Главная – Журналы – Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых 2014 номер ...

Поиск по журналу

Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых

2014 год, номер 2

1. О некоторых особенностях взаимодействия между геомеханическими и физико-химическими процессами в угольных пластах Кузбасса В.Н. ОПАРИН1,2, Т.А. КИРЯЕВА1, В.Ю. ГАВРИЛОВ3, Р.А. ШУТИЛОВ3, А.П. КОВЧАВЦЕВ4, А.С. ТАНАЙНО1, В.П. ЕФИМОВ1, И.Е. АСТРАХАНЦЕВ1, И.В. ГРЕНЕВ3 1Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия сoalmetan@mail.ru 2Новосибирский государственный университет, ул. Пирогова, 2, 630090, г. Новосибирск, Россия 3Институт катализа им. Г. К. Борескова СО РАН, просп. Академика Лаврентьева 5, 630090, г. Новосибирск, Россия gavrilov@catalysis.ru 4Институт физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН, пpосп. Академика Лавpентьева 13, 630090, г. Новосибирск, Россия kap@isp.nsc.ru Ключевые слова: напряженно-деформированное состояние, температура, уголь, выход летучих, удельная поверхность, структура, пористость, плотность, окисление, горение, выбросоопасность, стадии метаморфизма, классификация Страницы: 3-30 Подраздел: Геомеханика Аннотация >> Представлены экспериментальные данные лабораторных и натурных исследований по особенностям взаимодействия между геомеханическими и физико-химическими процессами в угольных пластах Кузбасса различной стадии метаморфизма с учетом влияния температурного фактора. Анализируется связь между напряженно-деформированным состоянием угольных образцов с температурой, а также ИК-излучением. Изучается влияние температуры и микроструктуры угольного вещества в энергомассообменных процессах (изменение массы, выхода летучих, удельной поверхности частиц угля, внутренней энергии релаксации метаноносности, а также влагосодержания). Обсуждается связь между выбросо- и пожароопасностью угольных пластов с позиций единой постадийной термомеханической и термохимической зависимости в поведении угольного вещества при его формировании в натурных условиях и последующего извлечения ведением горных работ. Введен обобщенный показатель количественного описания петрографических свойств углей, с использованием которого даны классификация и описано распределение петрографических групп угольных пластов районов Кузбасса. Скачать pdf-версию статьи

2. Проявления динамической микропластичности при распространении продольной волны в горной породе Э.И. МАШИНСКИЙ Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН, просп. Академика Коптюга, 3, г. Новосибирск, 630090, Россия MashinskiiEI@ipgg.sbras.ru Ключевые слова: локальная неупругость, динамическая микропластичность, задержка времени и деформации, неупругие сейсмические параметры, амплитудная зависимость скоростей волн и затухания Страницы: 31-40 Подраздел: Геомеханика Аннотация >> Описаны эффекты локальной микропластической неупругости при распространении продольной сейсмической волны частотой 240–1000 Гц в суглинках в пространстве между двумя неглубокими скважинами. Импульсный пьезоэлектрический излучатель размещался в одной скважине, а аналогичный приемник - в другой. Проявления микропластичности на сейсмической записи представлены в виде ступенчатого изменения амплитуды в течение времени и встроенных плато длительностью единицы — десятки микросекунд. Плато создают краткосрочное прерывание упругого процесса, временную задержку, которая зависит от амплитуды сигнала. В результате этого процесса изменяется время первого вступления, происходит трансформация формы волны. Микропластичность, предположительно, обусловлена концентрацией напряжений на различных дефектах. Результаты могут быть полезными для решения прикладных задач в горном деле и сейсмике. Скачать pdf-версию статьи

