д. В., Шарафиев З. З., Каменев П. А. Инициирование обрушения склона сейсмическими колебаниями от разных источников // Физика Земли. — 2021. — № 5. — С. 41 – 54.
16. Седов Л. И. Механика сплошной среды. Т. 1. — М.: Наука, 1976. — 492 c.
17. Адушкин В. В., Орленко Т. А. Прочностные характеристики разуплотнения песчаного грунта при сдвиге // Механика твердого тела. — 1971. — № 2. — С. 167 – 171.
18. ГОСТ 12248–2010. Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости. — М.: Стандартинформ, 2011.
19. Кочарян Г. Г., Спивак А. А. Динамика деформирования блочных массивов горных пород. — М.: ИКЦ “Академкнига”, 2003. — 423 с.
20. Bullock Z., Dashti S., Liel A., Porter K., Karimi Z., and Bradley B. Ground-motion prediction equations for arias intensity, cumulative absolute velocity, and peak incremental ground velocity for rock sites in different tectonic environments, Bull. Seismol. Soc. Am., 2017, Vol. 107. — P. 2293 – 2309.
21. Boore D. M., Joyner W. B., and Fumal D. E. Estimation of response spectra and peak accelerations from western North America earthquakes: an interim report, Open-File-Report, US Geological Survey, Reston, VA, 1993. — 72 p.
22. Sabetta F. and Pugliese A. Estimation of response spectra and simulation of nonstationary ground motions, Bulletin of the Seismological Society of America, 1996, Vol. 86, No. 2. — P. 337 – 352.
23. Carro M., Amicis M. De, Luzi L., and Marzorati S. The application of predictive modeling techniques to landslides induced by earthquakes: the case study of the 26 September 1997 Umbria — Marche earthquake (Italy), Eng. Geol., 2003, Vol. 69. — P. 139 – 159.
24. Jibson R. W., Rathje E. M., Jibson M. W., and Lee Y. W. SLAMMER — seismic landslide movement modeled using earthquake records, U. S., Geological Survey Techniques and Methods, 2013. DOI: 10.3133/ТМ/2В1.
25. Эртелева О. О. Спектры реакции в скоростях: оценки параметров и формы // Вопросы инженерной сейсмологии. — 2015. — Т. 42. — № 4. — С. 5 – 14.

ТЕХНОЛОГИЯ ДОБЫЧИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

УДК 622.271:622.7 

МАЛООТХОДНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ОСВОЕНИЯ СЛОЖНОСТРУКТУРНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ КОМБИНИРОВАННЫХ СХЕМ ВЫЕМКИ И ПЕРЕРАБОТКИ РУД
Г. В. Секисов, А. Ю. Чебан

Институт горного дела ДВО РАН,
Е-mail: chebanay@mail.ru, ул. Тургенева, 51, 680000, г. Хабаровск, Россия

Представлен комплекс технологических решений, обеспечивающих существенное повышение сквозного извлечения полезных компонентов при разработке сложноструктурных рудных месторождений. В качестве критерия оценки эффективности такой разработки с помощью комбинированных схем выемки и переработки предлагается использовать максимальный суммарный чистый дисконтированный доход от добычи и переработки кондиционных руд и некондиционного минерального сырья, а также отходов горно-обогатительного производства, получаемый за весь период эксплуатации месторождения. Применение данного критерия позволяет установить оптимальные границы содержания полезного компонента для выделения технологических типов и сортов руд. Эксплуатационные блоки разделяются по геолого-технологическим типам, определяемым текстурно-структурными особенностями руд и их вещественным составом. В сложноструктурном блоке выделяются зоны различных промышленных сортов: особо богатые, богатые, рядовые, бедные и особо бедные руды. Ведется опережающая механическая выемка особо богатых руд с направлением их на автоклавное или сорбционное выщелачивание. После взрывного рыхления оставшиеся сорта руд подаются на обогатительную фабрику либо на кучное выщелачивание. Данная технология позволяет повысить сквозное извлечение металлов из рудного блока.

Сложноструктурный блок, типы руд, сорта руд, комбинированная выемка и переработка руд, извлечение металла, критерий эффективности, ресурсосбережение

DOI: 10.15372/FTPRPI20210610 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Брюховецкий О. С., Бунин Ж. В., Ковалев И. А. Технология и комплексная механизация разработки месторождений полезных ископаемых. — М.: Недра, 1989. — 300 с.
2. Dimitrakopoulos R. Orebody modeling and strategic mine planning: old and new dimensions in a changing World., Proc. Int. Symp., Western Australia, 2009.
3. Menabde M., Froyland G., Stone P., and Yeates G. Mining schedule optimization for conditionally simulated orebodies, Orebody Modeling and Strategic Mine Planning, Spectrum Series, 2007. — P. 91 – 100.
4. Ордин А. А., Клишин В. И. Оптимизация технологических параметров горнодобывающих предприятий на основе лаговых моделей. — Новосибирск: Наука, 2009. — 165 с.
5. Агошков М. И., Гольдман Е. Л., Кривенков Н. А. Экономика горнорудной промышленности. — М.: Недра, 1986. — 264 с.
6. Cacceta L. and Hill S. An application of branch and cut to open pit mine scheduling, J. Global Optimization, 2003, Vol. 27. — P. 349 – 365.
7. Чебан А. Ю., Секисов Г. В. Систематизация способов выемки и переработки руд маломасштабных месторождений // Вестн. ЗабГУ. — 2020. — Т. 26. — № 5. — С. 13 – 20.
8. Абрамов А. А. Пути повышения комплексности использования руд цветных металлов на основе совершенствования технологий их обогащения // Недропользование XXI век. — 2007. — № 5. — С. 74 – 80.
9. Резниченко С. С., Антипова Н. М. Формирование качественно-количественных показателей рудопотоков при открытой разработке меднорудных месторождений // ГИАБ. — 2011. — № S 4 – 14. — С. 41 – 46.
10. Трубецкой К. Н., Каплунов Д. Р., Рыльникова М. В., Радченко Д. Н. Новые подходы к проектированию ресурсовоспроизводящих технологий комплексного освоения рудных месторождений // ФТПРПИ. — 2011. — № 3. — С. 58 – 66.
11. Аристов И. И., Рубцов С. К. Совершенствование методик нормирования и учета потерь и разубоживания руды при разработке сложноструктурных месторождений // Недропользование XXI век. — 2006. — № 1. — С. 28 – 36.
12. Горлов Ю. В., Игнатов В. Н., Горлов Д. Ю., Шум И. Ю. Оценка проектных эксплуатационных потерь твердых полезных ископаемых при буровзрывных работах // ГИАБ. — 2010. — № 2. — С. 80 – 82.
13. Ракишев Б. Р. Автоматизированное проектирование и производство массовых взрывов на карьерах. — Алматы: Гылын, 2016. — 340 с.
14. Горлов Ю. В., Игнатов В. Н., Горлов Д. Ю., Шум И. Ю. Методика расчета зоны переизмельчения горных пород вокруг скважинного заряда // ГИАБ. — 2010. — № 2. — С. 75 – 79.
15. Хакулов В. А., Кононов О. В., Шаповалов В. А., Карпова Ж. В. Совершенствование добычи и переработки руд Тырныаузского месторождения // Обогашение руд. — 2021. — № 3. — С. 3 – 8.
16. Ревнивцев В. И., Азбель Е. И., Баранов Е. Г. Подготовка минерального сырья к обогащению и переработке. — М.: Недра, 1987. — 307 с.
17. Sekisov A. and Rasskazova A. Assessment of the possibility of hydrometallurgical processing of low-grade ores in the oxidation zone of the Malmyzh Cu – Au porphyry deposit, Minerals, 2021, Vol. 11, No. 1. — P. 1 – 11.
18. Бабич И. Н. Новые возможности оценки контрастности руд в недрах // Рациональное освоение недр. — 2020. — № 6. — С. 38 – 46.
19. Чебан А. Ю., Секисов Г. В. Обоснование использования комбинированной подготовки к селективной выемке руд сложноструктурных месторождений // Вестн. МГТУ им. Г. И. Носова. — 2020. — Т. 18. — № 3. — С. 4 – 12.
20. Шумилова Л. В., Резник Ю. Н., Трубачев А. И. Переработка золотосодержащих руд методом кучного и кюветного выщелачивания: проблемы и перспективы развития. — Чита: ЧитГУ, 2009. — 388 с.
21. Голик В. И., Исмаилов Т. Т., Мицик М. Ф. Универсальная модель выщелачивания металлов из некондиционного сырья с механохимической активацией процессов извлечения // ГИАБ. — 2011. — № 10. — С. 233 – 241.
22. Трубецкой К. Н., Чантурия В. А., Каплунов Д. Р., Рыльникова М. В. Комплексное освоение месторождений и глубокая переработка минерального сырья. — М.: Наука, 2010. — 270 с.
23. Чебан А. Ю., Секисов А. Г. Карьерный экскаватор с рабочим оборудованием для отделения обогащенной рудной мелочи // Вестн. МГТУ им. Г. И. Носова. — 2020. — Т. 18. — № 1. — С. 16 – 22.
24. Голик В. И. Технологии выщелачивания металлов — путь реанимации горного производства Осетии // Устойчивое развитие горных территорий. — 2020. — Т. 12. — № 2. — С. 273 – 282.
25. Пат. 2647961 РФ. Способ выщелачивания золота из упорных руд / А. Г. Секисов, А. В. Рассказова // Опубл. в БИ. — 2018. — № 9.

