|
|
|
Главная – Журналы – Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых 2025 номер ...
2025 год, номер 4
|
М.А. Журавков1, С.Н. Лопатин1, М.А. Николайчик1, В.А. Мисников2, Н.М. Климкович1
1Белорусский государственный университет, Минск, Беларусь
zhuravkov@bsu.by
2ОАО “Белгорхимпром”, Минск, Беларусь
Ключевые слова: Горная выработка, большие глубины, геомеханическое состояние, предельное состояние, блочная структура, численное моделирование, метод конечных элементов
Страницы: 3-15
Аннотация >>
Выполнены исследования напряженно-деформированного состояния породных массивов с верификацией по результатам наблюдений за выработками, эксплуатируемыми в условиях Старобинского и Петриковского месторождений калийных солей. Сравнивались качественные и количественные параметры зон предельного состояния в окрестности выработки для умеренных и больших глубин в соответствии с комплексным критерием. Предложены формулы для определения размеров зон предельного состояния для больших глубин, учитывающие особенности геологического строения рассматриваемых месторождений. Рассмотрен алгоритм численного моделирования процесса формирования породных блоков в окрестности выработок на основе введения специальных блочных элементов в виде систем упругих и вязко-упругих связей. Результаты исследований могут использоваться при планировании горных работ для оценки устойчивости выработок и выбора мер их охраны и крепления.
DOI: 10.15372/FTPRPI20250401 |
|
С.В. Усанов, Ю.П. Коновалова, С.А. Ногин, Е.А. Винальева, Н.А. Панжина
Институт горного дела УрО РАН, Екатеринбург, Россия
geomech@igduran.ru
Ключевые слова: Деформации, геодинамика, многолетние инструментальные наблюдения, база данных, анализ, объекты капитального строительства, безопасность, риск
Страницы: 16-28
Аннотация >>
Представлены данные мониторинга деформаций земной поверхности за 40-летний период. Выявлены пространственно-временные параметры геодинамических движений на основе анализа многолетних наблюдений за процессом сдвижения. Создана база данных мониторинга процесса сдвижения для классификации, моделирования и оценки геодинамических движений, для аналитической работы по выявлению закономерностей в больших массивах информации. Выполнен статистический и вейвлет-анализ скоростей изменения вертикальных перемещений земной поверхности. Проведено районирование земной поверхности Сарановского месторождения хромитов и прилегающих территорий, где расположены населенный пункт и промышленные объекты. Результаты исследований могут быть использованы для обнаружения ранее неизвестных параметров геодинамических процессов на земной поверхности, предупреждения аварий, связанных с утратой устойчивости капитальных объектов при разработке месторождений полезных ископаемых.
DOI: 10.15372/FTPRPI20250402 |
|
И.В. Зырянов1, И.Б. Бокий1, О.В. Зотеев1,2, В.В. Решетова1, В.Д. Барышников3
1Институт “Якутнипроалмаз”, АК “АЛРОСА” (ПАО), Мирный, Россия
reshetovavv@alrosa.ru
2Институт горного дела УрО РАН, Екатеринбург, Россия
3Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Новосибирск, Россия
v-baryshnikov@yandex.ru
Ключевые слова: Кимберлитовая трубка, выработанное пространство, процесс сдвижения, твердеющая закладка, деформация
Страницы: 29-37
Аннотация >>
Описана методика оценки параметров зоны сдвижения, развивающейся в окрестности выработанного пространства, заполненного твердеющей смесью, при отработке кимберлитовых месторождений АК “АЛРОСА”. Показана возможность применения численного моделирования напряженно-деформированного состояния и основных положений, закрепленных в нормативной литературе. Обозначена проблема недостаточности современных методик и нормативных документов определения границ зоны опасных сдвижений. Результаты предложенных решений соответствуют фактическому состоянию массива горных пород на кимберлитовых рудниках “Интернациональный” и “Айхал”. При отработке запасов системами с твердеющей закладкой подземного рудника “Мир-Глубокий” показана локализация области опасных деформаций в окрестности выработанного пространства. Рассчитаны параметры зоны сдвижения на руднике “Мир-Глубокий”.