3. Техногенная сейсмичность разрезов Кузбасса (Бачатское землетрясение 18 июня 2013 г.) А.Ф. ЕМАНОВ1,2,3, А.А. ЕМАНОВ1,2, А.В. ФАТЕЕВ1,2, Е.В. ЛЕСКОВА1,2, Е.В. ШЕВКУНОВА1, В.Г. ПОДКОРЫТОВА1 1Алтае-Саянский филиал Геофизической службы СО РАН, просп. Академика Коптюга, 3, 630090, г. Новосибирск, Россия 2Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН, просп. Академика Коптюга, 3, 630090, г. Новосибирск, Россия 3Новосибирский государственный университет, ул. Пирогова, 2, 630090, г. Новосибирск, Россия Ключевые слова: техногенное землетрясение, наведенная сейсмичность, углеразрез “Бачатский”, Кузбасс, афтершоки, сеть временных сейсмостанций Страницы: 41-46 Подраздел: Геомеханика Аннотация >> Представлены данные о крупнейшем техногенном землетрясении при добыче твердых полезных ископаемых на Земле — Бачатском (ML = 6.1), произошедшем 18 июня 2013 г. в Кузбассе. Сейсмическая активизация в районе разреза “Бачатский” в 2012–2013 гг. трижды сопровождалась крупными землетрясениями, создавшими ощутимые воздействия на населенные пункты Кузбасса. Проанализированы результаты экспериментов с временными сетями сейсмологических станций в 2012 г. и при регистрации афтершокового процесса Бачатского землетрясения в 2013 г. Установлено существование сейсмической активности на уровне малых энергий под разрезами “Бачатский” и “Шестаки”. Выявлено, что мелкие землетрясения концентрируются под центральной частью разреза, а наиболее крупные — около бортов, при этом глубина очагов составляет 3–4 км. Скачать pdf-версию статьи

4. Деформирование сыпучего материала вокруг жесткого цилиндрического включения С.В. КЛИШИН, О.А. МИКЕНИНА, А.Ф. РЕВУЖЕНКО Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Красный проспект, 54, 630091, Новосибирск, Россия Ключевые слова: напряженное состояние, гранулированный материал, численный анализ, метод дискретных элементов, жесткое включение, вязкость Страницы: 47-53 Подраздел: Геомеханика Аннотация >> Выполнено численное исследование напряженно-деформированного состояния сыпучего материала в окрестности жесткого цилиндрического включения. Рассматривается случай сложного нагружения с непрерывным поворотом направления сдвига. Учитывались дилатансия, сухое трение, вязкость. Показано, что при определенных условиях на жесткое включение действует момент, который стремится повернуть его в направлении, противоположном направлению сдвига. Дано сопоставление с экспериментом. Скачать pdf-версию статьи

5. Простейшие модели деформирования пороупругой среды, насыщенной флюидами О.Б. БОЧАРОВ1, В.Я. РУДЯК2, А.В. СЕРЯКОВ1 1Новосибирский технологический центр компании Baker Hughes, просп. Кутателадзе, 4а, 630128, г. Новосибирск, Россия 2Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет, ул. Ленинградская, 113, 630008, г. Новосибирск, Россия Ключевые слова: пороупругость, теория смесей, метод масштабов, насыщенная пористая среда, совместная модель, среда с сохранением объема, аналитические решения Страницы: 54-68 Подраздел: Геомеханика Аннотация >> Анализируется совместная модель двухфазного течения в пористой среде и деформирования порового пространства. Модель включает в себя уравнения переноса компонент среды (флюида и пористого скелета), полученные на основе законов сохранения, условия совместности деформирования и замыкающие уравнения в форме обобщенного закона Гука. Показано, что система определяющих уравнений содержит ряд малых параметров, разложение по которым позволяет построить иерархическую последовательность моделей, соответствующих определенным условиям деформирования среды. В явном виде выписаны модели нулевого и первого приближения. Установлено, что в случае несжимаемости компактных фаз уравнения первого приближения переходят в систему, аналогичную модели Баклея–Леверетта, но с учетом изменения порового пространства. Уравнения нулевого приближения описывают поведение пористой среды при условии сохранения объема. В данном случае уравнение на поровое давление отделяется от системы уравнений для упругого скелета. Для модели нулевого приближения построены аналитические решения в цилиндрических координатах, характеризующиеся наличием сдвиговых напряжений, способных вызвать разрушение. Скачать pdf-версию статьи

