Главная – Журналы – Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых 2013 номер 4

Представлено экспериментальное доказательство эффективности применения ранее введенного В. Н. Опариным кинематического отношения (χ) “кажущихся” скоростей для сопряженных групп волн маятникового типа на основе формализованного (детерминированного) описания развития сейсмоэнерговыделения в пределах шахтных полей Норильского месторождения, но уже применительно к оценке изменения напряженно-деформированного состояния угольных пластов при их отработке на примере шахты “Полысаевская” (Кузбасс).

По результатам численного моделирования напряженно-деформированного состояния (НДС) массива и данных натурных наблюдений за его деформированием в окрестности выработок определены предельные значения критериальных параметров геомеханической оценки устойчивости конструктивных элементов системы разработки для условий подкарьерного массива рудника “Айхал”. С их использованием выполнена оценка НДС и осадок рудной потолочины с учетом текущего положения зеркала воды, заполняющей карьер. Дана прогнозная оценка изменений НДС потолочины и ее сдвижений при повышении зеркала воды.

Экспериментально установлены закономерности формирования и проявления акустико-эмиссионного эффекта памяти в таком композиционном материале, как текстолит. Показаны возможности применения этого материала в качестве обладающего пороговой чувствительностью преобразователя напряжений в сигнал акустической эмиссии. Обоснованы принципы построения и проведены испытания скважинного датчика, использующего указанный преобразователь и обеспечивающего сигнализацию о достижении приращениями напряжений в массиве некоторого наперед заданного критического уровня.

Рассмотрены результаты комплексной оценки природного напряженного состояния породного массива на подземном руднике “Нурказган”. Данные визуального обследования состояния подземных выработок, а также инструментальных определений компонент, действующих в массиве напряжений, свидетельствуют о том, что в пределах месторождения существует гидростатическое поле напряжений.

Изучаются в комплексе следующие вопросы: физико-механические свойства руд и пород месторождения, измерения смещений вокруг выработок, оценка их устойчивости, выбор типов и параметров крепей. В качестве объекта исследования выбрано Яковлевское месторождение.

Обсуждаются вопросы математического моделирования деформирования образцов пород и, в частности, проблема жесткого и мягкого нагружения. Формулируется обратная задача идентификации механических свойств, граничных условий и геометрии ослаблений с использованием переопределенных условий по замерам смещений и акустической электромагнитной эмиссии, характеризующей разрушение пород под нагрузкой.

Приведены данные о сильнейших горно-тектонических ударах и техногенных землетрясениях на рудниках России в одинаковых сейсмологических показателях. Выполнено сравнение событий по энергетическим характеристикам. Показано, что сильнейшими были и остаются сейсмические события на рудниках Кольского полуострова.

Предложена модель квазихрупкого разрушения горных пород. Построены аналитические выражения для критических напряжений по необходимому и достаточному критериям разрушения горных пород со структурой. Рассмотрен случай растяжения нормальными напряжениями массива с внутренней трещиной. Построена диаграмма квазихрупкого разрушения с использованием аппроксимации двухзвенной ломаной σ - ε диаграмм образцов угля при растяжении. Приведены оценки критических значений напряжений в предельных случаях.

Горно-обогатительный комплекс — это несколько действующих рудников с многочисленными техно-логическими процессами, складами расходных материалов и конечной продукции. Современные методы стохастической оптимизации дают исключительно локальные оптимальные решения, т. е. не рассматривают горно-обогатительный комплекс в целом. Предложен расширенный итерационный метод разработки, учитывающий риски долгосрочных производственных планов работы предприятий, добывающих различные типы полезных ископаемых и включающих систему технологических процессов рудоподготовки. В методе использован прием “имитации отжига” на основе минимизации отклонений потоков обогащенной руды и породы от производственных целей. Предложенный метод опробован на месторождении медной руды Escondida Norte в Чили, где сульфидные, окисленные, смешанные руды и породу получают в действующих технологических циклах измельчения, биои кислотного выщелачивания. Стохастическое планирование обеспечивает менее 5 % отклонения от проектных показателей процессов измельчения и выхода пустой породы, что позволяет исключить косвенные затраты на простаивающие производственные мощности. В то же время план, разработанный по традиционной методике, дает около 20 % отклонения от производственных заданий.

Приведены результаты экспериментальных и натурных исследований факторов, влияющих на окисление и самовозгорание пожароопасных руд при их открытой разработке. Даны практические рекомендации по технологии выемки и хранению типов руд, склонных к самовозгоранию. Предложены способы предупреждения эндогенных пожаров и защиты штабеля сульфидных руд на складахствия.

Представлены результаты экспериментальных исследований по дезинтеграции кимберлитовых руд в дробилках ударного действия. Приведено обоснование применения предлагаемой дробилки комбинированного ударного действия ДКД-300 в межстадиальном дроблении в схеме сухого обогащения кимберлитовых руд трубки “Зарница”.

Разработан стенд с маятниковым копром для моделирования динамики системы “боек – инструмент – горный массив”. Для имитации массива использовали газожидкостный демпфер с регулировками, металлическую плиту, мраморный блок. Сравниваются результаты измерений ударных импульсов в бойке и инструменте и коэффициенты восстановления скорости бойка, полученные при взаимодействии бойка и инструмента с демпфирующим устройством и с блоком горной породы.

Представлены результаты создания универсальной системы мониторинга технического состояния для горных, строительных и дорожных транспортных и технологических машин, внедрение которой позволит снизить издержки, возникающие в результате внезапного отказа, а также увеличить производительность и эффективность использования машин.

Представлены результаты экспериментальных исследований влияния режимов электрохимической поляризации (ЭХП) на электродный потенциал, фазовый состав поверхностных новообразований, адсорбцию собирателя и флотируемость основных сульфидных минералов золотосодержащих руд. Показано образование новых твердофазных соединений различной морфологии, фазовый состав которых формируется в зависимости от режима поляризации и оказывает влияние на адсорбцию собирателя и флотируемость минералов.

Приведены результаты технологических исследований по возможности использования немеханических энергетических воздействий для интенсификации процессов дезинтеграции и обогащения труднообогатимого минерального сырья. Установлено, что использование обработки потоком ускоренных электронов в процессах обогащения является экономически выгодным, так как при этом существенно повышаются технологические показатели переработки. Прирост извлечения металлов достигает 27 %, производительность увеличивается в 2.2 раза.

На примере галенита конкретизированы общие принципы построения кинетических “ионных” моделей формирования состава поверхности зерен сульфидных минералов цветных тяжелых металлов в условиях флотации. Изложен физический смысл моделей, заключающийся в связи параметров ионного состава жидкой фазы флотационной пульпы с относительными долями поверхности зерен минерала. Приведены результаты промышленных исследований, подтверждающие правильность предложенных теоретических представлений о формировании сорбционного слоя сульфгидрильных собирателей на поверхности зерен сульфидных минералов в условиях их флотации.

Показана возможность прогнозирования эффективных режимов механоактивации (МА) лопаритового концентрата для интенсификации его последующего азотнокислотного выщелачивания по данным рентгеноструктурного анализа. Установлено влияние вида запасенной энергии на изменение энергии активации и реакционную способность лопарита. Предложены зависимости извлечения РЗЭ в азотнокислый раствор от энергии структурных изменений в лопарите после МА и режимов выщелачивания.

Рассмотрено современное состояние минерально-сырьевой базы Российской Федерации. Отражены проблемы сырьевого комплекса страны.