УДК 622.015, 622.1 

ОЦЕНКА СТЕПЕНИ СЛОЖНОСТИ УСЛОВИЙ ОТКРЫТЫХ РАЗРАБОТОК МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ ДЛЯ ОБОСНОВАНИЯ ДЕФОРМАЦИОННОГО МОНИТОРИНГА КАРЬЕРА
М. Р. Пономаренко, Ю. И. Кутепов

Санкт-Петербургский горный университет,
Е-mail: pnmry@yandex.ru, Васильевский остров, 21 линия, 2, 199106, г. Санкт-Петербург, Россия

Обоснована возможность применения типизации горнотехнических объектов по степени их сложности для определения структуры и состава деформационного мониторинга. В качестве основы для типизации предложено использовать частные показатели, характеризующие инженерно-геологические, гидрогеологические и горно-геологические условия разработки месторождений полезных ископаемых. На основе существующих нормативных документов, а также с учетом современного масштаба ведения открытых горных работ и текущих параметров современных горнотехнических объектов сформулирована система частных показателей для оценки условий разработки карьеров. Представлено решение задачи многокритериального анализа влияния выделенных частных показателей на результирующий показатель сложности карьеров. Предложена методика деформационного мониторинга карьеров в зависимости от сложности их условий. Апробация выполнена применительно к карьеру “Центральный” Хибинского месторождения апатит-нефелиновых руд плато Расвумчорр.

Природно-технические системы, деформационный мониторинг, типизация горнотехнических объектов, открытая разработка месторождений, сложность горнотехнических объектов, многокритериальный анализ