6. Экспериментальное исследование термостимулированной акустической эмиссии образцов горных пород различных генотипов при одноосном нагружении В.Л. ШКУРАТНИК, Е.А. НОВИКОВ, Р.О. ОШКИН Национальный исследовательский технологический университет “МИСиС”, Ленинский проспект, 4, 119049, г. Москва, Россия ftkp@mail.ru Ключевые слова: горные породы, генотип, одноосное сжатие, термостимулированная акустическая эмиссия, теоретическое обоснование, напряженно-деформированное состояние, пористость Страницы: 69-76 Подраздел: Геомеханика Аннотация >> Экспериментально исследованы и теоретически обоснованы закономерности низкотемпературной термостимулированной акустической эмиссии (ТАЭ), возникающей в образцах горных пород различных генотипов и пористости при одноосном механическом нагружении. Показано качественное соответствие этих закономерностей для магматических, метаморфических и осадочных горных пород. Проведено сопоставление границ стадий деформирования испытуемых горных пород, определенных по традиционной методике, основанной на деформационных измерениях, при механическом нагружении образцов, и измерении по предлагаемому ТАЭ методу. Дано объяснение механизмов, лежащих в основе рассмотренных термоакустоэмиссионных явлений, связанных с переходом объектов контроля из одной стадии деформирования в другую в зависимости от исходной дефектно-пористой структуры геоматериала. Показана возможность использования метода ТАЭ для контроля действующих в массиве напряжений и их пространственно-временной динамики. Скачать pdf-версию статьи

7. Частотно-временное представление георадиолокационных разрезов на основе непрерывного вейвлет-преобразования К.О. СОКОЛОВ Институт горного дела Севера им. Н.В. Черского СО РАН, просп. Ленина, 43, г. Якутск, 677980, Россия _ksokolov@mail.ru Ключевые слова: георадиолокация, вейвлет-анализ, криолитозона, неоднородности горного массива Страницы: 77-81 Подраздел: Геомеханика Аннотация >> Предложен способ обработки георадиолокационных разрезов на основе непрерывного вейвлет-преобразования для оценки поглощения электромагнитной энергии в изучаемой среде. С помощью разработанного метода показана возможность локализации неоднородностей мерзлого горного массива повышенной электропроводимости. Скачать pdf-версию статьи

8. Определение деформационных критериев устойчивости пород кровли и анкерной крепи М.А. РОЗЕНБАУМ, Д.Н. ДЕМЁХИН Национальный минерально-сырьевой университет “Горный”, ВО, 21-я линия, 2, 199106, г. Санкт-Петербург, Россия Ключевые слова: разрывное нарушение, краевая часть пласта, метод комплексных потенциалов, численные методы, метод граничных элементов, метод разрывных смещений Страницы: 82-86 Подраздел: Геомеханика Аннотация >> Рассмотрены вопросы поэтапного крепления горных выработок. На моделях из эквивалентных материалов определены допустимые значения расслоения пород кровли, при которых необходимо устанавливать крепь в соответствии с полным паспортом крепления. Рассчитаны критические смещения, после реализации которых применение поэтапного крепления невозможно. Скачать pdf-версию статьи

9. Распространение трещины гидроразрыва в сжатом квазирегулярном блочном массиве горной породы П.А. МАРТЫНЮК, Г.Н. ШЕРЕВ Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия Ключевые слова: Гидроразрыв, блочный массив, поле сжатия, раскрытие трещин Страницы: 87-93 Подраздел: Разрушение горных пород Аннотация >> Проанализировано влияние нерегулярности строения сжатого блочного массива на процесс развития трещины гидроразрыва. Исследован предельный случай, когда двуосное поле сжатия является изотропным. Скачать pdf-версию статьи

