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

Поиск по журналу

Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых

2013 год, номер 5

1.
О некоторых особенностях эволюции напряженно-деформированного состояния образцов горных пород со структурой при их одноосном нагружении

В.Н. ОПАРИН, О.М. УСОЛЬЦЕВА, В.Н. СЕМЕНОВ, П.А. ЦОЙ
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, 630091, г. Новосибирск, Красный проспект, 54, Россия
Ключевые слова: массив горных пород, блочно-иерархическое строение, лабораторный эксперимент, метод спекл-фотографии, микродеформации, деформационно-волновые процессы
Страницы: 3-19
Подраздел: Геомеханика

Аннотация >>
Экспериментально, на примере детального изучения изменения напряженно-деформированного состояния образцов горных пород в процессе их одноосного нагружения до разрушения с помощью автоматизированной системы анализа цифровых спекл-фотографий, установлено, что при достижении 50 %-го уровня напряжений по отношению к пределу прочности испытуемых пород внутри образцов возникают низкочастотные процессы микродеформирования между структурными отдельностями. Последние генерируются медленными (квазистатическими) силовыми воздействиями от пресса в режиме жесткого нагружения. Амплитуда таких деформационно-волновых процессов существенно зависит от уровня задаваемого макронагружения. Построены волновые пакеты для осредненных компонент микродеформации на образцах из песчаника и мрамора при одноосном сжатии. С помощью преобразования Фурье определены соответствующие им амплитудно-частотные характеристики для выделяемых 4 стадий процесса макродеформирования: упругого, нелинейно упругого, постпикового участка и участка остаточной прочности. На стадии предразрушения возникают, а на стадии постпиковой нагрузки сохраняются упругие колебания с частотой 0.5–4 Гц.


2.
Особенности сейсмического мониторинга слабых динамических событий в массиве горных пород

А.Н. БЕСЕДИНА1,2, Н.В. КАБЫЧЕНКО1, Г.Г. КОЧАРЯН1,2
1Институт динамики геосфер РАН, Ленинский пр. 38, корп. 1, 119334, г. Москва, Россия
2Московский физико-технический институт, Институтский пер. 9, 141700, г. Долгопрудный, Россия
Ключевые слова: сейсмический мониторинг, индуцированная сейсмичность, сейсмический момент, сейсмическая энергия, жесткость
Страницы: 20-36
Подраздел: Геомеханика

Аннотация >>
На основе дислокационной модели Брюна рассчитаны потенциальные ошибки при оценке характеристик очагов слабой сейсмичности с помощью метода определения энергетического класса или локальной магнитуды сейсмического события. Сопоставление с результатами измерений параметров колебаний, зарегистрированных на Североуральском бокситовом руднике (СУБР), показывает пригодность используемой модели для динамических событий малой энергии. Ошибки, которые возникают из-за радикального искажения излучаемого спектра в результате поглощения высоких частот, становятся значимыми уже на расстоянии 1000 м, причем расхождение нарастает с увеличением расстояния. Рассмотрены возможные причины возникновения значительных отклонений от закона подобия при анализе данных сейсмических наблюдений, проведенных на СУБРе, горных предприятиях Польши, Финляндии, Канады, а также при заполнении водохранилищ. Показано, что эффекты, связанные с физическими различиями в динамике разрывов разного размера, не приводят к радикальному изменению эффективности сейсмического источника. Иные причины, связанные либо с недостатками аппаратуры, либо с некорректной интерпретацией результатов измерений, могут приводить к сильному росту нормированной сейсмической энергии с увеличением масштаба слабых динамических событий, наблюдаемому в некоторых случаях


3.
Эволюция геомеханических и электрогидродинамических полей в массиве горных пород при бурении глубоких скважин

Л.А. НАЗАРОВА1,2, Л.А. НАЗАРОВ1,2, М.И. ЭПОВ3,2, И.Н. ЕЛЬЦОВ3,2
1Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Красный пр., 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
2Новосибирский государственный университет, ул. Пирогова, 2, 630090, г. Новосибирск, Россия
3Институт нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН, пр. Академика Коптюга, 3, 630090, г. Новосибирск, Россия
Ключевые слова: породный массив, многофазная фильтрация, скважина, напряженное состояние, разрушение, зона проникновения, проницаемость, коллектор, удельное электрическое сопротивление
Страницы: 37-49
Подраздел: Геомеханика

