|
|
|
Главная – Журналы – Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых 2020 номер 3
Array
(
[SESS_AUTH] => Array
(
[POLICY] => Array
(
[SESSION_TIMEOUT] => 24
[SESSION_IP_MASK] => 0.0.0.0
[MAX_STORE_NUM] => 10
[STORE_IP_MASK] => 0.0.0.0
[STORE_TIMEOUT] => 525600
[CHECKWORD_TIMEOUT] => 525600
[PASSWORD_LENGTH] => 6
[PASSWORD_UPPERCASE] => N
[PASSWORD_LOWERCASE] => N
[PASSWORD_DIGITS] => N
[PASSWORD_PUNCTUATION] => N
[LOGIN_ATTEMPTS] => 0
[PASSWORD_REQUIREMENTS] => Пароль должен быть не менее 6 символов длиной.
)
)
[SESS_IP] => 3.144.2.5
[SESS_TIME] => 1732179118
[BX_SESSION_SIGN] => 9b3eeb12a31176bf2731c6c072271eb6
[fixed_session_id] => b187b0acedf321eb1d254b5c0b8995d5
[UNIQUE_KEY] => 0a588394725dc07321f7d146076eee4b
[BX_LOGIN_NEED_CAPTCHA_LOGIN] => Array
(
[LOGIN] =>
[POLICY_ATTEMPTS] => 0
)
)
2020 год, номер 3
|
В.Н. Аптуков1,2, С.В. Волегов2
1АО “Галургия”, ул. Сибирская, 94, 614002, г. Пермь, Россия
valeriy.aptukov@uralkali.com
2Пермский государственный национальный исследовательский университет, ул. Букирева, 15, 614000, г. Пермь, Россия
Ключевые слова: Соляные породы, структурно-неоднородный образец, остаточные напряжения, математическое моделирование, поврежденность, Salt rocks, structurally inhomogeneous sample, residual stresses, mathematical modeling, quality
Страницы: 3-11
Аннотация >>
Выполнено численное моделирование процессов, формирующих индивидуальную историю механического поведения и состояния образца вблизи выработки в соляных породах. Оценено влияние места взятия керна (в кровле или в боковой стенке) и времени существования выработки на уровень остаточных напряжений и поврежденности с учетом микронеоднородности образца. Показано влияние указанных факторов на механические характеристики образца, определяемые при стандартных испытаниях на сжатие.
DOI: 10.15372/FTPRPI20200301 |
|
А.Н. Беседина, С.Б. Кишкина, Г.Г. Кочарян, В.И. Куликов, Д.В. Павлов
Институт динамики геосфер РАН им. акад. М. А. Садовского, Ленинский проспект, 38, корп. 1, 119334, г. Москва, Россия
besedina.a@gmail.com
Ключевые слова: Индуцированная сейсмичность, сейсмический мониторинг, подземная разработка месторождений, геодинамическая активность, очаговые параметры, магнитуда, Induced seismicity, seismic monitoring, underground mining, geodynamic activity, source parameters, magnitude
Страницы: 12-24
Аннотация >>
Проанализированы результаты сейсмических наблюдений в горных выработках. Показано, что регистрируемые сейсмические сигналы связаны с динамическим деформированием массива горных пород массовыми взрывами. Источником инициированной сейсмичности являются динамические подвижки амплитудой 3-30 мкм по трещинам протяженностью 1 - 15 м. Для этих событий характерны низкие значения приведенной сейсмической энергии, что может быть связано с малой глубиной разработки. Проявления индуцированной сейсмичности во времени и пространстве соответствуют закономерностям для более крупных сейсмических событий, инициируемых удаленными землетрясениями, и свидетельствуют о невысокой вероятности серьезных геодинамических проявлений при разработке Коробковского месторождения.
