Главная – Журналы – Поиск по журналам

Рассмотрена камерная система отработки подкарьерных запасов крутопадающих рудных тел малой и средней мощности с использованием бутобетонной и породной закладки для управления состоянием горного массива. Технология предусматривает восходящую выемку запасов в этажах и нисходящий общий порядок отработки залежи. Изучается предельный вариант развития очистных работ в разных геомеханических условиях выемки для горнотехнической ситуации, учитывающей выемку трех этажей, два из которых погашены. Обоснование параметров системы разработки выполнено с помощью математического моделирования напряженно-деформированного состояния массива пород в трехмерной постановке методом конечных элементов. Выявлены зависимости между параметрами геотехнологии и характером изменения напряжений, а также устойчивостью пород в конструктивных элементах выемки и приконтурном массиве. Определены участки их возможного разрушения. Безопасность системы разработки определяется сохранностью бутобетонных целиков и устойчивостью междуэтажного целика.

Представлены итоги разработки системы управления механизированной крепью с регулируемым управляемым выпуском подкровельной толщи на забойный конвейер в составе очистного комплекса. Описаны способы измерения загрузки конвейера качающимся питателем, регистрации изменения количества породы в горной массе, а также интеграции разработанного оборудования в систему управления механизированной крепью. Для определения загрузки конвейера качающимся питателем предложено использовать алгоритмы и методы машинного зрения, дополненные проекцией сетки световых маркеров на поверхность горной массы. Способ отслеживания изменения состава выпускаемой горной массы предложено реализовать на основе автоматического измерения и сравнения с эталонным значением ее естественного гамма-излучения. Разработана концепция универсального сопрягающего устройства и приведены структурная схема системы управления очистным комплексом и алгоритм автоматического управления процессом выпуска угля подкровельной толщи.

Обоснован ряд критериев выбора углепородных отвалов, пригодных для утилизации тепла, на примере сформированных в Донбассе скоплений твердых углеотходов. Данный ряд включает геодинамический критерий - расположение отвала относительно границ геодинамически активной зоны, а также аэрогазодинамические критерии: газопроницаемость пород этой зоны и концентрацию шахтного метана в воздухе, поступающем в отвал. Показано, что метановоздушная смесь, характеризующаяся взрывоопасной концентрацией метана, может поступать в молодой и средневозрастной отвалы, расположенные на горных отводах закрытых незатопленных шахт. Представлена модель смены роли шахтного метана в становлении теплового поля самонагревающегося отвала. В основу модели положены представления о том, что метан способен как снижать скорость окисления углеотходов, так и повышать интенсивность и полноту их сгорания. Предложено геодинамическое и аэрогазодинамическое ранжирование отвалов по степени пригодности в качестве востребованных теплогенераторов. Обоснованные критерии будут полезны при разработке технологии извлечения тепла углепородных отвалов.

Рассмотрено влияние реагентов-регуляторов на селективность модифицирования спектрально-кинетических характеристик неизвлекаемых алмазов с аномальной светимостью для обеспечения их полного и селективного извлечения в процессе рентгенолюминесцентной сепарации. Установлены параметры кинетической устойчивости эмульсий люминофорсодержащих модификаторов и определены реагенты-регуляторы, не вызывающие ухудшения закрепления модификаторов на поверхности алмазов. Показано, что реагенты-регуляторы различных классов (производные алкиларилфосфонатов, алифатические спирты, бифункционально модифицированные производные карбоксиметилцеллюлозы, ионогенные и неионогенные азотсодержащие полимеры; короткоцепочечные алифатических амины, комплексные реагенты) обеспечивают существенное снижение закрепления люминофоров на поверхности гидрофобных минералов кимберлита, предотвращая возможность их извлечения в концентрат сепарации. Определено влияние реагентов-регуляторов на спектрально-кинетические характеристики применяемых люминофорсодержащих модификаторов и обработанных ими алмазов. Выбраны реагенты-регуляторы, пригодные для применения в технологии реагентного модифицирования, без последующей нежелательной коррекции спектральных характеристик алмазов.

Флотация осуществляется с помощью двух форм сорбции при использовании как одного реагента-собирателя, так и их композиции. Эффект от двух форм сорбции одного реагента-собирателя можно рассматривать как синергизм двух реагентов-собирателей. В этом случае флотация выполняется в условиях гидролиза реагента или его диссоциации. Выбор реагентного режима - создание условий получения двух форм сорбции на минеральной поверхности. Активация флотации катионами металлов, каталитическое окисление ксантогената формируют сорбционный слой, представленный химически и физически закрепившимися реагентами или их производными соединениями. Каждая форма сорбции реагента-собирателя выполняет в элементарном акте флотации свою функцию. Первая форма сорбции имеет своей целью повышение гидрофобности извлекаемого минерала, вторая - снятие кинетического ограничения образованию флотационного комплекса. Разработана и предложена стратегия выбора сочетаний реагентов-собирателей с целью получения синергетического эффекта во флотации. Каждый из собирателей выполняет свою функцию в образовании флотационного комплекса. Выбор их свойств позволяет получить максимальный технологический эффект. Повышение гидрофобности минерала, плотности сорбции реагента на его поверхности - следствие выполнения условия закрепления двух указанных форм одного реагента или композиции реагентов. Показано, что свойства второй формы сорбции определяются на основе механизма работы физически сорбируемого собирателя.

