|
|
|
Главная – Журналы – Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых 2022 номер 6
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] => 3.145.91.111
[SESS_TIME] => 1732179724
[BX_SESSION_SIGN] => 9b3eeb12a31176bf2731c6c072271eb6
[fixed_session_id] => 5e1fe04a554ab63d83b670efccd063ec
[UNIQUE_KEY] => 749187d527976f9b76da47f13954e12a
[BX_LOGIN_NEED_CAPTCHA_LOGIN] => Array
(
[LOGIN] =>
[POLICY_ATTEMPTS] => 0
)
)
2022 год, номер 6
|
М.В. Курленя1, В.В. Сказка1,2,3, А.В. Азаров1, А.С. Сердюков1,4, А.В. Патутин1
1Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, г. Новосибирск, Россия
vskazka@gmail.com
2Институт математики им. С. Л. Соболева, г. Новосибирск, Россия
3Новосибирский государственный университет, г. Новосибирск, Россия
4Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН, г. Новосибирск, Россия
Ключевые слова: Сейсмический мониторинг, подземные сооружения, тоннели, поверхностные волны, контроль состояния горных пород, фазовые характеристики поверхностных волн
Страницы: 3-14
Аннотация >>
Рассмотрена возможность использования фазовых характеристик поверхностных волн для мониторинга состояния подземных выработок и тоннелей. Приведена математическая модель распространения поверхностных волн вдоль протяженных полостей. Проанализированы свойства получаемых на ее основе численных решений, включая частотные и амплитудные характеристики, фазовые и групповые скорости волн. Показана возможность восстановления упругих свойств среды по дисперсионным кривым фазовых скоростей. Представлены результаты численного моделирования поверхностных волн вдоль полостей различной геометрической формы с помощью метода конечных спектральных элементов. Изучены результаты расчетов осесимметричной и трехмерной задач распространения поверхностных волн вдоль полостей.
DOI: 10.15372/FTPRPI20220601 |
|
Ю.В. Осипов1,2, А.С. Вознесенский1
1Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС", г. Москва, Россия
yuhanna@list.ru
2ООО "Газпром геотехнологии", г. Москва, Россия
Ключевые слова: Бишофитовая порода, реологические свойства, сложное напряженное состояние, вязкоупругая модель, лабораторные испытания
Страницы: 15-26
Аннотация >>
Проведены реологические испытания образцов бишофитовой породы из скважины Волгоградского подземного хранилища газа. Построены зависимости деформаций от времени при разных осевых и боковых напряжениях. Предложена вязкоупругая феноменологическая модель и получено уравнение, описывающее эти зависимости. Разработана и алгоритмически реализована процедура интерпретации экспериментальных данных, позволяющая определить реологические характеристики исследуемых пород для различных соотношений главных напряжений. Выявлена слабая зависимость реологических свойств бишофитовой породы от глубины.
DOI: 10.15372/FTPRPI20220602 |
|
Ф.К. Низаметдинов1, В.Д. Барышников2, А.О. Оралбай1
1Карагандинский технический университет им. Абылкаса Сагинова, г. Караганда, Казахстан
oralbay_aldiyar@mail.ru
2Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, г. Новосибирск, Россия
v-baryshnikov@yandex.ru
Ключевые слова: Прибортовой массив, опорный пункт, горный сканер, лазерное сканирование, геолого-геомеханическая модель, коэффициент запаса устойчивости
Страницы: 27-34
Аннотация >>
На примере железорудного карьера Кентобе (Республика Казахстан) рассмотрены этапы выполнения наземного лазерного сканирования карьерного поля и обработки полученных данных с помощью программного комплекса Maptek I-Site Studio. Описана методика создания цифровой геолого-геомеханической модели, основу которой составляет множество пространственных точек, сформированных путем лазерного сканирования. Модель позволяет проводить детальное изучение геологического строения прибортовых массивов карьера с учетом структурно-тектонических особенностей и физико-механических свойств горных пород. На основе разработанной модели выполнена оценка устойчивости бортов и дано обоснование безопасных параметров карьерных откосов при понижении горных работ.