10. Локальный минимум энергоемкости разрушения скальных пород в диапазоне отрицательных температур Е.В. ЗАХАРОВ, А.С. КУРИЛКО Институт горного дела Севера им. Н.В. Черского СО РАН, просп. Ленина, 43, 677980, г. Якутск, Россия zaharoff@igds.ysn.ru Ключевые слова: энергоемкость разрушения, отрицательные температуры, карбонатные породы, кимберлит Страницы: 94-98 Подраздел: Разрушение горных пород Аннотация >> Приведены результаты исследований по определению влияния отрицательных температур на удельную энергоемкость разрушения горных пород. Установлено, что энергоемкость разрушения известняков карьеров “Удачный” и “Мохсоголлох”, а также кимберлита трубок “Интернациональная” и “Удачная” в диапазоне температур от −5 до −15 °С существенно снижается. Скачать pdf-версию статьи

11. Прогноз обрушений на рудниках по данным сейсмического мониторинга В.И. ГЕРМАН ГПКК “Красноярский научно-исследовательский институт геологии и минерального сырья”, просп. Мира, 55, 660049, г. Красноярск, Россия germanv@rambler.ru Ключевые слова: прогноз обрушений, сейсмический мониторинг, концентрационный критерий разрушения, параметр сближения сейсмических событий Страницы: 99-109 Подраздел: Разрушение горных пород Аннотация >> Рассматривается физический смысл характеристик сейсмичности, наиболее часто используемых для оценки опасности развития обрушений на рудниках. Описывается и обосновывается на основе механики разрушения модифицированный концентрационный критерий разрушения твердых тел, который успешно применяется для прогноза обрушений на Жезказганском медном месторождении. Скачать pdf-версию статьи

12. Методологические основы и инструментарий для развития робастного управления горными работами на карьерах. Ч. I: Система принятия решений в контексте управления качеством добываемого полезного ископаемого Е.В. ФРЕЙДИНА1,2, А.А. БОТВИННИК1, А.Н. ДВОРНИКОВА1 1Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия 2Новосибирский государственный университет экономики и управления, ул. Каменская, 52, 630091 г. Новосибирск, Россия Ключевые слова: робастность, открытая разработка месторождений, робастное управление, предел допустимых отклонений, управление качеством, геоинформационное моделирование, полные и условно-динамические модели, карты качества, контрольные карты Страницы: 110-124 Подраздел: Технология добычи полезных ископаемых Аннотация >> Обоснована актуальность, изложены концепция, принципы и инструментарий применения робастного управления в приложении к предприятиям по открытой добыче твердых полезных ископаемых. Показано, что на всех этапах для управления качеством выстраиваются пределы допустимой флуктуации показателей свойств добываемых углей и производительности погрузочного оборудования, а также ограничения на пространственное развитие элементов рабочей зоны разреза. Создание устойчивой работы производственной системы в установленных пределах и ограничениях - цель и возможности робастного управления. Представлены методологические основы и инструментарий применения робастного управления при открытой угледобыче. Скачать pdf-версию статьи

13. Анализ влияния режимов работы канатных пил на себестоимость отделения монолитов камня от породного массива Г.Д. ПЕРШИН, М.С. УЛЯКОВ Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова, просп. Ленина, 38, 455000, г. Магнитогорск, Россия Ключевые слова: канатная пила, производительность, расход инструмента, удельная работа резания, себестоимость Страницы: 125-135 Подраздел: Технология добычи полезных ископаемых Аннотация >> Приведены зависимости основных показателей процесса резания (производительность, расход энергии и алмазного инструмента) от режима работы канатной пилы при различной высоте добычного уступа. Разработана методика выбора рационального режима управления канатной пилой, учитывающая установленные зависимости производительности отделения монолита от массива и эксплуатационные затраты на его отделение от высоты уступа. Для возможности выбора рационального режима управления канатной пилой предложен комплексный технико-экономический показатель, характеризуемый затратами, отнесенными к интенсивности отделения объемов камня от массива. Скачать pdf-версию статьи