DOI: 10.15372/FTPRPI20200302 |
|
О.Н. Малинникова, Е.В. Ульянова, А.В. Харченко, Б.Н. Пашичев
Институт проблем комплексного освоения недр им. академика Н. В. Мельникова РАН, Крюковский тупик, 4, 111020, г. Москва, Россия
olga_malinnikova@mail.ru
Ключевые слова: Угольный пласт, призабойная зона, метан, газоносность, микроструктура, информационная энтропия, Coal seam, face area, methane, gas content, microstructure, informational entropy
Страницы: 25-33
Аннотация >>
Проведено исследование газоносности призабойной зоны угольных пластов ряда шахт АО “СУЭК-Кузбасс”. Установлено, что газоносность угля, отобранного со свежеобнаженной поверхности забоя, варьирует в широких пределах от 2.4 до 13.5 м3/т для исследованных пластов и составляет 32 - 60 % от их природной газоносности. Показано, что угольные пласты с меньшими значениями газоносности призабойной зоны обладают более упорядоченной микроструктурой, которая оценивалась методом построения диаграмм “энтропия - сложность”, рассчитанных по цифровым снимкам поверхности углей при тысячекратном увеличении. Угли с более хаотично организованной микроструктурой могут удерживать большее количество метана и имеют более высокую как природную газоносность, так и газонасыщенность призабойной зоны пласта.
DOI: 10.15372/FTPRPI20200303 |
|
И.А. Санфиров, А.Г. Ярославцев, А.В. Чугаев, А.И. Бабкин, Т.В. Байбакова
Горный институт УрО РАН, ул. Сибирская, 78-А, 614007, г. Пермь, Россия
chugaev@mi-perm.ru
Ключевые слова: Дистанционный контроль, ледопородное ограждение, заморозка грунтов, шахтный ствол, сейсмоакустика, ультразвуковой каротаж, межскважинное просвечивание, малоглубинная сейсморазведка, Remote control, frozen wall, soil freezing, mine shaft, acoustic measurements, ultrasonic logging, crosswell shooting, shallow seismic survey
Страницы: 34-46
Аннотация >>
Рассмотрена возможность контроля ледопородного ограждения, возводимого при строительстве шахтных стволов на соляных месторождениях, комплексом сейсмических методов. Малоглубинная сейсморазведка локализует участки с ослаблением свойств пород и интенсификацией водных потоков в околоствольном пространстве. Скважинные методы, включающие межскважинное просвечивание и способ скважинного вертикального профилирования по методике общей глубинной точки, позволяют определить мощность замерзшей породы. Предлагаемый комплекс направлен на снижение рисков аварийных ситуаций при строительстве шахтных стволов.
DOI: 10.15372/FTPRPI20200304 |
|
И.А. Пантелеев1, В.А. Мубассарова1, А.В. Зайцев2, Н.И. Шевцов3, Ю.Ф. Коваленко3, В.И. Карев3
1Институт механики сплошных сред УрО РАН, ул. Академика Королева, 1, 614013, г. Пермь, Россия
pia@icmm.ru
2Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Комсомольский проспект, 29, 614990, г. Пермь, Россия
a-zaitsev@mail.ru
3Институт проблем механики им. А. Ю. Ишлинского, просп. Вернадского, 101, корп. 1, 119526, г. Москва, Россия
wikarev@ipmnet.ru
Ключевые слова: Эффект Кайзера, акустическая эмиссия, истинное трехосное нагружение, вращение эллипсоида заданных напряжений, эффект деформационной памяти, испытательная система, Kaiser effect, acoustic emission, true triaxial loading, assigned stress ellipsoid rotation, deformation memory effect, test system
Страницы: 47-55
Аннотация >>
Проведено экспериментальное исследование проявления эффекта Кайзера при непропорциональном трехосном циклическом сжатии песчаника с последовательным вращением эллипсоида заданных напряжений на угол 90°. Программа нагружения состояла из трех пар циклов, в каждой из которых максимальное по модулю напряжение второго цикла превышало напряжение первого на 20 МПа при фиксированном боковом подпоре. Циклическое нагружение песчаника осуществлялось в трех ортогональных направлениях, по два цикла в каждом из направлений. Установлено, что эффект Кайзера возникает только при повторном нагружении в фиксированном направлении, активизация акустической эмиссии при смене направления активной нагрузки не зависит от ранее достигнутого уровня приложенного напряжения. Это указывает на ориентационную природу эффекта Кайзера, согласно которому материал “запоминает” свою последнюю внутреннюю поврежденную структуру.
