SCI Библиотека

Исследование посвящено критической задаче транспортировки твердеющих закладочных смесей в подземных горных выработках, от эффективности которой зависит не только устойчивость горных массивов, но и общий уровень производительности добычных операций. Особое внимание уделено основным проблемам, связанным с использованием традиционных технологий, среди которых чрезмерная вязкость материалов, усиленный износ оборудования вследствие абразивного воздействия и ограниченные возможности транспортировки на большие расстояния. Эти ограничения существенно сказываются на экономической оправданности и технологической устойчивости процессов. Цель работы заключалась в создании инновационного подхода к транспортировке смесей, предполагающего применение технологии мелкодисперсной аэрации. Использование аэратора, насыщавшего смесь мельчайшими пузырьками воздуха, обеспечило значительное снижение плотности и вязкости материала. Это позволило уменьшить сопротивление потоку, расширить расстояние доставки и сократить затраты на энергообеспечение. В ходе реализации метода удалось удвоить протяженность самотечного транспортирования без ущерба для нормативных показателей текучести смеси. Предложенная технология показала свою эффективность в минимизации эксплуатационных расходов, повышении надежности систем и обеспечении качественного заполнения выработанного пространства. Выводы исследования свидетельствуют о высокой перспективности применения мелкодисперсной аэрации в горнодобывающей отрасли, направленной на повышение технологической и экономической результативности.

Актуальность применения современных программных комплексов для обоснования устойчивости бортов карьеров обусловлена необходимостью повышения безопасности, точности прогнозов и эффективности горных работ. Несмотря на это, многие инженеры не считают использование таких решений обязательным, что связано с рядом факторов. Во-первых, нормативные документы не всегда обязывают выполнять сложные геомеханические расчеты с применением численных методов, а во-вторых, существующие программные комплексы имеют высокую сложность и узкую направленность, что ограничивает их использование. Эти обстоятельства приводят к недостаточной распространенности более точных технологий прогнозирования поведения горного массива, которые могут значительно усилить контроль за устойчивостью формируемых бортов карьеров. Целью данной работы является исследование возможностей применения современных программных комплексов для более точного обоснования устойчивости бортов карьера, что продемонстрировано на примере Горевского свинцово-цинкового месторождения. В статье рассмотрены основные причины, ограничивающие внедрение сложных математических методов в практику прогнозирования устойчивости, и проанализированы различные программные решения, которые позволяют учитывать литологические разности, неоднородность массива и рассчитывать коэффициенты запаса устойчивости. Выполнены моделирование и расчеты устойчивых параметров бортов карьера с применением различных программных комплексов. Результаты работы показали, что использование современных программных решений значительно повышает точность расчетов устойчивости, способствует детализированию моделей горных массивов и улучшает прогнозирование. Это, в свою очередь, способствует повышению безопасности горных работ, снижению рисков и увеличению экономической эффективности горнодобывающих процессов, что подчеркивает необходимость их широкого применения в инженерной практике.

Подземные транспортные коммуникации (тоннели и метрополитены) в современном мире являются неотъемлемой частью городской и междугородней инфраструктуры. С каждым годом потребность в сооружении подобных объектов возрастает и на этом фоне происходит рост реализации все новых проектов. Технология проходки напрямую влияет на качество, стоимость, скорость и безопасность ведения работ. В данной статье речь пойдет про особенности горного способа с применением буровзрывных работ (БВР), на примере строительства железнодорожного тоннеля. Будет обозначена проблематика, с которой сталкиваются строители, в первичном обобщении сформулированы задачи по каждому рассмотренному аспекту и намечены пути их решения. Рассмотрены факторы, которые влияют на выбор способа проходки тоннелей и сопутствующих горных выработок, с кратким описанием каждой применяемой технологии. Показаны проблемные ситуации, возникающие при производстве проходческих работ. Выполнен анализ влияния обозначенной проблематики на циклограмму производства работ и описаны причины ее возникновения с приложением фотоматериалов. Рассмотрен каждый параметр применяемого паспорта БВР, варианты его корректировки в различных горно-геологических условиях, а также показана зависимость его составления от современного уровня научно-технического прогресса. На основании рассмотренных данных сформированы критерии, которым должны удовлетворять применяемые методы, для исключения обозначенных недочетов. Спрогнозированы перспективы развития различных отраслей науки с качественным изменением методологического подхода для достижения представленной модели ведения горных работ. Внедрение предложенных мероприятий предполагает комплексное повышение эффективности применения способа БВР при прохождении любых горных выработок, а не только подземных транспортных коммуникаций.

