Издательство СО РАН

Издательство СО РАН

Адрес Издательства СО РАН: Россия, 630090, а/я 187
Новосибирск, Морской пр., 2

soran2.gif

Baner_Nauka_Sibiri.jpg


Яндекс.Метрика

Rambler's Top100

Rambler's Top100

Поиск по журналу

Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых

2013 год, номер 3

1.
О коэффициенте механо-электромагнитных преобразований при разрушении образцов горных пород

В.Н. ОПАРИН1,2, Г.Е. ЯКОВИЦКАЯ1, А.Г. ВОСТРЕЦОВ1,3, В.М. СЕРЯКОВ1, А.В. КРИВЕЦКИЙ1,3
1Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
2Новосибирский государственный университет, ул. Пирогова, 2, 630090, г. Новосибирск, Россия
3Новосибирский государственный технический университет, проспект К. Маркса, 20, 630092, г. Новосибирск, Россия
Ключевые слова: разрушение горных пород, электромагнитное излучение, лабораторные эксперименты, деформационные характеристики образцов, коэффициент механо-электромагнитных преобразований
Страницы: 3-20
Подраздел: Геомеханика

Аннотация >>
Представлены результаты энергетических оценок при механо-электромагнитных преобразованиях в процессах разрушения образцов горных пород. Оценки можно использовать для диагностики степени удароопасности горных пород в условиях подземных горных выработок.


2.
Численное моделирование пространственной локализации деформаций в процессе зональной дезинтеграции

К. ВАН, И. ПАН, Ч. ЧЖАН
Ляонинский технический университет, Фуксин 123000, Китай
wxbbb@263.net
Ключевые слова: зональная дезинтеграция, модель нагружения, модель разгрузки, пространственная локализация деформации, зона сдвига, тоннель, гетерогенность
Страницы: 20-32
Подраздел: Геомеханика

Аннотация >>
Исследована пространственная локализация деформаций массива пород как перспективное направление решения проблемы зональной дезинтеграции (Шемякина – Опарина). Модели трехмерной нагрузки и разгрузки реализованы численно с применением деформационной теории. Нагружение после выемки тоннеля круглого сечения выполнено с контролем осевого смещения. В модели разгрузки после достижения статического равновесия постадийно проведена выемка цилиндрического тоннеля. Численные результаты показывают наличие явления зональной дезинтеграции, при которой кольцевые участки высоких деформаций сдвига изолированы или перемежаются с зонами малых деформаций сдвига. Проведено сравнение результатов расчетов модели нагружения с таковыми модели разгрузки; установлено их соответствие с результатами натурных наблюдений. В плоскости, ортогональной оси тоннеля, участки повышенной деформации сдвига образуются на существенном расстоянии от поверхности тоннеля в результате распространения зон сдвига, происхождение которых не связано с процессами деформирования в рассматриваемой плоскости.


3.
Неевклидова модель разрушения глубокозалегающего породного массива в условиях несовместной деформации

К. ЧЖОУ1, Ц. ЦЯНЬ1,2
1Университет Чонкин, Chongqing 400045, China
2Университет науки и технологий PLA, Nanjing 210007, China
Ключевые слова: дефекты, переменная нарушений, самоуравновешенные напряжения, новая неевклидова модель, глубокозалегающий породный массив, ранее существующие и вторичные микротрещины
Страницы: 33-41
Подраздел: Геомеханика

Аннотация >>
Глубокозалегающий породный массив рассматривается как сыпучий материал, включающий равномерно распределенные дефекты. Дефекты характеризуются переменной нарушения, определяемой методами Мори – Танака или Сидорова, в которых рассматривается взаимодействие микротрещин. Исследовано влияние ранее имеющихся и вторичных микротрещин на скалярную кривизну и плотность свободной энергии. Разработана новая неевклидова модель деформирования массива для изучения влияния на развитие существующих и появление вторичных микротрещин. Установлен эффект влияния существующих и вторичных микротрещин на самоуравновешенные напряжения при условии несовместности свободной энергии и деформации. Определены поля напряжений во вмещающем породном массиве вокруг глубинного тоннеля круглого сечения с помощью новой неевклидовой модели.