DOI: 10.15372/FTPRPI20220603 |
|
Н. Аббас1, К. Ли2, Н. Аббас1, Р. Али1
1Международный университет Каракорума, г. Гилгит, Пакистан
naeem.abbas@kiu.edu.pk
2Куньминский университет науки и технологии, г. Куньмин, Китай
Ключевые слова: Прочность на одноосное сжатие, индекс точечной нагрузки, молоток Шмидта, корреляция
Страницы: 35-42
Аннотация >>
Для определения прочности горной породы на одноосное сжатие с помощью косвенных методов - отскока молотка Шмидта и индекса точечной нагрузки - необходимы эмпирические уравнения, соответствующие типу породы. Для решения данной задачи разработаны специальные модели для трех типов пород. Рассмотрены линейная, показательная и квадратичная регрессионные модели осадочных, магматических и метаморфических пород. Наибольшую корреляцию имеет квадратичная модель. Обобщенная модель показала малый коэффициент корреляции по сравнению с отдельными моделями.
DOI: 10.15372/FTPRPI20220604 |
|
В.М. Серяков, А.А. Красновский
Институт горного дела СО РАН, г. Новосибирск, Россия
vser@misd.ru
Ключевые слова: Породный массив, выработка, крепь, неустойчивые горные породы, концентрация напряжений, напряженно-деформированное состояние, закрепное пространство, фенольные смолы
Страницы: 43-52
Аннотация >>
Проведена оценка напряженного состояния крепи и пород в окрестности выработки, пройденной в неустойчивых горных породах, при заполнении образующихся пустот в ее кровле вспенивающимися твердеющими смолами. Расчеты выполнены в предположении упругого деформирования материала крепи, горных пород и затвердевших смол. Установлен характер распределения напряжений в крепи при различных размерах высоты купола обрушения пород в кровле выработки и исходного напряженного состояния массива. Определены участки крепи, в которых могут возникать зоны опасной концентрации напряжений.
DOI: 10.15372/FTPRPI20220605 |
|
С.В. Сердюков, Л.А. Рыбалкин, А.Н. Дробчик, В.И. Востриков
Институт горного дела СО РАН, г. Новосибирск, Россия
ss3032@yandex.ru
Ключевые слова: Породный массив, горная выработка, напряженное состояние, гидроразрыв, физическое моделирование, лабораторный эксперимент, сейсмоакустическая эмиссия, давление рабочей жидкости, измерительная аппаратура
Страницы: 53-63
Аннотация >>
Приведены результаты лабораторных исследований акустического и сейсмического излучений, возникающих при гидроразрыве нагруженного цементного блока в условиях неравнокомпонентного объемного напряженного состояния. Показана связь акустической и сейсмической эмиссий с темпом нагнетания рабочей жидкости, изменением ее давления в процессе образования, распространения и остановки трещины. Даны рекомендации по совершенствованию приемной аппаратуры и использованию полученных результатов для контроля гидроразрыва.
DOI: 10.15372/FTPRPI20220606 |
|
И.П. Щербаков, Х.Ф. Махмудов, А.Е. Чмель
Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе РАН, г. Санкт-Петербург, Россия
chmel@mail.ioffe.ru
Ключевые слова: Разрушение гранита, триггерный эффект, компрессионная нагрузка, ударная нагрузка, акустическая эмиссия
Страницы: 64-69
Аннотация >>
Исследована ударная волна в одноосно сжатом образце гранита, возбуждаемая маятниковым копром, направленным поперечно компрессии. Давление сжатия варьировалось от нулевого до предразрушительного. Образование микротрещин при ударе регистрировалось методом акустической эмиссии (АЭ). Распределение энергии во временных сериях возбужденных импульсов АЭ следовало степенному закону как в свободных, так и статически нагруженных образцах. Отмечено, что первые удары производили локальные повреждения с всплеском АЭ от относительно мелких трещин, слияние которых при последующих ударах вызывало перераспределение вновь возникших микроповреждений более крупных образований. При генерации ударной волны в предпредельно сжатом образце поверхность возникшей магистральной трещины превышала площадь локальных повреждений на несколько порядков, что характерно для триггерных эффектов, ведущих к масштабным разрушениям при внешнем воздействии с формально безопасной плотностью энергии.