Эффективность и безопасность строительства и эксплуатации любого горного предприятия, а тем более склонного и опасного по горным ударам, напрямую зависит от степени детализации и достоверности прогноза напряженного состояния массива на каждом участке. Статья содержит результаты исследований, направленных на разработку надежного и применимого на практике подхода к изучению и прогнозу напряженного состояния породного массива при строительстве подземных рудников. Приведен анализ последних достижений в области изучения напряженно-деформированного состояния массива горных пород и определены основные проблемы, с которыми сталкиваются исследователи при натурной оценке напряжений. В основу разработанного подхода заложены принципы массовости, точности и подобия измерений, предложенные Ю. Н. Огородниковым. С учетом этих принципов предложен комплексный подход, позволяющий обеспечить глубокий анализ и обобщение геомеханических процессов, происходящих на месторождении, склонном и опасном по горным ударам. Приведена последовательность этапов измерений и обработки информации, а также результаты апробации подхода на примере апатит-нефелинового месторождения Олений ручей, расположенного в Хибинском массиве на Кольском полуострове. Применение подхода позволило дать качественную и количественную оценку начального поля напряжений на месторождении в пределах горного отвода рудника, найти закономерности изменения поля напряжений при увеличении глубины, а также спрогнозировать эти процессы на вновь строящихся и проектируемых горизонтах. Полученные данные совпадают с результатами инструментальных измерений напряжений на руднике, что позволяет сделать вывод об эффективности использования данного подхода.

Данная статья посвящена исследованию технологических параметров бурового раствора на основе рапсового масла в смеси с метиловыми эфирами жирных кислот в качестве раствора первичного вскрытия продуктивных пластов. Основной задачей исследования было изучение влияния состава бурового раствора и условий его эксплуатации на изменение технологических параметров, оценка его эффективности в сохранении исходных характеристик продуктивных пластов, а также соответствия предложенного состава экологическим нормам. В ходе работы авторами проводились лабораторные исследования бурового раствора согласно стандарту ГОСТ 33697-2015. В рамках проведенного исследования были подробно проанализированы такие характеристики бурового раствора, как плотность, пластическая вязкость, динамическое и статическое напряжения сдвига, показатель фильтрации, электростабильность и седиментационная устойчивость. В результате была дана оценка целесообразности применения промывочной жидкости, содержащей растительное масло в качестве дисперсионной среды. Проведённое исследование подтвердило возможность успешного применения бурового раствора на основе рапсового масла и метиловых эфиров жирных кислот в качестве эффективной альтернативы традиционным буровым растворам на минеральной основе. Такой раствор снижает риски экологической нагрузки. Результаты позволяют рассматривать разработанный буровой раствор как перспективный материал для дальнейшего внедрения в практику бурения нефтегазовых скважин.

Целью работы является создание расчетной модели, адекватно описывающей процесс влагообмена между вентилируемым воздухом и поверхностью выработки с использованием функций равновесного содержания влаги в воздухе и окружающих породах. В первом случае можно говорить о кривой точек росы, в случае породного массива - о кривой содержания незамерзшей воды при отрицательных температурах. Представлена математическая модель процессов тепломассообмена влажного вентияционного воздуха с поверхностью горной выработки криолитозоны с учетом конденсации паров влаги. Результаты решения по представленной математической модели получены методом конечных разностей. Конденсирующаяся на холодных стенках выработки влага, первоначально находящаяся в воздушной струе, существенно влияет на тепловой режим протяженной выработки. По мере прогрева стенок выработки за счет конвективного теплообмена и теплоты фазового превращения интенсивность процесса конденсации снижается. Циклический процесс увлажнения - иссушения поверхности выработки вкупе с морозным воздействием на нее может приводить к деградации поверхностного слоя. Результаты расчетов по представленной модели, основанной на учете функций равновесного содержания влаги в рудничной атмосфере и породном массиве, позволяют строить адекватные картины распределения влагосодержания и температуры в рудничном пространстве и окружающих породах.