DOI: 10.15372/FTPRPI20200305 |
|
С.К. Бисои, Б.К. Пал
Национальный технологический институт, 769008, г. Руркела, Одиша, Индия
sbsunil3@gmail.com
Ключевые слова: Сейсмические колебания, взрывные работы, пиковая скорость колебаний, эмпирические зависимости, модели статистической регрессии, регрессия на основе гауссовского процесса, Ground vibrations, blasting, peak particle velocity, empirical formulas, statistical regression models, Gaussian Process Regression
Страницы: 56-66
Аннотация >>
С помощью эмпирических зависимостей доказана корректность прогнозирования поверхностных колебаний с высокой точностью, но их недостаток - использование только двух параметров буровзрывных работ. Выявлено, что методы статистической регрессии позволяют точно спрогнозировать пиковую скорость частиц в сейсмической волне, которая зависит от многих начальных параметров. Методом регрессии на основе гауссовского процесса получен наиболее верный прогноз поверхностных колебаний по сравнению с линейными методами регрессии и эмпирическими прогнозирующими зависимостями.
DOI: 10.15372/FTPRPI20200306 |
|
А. Тосун
Университет Девятого cентября, Бука-Бергама-Измир, Турция
abdurrahman.tosun@deu.edu.tr
Ключевые слова: Взрывные работы, экологическая геофизика, сейсмографы, сейсмические колебания, Blasting, environmental geophysics, geophones, vibration
Страницы: 67-74
Аннотация >>
Для оценки пиковой скорости колебаний в сейсмической волне при взрыве широко используется зависимость, предложенная Дювалем и Фогельсоном. Однако она не обеспечивает высокую точность оценки. В ходе проведения тестовых взрывов на четырех различных месторождениях измерены значения пиковой скорости колебаний в сейсмических волнах. Для каждого взрыва рассчитаны пиковые значения колебаний согласно зависимости Дюваля и Фогельсона. Предложено новое соотношение, позволяющее определить пиковые значения с большей точностью, чем по указанной зависимости.
DOI: 10.15372/FTPRPI20200307 |
|
В.И. Клишин1, Г.Ю. Опрук1, Л.Д. Павлова2, В.Н. Фрянов2
1Институт угля ФИЦ УУХ СО РАН, Ленинградский проспект, 10, 650065, г. Кемерово, Россия
klishinvi@icc.kemsc.ru
2Сибирский государственный индустриальный университет, ул. Кирова, 42, 654007, г. Новокузнецк, Россия
ld_pavlova@mail.ru
Ключевые слова: Угольный пласт, подкровельная толща, напряжения, дозирование горной массы, предразрушение, численное моделирование, Coal seam, roof rocks, stresses, rock mass proportioning, prefracture, numerical modeling
Страницы: 75-84
Аннотация >>
На основе численного моделирования проведены комплексные исследования напряженно-деформированного состояния подкровельной толщи над секциями механизированной крепи, оснащенной средствами выпуска угля на забойный конвейер. Установлено, что пассивное управление предразрушением подкровельной толщи не обеспечивает ее дезинтеграцию и дозирование горной массы на забойный конвейер. Получены зависимости отношения остаточной и начальной прочности угля от распора секций механизированной крепи при различных сочетаниях способов и средств активного управления, обоснованы области их применения и режимы дозированного выпуска.
DOI: 10.15372/FTPRPI20200308 |
|
А.А. Барях, Н.Л. Бельтюков, Н.А. Самоделкина, В.Н. Токсаров
Горный институт УрО РАН, ул. Сибирская, 78а, 614007, г. Пермь, Россия
bar@mi-perm.ru
Ключевые слова: Междукамерные целики, очистные камеры, природно-техногенный пласт, повторная отработка, натурные испытания, степень нагружения, математическое моделирование, Safety pillars, stopes, natural-manmade seam, secondary mining, full scale testing, loading rate, mathematical modeling
Страницы: 85-97
Аннотация >>
Рассмотрена возможность повторной отработки запасов природно-техногенного сильвинитового пласта КрII* для условий Верхнекамского месторождения калийных солей. Проведены натурные испытания крупномасштабных образцов, установлены механические свойства пород пласта КрII*. Для оценки степени нагружения неоднородных междукамерных целиков, оставляемых при повторной отработке запасов, использованы методы математического моделирования. Предложены несколько вариантов технологических схем повторной отработки природно-техногенного пласта КрII*, обеспечивающих приемлемые технико-экономические показатели и безопасные условия ведения горных работ.
