|
|
|
Главная – Журналы – Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых 2023 номер 5
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] => 3.141.2.191
[SESS_TIME] => 1732179347
[BX_SESSION_SIGN] => 9b3eeb12a31176bf2731c6c072271eb6
[fixed_session_id] => 8cc4eb7c0e11ac842137b6fabd22e82f
[UNIQUE_KEY] => 0ee93593003f299d04ed07da90996e83
[BX_LOGIN_NEED_CAPTCHA_LOGIN] => Array
(
[LOGIN] =>
[POLICY_ATTEMPTS] => 0
)
)
2023 год, номер 5
|
В.Н. Захаров, Е.В. Ульянова, О.Н. Малинникова
Институт проблем комплексного освоения недр им. академика Н. В. Мельникова РАН, Москва, Россия
ulyanova_e@ipkonran.ru
Ключевые слова: Угольный пласт, газоносность, призабойная зона, пирит, сорбционная поверхность
Страницы: 3-11
Аннотация >>
Проведенные исследования показали, что газонасыщенность угля в призабойной зоне пласта пропорциональна содержанию пирита в угле, которое рассчитывалось по определенному на РФ-спектрометре содержанию железа и серы в этом угле. Полученные результаты подтверждают гипотезу образования метана в угле при восстановлении оксидов углерода в присутствии железосодержащих минералов, в частности пирита и воды, и объясняют различное содержание метана в углях одной стадии метаморфизма. Полученная обратно пропорциональная связь газонасыщенности угля в призабойной зоне пласта с сорбционной поверхностью угля позволяет предположить, что основной объем газов, накопленный в угольных пластах, сосредоточивается в “твердом растворе” и закрытой пористости, т. е. непосредственно в структуре угля, из-за чего он сложнее и дольше извлекается из угля, чем находящийся в открытых порах и трещинах метан, быстро покидающий уголь в призабойной зоне.
DOI: 10.15372/FTPRPI20230501 |
|
Д.С. Журкина, С.В. Лавриков, А.Ф. Ревуженко
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Новосибирск, Россия
lvk64@mail.ru
Ключевые слова: Гидроразрыв пласта, проппант, пористость, горное давление, устойчивость, численное моделирование, метод дискретных и конечных элементов
Страницы: 12-23
Аннотация >>
Исследована связь между двумя процессами: деформированием проппантного слоя под действием горного давления и изменением горного давления в окружающем массиве при сбросе давления нагнетающей жидкости. Для моделирования задачи деформирования проппанта (задача механики сыпучих сред) используется метод дискретных элементов, для моделирования перераспределения горного давления (задача механики горных пород) применяется разработанная ранее континуальная модель горной породы как среды с внутренними источниками и стоками энергии и метод конечных элементов. В результате численного моделирования показано, что в зависимости от предварительной истории нагружения и свойств среды в породном массиве могут реализовываться как устойчивый, так и неустойчивый режим деформирования. Для устойчивого режима даны расчеты равновесного давления на контуре трещины гидроразрыва, оцененo изменение пористости проппантного слоя. В неустойчивом режиме в породном массиве наблюдаются динамические проявления горного давления.
DOI: 10.15372/FTPRPI20230502 |
|
А.А. Еременко1, Т.П. Дарбинян2, Ю.Н. Шапошник1, О.М. Усольцева1, П.А. Цой1
1Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Новосибирск, Россия
eremenko@ngs.ru
2ЗФ ПАО “ГМК “Норильский никель”, Норильск, Россия
darbinyantp@nornik.ru
Ключевые слова: Месторождение, руда, горные породы, затопление, самовозгорание, окисляемость, прочность, элементный состав, коэффициент сцепления, угол внутреннего трения, напряжение
Страницы: 24-31
Аннотация >>
Исследованы физико-механические свойства роговика, габбро-долерита и богатой халькопирит-пирротиновой руды Октябрьского месторождения Талнахского рудного узла, подвергшихся затоплению. Анализ петрографии, элементного и минералогического состава образцов показал, что существенных различий в их свойствах после затопления не наблюдается. Сравнение деформационно-прочностных характеристик при испытаниях горных пород и руды на одноосное сжатие и растяжение демонстрирует их уменьшение в водонасыщенном и увеличение в высушенном состоянии при комнатной температуре. Пределы прочности, модули упругости, сцепления и углы внутреннего трения имеют меньшие значения после высушивания, чем в исходном состоянии.