DOI: 10.15372/FTPRPI20250403 |
|
А.А. Еманов, А.Ф. Еманов, Е.А. Гладышев, Е.В. Шевкунова, А.В. Фатеев
Алтае-Саянский филиал Федерального исследовательского центра “Единая геофизическая служба РАН”, Новосибирск, Россия
asf@gs.nsc.ru
Ключевые слова: Техногенная сейсмичность, железорудные месторождения, Кузбасс, Горная Шория
Страницы: 38-45
Аннотация >>
Рассмотрена техногенная сейсмическая активность, сопровождающая разработки железорудных месторождений в Горной Шории. В 2024 г. в районе населенных пунктов Шерегеш и Таштагол произошли ощутимые землетрясения с локальными магнитудами 4.5 и 4.6 соответственно. Обнаружен эффект частичной синхронизации активизаций в районе трех шахт “Таштагольская”, “Шерегешская” и “Казская” с одновременным усилением сейсмичности в период с 2012 г. по настоящее время. Сейсмические активизации демонстрируют пульсирующий характер, с периодическим затуханием процесса как по энергетическому уровню, так и по количеству событий, и с последующим его возобновлением. Показано, что энергетический уровень сейсмических активизаций коррелирует с режимом добычи полезных ископаемых и неуклонно повышается в соответствии с ростом темпов разработки месторождений.
DOI: 10.15372/FTPRPI20250404 |
|
В.Л. Яковлев, С.Н. Жариков, А.С. Реготунов, В.А. Кутуев
Институт горного дела УрО РАН, Екатеринбург, Россия
9634447996@mail.ru
Ключевые слова: Буровзрывные работы, адаптация параметров буровзрывных работ, импульс взрыва, зоны действия взрыва, технические приемы, сложноструктурные месторождения, сейсмическое воздействие
Страницы: 46-56
Аннотация >>
Разработан метод адаптации параметров буровзрывных работ для сложноструктурных месторождений, основанный на синтезе объединенной зонной теории разрушения горных пород и теории импульса взрыва. Представлен порядок практической корректировки параметров буровзрывных работ с учетом горно-геологических условий. Метод состоит из комплекса мониторинга свойств массива, анализа данных, выбора технических приемов и оценки их эффективности через интегральный критерий, учитывающий безопасность, качество дробления и экономические показатели. Предложена классификация влияющих на импульс взрыва технических приемов и их комбинаций, способствующих снижению сейсмического воздействия, разлета кусков породы и минимизации затрат. Особое внимание уделено управлению пиковым давлением и длительностью импульса. Результаты работы позволяют адаптировать параметры буровзрывных работ для неоднородных массивов, повысить промышленную безопасность и эффективность работ. Перспективы связаны с интеграцией технологий искусственного интеллекта и созданием цифровых баз данных для прогнозирования последствий взрывов.
DOI: 10.15372/FTPRPI20250405 |
|
С.Г. Тян1,2, А.Б. Макаров3, В.Н. Долгоносов1, Е.Ю. Ольховская2, М.Ж. Балпанова4
1Карагандинский технический университет им. Абылкаса Сагинова, Караганда, Казахстан
info@geo-in.kz
2ТОО “Гео Инженеринг”, Караганда, Казахстан
3ООО "Сиэмти Консалтинг", Москва, Россия
4ТОО “Научно-технический центр промышленной безопасности”, Караганда, Казахстан
Ключевые слова: Механическая удельная энергоемкость, бурение, взрывные работы, породный массив, фрагментация горной массы, прочность горных пород
Страницы: 57-69
Аннотация >>
Образующиеся после взрыва крупные негабариты затрудняют отгрузку и транспортировку горной массы, что ведет к снижению производительности труда, увеличению себестоимости добычи. Рассмотрен показатель механической удельной энергоемкости шарошечного бурения с целью его использования в качестве критерия буримости пород для месторождения Коктасжал (Казахстан). На два буровых электрических станка DML-1200 устанавливалось дополнительное оборудование для регистрации исследуемых параметров энергопотребления. Определены взаимосвязи удельного расхода взрывчатого вещества с удельной энергоемкостью взрывного разрушения и пределом прочности на сжатие, между средним размером куска и удельной энергоемкостью бурения. При проектировании массовых взрывов на открытых работах обоснован переход от механической удельной энергоемкости бурения к удельной энергоемкости взрывного разрушения и в дальнейшем к прогнозированию размера среднего куска взорванной горной массы. Экспериментальные взрывы на карьере Коктасжал показали положительные результаты, открывающие перспективы исследований в этом направлении.