DOI: 10.15372/FTPRPI20220607 |
|
П.В. Николенко, М.Г. Зайцев
Национальный исследовательский технологический университет, г. Москва, Россия
p.nikolenko@misis.ru
Ключевые слова: Напряженно-деформированное состояние, горные породы, ультразвук, кода волны, трещина, контроль
Страницы: 70-79
Аннотация >>
Проведено экспериментальное исследование скоростей распространения упругих волн в образцах горных пород до и после образования горизонтальной магистральной трещины. Показано, что в ненарушенных образцах не наблюдается существенного изменения скоростей продольных волн при увеличении осевого давления от 0 до 20 МПа. Наличие трещины приводит к росту скоростей за счет постепенного сближения ее берегов. Для повышения чувствительности кинематических ультразвуковых параметров к механическим напряжениям реализован алгоритм интерферометрии на кодах волн, заключающийся в анализе времен первого вступления многократно рассеянных волн. Применение указанного алгоритма приводит к существенному увеличению чувствительности ультразвукового контроля даже в однородных образцах.
DOI: 10.15372/FTPRPI20220608 |
|
С.Н. Жариков, В.А. Кутуев
Институт горного дела УрО РАН, г. Екатеринбург, Россия
333vista@mail.ru
Ключевые слова: Разрушение горных пород, взрывные работы, контурное взрывание, отрезная щель, трещиноватость, зоны повышенной фильтрации, сейсмика взрыва, адаптация технологии буровзрывных работ
Страницы: 80-88
Аннотация >>
Описаны принципы принятия решений, позволяющие системно проводить буровзрывные работы при разработке сложноструктурных месторождений открытым способом. Рассмотрены подходы к определению допустимого сейсмического воздействия в породах с различными прочностными свойствами.
DOI: 10.15372/FTPRPI20220609 |
|
С.В. Ковалевич1, И.В. Зырянов1,2, В.И. Чернобай3
1Институт "Якутнипроалмаз" АК "АЛРОСА", г. Мирный, Россия
institut-yna@alrosa.ru
2Политехнический институт, Северо-Восточный федеральный университет им. М. К. Аммосова, г. Мирный, Россия
3Санкт-Петербургский горный университет, г. Санкт-Петербург, Россия
chernobay_vi@pers.spmi.ru
Ключевые слова: Рудник, карьер, кимберлитовая руда, взрывное разрушение, скорость детонации, отрезная щель, гранулометрический состав, забойка, запирающее устройство, формирование зарядов, затухание ударной волны, радиальный зазор, удерживающее приспособление, обводненные скважины
Страницы: 89-103
Аннотация >>
Приведены данные опытно-промышленных испытаний различных средств и технологий, обеспечивающих производительность труда и качество алмазосодержащей руды на требуемом уровне. Использование колонковых зарядов взрывчатого вещества с радиальным зазором и зарядов эмульсионных взрывчатых веществ с воздушными промежутками позволяет управлять напряженным состоянием массива и сокращает зоны повышенного риска повреждений кристаллов. Гирляндные заряды оказались удачной технологической находкой для сложных условий добычи. Выполнен анализ современных методов ведения буровзрывных работ на горнодобывающих площадках АК “АЛРОСА” (ПАО).
DOI: 10.15372/FTPRPI20220610 |
|
И.Э. Семенова, С.А. Жукова, О.Г. Журавлева
Горный институт Кольского научного центра РАН, г. Апатиты, Россия
i.semenova@ksc.ru
Ключевые слова: Управление геодинамическими рисками, напряженно-деформированное состояние, сближенные месторождения, крупномасштабные горные работы, численное моделирование, тектонически напряженные массивы горных пород, сейсмический мониторинг
Страницы: 104-111
Аннотация >>
Представлены результаты анализа параметров сейсмической активности в подработанной толще пород на одном из рудников Хибинского массива за период 2008 - 2020 гг. Выявлены факторы, оказывающие значимое воздействие на процессы деформирования, прорастания трещин отрыва и обрушения подработанного массива. Выделены три зоны с различным характером и скоростью деформирования подработанных пород на Кировском руднике: зона в районе стыковки подземных горных работ с карьерной выемкой; зона с консольным типом зависания пород; зона двух- и трехстороннего опирания в краевых областях отрабатываемых месторождений. Уставлено негативное влияние ведения горных работ встречными фронтами с формированием опорного целика и зависанием необрушенной консоли. Последующее разрушение целика и деформирование опирающейся на него толщи при отбойке стыковочных секций на подэтажах происходит в динамическом режиме, сопровождаясь высокой сейсмической активностью как по числу событий, так и по параметрам энерговыделения. Выявлена зависимость ширины полосы сейсмической активности и шага обрушения консольной части массива от высоты подработанной толщи.