DOI: 10.15372/FTPRPI20230503 |
|
В.П. Косых, О.А. Микенина
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Новосибирск, Россия
v-kosykh@yandex.ru
Ключевые слова: Сыпучая среда, сдвиг, диаграмма напряжений, кластеры, дискретные элементы, длинные периоды, нестационарная реакция
Страницы: 32-39
Аннотация >>
Проведена серия лабораторных экспериментов по циклическому деформированию сыпучей среды на приборе однородного сдвига. Стационарные краевые условия в течение сотен тысяч циклов сдвига приводят к нестационарной реакции среды. В среде наблюдаются периоды колебаний напряжений порядка десятков, сотен и тысяч циклов. Причина нестационарной реакции среды связана с периодическим формированием и разрушением системы кластеров и силовых цепочек. С использованием метода дискретных элементов выполнено численное моделирование циклического сдвига сыпучей среды по аналогичной программе нагружения, которое показало адекватность применения указанного численного метода и соответствие полученных результатов данным лабораторных экспериментов.
DOI: 10.15372/FTPRPI20230504 |
|
В.В. Рыбин, К.Н. Константинов, Ю.А. Старцев
Горный институт КНЦ РАН, Апатиты, Россия
k.konstantinov@ksc.ru
Ключевые слова: Геомеханика, устойчивость борта карьера, уступ, сейсмический метод, томография, профилирование, коэффициент Пуассона, мониторинг
Страницы: 40-46
Аннотация >>
Приведены результаты исследования геомеханического состояния прибортового массива пород в окрестности крупной карьерной выемки с использованием сейсмического метода. С помощью натурных определений скоростей прохождения упругих волн в массиве устанавлены его упругие характеристики, на основе которых сделан вывод об устойчивости участка. Показано, что сейсмическим методом можно получать достаточно надежные данные о динамике изменения геомеханического состояния приконтурного массива на большой площади и осуществлять контроль геомеханической ситуации и устойчивости участков борта карьера. На примере карьера “Железный“ АО “Ковдорский ГОК” представлен многолетний опыт применения сейсмического метода для решения задач обеспечения устойчивости участков борта карьера. Изложенный подход применим для предприятий горной промышленности, разрабатывающих месторождения полезных ископаемых с формированием глубоких карьерных выемок.
DOI: 10.15372/FTPRPI20230505 |
|
Д.М. Евменова1, Н.А. Голиков1,2,3, И.Н. Ельцов1,4,2
1Институт нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН, Новосибирск, Россия
pavlovadm@ipgg.sbras.ru
2Новосибирский государственный технический университет, Новосибирск, Россия
golikovna@ipgg.sbras.ru
3Новосибирский государственный университет, Новосибирск, Россия
4Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН, Новосибирск, Россия
igor_el@mail.ru
Ключевые слова: Глинистая корка, породный образец, проницаемость, пористость, эксперимент, интерпретация данных геоинформационной системы, зона кольматации, зона проникновения
Страницы: 47-54
Аннотация >>
Показано, что учет характеристик зоны проникновения, образующейся в процессе фильтрации бурового раствора в пласт, позволяет повысить достоверность геоинформационной системы данных геолого-геофизических исследований в скважинах. Разработана методика интерпретации данных с учетом гидродинамических и геомеханических аспектов бурения. В качестве части зоны проникновения рассмотрена глинистая корка, при которой пористость и проницаемость невозможно напрямую измерить. Представлены результаты экспериментальных исследований динамики роста глинистой корки на образцах низкопроницаемого песчаника коллектора юрского возраста с помощью оригинальной установки. Определена неоднородность глинистой корки по петрофизическим свойствам. При повторных измерениях выявлена зона кольматации.