14. Многокритериальный анализ способов благоустройства деградированных земель карьера “Кленовник” угольного бассейна “Костолац” Б. ДИМИТРИЕВИЧ1, С. ВУЙИЧ2, И. МАТИЧ1, С. МАИАНАЦ2, Ж. ПРАШТАЛО2, Й. НИКОЛИЧ2, В. ЧОЛАКОВИЧ2 1Белградский университет, г. Белград, Республика Сербия bojan.dimitrijevic@rgf.bg.ac.rs 2Горный институт, г. Белград, Республика Сербия slobodan.vujic@ribeograd.ac.rs Ключевые слова: рекультивация, угольный карьер, многоатрибутный и многокритериальный анализ, принятие решений Страницы: 136-143 Подраздел: Технология добычи полезных ископаемых Аннотация >> Угольный карьер “Кленовник” в Костолацком угольном бассейне выведен из производственной эксплуатации из-за истощения запасов угля. Началась работа по проектированию рекультивации и благоустройства деградированных земель. Ключевая проблема - выбор способа рекультивации. Учитывая цели рекультивации и окружающие условия, на основании анализа влиятельных факторов и определения критериев осуществления проекта, выделено 10 возможных решений. Как ранжировать альтернативы и обоснованно выбрать лучшую из них - такую задачу решают с помощью многоатрибутного метода принятия решений Promethee и Electre. Скачать pdf-версию статьи

15. Влияние возмущений воздушного потока от поршневого действия поездов на туннельные вентиляторы метрополитенов А.М. КРАСЮК1, П.В. КОСЫХ2, Е.Ю. РУССКИЙ1 1Институт горного дела им. Н. А.Чинакала СО РАН, Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия krasuk@cn.ru 2Новосибирский государственный технический университет, просп. К. Маркса, 630074, г. Новосибирск, Россия Ключевые слова: частота движения поездов, возмущение воздушного потока, спектральный анализ, вентилятор, метрополитен, амплитуда колебаний, нагрузки на вентилятор, усталостная прочность, спектр частот Страницы: 144-153 Подраздел: РУДНИЧНАЯ АЭРОГАЗОДИНАМИКА Аннотация >> Представлены результаты спектрального анализа возмущений воздушного потока, вызванного движением поездов в метрополитене. Предложена методика определения влияния возмущенного воздушного потока на крутильные колебания ротора туннельного вентилятора. Показано, что при использовании частотно регулируемого привода возможно совпадение гармонических частот возмущенного потока с собственными частотами ротора. Скачать pdf-версию статьи

16. Разработка математических методов прогнозирования микроклиматических условий в сети горных выработок произвольной топологии Л.Ю. ЛЕВИН, М.А. СЕМИН, А.В. ЗАЙЦЕВ Горный институт УрО РАН, ул. Сибирская, 78а, 614007, г. Пермь, Россия aerolog_lev@mail.ru Ключевые слова: сеть горных выработок, микроклимат, тепловой режим, нестационарный теплообмен, породный массив, математическое моделирование, воздухораспределение, источники тепловыделения Страницы: 154-161 Подраздел: РУДНИЧНАЯ АЭРОГАЗОДИНАМИКА Аннотация >> Представлены результаты разработки математических методов прогнозирования микроклиматических условий в сети горных выработок произвольной топологии на основании исследований процессов формирования теплового режима шахт и рудников. Разработаны математические модели, позволяющие проводить расчет теплораспределения в сети горных выработок с учетом следующих факторов: гидростатического сжатия-расширения воздуха в вертикальных и наклонных горных выработках, наличия источников тепловыделения (поглощения), протекания фазовых переходов влаги. Скачать pdf-версию статьи