DOI: 10.15372/FTPRPI20250406 |
|
С.А. Щукин, А.О. Кудря, А.А. Неверов, С.А. Неверов, А.М. Никольский
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Новосибирск, Россия
nsa_nsk@mail.ru
Ключевые слова: Залежь, мощность, система разработки, магазинирование руды, поле напряжений, параметры технологии, безопасность, область применения
Страницы: 70-82
Аннотация >>
Рассмотрен вариант системы разработки с магазинированием руды при отработке крутопадающих залежей жил небольшой мощности. Применительно к практике эксплуатации большинства действующих отечественных подземных рудников выполнено численное моделирование напряженно-деформированного состояния рудопородного массива, характерного для гравитационно-тектонической модели геосреды. Установлены закономерности распределения напряжений в конструктивных элементах технологии в зависимости от мощности залежи, глубины залегания и технологического исполнения. Выявлено существенное влияние нарушенности пород на устойчивость горных выработок и рудных целиков различного назначения. Определены безопасные параметры системы разработки, унифицированные к типовым горно-геологическим и геомеханическим условиям разрабатываемых месторождений.
DOI: 10.15372/FTPRPI20250407 |
|
С.Ю. Васичев, С.А. Щукин, А.А. Неверов, Ю.Н. Шапошник, С.А. Неверов
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Новосибирск, Россия
nsa_nsk@mail.ru
Ключевые слова: Геотехнология, подэтажное обрушение, напряженное состояние, глубина горных работ, численное моделирование, выработка, очистной забой, параметры выемки, безопасность
Страницы: 83-97
Аннотация >>
Выполнено геомеханическое обоснование варианта технологии подэтажного обрушения с плоским днищем при отработке параллельно расположенных рудных тел, разделенных породным прослоем переменной мощности. Разработана параметрическая модель ведения горных работ с обрушением, учитывающая случай максимального развития фронта очистных работ на подэтажах с переменными его параметрами. Получены расчетные закономерности распределения максимальных главных и касательных напряжений, их концентрации и разгрузки в основных элементах системы разработки. Установлены участки массива пород вокруг различных обнажений, в том числе подготовительных и нарезных выработок, которые в бόльшей степени подвержены разрушению при развитой тектонике. Рассмотрение в задачах разного расстояния заложения полевых штреков и наклонного съезда в породах висячего бока рудной залежи по глубине выемки показало состоятельность технологических решений, обеспечивающих безопасную эксплуатацию выработок в меняющихся горно-геологических и горнотехнических условиях на весь период выемки запасов. Обоснованы порядок и очередность отработки сближенных рудных залежей месторождения, гарантирующих вероятность обрушения вмещающих пород в выработанное пространство для управления горным давлением. Определены параметры системы разработки подэтажного обрушения с понижением горизонта очистных работ, при которых обеспечивается безопасность и эффективность добычи полезных ископаемых.
DOI: 10.15372/FTPRPI20250408 |
|
М.А. Семин, А.А. Дунькина
Горный институт УрО РАН, Пермь, Россия
seminma@inbox.ru
Ключевые слова: Ледопородное ограждение, искусственное замораживание пород, тепловой поток, аналитическая модель, численное моделирование, энергоэффективность, пассивное замораживание
Страницы: 98-107
Аннотация >>
Получена аналитическая временная зависимость температуры на стенках замораживающих колонок, обеспечивающая поддержание постоянной толщины ледопородного ограждения на стадии пассивного замораживания. Зависимость установлена на основе использования уравнения баланса тепловых потоков на границе фазового перехода. Корректность полученного выражения подтверждена численным моделированием замораживания слоя алевролита, характерного для условий проходки ствола калийного рудника. Результаты могут быть использованы при проектировании энергоэффективных режимов работы холодильных установок в ходе пассивного замораживания.