DOI: 10.15372/FTPRPI20230506 |
|
А.В. Азаров, С.В. Сердюков
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Новосибирск, Россия
antonazv@mail.ru
Ключевые слова: Породный массив, горная выработка, напряженное состояние, гидравлический разрыв, форма трещин, цилиндрическая полость, раскрытие и давление распространения трещин, численное моделирование, расширенный метод конечных элементов
Страницы: 55-69
Аннотация >>
Представлены результаты численных исследований распространения трещины гидроразрыва в неоднородно напряженной упругой среде вблизи цилиндрической полости. Моделирование выполнено расширенным методом конечных элементов. Рассмотрены разные варианты ориентации главных напряжений по отношению к полости и дисковому инициатору разрыва. Показано влияние соотношения напряжений и их уровня на траекторию развития трещин. Приведены основные типы образующихся трещин. Проанализированы условия, при которых гидроразрыв выходит на поверхность полости, распространяется вдоль нее. Описаны особенности изменения давления распространения и раскрытия трещин различной формы в зависимости от закаченного объема рабочей жидкости.
DOI: 10.15372/FTPRPI20230507 |
|
Е.Н. Шер
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Новосибирск, Россия
ensher@gmail.com
Ключевые слова: Взрыв, горные породы, разрушение, шпуровые заряды, контурное взрывание, численное моделирование
Страницы: 70-77
Аннотация >>
Приведены расчетная схема и результаты расчетов развития магистральных трещин, образующихся при взрыве сближенных шпуровых зарядов в хрупких горных породах. Расчеты в трехмерной постановке выполнены на примере образования щели в граните при контурном взрывании шпуров с зарядами аммонита для разных расстояний между шпурами и степени их заполнения взрывчатым веществом. Определены формы и размеры магистральных трещин, образующихся при взрыве одиночного шпурового заряда и трех сближенных. По результатам расчетов для конкретного шпурового заряда предложен способ определения рационального расстояния между шпурами при контурном взрывании, обеспечивающего максимальную площадь образующейся щели.
DOI: 10.15372/FTPRPI20230508 |
|
В.И. Куликов, З.З. Шарафиев
Институт динамики геосфер имени академика М. А. Садовского РАН, Москва, Россия
geospheres@idg.chph.ras.ru
Ключевые слова: Феноменологическая модель, оползни, обрушение склонов, многократные воздействия, отвалы вскрышных пород, сейсмические колебания, взрывы
Страницы: 78-84
Аннотация >>
Разработана феноменологическая модель инициирования оползня при многократном сейсмическом воздействии. Получены представления о закономерностях обрушения склонов под действием динамических нагрузок, результаты анализа большого объема натурных данных, инструментальные измерения сейсмического эффекта массовых взрывов, численные расчеты действия сейсмических колебаний на склоны. Сформулированы правила принятий решений при оценке возможности инициирования оползня сейсмическим воздействием. Проведена оценка устойчивости отвалов вскрышных пород карьеров Курской магнитной аномалии. Показано, что массовые взрывы в карьерах радикально не влияют на устойчивость отвалов вскрышных пород, однако нарушение работы дренажной системы, поднятие уровня грунтовых вод в отвалах может привести к накоплению необратимых деформаций.