Аннотация >>
Для описания эволюции геомеханических и гидродинамических полей при бурении глубоких скважин разработана и численно реализована 3D модель. Вычислительными экспериментами установлено, что при определенном соотношении прочностных свойств пород, давления бурового раствора и естественных горизонтальных напряжений в околоскважинном пространстве могут возникать области необратимых деформаций с низкой проницаемостью, которые приводят к формированию угловой анизотропии в распределении водонасыщенности и удельного электрического сопротивления в зоне проникновения фильтрата бурового раствора. Это оказывает существенное влияние на показания приборов геофизического исследования скважин, что необходимо учитывать при инверсии каротажных данных.


4.
“Деформационно-волновые” процессы в массиве горных пород при движении очистного забоя в угольных пластах

Г.Я. ПОЛЕВЩИКОВ
Институт угля СО РАН, Ленинградский проспект, 10, 650065, г. Кемерово, Россия
Ключевые слова: геомеханика, очистной забой, сдвижение, волнообразность, иерархия структур, упругая энергия
Страницы: 50-60
Подраздел: Геомеханика

Аннотация >>
Установлены “деформационно-волновые” особенности геомеханических процессов при движении очистного забоя. Показано, что реакция вмещающего массива может рассматриваться как формирование в континууме иерархии критических элементов геосреды. Последовательность развития соответствует избытку упругой энергии за фронтом снижения вертикальных напряжений. Даны основные параметры физической модели процесса с примерами горно-технологических ситуаций.


5.
Геомеханическая модель взаимодействия рабочего органа пневмоударной машины с грунтовым массивом

Е.В. ДЕНИСОВА, А.И. КОНУРИН
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
Ключевые слова: пневмоударная машина, грунтовый массив, геомеханическая модель, метод конечных элементов, физико-механические свойства, волновые свойства, эксперимент, разрешающая способность
Страницы: 61-69
Подраздел: Геомеханика

Аннотация >>
Построена геомеханическая модель взаимодействия рабочего органа пневмоударной машины с грунтовым массивом. Методом конечных элементов решена задача о напряженном состоянии массива при движении в нем пневмоударной машины с учетом вариации физико-механических свойств среды. Выполнена сравнительная оценка экспериментально измеренных и теоретически полученных относительных значений ускорений акустического поля в зависимости от ориентации машины в грунте.


6.
Моделирование развития осесимметричных трещин при множественном гидроразрыве

Е.Н. ШЕР, И.В. КОЛЫХАЛОВ, А.М. МИХАЙЛОВ
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
Ключевые слова: гидроразрыв, осесимметричная трещина, система трещин, форма трещин, горное давление
Страницы: 70-79
Подраздел: Разрушение горных пород

Аннотация >>
Рассмотрена система из двух осесимметричных последовательно проведенных трещин гидроразрыва, соосных скважине. Построены формы поверхности развивающейся новой трещины в поле напряжений, порожденном имеющейся; рассчитано давление, необходимое для роста новой трещины. Оценена область влияния созданной первоначально трещины на вновь образующуюся. Изучены параметры, от которых зависит искривление новой трещины, получена формула, позволяющая оценить степень ее искривления.


7.
Исследование процессов разрушения горных пород лазерным излучением

Н.А. ЛЕОНЕНКО1, Г.В. СЕКИСОВ1, А.Ю. ЧЕБАН1, С.А. ШЕМЯКИН2, А.П. КУЗЬМЕНКО1, И.В. СИЛЮТИН2
1Институт горного дела ДВО РАН, ул. Тургенева, 51, 680000, г. Хабаровск, Россия
leonenko@igd.khv.ru
2Тихоокеанский государственный университет, ЦКП Лазерные и оптические технологии, ул. Тихоокеанская, 136, 680035, г. Хабаровск, Россия
siv@ele.khstu.ru
Ключевые слова: лазерное излучение, оптоволоконный лазер, горные породы, энергоемкость резания, интенсивность лазерного излучения
Страницы: 80-90
Подраздел: Разрушение горных пород

Аннотация >>
Выполнен обзор работ по применению лазеров в горном деле для разрушения горных пород, приведены результаты экспериментальных исследований воздействия лазерного излучения на карбонатные породы с использованием непрерывного оптоволоконного иттербиевого источника лазерного излучения с выходной мощностью 600 Вт. Дана техническая оценка локальной дезинтеграции некоторых карбонатных пород c целью установления возможности и целесообразности разработки в дальнейшем технологических методов и средств добычи и переработки минерального сырья.