Представлены результаты выщелачивания элементов рудной матрицы Cu, Ni, Fe, S из хвостов обогащения медно-никелевых руд. Исследования проведены на лабораторной установке, имитирующей режим in situ в условиях капиллярного фильтрационного подъема растворов на дневную поверхность. В качестве выщелачивающего агента использованы вода, водные растворы пероксида водорода с концентрацией 0.5, 1.0, 10.0 %. Для повышения активности аборигенных микроорганизмов в часть колонн введены бактерии, выделенные непосредственно из исследуемых хвостов обогащения. В других колоннах для увеличения популяции аборигенных бактерий непосредственно в массиве создавались условия, стимулирующие их рост. Отмечен рост количества бактерий в массиве хвостов обогащения, наполняющих колонны. Установлено различное по скорости выделение в жидкую фазу железа, меди, никеля и серы в зависимости от состава выщелачивающего раствора.

Выполнены исследования по модификации поверхности сульфидных минералов (арсенопирита и антимонита) при биологической обработке бактериями Pseudomonas Japonica. Состояние их поверхности после различной обработки изучалось с помощью электроакустического спектрометра Dispersion DT-310, сканирующего электронного микроскопа Tescan Vega II SBH, цифровой техники и прибора DSA20 EasyDrop. Установлено, что биологическая обработка приводит к значительной гидрофилизации поверхности минералов, что подтверждается снижением краевого угла смачивания на 40 - 50° и увеличением работы адгезии в 2 раза. Выявлены изменения электрохимических свойств поверхности, включая изменения знака ζ -потенциала и рост электропроводности на порядок. Методом сканирующей электронной микроскопии установлена адсорбция бактериальных клеток на поверхности минералов. Технологические испытания подтвердили эффективность биологической обработки, показав снижение флотации сульфидов на 15 - 17 % при совместной подаче с ксантогенатом. Результаты работы показывают перспективность микробиологического способа подготовки сульфидов к селекции.

Выполнены исследования по переработке медно-никелевых аллювиальных техногенных песков месторождения Верхнее (Норильский промышленный район). Из общей массы песков выделен класс - 100 мкм, содержание никеля и меди в классе составило 0.32 и 0.22 % соответственно. Изучен вещественный состав исходных песков и экспериментальных образцов, подобран оптимальный режим их переработки комбинированным методом низкотемпературного обжига с сульфатом аммония и биовыщелачивания. Образцы песков смешивались с сульфатом аммония и обжигались, затем обожженная смесь выщелачивалась в воде в течение 40 мин при постоянном перемешивании с интенсивностью 230 мин^-1, остаток подвергался биовыщелачиванию с использованием железоокисляющих бактерий. Максимальное извлечение металлов достигнуто при температуре 400 °С и массовом соотношении песков и сульфата аммония 1 : 3, извлечение никеля составило 73.2, меди - 71.6 %. Методом биовыщелачивания доизвлечено более 20 % металлов, сквозное извлечение никеля составило 95.4, меди - 88.0 %.

Рассмотрен метод повышения качества каолина, полученного из месторождения Djebel Debbagh. Выполнены химический, минералогический и микроскопический анализы образцов. Выявлено, что основным минералом в каолиновой руде является каолинит с примесями оксида марганца, который в значительной мере снижает качество материала и сокращает диапазон его промышленного применения. Определено влияние технологических и эксплуатационных параметров мультигравитационного сепаратора системы Мозли на содержание, выход и извлечение марганца в хвостах обогащения при очистке коалиновой руды. Для статистического подхода выбраны три параметра: скорость вращения барабана; расход промывочной жидкости и амплитуда колебаний барабана. Использованы планы Бокса - Бенкена и методология поверхности отклика. При оптимизации технологических параметров получены максимальные значения содержания, выхода и извлечения Mn в хвостах коалиновой руды. Спрогнозированные результаты согласуются с экспериментальными, что подтверждает корректность построенной модели и эффективность регулировки параметров мультигравитационного сепаратора для удаления оксида марганца.

Рассмотрен опыт применения искусственных геохимических барьеров для очистки сточных вод, образующихся в горной промышленности. Отмечены положительные результаты исследований эффективности использования природных и модифицированных минералов для снижения концентраций тяжелых металлов в рудничных стоках и модельных растворах. Изучены технические аспекты создания искусственных геохимических барьеров: материалы, размеры и особенности конструкций, направленные на повышение эффективности и срока службы. Показан потенциал геохимических барьеров как для интеграции в технологические схемы действующих предприятий, так и для автономного использования на закрытых шахтах и рудниках, где высокая стоимость сложных очистных систем ограничивает возможность их применения.