DOI: 10.15372/FTPRPI20230509 |
|
И. Ян1,2, Ц. Фу1, Х. Юань3, М.П. Хайдина4, Ц. Вэй1
1Северо-восточный нефтяной университет, Дацин, Китай
yyainngg@126.com
2Научно-исследовательский институт нефтедобычи Дацинское нефтяное месторождение, Дацин, Китай
3КННК “Интернационал”, Ашхабад, Туркменистан
4Российский государственный университет нефти и газа имени И. М. Губкина, Москва, Россия
Ключевые слова: Экспериментальное исследование, метан угольных пластов, проводимость трещин гидроразрыва пласта, вдавливание проппантов, раздавливание проппантов
Страницы: 85-98
Аннотация >>
Исследовано влияние параметров проппантов на долговременную проводимость трещин гидроразрыва пласта. Вдавливание проппантов в стенки трещины и их раздавливание изучены системой определения проводимости трещины FCMS-V с помощью автоэмиссионного сканирующего микроскопа, поляризационного микроскопа и методом ситового анализа. Выявлены зависимости проводимости от размера гранул, гранулометрического состава, концентрации и способа размещения проппантов, давления смыкания трещины и вдавливания проппантов в стенки трещины. Подробно рассмотрены вопросы вдавливания и раздавливания проппантов различного размера гранул под разным давлением смыкания трещины. Даны рекомендации по размещению проппантов при гидроразрыве пласта в условиях добычи метана угольных пластов на участке YC бассейна Ordos (Китай).
DOI: 10.15372/FTPRPI20230510 |
|
А.М. Красюк1,2, Е.Ю. Русский1,2, Н.В. Панова1,2, Т.И. Иргибаев3
1Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Новосибирск, Россия
krasuk@cn.ru
2Новосибирский государственный технический университет, Новосибирск, Россия
3Казахский национальный исследовательский технический университет имени К. И. Сатпаева, Алматы, Казахстан
tuleukhan@mail.ru
Ключевые слова: Корпус рабочего колеса, осевой вентилятор, ANSYS, оптимальность, прочность, напряжения, конструктивные параметры
Страницы: 99-107
Аннотация >>
Приведены результаты оптимального проектирования рабочих колес осевых вентиляторов главного проветривания шахт с использованием критериев: минимум массы и соблюдение требуемого уровня напряжения на узлах. Обоснована конструкция однодискового рабочего колеса. Для высокопроизводительных вентиляторов, имеющих окружную скорость по концам рабочих лопаток 200 - 220 м/с, решена задача топологической оптимизации по распределению материала в однодисковом рабочем колесе. Определены зависимости конструктивных параметров элементов рабочего колеса от частоты вращения ротора вентилятора. Топологическая оптимизация выполнена в программном комплексе ANSYS на основе метода SIMP.
DOI: 10.15372/FTPRPI20230511 |
|
В.А. Чантурия1, Г.П. Двойченкова1,2, Е.Л. Чантурия3, А.С. Тимофеев1
1Институт проблем комплексного освоения недр им. академика Н. В. Мельникова РАН, Москва, Россия
dvoigp@mail.ru
2Северо-Восточный федеральный университет им. М. К. Аммосова, Мирный, Россия
3Национальный исследовательский технологический университет МИСИС, Москва, Россия
Ключевые слова: Алмазы, минералы, ферросилиций, суспензия, сепарация, цикл, доводка, модифицирование, извлечение, эмульсия
Страницы: 108-122
Аннотация >>
Представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований возможности повышения качества конечных концентратов тяжелосредной, рентгенолюминесцентной, липкостной и пенной сепарации. Предложен метод азотирования поверхности ферросилициевых гранул в пределах значений глубины измененного слоя (30 - 60 нм) для снижения скорости коррозии ферросилиция в 2.7 раза при сохранении его технологических свойств. Показана необходимость применения в цикле первичной тяжелосредной двухстадиальной магнитной сепарации для снижения выхода черновых концентратов и повышения их качества за счет удаления сидерита на 29 - 95 %. Выбран оптимальный состав люминофорсодержащего реагента-модификатора, обеспечивающий практически полное извлечение в концентрат ранее не извлекаемых алмазов при выходе кимберлита не более 2.5 %. Стендовыми испытаниями в условиях переработки труднообогатимого алмазосодержащего сырья подтверждена возможность получения прироста алмазов в концентраты липкостной (14 %) и пенной (12.7 %) сепарации, а также в цикле доводочных операций рентгенолюминесцентной сепарации (25.3 %) за счет модифицирования свойств поверхности извлекаемых кристаллов физико-химическими и энергетическими методами.