8.
Исследование режимов работы уравновешенного герметизатора

Ю.М. ЛЕКОНЦЕВ1, П.В. САЖИН1, О.А. ТЕМИРЯЕВА1, А.А. ХОРЕШОК2, С.Ю. УШАКОВ3
1Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
2Кузбасский государственный технический университет, ул. Весенняя, 28, Кемерово, Россия
3ООО “Горняк”, ул. Нижний Барзас АБК, г. Березовский, 652421, Россия
Ключевые слова: уравновешенный герметизатор, пакер, золотниковый синхронизатор, клапанный синхронизатор
Страницы: 91-98
Подраздел: ГОРНОЕ МАШИНОВЕДЕНИЕ

Аннотация >>
Обоснован выбор конструкции устройства для уравновешенного герметизатора. Проведены лабораторные исследования различных конструкций синхронизаторов, обеспечивающих совместную работу герметизирующих устройств. Представлены результаты лабораторных исследований режимов работы уравновешенного герметизатора с двумя различными конструкциями синхронизирующих устройств.


9.
Исследование динамических характеристик шахтного гидропневмоаккумулятора сжатого воздуха

Т. М. КУМЫКОВА, В. Х. КУМЫКОВ
Восточно-Казахстанский государственный технический университет им. Д. Серикбаева, ул. Протозанова А. К., 69, 070004, г. Усть-Каменогорск, Казахстан
Ключевые слова: гидропневматический аккумулятор, пневмоэнергокомплекс, сжатый воздух, пневмосеть
Страницы: 99-109
Подраздел: ГОРНОЕ МАШИНОВЕДЕНИЕ

Аннотация >>
Изложены результаты теоретических и экспериментальных исследований динамических процессов, происходящих в гидропневмоаккумуляторах сжатого воздуха шахт и рудников. Обоснована конструкция гидропневмоаккумулятора, позволяющая стабилизировать и повышать давление в шахтной пневмосети по сравнению с давлением сжатого воздуха, поступающим от компрессорной станции.


10.
Исследование оползневых откосов угольных разрезов методом электрической томографии

Ю.И. РАССКАЗОВ1, Г.Н. ШКАБАРНЯ2, Н.Г. ШКАБАРНЯ1
1Институт горного дела ДВО РАН, ул. Тургенева, 51, 680000, г. Хабаровск, Россия
2Дальневосточный федеральный университет, ул. Суханова 8, 690950, г. Владивосток, Россия
Ключевые слова: электрическая томография, метод сопротивлений, математическое моделирование, геоэлектрические разрезы, буроугольное месторождение
Страницы: 110-118
Подраздел: Технология добычи полезных ископаемых

Аннотация >>
Рассмотрены условия и факторы, влияющие на устойчивость бортов карьеров и угольных разрезов, и обосновано применение метода электрической томографии для их изучения. Приведены результаты экспериментальных исследований физико-механических свойств горных пород, слагающих борта разреза Бикинского буроугольного месторождения. Предложена методика изучения ослабленных слоев и линз в геологическом разрезе с использованием средств электрической томографии.


11.
Адаптация аэродинамических характеристик главных вентиляторов к изменениям вентиляционных режимов шахт

Н.Н. ПЕТРОВ, Н.В. ПАНОВА, Е.Ю. ГРЕХНЁВА
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
Ключевые слова: рабочее колесо, лопатки, адаптация, требуемые давления и производительность, КПД вентиляторов
Страницы: 119-126
Подраздел: РУДНИЧНАЯ АЭРОГАЗОДИНАМИКА

Аннотация >>
Рассмотрена эффективность адаптации аэродинамических характеристик главных вентиляторов к изменяющимся вентиляционным режимам за срок службы шахт путем использования вентиляторов ВО со сменными листовыми лопатками рабочего колеса, выполненными по разным аэродинамическим схемам.