DOI: 10.15372/FTPRPI20210611 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Требования к мониторингу месторождений твердых полезных ископаемых. Утверждены МПР России 04.08.2000 г.
2. Приказ Ростехнадзора № 439. Об утверждении Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности “Правила обеспечения устойчивости бортов и уступов карьеров, разрезов и откосов отвалов” от 13.11.2020 г. Зарегистрировано в Минюсте России 18.12.2020 г. № 61603.
3. Правила обеспечения устойчивости откосов на угольных разрезах. Утверждено Госгортехнадзором РФ 16.03.1998 г. — СПб.: ВНИМИ, 1998. — 208 с.
4. Сергина Е. В. Комплексный мониторинг состояния природно-технических систем открытой разработки угольных месторождений: автореф. дис. … канд. техн. наук. — СПб., 2015. — 22 с.
5. Васильева А. Д. Инженерно-геологическое обоснование устойчивости высоких отвалов угольных месторождений Кузбасса: автореф. дис. … канд. техн. наук. — СПб., 2020. — 20 с.
6. Пономаренко М. Р. Разработка метода деформационного мониторинга открытых горных работ в условиях Крайнего севера с использованием космического радиолокационного зондирования: автореф. дис. … канд. техн. наук. — СПб., 2018. — 19 с.
7. Дриженко А. Ю. Развитие теории карьерных горнотранспортных систем // ГИАБ. — 2014. — № 10. — С. 134 – 142.
8. ГОСТ Р 59060–2020. Национальный стандарт Российской Федерации. Охрана окружающей среды. Земли. Классификация нарушенных земель в целях рекультивации. Утвержден и введен в действие Приказом Росстандарта от 30.09.2020 г. № 712-ст.
9. Тарасов П. И., Фурин В. О., Ворошилов А. Г., Лобанов С. В., Неволин В. М. Конструктивные схемы гусеничных самосвалов для работы на повышенных уклонах // ГИАБ. — 2007. — № 1. — С. 336 – 343.
10. Справочник. Открытые горные работы / К. Н. Трубецкой, М. Г. Потапов, К. Е. Виницкий, Н. Н. Мельников и др. — М.: Горн. бюро, 1994. — 590 с.
11. Кутепова Н. А. Инженерно-геологическое обоснование прогноза гидрогеомеханических процессов при ведении горных работ: автореф. дис. … д-ра техн. наук. — СПб., 2010. — 39 с.
12. Кутепов Ю. И., Кутепова Н. А. Методология инженерно-геологического изучения гидрогеомеханических процессов в техногенно нарушенных массивах при разработке МПИ // ГИАБ. — 2014. — № 8. — С. 123 – 131.
13. Ломтадзе В. Д. Инженерная геология. Инженерная петрология. — Л.: Недра, 1984. — 511 с.
14. Инструкция по наблюдениям за деформациями бортов, откосов уступов и отвалов на карьерах и разработке мероприятий по обеспечению их устойчивости. Утверждена Госгортехнадзором РФ 21.07.1970 г. — Л.: ВНИМИ, 1971. — 188 с.
15. Орлов Г. В. Сдвижение горных пород и земной поверхности под влиянием подземной разработки. — М.: Горн. кн., МГГУ, 2010. — 199 с.
16. Сыроватко М. В. Гидрогеология и инженерная геология при освоении угольных месторождений. — М.: Госгортехиздат, 1960. — 499 с.
17. Комплект карт ОСР-2016 территории Российской Федерации. Масштаб 1:8000000. Общее сейсмическое районирование территории Российской Федерации. Пояснительная записка к комплекту карт ОСР-2016 и список населенных пунктов, расположенных в сейсмоактивных зонах / В. И. Уломов, М. И. Богданов, 2016.
18. СП 14.13330.2018. Свод правил. Строительство в сейсмических районах. Актуализированная редакция СНиП II-7–81*. Утверждены Приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства РФ от 24.05.2018 г. № 309/пр.
19. Мильков Ф. Н. Общее землеведение. — М.: Высш. шк., 1990. — 335 с.
20. Хандожко Л. А. Экономическая метеорология. — СПб.: Гидрометеоиздат, 2005. — 491 с.
21. Шабаров А. Н. Типы и механизмы геодинамической опасности при разработке месторождений полезных ископаемых и эксплуатации заглубленных и наземных инженерных сооружений // Зап. ГИ. — 2010. — Т. 188. — С. 15.
22. Кутепова Н. А., Кутепов Ю. И., Шабаров А. Н. Инженерно-геологическое обеспечение безопасности производства горных работ в водонасыщенных массивах // Зап. ГИ. — 2012. — Т. 197. — С. 197 – 202.
23. Зеленцов В. А., Павлов А. Н. Многокритериальный анализ влияния отдельных элементов на работоспособность сложной системы // Информационно-управляющие системы. — 2010. — № 6. — C. 7 – 12.
24. Кретов С. И., Исмагилов Р. И., Бадтиев Б. П., Шарковский Д. О., Павлович А. А., Свириденко А. С. Организация комплексного мониторинга устойчивости внешних отвалов, сложенных породами с низкой несущей способностью, на слабом основании в условиях ПАО “Михайловский ГОК” // Горн. пром-ть. — 2019. — № 3. — С. 15 – 19.
25. Cheskidov V., Kassymkanova K.-K., Lipina A., and Bornman M. Modern methods of monitoring and predicting the state of slope structures, E3S Web of Conferences, 2019, Vol. 105. — Article ID 01001.
26. Zhabko A., Volkomorova N., and Zhabko N. Theoretical basis for calculation of the quarries sides for collapse, E3S Web of Conferences, 2020, Vol. 177. — Article ID 01004.
27. Protosenya A. G. and Kutepov Y. Y. Stability estimation of hydraulic fills in undermined areas, Min. Informat. Analyt. Bulletin, 2019, No. 3. — P. 97 – 112.
28. Yutiaev E., Meshkov A., Popov A., and Shabarov A. Allocation of the geo-dynamically hazardous zones during intensive mining of flat-lying coal seams in the mines of SUEK-Kuzbass JSC, E3S Web of Conferences, 2019, Vol. 134. — Article ID 01022.
29. Morozov K., Shabarov A., Kuranov A., Belyakov N., Zuyev B., Vlasenko D., Demekhin D., and Bakhtin E. Geodynamic monitoring and its maintenance using modeling by numerical and similar materials methods, E3S Web of Conferences, 2019, Vol. 129. — 01012.
30. Ponomarenko M. R. and Pimanov I. Yu. Implementation of synthetic aperture radar and geoinformation technologies in the complex monitoring and managing of the mining industry objects, Adv. Intellig. Systems Comput., 2017, Vol. 574. — P. 291 – 299.
31. Zelentsov V., Potryasaev S., Pimanov I., and Semenov A. Intellectual information platform bringing together diverse data and models for the interdisciplinary projects implementation and environmental management, IOP Conf. Series: Earth Environmental Sci., 2020, Vol. 509. — Article ID 012061.
32. Zelentsov V. A., Alabyan A. M., Krylenkoet I. N., Pimanoval I., Ponomarenko M. R., Potryasaev S., Semenov A., Sobolevskii V. A., Sokolov B., Yusupov R. M. A model-oriented system for operational forecasting of river floods, Herald of the Russian Academy of Sciences, 2019, Vol. 89, No. 4. — P. 405 – 417.
33. Ponomarenko M. R., Kutepov Y. I., Volkov M. A., and Grinuk A. P. Satellite methods within integrated land surface deformation monitoring in a mine field, Min. Inform. Analyt. Bulletin, 2020, No. 12. — P. 103 – 113.
34. Ponomarenko M. R. and Kutepov Yu. I. Using the typification of mining-engineering facilities to substantiate deformation monitoring of opencast mining // Известия УГГУ. — 2020. — № 4. — С. 115 – 122.
35. Кантемиров Ю. И., Баранов Ю. Б., Киселевский Е. В., Билянский В. В., Никифоров С. Э., Грязнов В. Г., Болсуновский М. А., Lanzl R. Контроль деформаций зданий и сооружений на застроенных территориях в пределах горных отводов месторождений нефти и газа в условиях Крайнего Севера // Зап. ГИ. — 2010. — № 185. — C. 247 – 249.

УДК 622.234.5735 

ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ И КОНТРОЛЬ РАЗУБОЖИВАНИЯ РУДЫ ЗАКЛАДОЧНЫМ МАТЕРИАЛОМ В УСЛОВИЯХ ПОДЗЕМНОЙ ДОБЫЧИ
М. Н. Бадж

Центральный институт горного дела и топливных исследований,
Email: mnbagde@cimfr.nic.in, 17/C, Теланхеди, г. Нагпур, Индия

Рассмотрены вопросы предотвращения, измерения и контроля за разубоживанием руды. Установлено, что на снижение экономической ценности руды оказывает влияние добавление в горную массу вмещающих пород и обрушенного закладочного материала, в которых содержание ценного минерала ниже границы экономической целесообразности добычи. Определены параметры очистной выемки, влияющие на долю разубоживания: напряженно-деформированное состояние массива, прочность горных пород, геологические и структурные характеристики месторождения, методы ведения горных работ, тип закладочного материала. Выявлены проблемы, связанные с разубоживания руды, включающие процессы измельчения горной массы, бурения скважин, вывала породы с бортов и кровли выработок. Дана оценка влияния качества руды на эксплуатационные затраты. Установлено, что основными функциями закладочного материала являются устойчивость массива, крепление бортов выработки, предотвращение разрушений при разработке соседних целиков. Выполнено численное моделирование для оценки устойчивости породы стенки подземной выработки и определения напряжений вокруг выработанного пространства.