DOI: 10.15372/FTPRPI20230512 |
|
Г.В. Митрофанова1, Ю.П. Поспелова1, Д.Ф. Сединин2
1Горный институт КНЦ РАН, Апатиты, Россия
2АО “Ковдорский ГОК”, Ковдор, Россия
dmitry.sedinin@eurochem.ru
Ключевые слова: Хвостохраниилище, тонкозернистые лежалые хвосты, обесшламливание, флотация апатита и кальцита, беспенная флотация, реагенты-собиратели, сгущение, шламы
Страницы: 123-131
Аннотация >>
Представлены результаты лабораторных исследований обогатимости тонкозернистых лежалых хвостов Ковдорского ГОКа. Исследованы действия реагентов-собирателей жирных кислот таллового масла (ЖКТМ). Методом беспенной флотации показана высокая селективность реагента Berol-2015 по отношению к апатиту. По результатам лабораторных флотационных испытаний установлено, что при использовании собирателя ЖКТМ содержание P2O5 в концентрате не превышает 24.4 %, несмотря на высокую степень обесшламливания питания флотации (~ 70.0 %). При работе с собирателем Berol-2015 получен концентрат с содержанием 35.0 - 37.7 % P2O5 без предварительного обесшламливания.
DOI: 10.15372/FTPRPI20230513 |
|
А.В. Артемьев, Г.В. Митрофанова
Горный институт КНЦ РАН, Апатиты, Россия
a.artemev@ksc.ru
Ключевые слова: Апатит-нефелиновые руды, апатит, суспензионный эффект, кислотно-основные центры
Страницы: 132-139
Аннотация >>
Определением суспензионного эффекта изучено изменение поверхностных свойств апатита под действием реагентов и ионов, присутствующих во флотационной пульпе в процессе переработки апатитсодержащих руд. Показано изменение соотношения кислотно-основных центров на поверхности апатита при взаимодействии с ионами HCO3− , CO32- ,HPO42− , катионами Ca2+ и олеат-ионами в дистиллированной воде и в воде деионизированной от углекислого газа. Изменение свойств поверхности апатита в щелочной среде выражается в количественном преобладании на ней основных центров. Такая схема ионизации поверхности минерала обеспечивает благоприятные условия для сорбции катионов, например Ca2+, и создает предпосылки для более эффективного взаимодействия реагентов анионного типа. Полученные с помощью изучения суспензионного эффекта данные коррелируют с результатами ИК-спектроскопии апатита, обработанного соответствующими реагентами.
DOI: 10.15372/FTPRPI20230514 |
|
Ф. Гань1,2, Л. Гао1, Х. Дай1, Б. Рао1, Ц. Бай2
1Куньминский университет науки и технологии, Куньмин, Китай
gfr3316@126.com
2Юньнанский Институт энергетических технологий, Цюйцзин, Китай
Ключевые слова: Технологическая минералогия, медно-никелевая руда, бедная руда, рациональное использование рудных запасов
Страницы: 140-151
Аннотация >>
Рассмотрена методика рационального использования запасов бедных руд с низким содержанием меди и никеля. В результате минералогического анализа руды выявлено, что наиболее ценными элементами, входящими в состав руды, являются Cu и Ni, весовое содержание которых составляет 0.16 и 0.39 % соответственно. Основным медьсодержащим минералом является халькопирит, а основным никельсодержащим минералом - пентландит, в малом количестве распределенный в рудном сырье. Исходя из свойств руды, предложена следующая технология обогащения: одностадийное измельчение → основная коллективная медно-никелевая флотация → сепарация меди и никеля. В результате сепарации получен медный концентрат с массовым содержанием меди 17.08 % и никелевый концентрат с массовым содержанием никеля 4.63 %. Настоящая работа предлагает низкозатратное техническое решение для рационального использования полиметаллических парагенетических минеральных запасов.