4.
О разрушении образцов пород при растяжении

В.Е. МИРЕНКОВ
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
mirenkov@misd.nsc.ru
Ключевые слова: поры, разрушение, блок породы, уравнения, граничные условия, напряжения, смещения, акустическая эмиссия, обратные задачи
Страницы: 42-48
Подраздел: Геомеханика

Аннотация >>
Кислотно-каталитическую конденсацию 1,3-бутадиена с пара -хинонами и окисление получаемых аддуктов можно проводить в одну технологическую стадию в присутствии водных растворов Мо–V–P гетерополикислот (ГПК) общего состава H a P z Mo y V x O b . Эти растворы обладают бифункциональными каталитическими свойствами, будучи одновременно сильными бренстедовскими кислотами и довольно сильными обратимо действующими окислителями. Конденсация 1,4-нафтохинона с 1,3-бутадиеном в растворах ГПК приводит к получению 9,10-антрахинона (АХ) в смеси с тетрагидроантрахиноном (ТГА) и дигидроантрахиноном (ДГА). В ходе одностадийного процесса, проходящего без использования органических растворителей, раствор ГПК восстанавливается, и из него почти количественно выпадает малорастворимая смесь ТГА, ДГА и АХ (до 50 %). Выход и чистота АХ могут быть значительно повышены за счет использования органических растворителей, смешивающихся с водой (например, ацетон, 1,4-диоксан), а также высокованадиевых ГПК состава H15P4Mo18V7O89 и H17P3Mo16V10O89. Оптимизация процесса позволила получить продукт, содержащий не менее 90 % АХ. Полученные в работе результаты открывают перспективы создания малоотходного одностадийного процесса производства АХ из 1,3-бутадиена и 1,4-нафтохинона.


5.
Механические характеристики карналлита, шпатовой соли и сильвинита в нанодиапазоне

В.Н. АПТУКОВ, В.Ю. МИТИН, Н.Е. МОЛОШТАНОВА, И.А. МОРОЗОВ
Пермский государственный национальный исследовательский университет, ул. Букирева 15, 614000, г. Пермь, Россия
aptukov@psu.ru
Ключевые слова: карналлит, шпатовая соль, сильвин, модуль упругости, твердость, нанодиапазон
Страницы: 49-56
Подраздел: Геомеханика

Аннотация >>
Приведены результаты испытаний по наноиндентированию зерен карналлита, шпатовой соли и сильвина на сканирующем зондовом микроскопе Dimension ICON. Получены сравнительные оценки для модуля упругости и твердости этих материалов.


6.
Развитие метода электрической томографии при исследовании месторождений со сложными горно-геологическими условиями

И.Ю. РАССКАЗОВ1, Г.Н. ШКАБАРНЯ2, Н.Г. ШКАБАРНЯ1
1Институт горного дела ДВО РАН, ул. Тургенева, 51, 680000, г. Хабаровск, Россия
2альневосточный федеральный университет, ул. Суханова 8, 690950, г. Владивосток, Россия
Ключевые слова: электрическая томография, метод сопротивлений, математическое моделирование, геоэлектрические разрезы, буроугольное месторождение
Страницы: 57-66
Подраздел: Геомеханика

Аннотация >>
Рассмотрены возможности метода электрической томографии при исследовании сложно-построенных геологических разрезов угольных месторождений на основе математического моделирования электрических полей в неоднородных средах. Анализ результатов моделирования позволил определить закономерности распределения полей, которые используются при интерпретации натурных материалов с целью формирования фоновых моделей для установления формы, размеров, условий залегания и физических свойств изучаемых объектов в слабодифференцированных средах. В качестве примера приведены результаты экспериментальных исследований на буроугольном месторождении.