Разубоживание руды, закладочный материал, подземная добыча, очистные работы, измерение, меры контроля

DOI: 10.15372/FTPRPI20210612 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Bawden W. F. The use of rock mechanics principles in Canadian underground hard rock mine design, Comprehensive Rock Eng., Vol. V, Hudson J. A. (chief editor), Pergamon Press, 1993. — P. 247 – 290.
2. Tatman C. R. Mining dilution in moderate and narrow width deposits, Underground Min. Methods-Eng. Fundamentals and Int. Case studies, Hustrulid W. A. And Bullock R. L. (eds), SME publications, 2001. — P. 615 – 626.
3. Cowling R. 25 years of mine filling developments and directions, MINEFILL’98 — 6th Int. Symp. on Mining with Backfill, Brsibane, Australia, 1998.
4. Stacey T. R. and Kirsten H. A. D. Backfill support in deep level tabular mining — predicted performance at great depth, Rock at Great Depth, Maury and Fourmaintraux (eds), 1989, Balkema, Rotterdam, ISBN 9061919754.
5. Henning J. G. and Mitri H. S. Numerical modelling of ore dilution in blasthole stoping, Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 2007, Vol. 44, No. 5. — P. 692 – 703.
6. Henning J. G. and Mitri H. S. Assessment and control of ore dilution in long hole mining: case studies, Geotech. Geol. Eng., 2008, Vol. 26. — P. 349 – 366.
7. Mouhabbis H. Z. E., Mitri H. S., Bedard N., and Lecomte E. Effect of stope undercutting on its wall overbreak, Proc. 43rd US Rock Mechanics Symp., held in Asheville, NC June 28th — July 1, 2009, Paper No. ARMA 09–200.
8. Hughes R., Mitri H. S., and Lecomte E. Examining the influence of stope strike length on unplanned ore dilution in narrow vein longitudinal mining, 44th US Rock Mechanics Symp. and 5th U. S., Canada Rock Mech. Symp., Salt Lake City, UT, June 27 – 30, 2010, Paper No. ARMA 10–392.
9. Dunne K. and Pakalnis R. Dilution aspects of a sublevel retreat stope at detour lake mine, Rock Mechanics Tools and Techniques, Vol. I, M. Aubertin, F. Hassani, and H. S. Mitri (eds), 1996, Balkema. — P. 305 – 313.
10. Brechtel C. E. and Hardy M. P. Design of pillars with backfill interaction — a case study, Comprehensive Rock Eng., Vol. II, Hudson J. A. (chief editor), 1993, Pergamon Press. — P. 711 – 732.
11. Brechtel C. E., Struble G. R. and Guenther B. Underhand cut-and-fill mining at the Murray mine, Jerritt Canyon Joint Venture, Chapter 38, In: Underground Min. Methods-Eng. Fundamentals and International Case studies, Hustrulid W. A. And Bullock R. L. (eds), 2001, SME publications. — P. 333 – 337.
12. Yu T. R. Some factors relating to the stability of consolidated rockfill at Kidd creek, Innovations in Mining Backfill Technology, Hassani et al. (eds), 1989, Balkema, Rotterdam. — P. 279 – 286.
13. Lilley C. R. and Chitombo G. P. F. Development of a near field damage model for cemented hydraulic fill, Proc. Minefill’98, Brisbane, 14 – 16 April, 1998. — P. 191 – 198.
14. Bagde M. N. and Mitri H. S. Numerical analysis of backfill failure due to adjacent stope mining, ICGI 2012 — Proc. Int. Conf. on Ground Improvement and Ground Control — Transport Infrastructure Development and Natural Hazards Mitigation, Un. Wollongong, Australia, 30 Oct – 2 Nov 2012, Buddhima Indraratna, Cholachat Rujikiatkamjorn and Jayan Vinod (Eds), Research publ., Vol II. — P. 1443 – 1448.
15. Bagde M. N. and Mitri H. S. Numerical analysis of backfill face stability, In: GCPF 2015–20 Proc. Earth and Planetary Science — Global Challenges, Policy Framework & Sustainable Development for Min. of Min. and Fossil Energy Resources 2015–20, Organized by Dept. Mining Eng., KNIT Surathakal, 17 – 18 April 2015, Harsh Vardhan, M. Govinda Raj and Aruna Mangalpady (eds), Vol. II-2015, ISSN 1878–5220, Elsevier/Science Direct. — P. 178 – 184.
16. Bagde M. N., Emad M. Z., Mitri H., Thibodeau D., Isagon I., and Gustas B. Examining the influence of stope dimensions and mining sequence on backfill dilution: a review with case study, In: Int. Conf. on Technological Challenges and Management issues for sustainability of Mining Industries (TMSMI), August 04 – 06, 2011, organized by Dept. of Mining Eng., NIT Rourkela, India, B. K. Pal and S. Chatterjee (eds). — P. 13 – 28.
17. Hassani F. P., Mortazavi A., and Shabani M. An investigation of mechanisms involed in backfill-rock mass behavior in narrow vein mining, J. Southern African Institute of Min. Metall., 2008, Vol. 106. — P. 463 – 472.
18. Emad M. Z. Dynamic performance of cemented rockfill under blast-induced vibrations, Ph. D. thesis, McGill University, Montreal, Canada, 2013.
19. Gool B. S. V. Effects of blasting on the stability of paste fill stopes at cannington mine, Ph. D. Thesis. Townsville: James Cook University, 2007.
20. Maclssac H. S. and Swan G. Case study: Strathcona deep copper mine, Underground Min. Methods-Eng. Fundamentals and Int. Case studies, Hustrulid W. A. and Bullock R. L. (eds), SME publications, 2001. — P. 351 – 354.
21. Roy R. L. Evolution of undercut-and-fill at SMJ’s Jouac Mine, France. Chapter 42, Underground Min. Methods-Eng. Fundamentals and Int. Case studies, Hustrulid W. A. and Bullock R. L. (eds), SME Publications, 2001. — P. 355 – 357.
22. De L. V. J. Hard rock miner’s handbook, Mcintosh Eng., 2000. — 330 p.
23. Henning J. G., Mitri H., and Kaiser P. K. Evaluation of stress influences on ore dilution: a case study, Proc. DC Rocks 2001: Rock Mech. in the National Interest, 38th U. S. Rock Mechan. Symp., 2001.
24. Clark L. M. and Pakalnis R. An empirical design approach for estimating unplanned dilution from open stope hanging walls and footwalls, 99th CIM Annual General Meeting, Vancouver, British Columbia, 1997.
25. Pakalnis R., Poulin R., and Hadjigeorgiou J. Quantifying the cost dilution in underground mines, Min. Eng., 1995, Vol. 47, No. 12.
26. Brady B. H. G. and Brown E. T. Rock mechanics for underground mining, 3rd Edition, Kluwer Academic Publishers, N. York/Boston/Dordrechit/London/Moscow, 2004.

ОБОГАЩЕНИЕ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

УДК 622.772 

ИЗВЛЕЧЕНИЕ РЕДКИХ И РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ИЗ СИЛИКАТНОГО ГЕЛЯ — ПРОДУКТА ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ЭВДИАЛИТОВОГО КОНЦЕНТРАТА
В. А. Чантурия, А. Л. Самусев, В. Г. Миненко, Г. А. Кожевников

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

Исследовано влияние различных параметров (соотношение Т:Ж, продолжительность, температура и интенсивность ультразвуковой обработки) на эффективность извлечения циркония и редкоземельных элементов (РЗЭ) при растворении силикатного геля. Для определения оптимальных параметров выщелачивания использован ортогональный массив Taguchi L9 и дисперсионный анализ (ANOVA). Показано, что извлечение циркония и РЗЭ из силикатного геля в продуктивный раствор при оптимальных параметрах растворения составляет 47.95 и 56.17 % соответственно. Методом дисперсного анализа установлено, что вклад ультразвуковой обработки при извлечении циркония равен 89.6 %, а при извлечении РЗЭ — 59.6 %.