DOI: 10.15372/FTPRPI20230515 |
|
Ю.П. Галченко, Г.В. Калабин
Институт проблем комплексного освоения недр им. акад. Н. В. Мельникова, Москва, Россия
kalabin.g@gmail.com
Ключевые слова: Недропользование, минерально-сырьевой комплекс, экологический кризис, природоподобные решения, противоречия, экологический императив, биогенные принципы, конвергентная горная технология, функциональная структура
Страницы: 152-161
Аннотация >>
Представлены результаты исследований по обоснованию перспектив экологизации технологической парадигмы развития минерально-сырьевого комплекса с учетом ограничений и требований на основе равных возможностей для развития техносферы и биосферы. Структурировано понятие природоподобных технологий в зависимости от совпадения предназначения содержательных компонентов биологических и горнотехнических систем. Дана методология гомеостатической трансформации принципов функционирования биологических систем в структуру технологического кластера конвергентных горных технологий.
DOI: 10.15372/FTPRPI20230516 |
|
С. Вуйич1, Ж. Праштало1, М. Попович2, П. Степанович1, Я. Нешкович1
1Горный институт, Белград, Сербия
slobodan.vujic@ribeograd.ac.rs
2Белградский университет, Белград, Сербия
Ключевые слова: Многоатрибутное ранжирование, известняк, ресурсы, термоэнергетика
Страницы: 162-169
Аннотация >>
Представлена модель многоатрибутного ранжирования параметров производственных объектов как возможный подход к решению задач по оптимизации поставок на угольные ТЭЦ известняка, использующегося в качестве сорбента. Учитываются экологические требования, обеспечивающие очистку дымовых газов от серы, качество сырья, важность рациональной подачи известняка. Исследования выполнены на основе модели Promethee.
DOI: 10.15372/FTPRPI20230517 |
|
Ж. Праштало1, С. Вуйич1, М. Кузманович2, П. Степанович1, Р. Шарац1
1Горный институт, Белград, Сербия
slobodan.vujic@ribeograd.ac.rs
2Белградский университет, Белград, Сербия
Ключевые слова: Оптимизация, однокритериальное моделирование, снабжение, карьер, известняк, различия решений
Страницы: 170-176
Аннотация >>
Представлено однокритериальное моделирование поставок известняка в условиях изменяющейся структуры теплоэнергетического комплекса Сербии. Проанализированы различия между многоатрибутным и однокритериальным решениями.
DOI: 10.15372/FTPRPI20230518 |
|
И.Ю. Рассказов, П.А. Аникин, А.П. Грунин, Д.С. Мигунов, А.А. Терешкин
Хабаровский федеральный исследовательский центр ДВО РАН, Хабаровск, Россия
adm@igd.khv.ru
Ключевые слова: Удароопасность, массив горных пород, акустическая эмиссия, локальный контроль, алгоритмы, прогноз удароопасности
Страницы: 177-184
Аннотация >>
В результате модернизации аппаратной части прибора “Prognoz-L” на основе современной электронной базы и накопленного опыта разработан прибор “Prognoz-L2” для экспресс-оценки состояния массива горных пород. Приведены результаты апробации прибора в условиях месторождения опасного по горным ударам.
DOI: 10.15372/FTPRPI20230519 |
|
А.А. Бизяев1,2, А.Г. Вострецов1,2, И.И. Смирнягин1, М.Д. Шарапова1
1Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Новосибирск, Россия
bizyaev@yandex.ru
2Новосибирский государственный технический университет, Новосибирск, Россия
Ключевые слова: Динамические проявления горного давления, напряженно-деформированное состояние, электромагнитное излучение, лабораторные исследования, критерии прогноза горных ударов
Страницы: 185-191
Аннотация >>
Приведены результаты экспериментальных исследований разрушения образцов горных пород, имеющих порфиробластовую, гранобластовую, лепидобластовую и слоистую структуру. Эксперименты проводились на лабораторном стенде АСИ-2. Образцы горной породы подвергались одноосному сжатию до нарушения сплошности с синхронной регистрацией сигналов сопутствующего электромагнитного излучения, нагрузки и перемещения вдоль оси сжатия. Установлено, что при разрушении горной породы слоистой структуры проявляются анизотропные свойства геофизических параметров и электромагнитного излучения.
DOI: 10.15372/FTPRPI20230520 |
|