DOI: 10.15372/FTPRPI20200309 |
|
А.А. Еременко1, Ю.П. Галченко2, М.А. Косырева1
1Горный институт НИТУ “МИСиС”, Ленинский проспект, 4, 119991, г. Москва, Россия
prof.eremenko@gmail.com
2Институт проблем комплексного освоения недр им. акад. Н. В. Мельникова РАН, Крюковский тупик, 4, 111020, г. Москва, Россия
Ключевые слова: Техногенно измененные недра, природоподобные горнотехнические системы, исходное и вторичное поле напряжений, система подземной разработки, каркасные и сотовые горные конструкции, микродеформации, скальный массив, коэффициент влияния, критерий прочности Хука - Брауна, категории устойчивости массива, Mining-altered subsoil, nature-like mining system, natural and induced stress field, underground mining system, frame and honeycomb mine structures, microstrains, rock mass, response factor, Hoek-Brown failure criterion, rock mass stability rating
Страницы: 98-109
Аннотация >>
Исследован процесс формирования вторичного поля напряжений c применением традиционных и разрабатываемых природоподобных горнотехнических систем, включающих сотовые и каркасные горные конструкции. Для количественной оценки степени изменения исходного поля напряжений при ведении добычных работ вводится новый показатель - коэффициент влияния. По результатам экспериментальных исследований в шахтных условиях, физического и численного моделирования с учетом калибровки численных моделей построена диаграмма влияния на степень изменения исходного поля напряжений геометрических параметров очистных пространств при использовании традиционных и создаваемых природоподобных систем подземной разработки рудных месторождений. Установлено, что наибольшее влияние на объемы формируемых зон растягивающих деформаций имеют системы с обрушением руды и вмещающих пород. Наилучшие показатели коэффициента влияния получены для разрабатываемой каркасной системы.
DOI: 10.15372/FTPRPI20200310 |
|
Ю.Н. Шапошник, А.И. Конурин, О.М. Усольцева, А.А. Неверов, С.А. Неверов
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
shaposhnikyury@mail.ru
Ключевые слова: Горные породы, торкрет-бетон, напыляемая мембрана, прочностные свойства, адгезия, выработка, обнажение, устойчивость, Rocks, shotcrete, spray-on membrane insulation, strength characteristic, adhesion, stope, exposed surface, stability
Страницы: 110-119
Аннотация >>
Рассмотрена проблема изоляции обнаженных участков массива пород при проходке выработки от негативного воздействия шахтной атмосферы и вывалов пород. Лабораторными испытаниями установлено влияние влажности на прочностные свойства горных пород Орловского месторождения. Дана оценка прочности на растяжение образцов изоляционного слоя мембраны, в том числе адгезии к горным породам и торкрет-бетону. В существующей горнотехнической обстановке Орловской шахты обоснована технология приготовления и нанесения изоляционного слоя из полимерной мембраны на борта и кровлю выработок на разных по степени нарушенности участках массива пород.
DOI: 10.15372/FTPRPI20200311 |
|
Б.Ф. Симонов1, В.Ю. Нейман2, Л.А. Нейман2, А.О. Кордубайло1
1Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
Simonov_BF@mail.ru
2Новосибирский государственный технический университет, просп. Карла Маркса, 20, 630073, г. Новосибирск, Россия
nv.nstu@ngs.ru
Ключевые слова: Скважинный виброисточник, электропривод, электромагнитная машина двойного действия, математическая модель, алгоритм расчета, программа Matlab Simulink, структурная схема, имитационное моделирование, рабочий процесс, динамические характеристики модели, Downhole vibration exciter, EM drive, double-acting machine, mathematical model, computation algorithm, Matlab Simulink, function chart, simulation modeling, operation, dynamic behavior
Страницы: 120-130
Аннотация >>
Рассмотрены вопросы математического моделирования электромагнитных и электромеханических процессов в электромагнитном линейном приводе скважинного виброисточника. Предложена математическая модель электропривода на основе электромагнитной машины двойного действия, обеспечивающая широкие возможности анализа рабочих процессов в переходных и квазиустановившихся режимах работы. Изучен алгоритм расчета и пример схемной реализации модели методами и средствами структурного моделирования в Matlab Simulink. Выполнена верификация модели путем сравнения результатов имитационного моделирования с физическим моделированием электропривода в составе скважинного импульсного виброисточника и подтверждена адекватность созданной модели. Даны рекомендации по дальнейшему улучшению модели и повышению точности при расчетах динамических характеристик.