12.
Новые способы экспериментальной оценки селективности реагентов-собирателей для фло-тации золота и платины из тонковкрапленных руд благородных металлов

Т.А. ИВАНОВА, В.А. ЧАНТУРИЯ, И.Г. ЗИМБОВСКИЙ
Институт проблем комплексного освоения недр РАН, Крюковский тупик, д. 4, 111020, г. Москва, Россия
tivanova06@mail.ru
Ключевые слова: минералы, флотационное обогащение, сорбция, собиратели, искусственное нанесение, платина, золото, новообразования благородных металлов, собиратели, микро- и наноразмерные частицы, электронная микроскопия
Страницы: 127-137
Подраздел: Обогащение полезных ископаемых

Аннотация >>
Для изучения флотационных и сорбционных свойств новых реагентов предложены методики искусственного нанесения микро- и наночастиц Au и Pt на измельченные минералы. Получены образцы пирита, арсенопирита и кварца, искусственно обогащенные наноразмерными частицами (НРЧ) золота. Методом восстановительной адсорбции из растворов Na2[PtCl6] и Na[AuCl4] получены образцы пирротина с равномерно нанесенными микрочастицами платины. Рассмотрены области применения, методы исследования образцов и механизма взаимодействия реагента с микро- и наночастицами золота и платины в зависимости от условий обогащения сульфидов благородными металлами и свойств минерала носителя. Комплекс современных методов исследования взаимодействия реагента МТХ с золотом подтвердил селективные свойства нового комплексообразующего собирателя МТХ по отношению к золоту за счет его химического взаимодействия с золотом.


13.
Исследование собирательных свойств диизобутилового дитиофосфината при флотации сульфидных минералов из колчеданных руд

В.А. ИГНАТКИНА1, В.А. БОЧАРОВ2, Ф.Г. ДЬЯЧКОВ1
1Национальный исследовательский технологический университет “МИСиС”, Ленинский проспект, 4, 119049, г. Москва, Россия
2Московский государственный горный университет, Ленинский проспект, 6, 119991, г. Москва, Россия
woda@mail.ru
Ключевые слова: флотация, пирит, халькопирит, сфалерит, пирротин, аэрофин, дитиофосфаты, ксантогенаты, константы скорости адсорбции, поверхностные соединения
Страницы: 138-146
Подраздел: Обогащение полезных ископаемых

Аннотация >>
Изложены экспериментальные результаты исследований собирательной способности диизобутилового дитиофосфината (ДИФ) в сравнении с бутиловым и изобутиловым ксантогенатами, диизобутиловым и дибутиловым дитиофосфатами по отношению к пириту, халькопириту и другим сульфидам. Установлено повышение адсорбции собирателей на пирите в условиях беспенной флотации. При беспенной флотации пирита ДИФ константы скорости адсорбции и константы скорости флотации выше по сравнению с бутиловым ксантогенатом, в отличие от статических условий проведения эксперимента по адсорбции. При флотации соотношение констант скорости флотации ДИФ и бутилового ксантогената составляет 1.19, что согласуется с соотношением констант скорости адсорбции (1.18) в условиях беспенной флотации. Обоснована низкая селективность действия дитиофосфинатов при флотационном обогащении колчеданных медно-цинковых руд.


14.
Физико-химическое воздействие модифицированного диэтилдитиокарбамата на поверхность золотосодержащих сульфидов при флотации руд благородных металлов

Т.Н. МАТВЕЕВА, Н.К. ГРОМОВА, Т.А. ИВАНОВА, В.А. ЧАНТУРИЯ
Институт проблем комплексного освоения недр РАН, Крюковский тупик, 4, 111020, г. Москва, Россия
tmatveyeva@mail.ru
Ключевые слова: золотосодержащие руды, пирит, арсенопирит, модифицированный диэтилдитиокарбамат, комплексообразование, адсорбция
Страницы: 147-156
Подраздел: Обогащение полезных ископаемых

Аннотация >>
Представлены результаты исследования процессов комплексообразования модифицированного диэтилдитиокарбамата (ДЭДТКм) с ионами меди, железа и золота в растворе и адсорбции компонентов модифицированного раствора на поверхности золотосодержащих пирита и арсенопирита с применением методов УФ-спектроскопии, аналитической сканирующей электронной и лазерной микроскопии. Установлено, что модифицированный ДЭДТКм образует с золотом малорастворимые в воде соединения и избирательно адсорбируется на золотосодержащем пирите и арсенопирите, обеспечивая селективность действия по сравнению с ксантогенатом при флотации золотосодержащих сульфидов.