Силикатный гель, цирконий, редкоземельные элементы, растворение, извлечение, оптимальные параметры

DOI: 10.15372/FTPRPI20210613 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Savel’eva I. L. The rare-earth metals industry of Russia: Present status, resource conditions of development, Geograph. Natur. Res., 2011, Vol. 32, No. 1. — P. 65 – 71.
2. Кулешевич Л. В., Дмитриева А. В. Редкоземельная минерализация в щелочных и умеренно щелочных комплексах Карелии, связанных с ними метасоматитах и рудах // Горн. журн. — 2019. — № 3.
3. Rastsvetaeva R. K. Structural mineralogy of the eudialyte group: a review, Crystallography Reports, 2007, Vol. 52. — P. 47 – 64.
4. Forrester K., Leijd M., Oczlon M., Holmstrom H., and Saxon M. Beneficiation of rare earth element enriched eudialyte from the Norra Karr peralkaline intrusion with wet high intensity magnetic separation, Vancouver: Canadian Institute of Mining, Metallurgy and Petroleum., Conf. of Metallurgists, 2014.
5. Захаров В. И., Скиба Г. С., Соловьев А. В., Лебедев В. Н., Майоров Д. В. Некоторые аспекты кислотной переработки эвдиалита // Цв. металлы. — 2011. — № 11. — С. 25 – 29.
6. Лебедев В. Н. Сернокислотная технология эвдиалитового концентрата // Журн. прикл. химии. — 2003. — Т. 76. — № 10. — С. 1601 – 1605.
7. Лебедев В. Н., Щур Т. Е., Майоров Д. В., Попова Л. А., Серкова Р. П. Особенности кислотного разложения эвдиалита и некоторых редкометалльных концентратов Кольского полуострова // Журн. прикл. химии. — 2003. — Т. 76. — № 8. — С. 1233 – 1237.
8. Захаров В. И., Воскобойников Н. Б., Скиба Г. С., Соловьев А. В., Майоров Д. В., Матвеев В. А. Разработка солянокислотной технологии комплексной переработки эвдиалита // Зап. Горн. ин-та. — 2005. — Т. 165. — С. 83 – 85.
9. Богатырева Е. В., Чуб А. В., Ермилов А. Г., Хохлова О. В. Эффективность щелочно-кислотного способа комплексного выщелачивания эвдиалитового концентрата. Ч. 1 // Цв. металлы. — 2018. — № 7. — С. 57 – 61.
10. Богатырева Е. В., Чуб А. В., Ермилов А. Г., Хохлова О. В. Эффективность щелочно-кислотного способа комплексного выщелачивания эвдиалитового концентрата. Ч. 2 // Цв. металлы. — 2018. — № 8. — С. 69 – 74.
11. Ma Y., Stopic S., and Friedrich B. Hydrometallurgical treatment of an eudialyte concentrate for preparation of rare earth carbonate, Johnson Matthey Tech. Rev., 2019, Vol. 63. — P. 2 – 13.
12. Jha M. K., Kumari A., Panda R., Kumar J. R., Yoo K., and Lee J. Y. Review on hydrometallurgical recovery of rare earth metals, Hydrometallurgy, 2016, Vol. 165. — P. 2 – 26.
13. Ma Y., Stopic S., Gronen L., and Friedrich B. Recovery of Zr, Hf, Nb from eudialyte residue by sulfuric acid dry digestion and water leaching with H2O2 as a promoter, Hydrometallurgy, 2018, Vol. 181. — P. 206 – 214.
14. Ma Y., Stopic S., Gronen L., Milivojevic M., Obradovic S., and Friedrich B. Neural network modeling for the extraction of rare earth elements from eudialyte concentrate by dry digestion and leaching, J. Metals, 2018, Vol. 8, Issue 4. — P. 267.
15. Johnsen O., Ferraris G., Gault R., Joel D. G., Kampf A., and Pekov I. The nomenclature of eudialyte-group minerals, The Canadian Mineralogist, 2003, Vol. 41. — P. 785 – 794.
16. Davris P., Stopic S., Balomenos E., Panias D., Paspaliaris I., and Friedrich B. Leaching of rare earth elements from eudialyte concentrate by suppressing silica gel formation, J. Min. Eng., 2017, Vol. 108. — P. 115 – 122.
17. Vaccarezza V. and Anderson C. Beneficiation and leaching study of norra karr eudialyte mineral, Kim H. et al. (eds) Rare Metal. Techn., 2018, TMS 2018, The Minerals, Metals and Materials Series. Springer, Cham.
18. Vo?enkaul D., Birich A., Muller N., Stoltz N., and Friedrich B. Hydrometallurgical processing of eudialyte bearing concentrates to recover rare earth elements via low-temperature dry digestion to prevent the silica gel formation, J. Sustain. Metal., 2016, Vol. 3. — P. 79 – 89.
19. Balinski A., Atanasova P., Wiche O., Kelly N., Reyter Andreas M., and Scharf C. Recovery of REEs, Zr(Hf), Mn and Nb by H2SO4 leaching of eudialyte concentrate, Hydrometallurgy, 20019, Vol. 186. — P. 176 – 186.
20. Artiushenko O., Kostenk L. O., and Zaitsev V. Influence of competitive eluting agents on REEs recovery from silica gel adsorbent with immobilized aminodiphosphonic acid, J. of Environmental Chemical Eng., 2020, Vol. 8, No. 4, 103883.
21. Чантурия В. А., Миненко В. Г., Самусев А. Л., Копорулина Е. В., Рязанцева М. В. Извлечение циркония и редкоземельных элементов из растворов выщелачивания эвдиалитового концентрата // ФТПРПИ. — 2020. — № 4. — С. 138 – 148.
22. Taguchi G. System of experimental design: engineering methods to optimize quality and minimize costs, Kraus Int. Publications, 1987.
23. Achmad Chusnun Ni’am, Ya-Fen Wang, Shyh-Wei Chen, Sheng-Jie You. Recovery of rare earth elements from waste permanent magnet (WPMs) via selective leaching using the Taguchi method, J. of the Taiwan Institute of Chem. Eng., 2019, Vol. 97. — P. 137 – 145.
24. Mondal S., Paul B., Kumar V., Singh D. K., Chakravartty J. K. Parametric optimization for leaching of cobalt from Sukinda ore of lateritic origin — A Taguchi approach, Separation and Purification Technology, 2015, Vol. 156, No. 2. — P. 827 – 834.
25. Srivalli H. and Nagarajan R. Mechanistic study of ultrasoundassisted solvent leaching of sodium and potassium from an Indian coal using continuous and pulsed modes of operation, Chem. Eng. Commun., 2019, Vol. 206, No. 2. — P. 207 – 226.

