Главная – Журналы – Поиск по журналам

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.