Главная – Журналы – Поиск по журналам

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 Fe_общ в магнитной фракции. Результатами сухой магнитной сепарации “узких” классов крупности доказано, что для - 80 + 2 мм зависимость содержания Fe_общ 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 Fe_общ с немагнитной фракцией.

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.

На примере Верхнекамского месторождения солей показана возможность использования данных радарной интерферометрии для оценки и прогноза изменения напряженно-деформированного состояния подработанного породного массива. Объектом исследований являлся Первый Березниковский калийный рудник, затопленный в 2006 г. в результате аварийного прорыва пресных вод в горные выработки. Вследствие высокой растворимости соляных пород в пределах шахтного поля до сих пор сохраняются достаточно высокие скорости оседания земной поверхности, которые контролируются геодезическими методами по заложенным профильным линиям и площадной радарной съемкой спутником TerraSAR-X с периодом 11 дней. Геомеханическая интерпретация данных радарной интерферометрии основывалась на трехмерном математическом моделировании процесса деформирования подработанного массива. Расчетная схема отражала весь комплекс горно-геологических и горнотехнических условий отработки, а также группу факторов, связанных с прорывом пресных вод в горные выработки. Численные расчеты базировались на полуаналитической схеме метода конечных элементов. В рамках разработанной модификации метода переменных модулей деформаций данные радарной интерферометрии являлись элементом параметрического обеспечения геомеханической модели, определяющей деформирование подработанного массива во времени.

Приведены результаты лабораторных исследований циклического воздействия жидким азотом на мелкопористый слоистый каменный уголь. Проницаемость угольных кернов определялась в режиме нестационарной фильтрации, емкостные свойства - методами ядерного магнитного резонанса и оптической микроскопии. Описаны методические и технические решения, используемые в экспериментах. Исследовано изменение фильтрационных свойств вдоль и поперек слоистости угля в условиях гидростатического сжатия. Установлено, что проницаемость тестируемого угля увеличивается на один-два порядка вдоль и на два-три поперек его слоистости. Снижается анизотропия фильтрационных свойств. Эффект растет с увеличением гидростатического сжатия и насыщенности угля водой. Показано, что эффект обработки жидким азотом связан в основном с образованием в угле трещин разного масштаба при незначительном изменении открытой пористости.

Теоретически обоснован и в лабораторных условиях апробирован метод определения проницаемости нарушений сплошности в зависимости от напряжений в породных массивах и коллекторах квазирегулярной слоисто-нарушенной структуры при движении потока флюида вкрест простирания нарушений. В рамках линейной модели получено аналитическое решение задачи о стационарном движении жидкости в средах с нарушениями сплошности, которое позволяет найти проницаемость kJ последних по регистрируемому расходу. Проведены испытания изготовленных блочных образцов песчаника и получена зависимость раскрытия межблочных нарушений h от величины нормального напряжения s. Предложена лабораторная установка для фильтрационных испытаний, когда направления сжатия образца и потока флюида совпадают. В результате проведенных экспериментов по фильтрации газа в блочных образцах, подвергающихся нормальному нагружению, установлена эмпирическая зависимость удельной проницаемости нарушений сплошности kJ/h от напряжения s, которая аппроксимируется двухпараметрической дробно-рациональной функцией.

Мелкие частицы, транспортируемые флюидами земной коры, способны осаждаться на поверхностях пор и трещин, формируя коллоидные барьеры, которые радикально снижают проницаемость трещиноватой среды. В разломных зонах, жесткость которых сильно отличается от характеристик вмещающих пород, при прохождении сейсмических волн, образуются медленные диффузионные волны Био, распространение которых может вызвать разрушение коллоидных барьеров, увеличение проницаемости, перераспределение порового давления и изменение напряженно-деформированного состояния разлома. Представлены результаты исследования условий, при которых регулярное воздействие сейсмических колебаний от промышленных взрывов может приводить к радикальному изменению проницаемости разломных зон.

Разработаны три расчетные модели для оценки поперечного размера магистральной трещины, образующейся при взрыве шпурового заряда при контурном взрывании: численная для расчета равновесной формы и размеров плоской трещины при взрыве шпурового заряда в трехмерной постановке теории упругости и две аналитические модели для оценки поперечного размера трещины от взрыва в плоской и осесимметричной постановках. По этим моделям на примере взрывания в граните шпуровых зарядов аммонита с разной плотностью заряжания проведены расчеты размеров образующихся магистральных трещин. Сравнение численных расчетов с результатами расчетов в плоской и осесимметричной постановках по приближенным аналитическим моделям позволило установить условия, при которых в аналитических расчетах размеры трещин при взрыве шпурового заряда получены с хорошей точностью, что делает их использование перспективным при проектировании буровзрывных работ при контурном взрывании.

Приведены результаты физического моделирования гидравлического разрыва крупногабаритных цементных кубических моделей в условиях трехосного нагружения. Описаны лабораторная установка, аппаратно-программные средства, методические и технические решения, используемые в экспериментах. Исследованы давления и траектории разрывов, пересекающих ранее созданные трещины, в том числе расклиненные проппантом, заполненные изолирующим полимером. Экспериментально показана возможность контроля гидроразрывов по деформированию близкорасположенного полого включения, имитирующего горную выработку.

Приведены экспериментально полученные данные о влиянии лауретсульфата натрия и неонола АФ 9-12 на удельную энергоемкость разрушения доломита трубки “Интернациональная” и известняка карьера “Мохсоголлох” при температурах + 20 … - 30 °C. В интервале положительных температур энергоемкость разрушения доломита, обработанного растворами поверхностно-активных веществ, снижается в среднем на 28 %. С переходом к отрицательным температурам наблюдается рост удельных энергозатрат на разрушение образцов доломита при насыщении их растворами поверхностно-активных веществ. При температурах ниже - 10 °С удельная энергоемкость разрушения доломита превышает энергозатраты, полученные при положительной температуре, в 2.3 - 3.1 раза. Показатели разрушения образцов доломита, насыщенных поверхностно-активными веществами, полностью соответствуют параметрам разрушения водонасыщенных образцов. Энергоемкость дробления известняка, обработанного растворами поверхностно-активных веществ, в интервале положительных температур уменьшается на 5 - 10 %, при температурах ниже - 10°С увеличивается на 8 - 15 % по сравнению с воздушно-сухими образцами.

Выполнена оценка вероятности проявления горных ударов посредством применения нейросетевых моделей, включающих сверточную нейронную сеть с долговременной краткосрочной памятью (CNN - LSTM) в комбинации с алгоритмом оптимизации роя частиц (PSO) в рамках обобщенной регрессионной нейронной сети (GRNN). Разработана архитектура системы глубокого обучения на базе CNN - LSTM, осуществляющая комплексный анализ динамических хаотических параметров горных ударов с последующим количественным распределением и прогнозированием вероятности их возникновения. В качестве входных параметров для прогнозирования использованы метрики микросейсмического мониторинга (суточная кумулятивная микросейсмическая энергия, максимальная суточная микросейсмическая энергия, угловая частота, выпукло-вогнутый радиус), а также характеристики электромагнитного излучения (среднесуточная амплитуда, максимальный суточный импульс). Эффективность применения моделей CNN - LSTM и PSO - GRNN для прогнозирования риска возникновения горных ударов экспериментально подтверждена. Сформулированы методологические основы предиктивной оценки сейсмической активности в горнодобывающих условиях.