УДК 622.765.061 

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕАГЕНТОВ-СОБИРАТЕЛЕЙ TECFLOTE ПРИ ФЛОТАЦИИ МЕДНО-НИКЕЛЕВЫХ РУД
Е. В. Черноусенко, Ю. С. Каменева

Горный институт Кольского научного центра РАН,
Е-mail: atletik-2010@yandex.ru, Dgeremi@mail.ru, ул. Ферсмана, 24, 184209, г. Апатиты, Россия

Изучены неионогенные органические реагенты Tecflote в качестве возможных собирателей для флотации сульфидных медно-никелевых руд. Исследована собирательная способность четырех реагентов Tecflote, отличающихся структурой алкильных радикалов и числом функциональных групп. Методом беспенной флотации на пробах руды, обогащенных халькопиритом и пентландит-пирротином, проведена оценка эффективности действия реагентов по отношению к медь- и никельсодержащим минералам. Показана специфичность их действия к исследуемым минералам, причем большая активность реагентов Tecflote по сравнению с сульфгидрильными собирателями проявляется по отношению к никельсодержащим минералам. Флотационными исследованиями показано, что использование реагентов Tecflote в качестве добавки к традиционному реагентному режиму позволяет повысить эффективность обогащения. Частичная замена ксантогената способствует увеличению извлечения меди и никеля в пенный продукт при снижении содержания никеля в хвостах флотации.

Медно-никелевые руды, халькопирит, пентландит, пирротин, флотация, сульфгидрильные собиратели, комплексообразующие реагенты, реагенты Tecflote

DOI: 10.15372/FTPRPI20210614 

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: материалы междунар. конф. Плаксинские чтения – 2020. — Апатиты, 2020. — С. 3 – 4.
2. Алгебраистова Н. К., Михеев В. Г., Маркова С. А., Гайворонская М. В., Кондратьева А. А., Гроо А. А., Развязная А. В. Технологическая оценка обогащения вкрапленной медно-никелевой руды // ГИАБ. — 2013. — № 2. — С. 57 – 67.
3. Шубов Л. Я. Флотационные реагенты в процессах обогащения минерального сырья. — М.: Недра, 1990. — 263 с.
4. Marabini A. and Barbaro M. Chelating reagents for flotation of sulphide minerals, Sulphide Deposits — their Origin and Proc., Springer, Dordrecht, 1990. — P. 103 – 117.
5. Ackerman P. K. Use of chelating agents as collectors in the flotation of copper sulfides and pyrite, Miner. Metall. Proc., 1999, Vol. 16, No. 1. — Р. 27 – 35.
6. Матвеева Т. Н., Громова Н. К. Особенности действия меркаптобензотиазола и дитиофосфата при флотации Au- и Pt-содержащих минералов // ГИАБ. Отд. выпуск: Обогащение полезных ископаемых: сб. науч. тр. по материалам симпозиума “Неделя горняка – 2009”. — С. 62 – 71.
7. Chai W., Huang Ya., Peng W., Han G., Yijun Cao, and Liu J. Enhanced separation of pyrite from high-sulfur bauxite using 2-mercaptobenzimidazole as chelate collector: Flotation optimization and interaction mechanisms, Miner. Eng., 2018, Vol. 129. — P. 93 – 101.
8. Соложенкин П. М. Взаимодействие тионокарбаматов с кластерами сульфидных минералов по данным компьютерного моделирования // Цв. металлургия. — 2016. — № 6. — С. 4 – 13.
9. Бочаров В. А., Игнаткина В. А., Алексейчук Д. А. Новые научные подходы к выбору композиций сульфгидрильных собирателей, механизму их действия и обоснованию условий селективной флотации сульфидных минералов // ГИАБ. — 2013. — № 10. — С. 59 – 67.
10. Lu J., Tong Zh., Yuan Zh., and Li L. Investigation on flotation separation of halcopyrite from arsenopyrite with a novel collector: N-butoxycarbonyl-O-isobutyl thiocarbamate, Miner. Eng., 2019, Vol. 137. — P. 118 – 123.
11. Forson Ph., Skinner W., and Asamoah R. Decoupling pyrite and arsenopyrite in flotation using thionocarbamate collector, Powder Technol., 2021, Vol. 385. — P. 12 – 20.
12. Huang X., Huang K., Wang Sh., Cao Zh., and Zhong H. Synthesis of 2-hydroxyethyl dibutyldithiocarbamate and its adsorption mechanism on chalcopyrite, Appl. Surface Sci., 2019, Vol. 476. — P. 460 – 467.
13. Huang X., Jia Yu., Cao Zh., Wang Sh., Ma X., and Zhong H. Investigation of the interfacial adsorption mechanisms of 2-hydroxyethyl dibutyldithiocarbamate surfactant on galena and sphalerite, Colloids and Surfaces, Physicochem. Eng. Aspects, 2019, Vol. 583.
14. Hamilton D., Natarajan R., and Nirdosh I. Sphalerite flotation using an arylhydroxamic acid collector: improving grade while using a reduced amount of copper sulfate for activation, Industrial Eng. Chemistry Res., 2009, Vol. 48, No. 12. — P. 5584 – 5589.
15. Lee K., Archibald D., McLean J., and Reuter M. A. Flotation of mixed copper oxide and sulphide minerals with xanthate and hydroxamate collectors, Miner. Eng., 2009, Vol. 22, Issue 4. — P. 395 – 401.
16. Elizondo-Alvarez M. A., Uribe-Salas A., and Nava-Alonso F. Flotation studies of galena (PbS), cerussite (PbCO3) and anglesite (PbSO4) with hydroxamic acids as collectors, Miner. Eng., 2020, Vol. 155.
17. Чеканова Л. Г., Заболотных С. А., Харитонова А. В., Ельчищева Ю. Б., Юровских Е. С. Гидразиды разветвленных карбоновых кислот — реагенты для флотации извлечения минералов цветных металлов // Вестн. Перм. ун-та. — 2019. — Т. 9. — Вып. 4. — С. 359 – 370.
18. Чеканова Л. Г., Радушев А. В., Байгачева Е. В., Чернова Г. В. Новые собиратели для флотации сульфидных руд // Обогащение руд. — 2009. — № 9. — С. 34 – 36.
19. Митрофанова Г. В., Черноусенко Е. В., Базарова Е. А., Тюкин А. П. Поиск новых комплексообразующих реагентов для флотации медно-никелевых руд // Цв. металлы. — 2019. — № 11. — С. 27 – 33.
20. Чеканова Л. Г., Радушев А. В., Байгачева Е. В., Чернова Г. В. Новые собиратели для флотации сульфидных руд // Обогащение руд. — 2009. — № 9. — С. 34 – 36.
21. Holness T. An investigation of the adsorption mechanism of an aliphatic nitrile (Tecflote S11) on sulphide mineral surfaces, Electronic Thesis and Dissertation Repository, 2020.
22. Lewis A. and Lima O. Tecflote — new collector chemistry for sulfide flotation, Procemin Geomet, 14th Int. Miner. Proc. Conf., Santiago, Chile, 2018. — P. 321 – 333.
23. Schach E., Lewis A., and Rudolph M. Investigations on the working mechanism of the nitrile based sulfide collector Tecflote TM, Conference: MEI Flotation. Cape Town, South Africa, 2019.