17. Методические основы экологической оценки техногенного изменения литосферы К.Н. ТРУБЕЦКОЙ, Ю.П. ГАЛЧЕНКО, Г.В. САБЯНИН Институт проблем комплексного освоения недр РАН, Крюковский тупик, 4, 111020, г. Москва, Россия Ключевые слова: Литосфера, техногенно измененные недра, геофизический экотон, напряженно-деформированное состояние, массив, экологические индикаторы, индекс, плотность Страницы: 162-168 Подраздел: ГОРНАЯ ЭКОЛОГИЯ Аннотация >> Рассмотрены условия и особенности формирования в литосфере нового экологического объекта - техногенно измененных недр. Выдвинута и разработана гипотеза о формировании геофизического экотона и приведена методика определения значений экологических индикаторов для этого объекта применительно к подземному способу освоения минеральных ресурсов. Скачать pdf-версию статьи

18. Прогнозирование эффективности предварительной механоактивации ильменитового и аризонитового концентратов с применением рентгеноструктурного анализа Е.В. БОГАТЫРЕВА1, А.В. ЧУБ2, А.Г. ЕРМИЛОВ1 1Национальный исследовательский технологический университет “МИСиС”, Ленинский проспект, 4, 119049, г. Москва, Россия Helen_Bogatureva@mail.ru 2ОАО “Соликамский магниевый завод”, ул. Правды, 9, г. Соликамск, Россия Ключевые слова: ильменитовый концентрат, аризонитовый концентрат, механоактивация, солянокислотное выщелачивание, рентгеноструктурный анализ Страницы: 169-183 Подраздел: Обогащение полезных ископаемых Аннотация >> Показана возможность прогнозирования изменения энергосодержания и реакционной способности аризонитового и ильменитового концентратов после механоактивации по данным рентгеноструктурного анализа. Установлено различие в характере изменения энергосодержания ильменита и аризонита после механоактивации от энергии структурных нарушений в минералах. Подтверждено влияние количества запасенной при механоактивации энергии в виде поверхностной энергии и микродеформаций на показатели последующего выщелачивания. Методика и критерии оценки эффективности предварительной механоактивации аризонитового и ильменитового концентратов создают технологические предпосылки для производства искусственного рутила из доступного минерального сырья. Скачать pdf-версию статьи

19. Гравитационное обогащение шельфовых фосфоритов Намибии В.И. БЕЛОБОРОДОВ, Г.П. АНДРОНОВ, И.Б. ЗАХАРОВА, Н.М. ФИЛИМОНОВА, Е.Д. РУХЛЕНКО Горный институт КНЦ РАН, ул. Ферсмана, 24, 184209, г. Апатиты, Россия Ключевые слова: фосфориты, гравитационное обогащение, концентрационный стол, фосфатный концентрат Страницы: 184-188 Подраздел: Обогащение полезных ископаемых Аннотация >> Представлены результаты исследований по обогащению шельфовых фосфоритов Намибии. Предложены варианты технологических схем гравитационного обогащения проб фосфоритов, имеющих различный химический и гранулометрический состав. Получен фосфатный концентрат с содержанием 27% Р2О5 при извлечении 81.2% Р2О5. Скачать pdf-версию статьи

20. Применение гвинейских бокситовых хвостов в качестве pH-корректора при обогащении золотосодержащих руд М. ДАУМБОЙЯ1,2, К.Э. КАСЕМ1, С. КИТЕЙН2, А. БЕЛХАДЖ1 1Университет им. Мухаммеда, г. Рабат, Марокко 2Национальная школа горнодобывающей промышленности, г. Рабат, Марокко Ключевые слова: золото, бокситовые шламы, цианирование, выщелачивание, гравитационное разделение, уголь Страницы: 189-196 Подраздел: Обогащение полезных ископаемых Аннотация >> Предложен способ обогащения золотосодержащих руд с применением бокситовых шламов в качестве pH-корректора в цикле цианирования золота. Показано, что красный шлам может быть использован в качестве pH-корректора золотосодержащей пульпы. Также выявлено, что красный шлам содержит золото, которое может быть извлечено попутно с золотом, содержащимся в руде. В экспериментах по определению содержания угля в цианистых выщелачивающих растворах установлен уровень деактивации угля органическими компонентами бокситовых шламов. Скачать pdf-версию статьи