15.
Флотируемость апатита из бадделеит-апатит-магнетитовой руды

А.А. ЛАВРИНЕНКО, Э.А. ШРАДЕР, А.Н. ХАРЧИКОВ, И.В. КУНИЛОВА
Институт проблем комплексного освоения недр РАН, Крюковский тупик, 4, 111020, г. Москва, Россия
Ключевые слова: флотация, апатит, Фосфолан ПЕ65, Arcomon SО, жирные кислоты таллового масла
Страницы: 157-165
Подраздел: Обогащение полезных ископаемых

Аннотация >>
Представлены результаты исследований флотируемости апатита из бадделеит-апатит-магне-титовой руды рядом реагентов, выпускаемых отечественными и зарубежными производителями. Установлена более высокая селективность действия Фосфолана ПЕ65 и Arcomon SО по сравнению с омыленными жирными кислотами таллового масла.


16.
Квантово-механические представления флотации пирита

П.М. СОЛОЖЕНКИН1, С.А. КОНДРАТЬЕВ2, Е.И. АНГЕЛОВА3
1Институт проблем комплексного освоения недр РАН, Крюковский тупик, 4, 111020, г. Москва, Россия
2Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
3Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова, пр. Ленина, 38, 455000, г. Магнитогорск, Россия
Ключевые слова: минералы, сульфгидрильные собиратели, флотация, атомные заряды, активность коллектора, молекулярное моделирование
Страницы: 166-179
Подраздел: Обогащение полезных ископаемых

Аннотация >>
Проведено молекулярное моделирование кластеров пирита простой и циклической структуры. Предложен индекс прогноза оценки активности собирателя (ПОАС) для анализа активности связывания собирателя с атомом кластера. Показано, что бутиловый диксантогенид более активно связывается с атомами кластера, чем тионокарбаматы типа Z 200 и ИТК. Исследован перенос заряда при взаимодействии кластера пирита с указанными собирателями. При монодентатном связывании наблюдается перенос заряда с минерала на атомы серы собирателя, при бидентатном — классический перенос заряда с донора собирателя на акцептор минерала. Высказано предположение, что при разложении ксантогенатов железа в кислой среде образуются диксантогениды, которые и определяют флотацию пирита. Окисление пирита с образованием элементной серы также способствует флотации пирита и приводит к усложнению депрессии пирита в щелочной среде.


17.
Оценка селективности дезинтеграции металлургических шлаков

И.В. ШАДРУНОВА1, Е.Г. ОЖОГИНА2, Е.В. КОЛОДЕЖНАЯ3, О.Е. ГОРЛОВА4
1Институт проблем комплексного освоения недр РАН, 111020, г. Москва, Россия
2Всесоюзный институт минерального сырья, 111020, г. Москва, Россия
3ЗАО “Урал-Омега”, 455000, г. Магнитогорск, Россия
4Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова, 455000, г. Магнитогорск, Россия
Ключевые слова: металлургические шлаки, черная металлургия, цветная металлургия, фазовый состав, физико-механические свойства, селективное разрушение, дезинтеграция, центробежно-ударное дробление
Страницы: 180-190
Подраздел: Обогащение полезных ископаемых

Аннотация >>
Представлены результаты экспериментального изучения фазового состава шлаков черной и цветной металлургии, морфоструктурных параметров и физико-механических свойств отдельных фаз шлаков для оценки селективности их раскрытия по границам срастания фаз в аппаратах, реализующих разрушение свободным ударом. Обоснован критерий селективности дезинтеграции шлаков в аппаратах центробежно-ударного дробления в виде отношения микротвердости основных фаз шлака.


18.
Влияние измельчения на донорно-акцепторные свойства поверхности компонентов закладочных материалов

Е.А. ЕРМОЛОВИЧ
Белгородский государственный национальный исследовательский университет, ул. Победы, 85, 308015, г. Белгород, Россия
Ключевые слова: адсорбция, центры Бренстеда и Льюиса, планетарная мельница, дисковая вибрационная мельница, совместный помол компонентов, отходы обогащения мокрой магнитной сепарации
Страницы: 191-198
Подраздел: Обогащение полезных ископаемых

Аннотация >>
Приводятся результаты количественного определения центров адсорбции компонентов закладочных композитов и их изменения после измельчения. Для отходов обогащения мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов установлено корреляционное уравнение, подтверждающее зависимость активности поверхности от их дисперсности.