DOI: 10.15372/FTPRPI20200312 |
|
Т.Г. Гаврилова, С.А. Кондратьев
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
kondr@misd.ru
Ключевые слова: Флотация, активация, ионообменный и электрохимический механизмы, ионы тяжелых металлов, физическая форма сорбции, Flotation, activation, ion exchange and electrochemistry, heavy metal ions, physisorption
Страницы: 131-143
Аннотация >>
Изучены механизмы активации флотации сфалерита ионами тяжелых металлов. Показано, что ионообменный и электрохимический механизмы не в состоянии объяснить экспериментальные факты: активацию флотации медных минералов ионами свинца, удовлетворительную активацию флотации сфалерита цинком, отсутствие проводимости поверхностного слоя в случае применения серебра, ртути. Предложена гипотеза активации, основанная на механизме работы физической формы сорбции собирателя в элементарном акте флотации. Установлена возможность активации пенной флотации продуктами нестехиометрического взаимодействия ксантогената с ионами ряда тяжелых металлов. Описано влияние степени отклонения от стехиометрического соотношения концентраций ксантогената и соли металла-активатора на собирательную активность продуктов взаимодействия. Для оценки их активационной эффективности использован критерий “мощность поверхностного потока” пленки производных продуктов собирателя на границе раздела “газ - жидкость”.
DOI: 10.15372/FTPRPI20200313 |
|
Н.Л. Медяник, Е.В. Леонтьева, Э.Р. Муллина, О.А. Мишурина
Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова, просп. Ленина, 38, 455000, г. Магнитогорск, Россия
chem@magtu.ru
Ключевые слова: Лежалые хвосты флотации, упорность, хлораммонийные реагенты, эндоэффект, термохимическая переработка, синхронный термический анализ, Old flotation tailings, rebelliousness, chlorammonium reagents, endo-effect, thermocheimical processing, synchronous thermal study
Страницы: 144-151
Аннотация >>
Проанализирована возможность переработки лежалых хвостов флотации медно-цинковых колчеданных руд. Рассмотрен ресурсный потенциал и технологические возможности переработки техногенных отходов АО “Учалинский ГОК”. Определен минеральный и химический составы лежалых хвостов флотации. На основании изучения форм минеральных взаимосвязей золота и характера его взаимосвязи с минералами хвостов выявлена неэффективность извлечения ценных компонентов традиционными технологиями. Обоснован выбор термохимической переработки лежалых хвостов с использованием хлораммонийных реагентов для извлечения золота и серебра. По результатам термического анализа установлен механизм термохимического взаимодействия лежалых хвостов флотации с NH4Cl и смесью NH4Cl - NH4NO3 и определены рациональная последовательность их переработки с хлораммонийными реагентами и оптимальные температурные диапазоны.
DOI: 10.15372/FTPRPI20200314 |
|
В.С. Римкевич, А.П. Сорокин, А.А. Пушкин, И.В. Гиренко
Институт геологии и природопользования ДВО РАН, пер. Релочный, 1, 675000, г. Благовещенск, Россия
igip@ascnet.ru
Ключевые слова: Техногенные отходы, комплексная переработка, распределение элементов, эффективный метод, аморфный кремнезем, глинозем, полезные компоненты, Mining and processing waste, integrated processing, distribution of elements, efficient method, amorphous silica, alumina, useful components
Страницы: 152-165
Аннотация >>
Проведены физико-химические исследования особенностей распределения полезных компонентов при обогащении золошлаковых техногенных отходов предприятий теплоэнергетики. Описана термодинамика и кинетика химических реакций спекания исходного сырья с гидродифторидом аммония при температурах 50 - 200 °С, сублимации гексафторосиликата аммония в температурном интервале 350 - 550 °С, получения наночастиц аморфного кремнезема, микрочастиц глинозема, красного железооксидного пигмента и образования фторида кальция (Ca, Y)F2, являющегося концентратором редких и других элементов. Разработана эффективная технология обогащения электромагнитной фракции золошлаковых отходов с комплексным извлечением различных полезных компонентов.