DOI: 10.15372/FTPRPI20250409 |
|
А.В. Шалимов, С.Я. Жихарев, М.А. Семин
Горный институт УрО РАН, Пермь, Россия
shalimovav@mail.ru
Ключевые слова: Тепловая депрессия, аэродинамическое сопротивление, диссипация энергии, стратификация, метод размерностей, масштабирование, автомодельность, нулевой режим вентиляции
Страницы: 108-119
Аннотация >>
Масштабные модели важны при изучении подземных пожаров в горных выработках, поскольку проведение полномасштабных экспериментов невозможно по соображениям безопасности, а численное моделирование ограничено точностью и высокими вычислительными затратами. Рассмотрен малоизученный вопрос выбора и обоснования критериев подобия для условий рудничных пожаров. Анализ существующих методов масштабного моделирования тепловой конвекции воздуха при больших перепадах температур, основанных на результатах исследований пожаров в зданиях и тоннелях, показал их неполное соответствие шахтным условиям из-за различий в геометрии и характере движения воздуха. Методом размерностей установлено, что подобие при лабораторном моделировании можно достичь соблюдением равенства модельных и натурных значений безразмерных комплексов Ричардсона, Эйлера и Фруда. Описан аварийный сценарий с отключением вентилятора, при котором единственным определяющим критерием становится число Грасгофа. Предложенный подход позволяет проектировать низкотемпературные лабораторные эксперименты, моделирующие движение воздуха по горным выработкам в условия шахтных пожаров.
DOI: 10.15372/FTPRPI20250410 |
|
В.В. Морозов, В.А. Чантурия, Е.Л. Чантурия, Г.П. Двойченкова
Институт проблем комплексного освоения недр им. акад. Н. В. Мельникова РАН, Москва, Россия
dchmggu@mail.ru
Ключевые слова: Алмазы, кимберлит, коллектор, смачивание, поверхностно-активные вещества, работа адгезии
Страницы: 120-130
Аннотация >>
На основе анализа процессов адгезии органического коллектора на поверхности алмазов и минералов кимберлита в водной среде определены основные параметры, характеризующие физико-химические свойства границ раздела фаз “минерал - водная фаза - коллектор” и закономерности изменения работы адгезии коллектора при варьировании типа и концентрации реагентов-регуляторов различных классов. Выявлено, что при добавлении реагентов-регуляторов работа адгезии аполярного коллектора на поверхности алмаза и флотоактивных минералов кимберлита снижается в различной степени. Это дает основание ожидать положительного эффекта, заключающегося в повышении селективности закрепления органического коллектора на разделяемых минералах. В качестве критерия селективности закрепления коллектора предложено использовать соотношение энергий адгезии аполярного коллектора на алмазе, тальке и флогопите. Результаты экспериментов показали наличие тесной корреляции покрытия поверхности алмаза и зерен кимберлита органическим коллектором с работой адгезии на алмазе и флогопите. Обоснована возможность применения разработанного критерия для выбора реагентов-регуляторов селективности закрепления аполярных коллекторов в слабоминерализованной оборотной воде. Визиометрическим анализом закрепления люминофорсодержащего аполярного коллектора на минералах алмазо-кимберлитовой смеси установлено, что при использовании гексаметафосфата натрия и оксиэтилендифосфоновой кислоты наблюдается снижение количества органического коллектора на поверхности кимберлита при устойчивой адсорбции на поверхности алмазов.
DOI: 10.15372/FTPRPI20250411 |
|
Д.Н. Шибаева1, Д.А. Асанович1, А.А. Компанченко2
1Горный институт КНЦ РАН, Апатиты, Россия
shibaeva_goi@mail.ru
2Геологический институт КНЦ РАН, Апатиты, Россия
komp-alena@yandex.ru
Ключевые слова: Железные руды, сухая магнитная сепарация, эффективность разделения, содержание общего железа, класс крупности, модуль крупности, коэффициент обогащения
Страницы: 131-141
Аннотация >>
На примере проб руды месторождения Оленегорского рудного поля рассмотрено влияние изменчивости характеристик питания сухой магнитной сепарации и их вклада в эффективность разделения при фиксированных режимах работы оборудования. Установлено, что определяющую роль оказывает содержание общего железа: увеличение его в питании не зависит от максимального линейного размера в классе крупности и диапазона (модуля) крупности и сопровождается ростом содержания Feобщ в магнитной фракции. Результатами сухой магнитной сепарации “узких” классов крупности доказано, что для - 80 + 2 мм зависимость содержания Feобщ в магнитной фракции (при В = 0.16 Тл) и качества питания характеризуется высоким значением коэффициента аппроксимации, равным 0.9461, что свидетельствует о незначительном вкладе в процесс разделения крупности материала. При оценке влияния на технологические показатели значения модуля крупности выявлено, что отсутствие предварительной подготовки рудной массы посредством грохочения в 70 % случаев обеспечивает снижение потерь Feобщ с немагнитной фракцией.