7.
О современной концепции блочно-иерархического строения геосреды и некоторых ее следствиях в области наук о Земле

А.В. ВИКУЛИН1, А.Г. ИВАНЧИН2
1Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН, бульвар Пийпа, 9, г. Петропавловск-Камчатский, 683006, Россия
vik@kscnet.ru
2ООО Торговый дом “Музыка”, ул. Фрунзе, 20, 683000, г. Томск, Россия
Ключевые слова: геосреда, напряжения с моментом силы, ”ротационные волны”, реидность, волны маятникового типа
Страницы: 67-84
Подраздел: Геомеханика

Аннотация >>
Обсуждается и находит свое дальнейшее развитие известная концепция блоковой геосреды А.В. Пейве – М. А. Садовского в области наук о Земле. Показано, что слагающие геосреду структурные блоки, механически взаимодействуя между собой, приводят к возникновению момента сил. Это позволило построить ротационную модель геосреды и предсказать существование “ротационных” волн. В рамках этой модели дано объяснение реидным свойствам гесреды. Оказалось, что характерные значения скоростей “ротационных волн” близки к скоростям волн маятникового типа (μ-волн по В. Н. Опарину).


8.
К вопросу о формировании морфологии поверхности трещины разрушения горных пород

В.В. СЕРЕДИН1, Л.О. ЛЕЙБОВИЧ2, М.В. ПУШКАРЕВА3, И.С. КОПЫЛОВ1, А.С. ХРУЛЕВ4
1Пермский государственный национальный исследовательский университет, ул. Букирева, 15, 614990, г. Пермь, Россия
2Научно-исследовательское проектное и производственное предприятие по природоохранной деятельности “Недра”, ул. Льва Шатрова, 13а, 614064, г. Пермь, Россия
3Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Комсомольский проспект, 29, 614990, г. Пермь, Россия
4Пермский государственный национальный исследовательский университет
Ключевые слова: “магистральная” трещина разрушения, напряженное состояние, шероховатость, горные породы
Страницы: 85-90
Подраздел: Геомеханика

Аннотация >>
Установлено, что между напряженным состоянием материалов и шероховатостью поверхности “магистральной” трещины разрушения существует взаимосвязь: с увеличением максимальных нормальных напряжений, действующих в зоне разрушения материалов, на площадке максимальных касательных напряжений шероховатость уменьшается. На основании выявленной закономерности разработан способ определения напряженного состояния материала по величине шероховатости поверхности его разрушения.


9.
Численно-аналитическое исследование процесса ударного погружения трубы в грунт с сухим трением. Ч. II. Внешняя среда деформируема

Н.И. АЛЕКСАНДРОВА
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
alex@math.nsc.ru
Ключевые слова: продольные волны, упругий стержень, сухое трение, импульсное нагружение, численное моделирование
Страницы: 91-106
Подраздел: Разрушение горных пород

Аннотация >>
Исследуется распространение продольных волн в упругой трубе, частично погруженной в среду с сухим трением. Математическая постановка задачи ударного погружения трубы в грунт опирается на модель продольных колебаний упругого стержня с учетом бокового сопротивления. Боковое действие грунта описывается законом контактного сухого трения. Решен ряд задач о продольном нагружении трубы, взаимодействующей с внешней упругой средой, проведено сопоставление численных и аналитических результатов. Сравниваются расчеты, полученные с учетом и без учета деформируемости среды, окружающей трубу.


10.
Влияние дополнительного вибровозбудителя и комбинации виброударных устройств на скорость внедрения трубы в грунт при прокалывании

И.В. ТИЩЕНКО, В.В. ЧЕРВОВ, А.И. ГОРЕЛОВ
Институт горного дела СО РАН, Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
Ключевые слова: генератор ударного воздействия, импульсная установка, вибровозбудитель, продольные и поперечные колебания, амплитуда ударного импульса, частота ударов, скорость погружения
Страницы: 107-118
Подраздел: ГОРНОЕ МАШИНОВЕДЕНИЕ

Аннотация >>
Рассмотрена проблема повышения производительности виброударного погружения в грунт стальных трубчатых элементов. Приведены результаты экспериментального моделирования процесса с последовательным подключением к источнику импульсной нагрузки дополнительных вибровозбудителей с осевым и поперечным направлением колебаний. Показана возможность использования в качестве силового возбудителя комбинированного генератора из двух устройств ударного действия с расширенным спектром воздействия.