DOI: 10.15372/FTPRPI20220611 |
|
В.Л. Гаврилов1,2, В.И. Ческидов1, Е.А. Хоютанов2, А.В. Резник1, Н.А. Немова1
1Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, г. Новосибирск, Россия
cheskid@misd.nsc.ru
2Институт горного дела Севера им. Н. В. Черского СО РАН, г. Якутск, Россия
khoiutanov@igds.ysn.ru
Ключевые слова: Угольные месторождения брахисинклинального типа, открытая разработка, вскрышные породы, внутреннее отвалообразование, способы, экологическая безопасность
Страницы: 112-123
Аннотация >>
Выполнен анализ области применения и параметров внутреннего отвалообразования вскрышных пород при открытой разработке угольных месторождений брахисинклинального типа. Выделены особенности реализации данного технологического процесса. Установлены факторы, от которых зависят объемы пород, складируемых в выработанном карьерном пространстве. Отмечены возможные пути увеличения объемов складирования вскрышных пород во внутренних отвалах. Выделены способы и средства, направленные на повышение приемной способности внутренних отвалов. Рассмотрены экономические и экологические преимущества внутреннего отвалообразования.
DOI: 10.15372/FTPRPI20220612 |
|
В.И. Голик1,2, О.З. Габараев1, А.О. Кудря3
1Северо-Кавказский государственный технологический университет, г. Владикавказ, Россия
v.i.golik@mail.ru
2Московский политехнический университет, г. Москва, Россия
3Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, г. Новосибирск, Россия
Ключевые слова: Месторождение, подземная разработка, напряжения, руда, порода, закладка, массив, малая мощность, контурное взрывание
Страницы: 124-132
Аннотация >>
Для разработки рудных залежей сложноструктурных месторождений в ослабленных зонах массива пород предложен вариант технологии выемки подэтажами с твердеющей закладкой. На основе натурных данных приведены аналитические зависимости, с помощью которых определяются устойчивость искусственной кровли и стенок очистных камер. Установлено, что закладочный массив с прочностью на одноосное сжатие 3 МПа будет устойчив как при выемке смежных камер, так и запасов нижерасположенного этажа. Даны рекомендации по технологии ведения закладочных работ.
DOI: 10.15372/FTPRPI20220613 |
|
И.Э. Семенова, И.М. Аветисян, О.Г. Журавлева, О.В. Белогородцев
Горный институт Кольского научного центра РАН, г. Апатиты, Россия
i.semenova@ksc.ru
Ключевые слова: Тектонически напряженные массивы горных пород, удароопасные месторождения, процессы обрушения подработанных покрывающих пород, напряженно-деформированное состояние, сейсмическая активность, системы подземной разработки
Страницы: 133-140
Аннотация >>
Показана актуальность исследования процессов деформирования, сдвижения и обрушения подработанной толщи пород на удароопасных месторождениях Хибинского массива с учетом геодинамических и геомеханических рисков. Проанализированы особенности развития обрушения подработанных пород в условиях действия тектонических напряжений, заключающиеся в препятствии субгоризонтального сжатия процессу трещинообразования в них. Установлено, что с уменьшением мощности рудных тел и с ростом их угла падения на больших глубинах происходит увеличение шага обрушения. Обоснован перечень задач, решение которых позволит продолжить отработку запасов месторождений апатит-нефелиновых руд при минимизации опасности негативных техногенных явлений и сохранении экономической эффективности разработки месторождений.