DOI: 10.15372/FTPRPI20250412 |
|
М.М. Ахмед1, Г.А. Ибрагим1, А.М.Е. Ризк1, Н. Аббас2, Н.А. Махмуд1
1Асьютский университет, Асьют, Египет
nour.ashraf@aun.edu.eg
2Каракорумский международный университет, Гилгит, Пакистан
Ключевые слова: Полевой шпат, кварц, флотация, фтороводородная кислота, промышленное использование
Страницы: 142-151
Аннотация >>
Изучено влияние фтороводородной кислоты на сепарацию полевого шпата. Показано, что данная кислота наиболее эффективный реагент для флотационной сепарации полевого шпата и кварца. Испытания выполнялись в растворе аммониевой соли в качестве катионного собирателя. Фтороводородная кислота является модификатором поверхности для активации частиц полевого шпата и подавления кварца, оптимальная концентрация составляет 1800 - 2000 г/т. При 1800 г/т получен концентрат полевого шпата с содержанием 89.81 % и извлечением 44.20 %, при 2000 г/т - с содержанием 85.05 % и извлечением 67.78 %. Показатели концентрата полевого шпата при массовом извлечении 52.11 % с минералогическим составом SiO2 = 69.04 %, K2O + Na2O = 11.00 %, Al2O3 = 17.34 %, Fe2O3 = 0.40 % соответствуют требованиям для производства стекла, фарфора, керамики и черепицы.
DOI: 10.15372/FTPRPI20250413 |
|
А. Афради1, А. Ибрахимабади2, А. Р. Гхазикалих3
1Филиал Исламского университета Азад, Каэмшехр, Иран
2Тегеранский филиал Исламского университета Азад, Тегеран, Иран
a.ebrahimabadi@iauctb.ac.ir
3Инвестиционная компания Sadr Arian, Тегеран, Иран
Ключевые слова: Производительность тоннелепроходческих комплексов, скорость проходки, искусственная нейронная сеть, водопроводные тоннели
Страницы: 152-169
Аннотация >>
Представлен подход к прогнозированию производительности тоннелепроходческих комплексов с помощью искусственной нейронной сети на примере строительства водопроводных тоннелей в Иране. Выполнен анализ данных, включающих геологические и горнотехнические условия местности, а также параметры машин. Получена модель для прогнозирования оптимальной скорости проходки. Результаты показали близкое соответствие между фактическими и спрогнозированными данными с коэффициентом корреляции 0.94; значения коэффициента детерминации и среднеквадратичной ошибкой составили 0.90 и 1.2 соответственно.
DOI: 10.15372/FTPRPI20250414 |
|
Л.П. Чечель, Л.В. Замана
Институт природных ресурсов, экологии и криологии СО РАН, Чита, Россия
lpchechel@mail.ru
Ключевые слова: Месторождение, техногенный водоем, состав воды, карьер, хвостохранилище, предельно допустимая концентрация, уровень экологической опасности
Страницы: 170-182
Аннотация >>
Исследовано качество вод техногенных водоемов в районах бывшей и действующей отработки некоторых вольфрамовых, молибденовых и полиметаллических месторождений восточной и юго-западной частей Забайкалья. Химический анализ вод проводился методами атомно-абсорбционной спектрометрии и масс-спектрометрией с индуктивно связанной плазмой. Рассчитан формализованный суммарный показатель загрязнения. Установлен аномально высокий уровень экологической опасности водных объектов, что соответствует обстановке чрезвычайной экологической ситуации и экологического бедствия. Наибольшую угрозу для поверхностных и подземных вод несут техногенные водоемы Первомайского, Шерловогорского, Букукинского и Бом-Горхонского месторождений. Использование таких вод местным населением в рекреационных целях недопустимо и может быть опасно из-за негативного влияния на здоровье.
DOI: 10.15372/FTPRPI20250415 |
|