11.
Согласование пневмоударного устройства с пневмотранспортной магистралью установок для бурения горизонтальных скважин в грунте

Б.Б. ДАНИЛОВ, Б.Н. СМОЛЯНИЦКИЙ
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Красный проспект 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
Ключевые слова: пневмоударный механизм, скважина, грунт, транспортная магистраль, выхлопной тракт, противодавление
Страницы: 119-126
Подраздел: ГОРНОЕ МАШИНОВЕДЕНИЕ

Аннотация >>
Приведены результаты исследования рабочего процесса пневмоударных механизмов с бесклапанным воздухораспределением в условиях противодавления в выхлопном тракте при удалении разрушенного грунта по транспортной магистрали установки для бурения протяженных горизонтальных скважин. Показано, что область рациональных значений их наиболее значимых параметров, соответствующая максимальной ударной мощности, не изменяется при увеличении противодавления в выхлопном тракте.


12.
Исследование динамики гидроударных объемных систем двухстороннего действия. Ч. II. влияние на характеристики предельных циклов конструктивных особенностей устройств и условий их взаимодействия с горным массивом

Л.В. ГОРОДИЛОВ
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
gor@misd.nsc.ru
Ключевые слова: ударная система, автоколебания, предельный цикл, критерии подобия, характеристики
Страницы: 127-138
Подраздел: ГОРНОЕ МАШИНОВЕДЕНИЕ

Аннотация >>
В математическую модель гидроударной объемной системы двухстороннего действия включены параметры и элементы, учитывающие ее конструктивные особенности и условия взаимодействия с горным массивом. Проведены численные исследования их влияния на динамику и интегральные выходные характеристики предельных циклов.


13.
К вопросу энергосбережения проветривания рудников

Б.П. КАЗАКОВ, А.В. ШАЛИМОВ, А.С. КИРЯКОВ
Горный институт УрО РАН, ул. Сибирская, 78а, 614007, г. Пермь, Россия
Ключевые слова: энергосбережение, рециркуляция, оптимизация, регулирование, предельно допустимая концентрация, коэффициент полезного действия, напорная характеристика
Страницы: 139-147
Подраздел: РУДНИЧНАЯ АЭРОГАЗОДИНАМИКА

Аннотация >>
Представлены три способа снижения затрат энергии на проветривание рудников: организация рециркуляционного проветривания, минимизация депрессии вентилятора главного проветривания средствами отрицательного регулирования и двухпараметрическая оптимизация работы вентилятора по частоте вращения и углам установки лопаток. Расчетным путем доказано, что каждый из способов в зависимости от условий может давать значительную экономию энергии.


14.
Геоинформационная система регионального контроля геомеханико-геодинамических ситуаций на основе энтропийного анализа сейсмических событий (на примере Кузбасса)

В.П. ПОТАПОВ1, В.Н. ОПАРИН2,3, А.Б. ЛОГОВ1, Р.Ю. ЗАМАРАЕВ1, С.Е. ПОПОВ1
1Кемеровский филиал Института вычислительных технологий СО РАН, 650610, г. Кемерово, Россия
2Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
3Новосибирский государственный университет, ул. Пирогова, 2, 630090, г. Новосибирск, Россия
Ключевые слова: промышленная и региональная сейсмика, сейсмологические сигналы, классификация, облачный сервис, геоинформационная система
Страницы: 148-156
Подраздел: ГЕОИНФОРМАТИКА

Аннотация >>
Представлена геоинформационная система, реализованная в виде облачного сервиса для классификации сейсмических событий природного и техногенного происхождения. Использованы модели сейсмологических сигналов на основе информационной энтропии, которые трактуются как характеристические функции “волновода” из очага к сейсмостанции. Наблюдаемое качественное подобие или отличие моделей связывается с генезисом событий, которые и классифицируются на этом основании. Описана структура сервиса, реализованного на технологиях облачных вычислений Google App Engine в интеграции с веб-сервисами IRIS Data Management Center и локальными БД сейсмических наблюдений. Приведены примеры использования сервиса в задаче классификации сейсмических событий неизвестного генезиса.