УДК 622.765 

КИНЕТИКА МИНЕРАЛИЗАЦИИ ПУЗЫРЬКОВ ВОЗДУХА КРУПНЫМИ ЧАСТИЦАМИ СФАЛЕРИТА В СОЛОНОВАТЫХ РАСТВОРАХ СУЛЬФГИДРИЛЬНЫХ СОБИРАТЕЛЕЙ
А. А. Николаев

Национальный исследовательский технологический университет “МИСиС”,
E-mail: nikolaevopr@mail.ru, Ленинский проспект, 4, стр. 1, 119049, г. Москва, Россия

Приведены результаты исследования кинетики минерализации пузырьков воздуха частицами активированного и неактивированного сфалерита крупностью 74 – 100 мкм в солоноватых растворах сульфгидрильных собирателей. В качестве собирателей использованы изопропиловый ксантогенат калия и изопропиловый дитиофосфат натрия (аэрофлот), в качестве активатора — сульфат меди. Получены новые данные о кинетике минерализации пузырьков воздуха частицами сфалерита в солоноватых растворах. Рассмотренная методика исследования кинетики минерализации газодисперсной фазы и полученная при ее использовании информация о степени и интенсивности минерализации пузырьков воздуха могут служить основой для научно обоснованного выбора флотационных реагентов (собирателей, активаторов и др.).

Кинетика минерализации, сфалерит, флотация в морской воде, флотация в солоноватой воде, закрепление частица-пузырек, изопропиловый ксантогенат калия, изопропиловый дитиофосфат натрия, активированный сфалерит, флотация крупных частиц

DOI: 10.15372/FTPRPI20210615 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Теория и технология флотации руд / О. С. Богданов, И. И. Максимов, А. К. Поднек, Н. А. Янис. — М.: Недра, 1990. — 363 с.
2. Абрамов А. А. Технология обогащения руд цветных металлов. — М.: Недра, 1983. — 359 с.
3. Laskowski J. and Castro S. Flotation in concentrated electrolyte solutions, Int. J. Min. Proc., 2015, Vol. 144. — P. 50 – 55.
4. Ramos O., Castro S., and Laskowski J. S. Copper – molybdenum ores flotation in sea water: Floatability and frothability, Min. Eng., 2013, Vol. 53. — P. 108 – 112.
5. Li W. and Li Y. Improved understanding of chalcopyrite flotation in seawater using sodium hexametaphosphate, Min. Eng., 2019, Vol. 134. — P. 269 – 274.
6. Rebolledo E., Laskowski J. S., Gutierrez L., and Castro S. Use of dispersants in flotation of molybdenite in seawater, Min. Eng., 2017, Vol. 100. — P. 71 – 74.
7. Mu Y. and Peng Y. The effect of saline water on copper activation of pyrite in chalcopyrite flotation, Min. Eng., 2019, Vol. 131. — P. 336 – 341.
8. Suyantara G. P. W., Hirajima T., Miki H., and Sasaki K. Floatability of molybdenite and chalcopyrite in artificial seawater, Min. Eng., 2018, Vol. 115. — P. 117 – 130.
9. Hirajima T., Suyantara G. P., Ichikawa O., Elmahdy A. M., Miki H., and Sasaki K. Effect of Mg2+ and Ca2+ as divalent seawater cations on the floatability of molybdenite and chalcopyrite, Min. Eng., 2016, Vol. 96 – 97. — P. 83 – 93.
10. Wang B. and Peng Y. The effect of saline water on mineral flotation — a critical review, Min. Eng., 2014, Vol. 66 – 68. — P. 13 – 24.
11. Чантурия В. А., Вигдергауз В. Е. Электрохимия сульфидов. Теория и практика. — М.: Руда и металлы, 2008. — 272 с.
12. Чантурия В. А., Вигдергауз В. Е. Теория и практика повышения контрастности смачиваемости минералов // Горн. журн. — 2005. — № 4. — С. 59 – 63.
13. Кондратьев С. А., Рябой В. И. Оценка собирательной силы дитиофосфатов и ее связь с селективностью извлечения полезного компонента // Обогащение руд. — 2015. — № 2 (357). — С. 25 – 31.
14. Кондратьев С. А. Физическая формула сорбции и ее назначение во флотации. — Новосибирск: Наука, 2018 — 183 с.
15. Николаев А. А., Конырова А., Горячев Б. Е. Исследование кинетики минерализации пузырька воздуха в суспензии активированного и неактивированного сфалерита // Обогащение руд. — 2020. — № 1. — С. 26 – 31.
16. Николаев А. А., Со Т., Горячев Б. Е. О кинетике минерализации пузырька воздуха сфалеритом в условиях применения тиольных собирателей и их композиций // Обогащение руд. — 2016. — № 5 (365). — С. 14 – 18.

ГОРНАЯ ИНФОРМАТИКА

УДК 622:004.9:519.67 

ФОРМИРОВАНИЕ ЦИФРОВОГО ДВОЙНИКА МЕСТОРОЖДЕНИЯ ТВЕРДЫХ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
О. В. Наговицын, А. В. Степачева

Горный институт КНЦ РАН,
Е-mail: o.nagovitsyn@ksc.ru, stepacheva@mineframe.ru, ул. Ферсмана, 24, 184209, г. Апатиты, Россия

Ввиду активной цифровизации процессов, связанных с ведением горного бизнеса, отмечены проблемы, возникающие на пути цифровой трансформации горной отрасли. Раскрыто понятие цифрового двойника, описаны отличия цифрового двойника месторождения твердых полезных ископаемых от других промышленных цифровых двойников. Показано, что главная функция цифрового двойника месторождения заключается в уточнении представлений о месторождении и использовании этих данных для принятия обоснованных решений по развитию горных работ. Для формирования цифрового двойника необходим комплекс автоматизированных инструментов. Горно-геологическая информационная система MINEFRAME соединяет и структурирует в едином цифровом пространстве горно-геологические данные при отработке месторождений твердых полезных ископаемых и формирует план горных работ на основе актуальной геологической информации. Методы технологического и геологического моделирования, в том числе создание цифровых двойников, дают возможность повысить уровень производственной безопасности, определить оптимальную стратегию развития горнодобывающего предприятия.