Цель исследования заключается в разработке методики определения рабочих параметров роторных дробильных установок на примере ДКД-300 с использованием ковких маркеров. В работе приводится методика исследования особенностей разрушения геоматериалов, где применен метод изучения поведения частиц в рабочей камере с применением ковких маркеров. В дробильную установку совместно с исходным материалом или в отдельности загружаются частицы свинца, обладающие свойством сохранения памяти в виде следов деформации. Авторами выбран кинематический способ определения скорости соударения маркеров с поверхностью рабочего органа, путем сопоставления экспериментальных результатов лабораторных стендов, где с помощью площади поверхности деформации сфероидного маркера определяется скорость столкновения с жесткой поверхностью. В результате экспериментальных исследований по изучению эффективности дробления рудного материала установлены максимальная скорость перемещения частиц в рабочей полости установки, оптимальная производительность, количество и характер динамических воздействий на геоматериал. В работе приводятся сопоставления результатов лабораторных стендов, которые показывают, что в дробильной установке ДКД-300 создаются условия для дезинтеграции особо крепких пород. При оптимальной производительности установки за счет интенсивных динамических воздействий и малых скоростей перемещения частиц, а также столкновений частиц друг с другом достигается режим селективного дробления. Путем регулирования подачи руды можно контролировать и задать определенное пространство для интенсивных перемещений частиц внутри рабочей полости. Предлагаемый метод с использованием частиц свинца в качестве маркеров в дробильных установках роторного типа дает возможность получить подробное описание происходящего процесса внутри рабочей полости дробильных аппаратов: виды деформации, интенсивность динамических нагрузок, скорости приложения ударной нагрузки в зависимости от производительности установки.

Целью исследования является моделирование процессов разделения минеральных смесей на осадительной поверхности крутонаклонного концентратора для оценки влияния режимных параметров и особенностей конструкции. Моделирование процесса разделения частиц как мультифакторного процесса и приводится в виде решения системы уравнений. Показана сложность процессов, протекающих в рабочей зоне крутонаклонно установленных пакетов пластин с нисходящими под определенным углом рифлями, где в результате возникающего гидродинамического режима происходит гравитационная дифференциация и вееровидное движение частиц по поверхности рифельных пластин, где легкие частицы увлекаются потоками воды, а тяжелые под действием гравитации спускаются вниз между рифлями в межрифельном пространстве. В работе авторами приведен алгоритм расчета с использованием подпрограммы rkfixed, которая решает систему дифференциальных уравнений методом Рунге - Кутты для многих частиц. Приводятся сравнительные результаты экспериментальных исследований для частиц магнетита с разной крупностью с теоретическими результатами физико-математического моделирования процесса разделения с учетом первоначального распределения частиц по разделительной поверхности и влияния образующихся вихревых движений частиц в межрифельном пространстве. Моделирование показывает приемлемые результаты и подтверждается экспериментальными данными, полученными при исследовании по разделению частиц разной крупности.

В данной работе представлен опыт проведения экспертизы плодородного почвенного слоя на территории заказника регионального значения «Абалакский природно-исторический комплекс» и разработаны рекомендации по его восстановлению на основе проведения культивационных работ. Заказник расположен в северо-восточной части Тобольского муниципального района и имеет большую экологическую и историческую ценность. В границах заказника с разрешения надлежащих органов был организован карьер «Санниковский» для добычи песка. По результатам осмотра главным специалистом особо охраняемых природных территорий управления экологии Департамента недропользования и экологии Тюменской области зафиксированы 10 участков, где уничтожен плодородный слой почвы, общей площадью 56249 м2. В результате судебных разбирательств суд принял решение назначить по делу экспертизу, проведение экспертизы поручить специалистам Тобольской комплексной научной станции Уральского отделения Российской академии наук. На основании экспертизы были получены данные, не соответствующие материалам искового заявления. Результаты проведенной экспертизы удовлетворили судебную коллегию, и она смогла вынести решение. Данная работа может представлять интерес для специалистов-экологов при оценке нарушения или уничтожения плодородного почвенного покрова.

Целью работы являлось совершенствование методики георадиолокационного мониторинга свойств и состояния массива горных пород. Исследование особенностей распространения электромагнитных волн выполнено на примере георадиолокационных измерений физической модели массива рыхлых горных пород, включающего зоны пород различной влажности. Массив горных пород физической модели представлен песком из карьера Хатынг-Юрях г. Якутска. По результатам исследований установлено, что в период с февраля по апрель в диапазоне отрицательных температур воздуха скорость в мерзлой породе различной влажности (5-30%) характеризуется высокими значениями. С апреля по июнь, когда температура воздуха поднимается от 0оС до положительных значений, происходят интенсивное оттаивание мерзлых пород различной влажности и резкое снижение значений скоростей. В мае полностью оттаивает порода влажностью 5%, которая находится в талом состоянии до конца сентября. Порода влажностью 15% полностью оттаивает в июне и в талом состоянии сохраняется до октября. Породы влажностью 22% и 30% плавно оттаивают с июня по август и остаются в талом состоянии до октября. Установлено, что скорость в этих талых породах характеризуется низкими значениями. По установленным значениям скоростей в породах различной влажности в зимний период можно оценить примерную влажность, а также период полной оттайки. Полученная информация позволяет скорректировать план разносезонного георадиолокационного мониторинга динамики криогенного состояния рыхлых горных пород Центральной Якутии.