15.
Изучение методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии изменения состава и химического состояния атомов поверхности халькопирита и сфалерита до и после обработки наносекундными электромагнитными импульсами

В.А. ЧАНТУРИЯ, И.Ж. БУНИН, М.В. РЯЗАНЦЕВА, И.А. ХАБАРОВА
Институт проблем комплексного освоения недр РАН, Крюковский тупик, 4, 111020, г. Москва, Россия
bunin_i@mail.ru
Ключевые слова: халькопирит, сфалерит, мощные наносекундные электромагнитные импульсы, рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия, поверхность, флотация
Страницы: 157-168
Подраздел: Обогащение полезных ископаемых

Аннотация >>
Методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС) изучено изменение состава поверхностных слоев и химического состояния атомов на поверхности халькопирита и сфалерита в результате воздействия высоковольтных наносекундных электромагнитных импульсов (МЭМИ). Установлены общие закономерности и выявлены отличия механизмов модифицирования поверхности и флотационных свойств сульфидов в процессе импульсных энергетических воздействий. Полученные данные подтверждены результатами исследований по влиянию МЭМИ на флотационные свойства халькопирита и сфалерита с целью повышения селективности разделения сульфидов.


16.
Принципы построения кинетических “ионных” моделей формирования сорбционного слоя собирателя на поверхности сульфидов цветных тяжелых металлов

Б.Е. ГОРЯЧЕВ, А.А. НИКОЛАЕВ
Национальный исследовательский технологический университет “МИСиС”, Ленинский проспект, 4, 119049, г. Москва, Россия
beg@misis.ru
Ключевые слова: флотация, гидрофобность, гидрофильность поверхности, относительная доля поверхности, флотационные реагенты, кинетика взаимодействия
Страницы: 169-178
Подраздел: Обогащение полезных ископаемых

Аннотация >>
Рассмотрены основные принципы, используемые при построении кинетических моделей формирования сорбционного слоя собирателя на поверхности сульфидных минералов. Изложен физический смысл моделей, заключающийся в связи параметров ионного состава жидкой фазы флотационной пульпы с относительными долями поверхности зерен минерала.


17.
Применение методов вычислительной гидродинамики к исследованию и анализу процессов разделения минералов

В.Ф. СКОРОХОДОВ, М.С. ХОХУЛЯ, А.С. ОПАЛЕВ, В.В. БИРЮКОВ, Р.М. НИКИТИН
Горный институт Кольского научного центра РАН, ул. Ферсмана, 24, 184209, г. Апатиты, Россия
Ключевые слова: вычислительная гидродинамика, численное моделирование, сепарационный процесс, магнитно-гравитационный сепаратор, гидравлический сепаратор, флотационная машина, псевдоожиженный слой
Страницы: 179-187
Подраздел: Обогащение полезных ископаемых

Аннотация >>
Для изучения параметров гетерогенных сред в рабочих объемах магнитно-гравитационных, гравитационных и флотационных аппаратов применены методы вычислительной гидродинамики. В результате численного моделирования сепарационных процессов получены графические и численные данные, характеризующие особенности их протекания. Обоснованы предложения по совершенствованию ряда конструкций гравитационного и магнитно-грави-тационного обогатительного оборудования. Предложен подход к оценке поверхностной энергии частиц минералов при моделировании процесса флотации.


18.
Исследование подвижности водорастворимых форм цветных и благородных металлов в массиве лежалых хвостов обогащения

А.Г. МИХАЙЛОВ, М.Ю. ХАРИТОНОВА, И.И. ВАШЛАЕВ, М.Л. СВИРИДОВА
Институт химии и химической технологии СО РАН, ул. Академгородок, 50, стр. 24, 660036, г. Красноярск, Россия
Ключевые слова: лежалые хвосты обогащения, водные растворы металлов, цветные и благородные металлы
Страницы: 188-196
Подраздел: Обогащение полезных ископаемых

Аннотация >>
Исследовано перераспределение цветных и благородных металлов при прохождении водных и слабокислых растворов через слой лежалых хвостов обогащения медно-никелевых руд. Получено распределение металлов по минеральным фазам для различных уровней фильтрующего слоя хвостов и различных контактных растворов. Показана потенциальная возможность извлечения золота до 28.4 % и платины до 3.9 % от общего количества запасов с использованием слабокислого контактного раствора.