Цифровой двойник, месторождение твердых полезных ископаемых, цифровая трансформация, MINEFRAME, горно-геологическая информационная система, геологическое моделирование

DOI: 10.15372/FTPRPI20210616 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Лукичев С. В., Наговицын О. В. Цифровая трансформация горнодобывающей промышленности: прошлое, настоящее, будущее // Горн. журн. — 2020. — № 9. — С. 13 – 18.
2. Gunther F., Mischo H., Losch R., Grehl S., and Guth F. Increased safety in deep mining with IoT and autonomous robots, Appl. Comp. Operat. Res. in the Miner. Industry Proc. of the 39th Int. Symp. APCOM 2019, Wroclaw, Poland, 2019. — P. 603 – 611.
3. Лукичев С. В., Наговицын О. В. Горно-геологические информационные системы, область применения и особенности построения // ГИАБ. — 2016. — № 7. — С. 71 – 83.
4. Dyson N. Syama’s automation surge. https://www.miningmagazine.com/technology-innovation/news/1387604/syama%E2%80%99s-automation-surge. Дата обращения 06.09.2021.
5. Huang L., Balamurali M., and Silversides K. L. Machine learning classification of geochemical and geophysical data, Appl. Comp. Operat. Res. in the Mineral Industry Proc. of the 39th Int. Symp. APCOM 2019, Wroclaw, Poland, 2019. — P. 101 – 105.
6. Avalos S. and Ortiz J. M. Recursive convolutional neural networks in a multiple-point statistics framework, Appl. Comp. Operat. Res. in the Mineral Industry Proc. of the 39th Int. Symp. APCOM 2019, Wroclaw, Poland, 2019. — P. 168 – 176.
7. Feng S. and Ding E. Designing top layer in Internet of Things for underground mines, Appl. Comp. Operations Res. in the Mineral Industry Proc. of the 39th Int. Symp. APCOM 2019, Wroclaw, Poland, 2019. — P. 695 – 702.
8. Анистратов К. Ю. Открытые горные работы — XXI век. Справочник. Т. 2. — M.: ООО “Система максимум”, 2019. — 872 с.
9. Лаптев В. В., Звонарева С. В., Неведров А. С. Инструменты моделирования закладочных работ в системе MINEFRAME // ГИАБ. — 2019. — № S37. — С. 187 – 194.
10. Наговицын Г. О., Билин А. Л., Звонарева С. В. Новые возможности ГГИС MINEFRAME для технологического и стоимостного расчета транспортных затрат // ГИАБ. — 2019. — № S37. — С. 241 – 248.
11. Уразгулов М. Р. Комплекс МАЙНФРЭЙМ — основа создания цифровой модели горных работ (на примере АО “Учалинский ГОК”) // Рациональное освоение недр. — 2020. — № 2. — С. 54 – 58.
12. Лаптев В. В., Смагин А. В., Гурин К. П. Автоматизированные инструменты обработки данных маркшейдерского замера в ГГИС MINEFRAME // ГИАБ. — 2019. — № S37. — С. 195 – 204.
13. Лукичев С. В., Наговицын О. В., Ильин Е. А., Рудин Р. С. Цифровые технологии инженерного обеспечения горных работ — первый шаг к созданию “умного” добычного производства // Горн. журн. — 2018. — № 7. — С. 86 – 90.
14. Coombes J. I’d like to be OK with MIK, UC: A critique of mineral resource estimation techniques, Perth: Coombes capability, 2016. — 261 p.
15. Шенен П., Коснар М., Гардан И., Робер Ф., Витомски П., Кастельжо П. Математика и САПР, кн. 1. — М.: Мир, 1988. — 204 с.
16. Капутин Ю. Е. Горные компьютерные технологии и геостатистика. — СПб.: Недра, 2002. — 424 с.

ГОРНАЯ ЭКОЛОГИЯ И НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЕ

УДК 551.1/4; 62–501/-502 

ГЕОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РАДИАЦИОННЫХ СВОЙСТВ УГЛЯ И ПОРОДЫ
С. М. Никитенко, Ю. Ф. Патраков, М. С. Никитенко, С. А. Кизилов, Ю. А. Харлампенкова

Федеральный исследовательский центр угля и углехимии СО РАН,
Е-mail: nsm.nis@mail.ru, Ленинградский проспект, 10, 650065, г. Кемерово, Россия

Представлены результаты исследования уровня накопления, закономерностей распределения и условий концентрирования радиоактивных элементов в исходном угле. Выявлено их распределение в добываемых углях с учетом марочного состава. Обоснована область использования радиационных свойств угля и породы для решения задачи определения границы “уголь – порода” при реализации технологии добычи с выпуском угля из подкровельной толщи на забойный конвейер. Экспериментальным путем доказана работоспособность метода ядерно-геофизических исследований при размещении чувствительного измерительного элемента за металлической защитой.

Радиационные свойства, гамма-излучение, гамма-метод, ядерно-геофизический метод, уголь, вмещающие породы, технологии добычи, выпуск угля подкровельной толщи, выпуск на забойный конвейер, граница “уголь – порода”

DOI: 10.15372/FTPRPI20210617 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Юдович Я. Э., Кетрис М. П. Ценные элементы-примеси в углях. — Екатеринбург: Ин-т геологии УрО РАН, 2006. — 538 с.
2. Арбузов С. И., Машенькин В. С. Радиоактивные элементы в каустобиолитах Cеверной Aзии // Материалы V Междунар. конф. “Радиоактивность и радиоактивные элементы в среде обитания человека”. — Томск, 2016. — С. 67 – 74.
3. Ишханов Б. И., Третьякова Т. Ю. Путь к сверхтяжелым элементам // ВМУ, Сер. 3. Физика. Астрономия. — 2017. — № 3. — С. 3 – 20.
4. Audi G., Bersillon O., Blachot J., and Wapstra A. H. The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties, Nuclear Physics A, 2003, Vol. 729. — P. 3 – 128.
5. The element uranium. Thomas Jefferson national accelerator facility — office of science education. Дата обращения 15.03.2018.
6. Скурский М. Д. Недра Земли. Месторождения, металлогения. — Кемерово: Кузбассвузиздат, 2014. — 511 с.
7. Нифантов Б. Ф., Артемьев В. Б., Ясюченя С. В., Анферов Б. А., Кузнецова Л. В. Геохимическое и геотехнологическое обоснование новых направлений освоения угольных месторождений Кузбасса. Т. 1, кн. 4. — М.: Горн. дело, 2014. — 536 с.
8. Крылов Д. А., Сидорова Г. П. Оценка содержания радиоактивных элементов в углях и продуктах их сжигания // ГИАБ. — 2015. — № 7. — С. 369 – 376.
9. Овчаренко Н. В. Оценка влияния добычи углей с повышенным содержанием естественных радионуклидов на качество угольной продукции и экологическое состояние окружающей сред: дис. … канд. техн. наук. — М.: МИСиС, 2020. — 111 с.
10. Гречухин В. В. Геофизические методы исследования угольных скважин. — М.: Недра, 1965. — 469 с.
11. Клишин В. И., Шундулиди И. А., Ермаков А. Ю., Соловьев А. С. Технология разработки запасов мощных пологих пластов с выпуском угля. — Новосибирск: Наука, 2013. — 248 с.
12. Клишин В. И., Опрук Г. Ю., Варфоломеев Е. Л., Борисов И. Л. Взаимодействие механизированных крепей с межслоевой толщей в системах с выпуском угля // ГИАБ. — 2018. — № 11 (спец. выпуск 48). — С. 87 – 94.

  Версия для печати