DOI: 10.15372/FTPRPI20200315 |
|
Т. Пурванти1,2, М. Сетяджи3, В. Астути4, И. Пердана1, Х.Т.Б.М. Петрус1
1Университет Gadjah Mada, ул. Графика, 2, 55281, г. Джокьякарта, Индонезия
bayupetrus@ugm.ac.id
2Центр технологии ядерных минералов, Национальное агентство по ядерной энергетике, ул. Лебак Булус Рая, 9, 12440, Пасар Джумат, г. Джакарта, Индонезия
3Центр развития науки и технологий, Национальное агентство по ядерной энергетике, ул. Бабарсари Котак Зщы, 6101, 55281, г. Джокьякарта, Индонезия
4Индонезийский научный институт LIPI, ул. Ир. Сутами Км, 15, Танджунг Бинтанг, Лампунг Селатан, Индонезия
Ключевые слова: Редкоземельные элементы, монацит, восстановительный обжиг, разложение фосфатов, Rare earth elements, monazite, alkaline roasting, phosphate decomposition
Страницы: 166-174
Аннотация >>
Рассмотрены извлечение редкоземельных элементов из монацита путем разложения фосфатов и процесс их выщелачивания. Проведено разложение фосфатов восстановительным обжигом. Показано, что степень разложения фосфатов, содержащихся в монаците с острова Бангка, повышается с увеличением температуры и весового соотношения NaOH / монацит. С помощью анализа степени разложения по модели “сжимающееся ядро” установлено, что степень разложения выражается уравнением на основе смешанного контроля диффузии через остаточный слой и поверхностную химическую реакцию.
DOI: 10.15372/FTPRPI20200316 |
|
Г.В. Калабин
Институт проблем комплексного освоения недр им. акад. Н. В. Мельникова РАН, Крюковский тупик, 41, 111020, г. Москва, Россия
kalabin.g@gmail.com
Ключевые слова: Горнопромышленный комплекс, территории, экологическая устойчивость, измеряемые индикаторы, природные и технические подсистемы, Mining industry, areas, ecological stability, measured indicators, natural and technical subsystems
Страницы: 175-183
Аннотация >>
Дается методологическое обоснование оценки экологической устойчивости территорий размещения предприятий горнопромышленного комплекс на основе установления механизма взаимодействия природной и технической подсистем. Приводится перечень и значения необходимых измеряемых индикаторов экологической устойчивости территорий для дифференциации промышленных предприятий по степени экологической опасности.
DOI: 10.15372/FTPRPI20200317 |
|
Д. Мамта, Р. Кумар Синха, П. Сен
Индийский институт технологий, 826004, г. Дханбад, Джаркханд, Индия
rksinha@iitism.ac.in
Ключевые слова: Поверхность грунтовых вод, подземные воды, фильтрация, напор, склон, отвал, насыпь, физическое и численное моделирование, фильтрационный расчет, сравнение, устойчивость, Phreatic surface, groundwater, seepage analysis, slope stability, SEEP/W
Страницы: 184-194
Аннотация >>
Рассмотрено влияние уровня грунтовых вод на устойчивость склонов. Для установления механизма фильтрации воды в породах склона разработан экспериментальный лабораторный стенд, включающий имитационную модель отвала из грунтового материала и отражающий фактические параметры и геометрию отвалов вскрышных пород, возведенных выше нулевой линии с углом наклона основания 0 - 5°. Выполнено сравнение результатов определения поверхности грунтовых вод физическим моделированием и численными расчетами в среде программного обеспечения SEEP/W.
DOI: 10.15372/FTPRPI20200318 |
|