DOI: 10.15372/FTPRPI20220614 |
|
Б.Ф. Симонов, А.О. Кордубайло, А.Е. Грачев, А.А. Леуткин, Е.М. Позднякова
Институт горного дела СО РАН, г. Новосибирск, Россия
simonov_bf@mail.ru
Ключевые слова: Корпус, боек, катушка, электромагнит, тепловой зазор, средний ток, теплопроводность, теплоотдача
Страницы: 141-149
Аннотация >>
Исследованы тепловые процессы электромагнитного ударного узла скважинного импульсного виброисточника, работающего в номинальном энергетическом режиме в воздушной среде при естественном охлаждении и различных способах теплопередачи тепловой энергии от катушки к корпусу. Установлена взаимосвязь между температурой катушки и корпуса, внешним охлаждением, продолжительностью включения и тепловым зазором между катушкой и корпусом при заполнении его воздухом или маслом. На основании полученных результатов выполнен расчет продолжительности включения виброисточника при его работе в скважине, когда корпус электромагнитного ударного узла охлаждается проточной водой.
DOI: 10.15372/FTPRPI20220615 |
|
Л.А. Киенко1, О.В. Воронова1, С.А. Кондратьев2
1Хабаровский федеральный исследовательский центр ДВО РАН, г. Хабаровск, Россия
kienkola@rambler.ru
2Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, г. Новосибирск, Россия
kondr@misd.ru
Ключевые слова: Техногенное сырье, тонкая вкрапленность, флюорит, флотация, экранирующие покрытия, слюдистые включения, тонкое измельчение, электролизная обработка
Страницы: 150-159
Аннотация >>
Рассмотрены проблемы получения флюоритовых концентратов из техногенного сырья Ярославской горнорудной компании. Отходы, накопленные в хвостохранилище за продолжительный период работы предприятия, содержат 11.6 - 20.7 % флюорита. Лежалые хвосты обладают отличительными технологическими свойствами из-за физико-химических воздействий на минеральные компоненты при первичной переработке руд и длительного пребывания материала в хвостохранилище. Обосновано применение комплекса сбалансированных воздействий, обеспечивающих селективное извлечение флюорита. Получены концентраты с массовой долей СаF2 до 95 %. Исследована проблема получения флюоритовых концентратов, максимально очищенных от двуокиси кремния, являющейся строго лимитируемой вредной примесью. Предложены направления совершенствования схемы обогащения и установлена эффективность использования электрохимической обработки жидкой фазы пульпы на заключительных этапах перечисток концентратов. Показана возможность снижения содержания двуокиси кремния в концентратах до 1.25 - 0.99 %.
DOI: 10.15372/FTPRPI20220616 |
|
А.Г. Михайлов1, И.И. Вашлаев1, Е.В. Морозов2
1Институт химии и химической технологии СО РАН, г. Красноярск, Россия
mag@icct.ru
2Институт физики им. Л. В. Киренского СО РАН, г. Красноярск, Россия
Ключевые слова: Массоперенос, восходящий капиллярный подъем, растворение, выщелачивание, флюид, фильтрация
Страницы: 160-167
Аннотация >>
Представлены результаты исследования процесса восходящего фильтрационного массопереноса в массиве флотационных отходов с использованием водных растворов. Рассмотрен быстротекущий геологический процесс с пошаговой магнитно-резонансной томографией обстановки в массиве. Изучена кинетика водорастворимых полезных компонентов и структурно-вещественного преобразования массива для обоснования направленного формирования зон концентрации in situ у поверхности.
DOI: 10.15372/FTPRPI20220617 |
|
А.В. Еделев1, Н.В. Юркевич1, В.Н. Гуреев1,2, Н.А. Мазов1
1Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН, г. Новосибирск, Россия
edelevav@ipgg.sbras.ru
2Новосибирский государственный технический университет, г. Новосибирск, Россия
Ключевые слова: Рекультивация, нарушенные земли, отвал, хвостохранилище, вскрышная порода, вмещающая порода, экология, экологический ущерб, обзор
Страницы: 168-186
Аннотация >>
Представлен обзор научных публикаций и нормативных актов, связанных с рекультивационными мероприятиями на местах складирования отходов горнорудной промышленности в Российской Федерации. Рассмотрены вызываемые горными работами экологические, экономические и социальные проблемы. Показана роль рекультивации в восстановлении как продуктивности нарушенных земель, так и экосистемы в целом, обозначены методы и этапы проводимых мероприятий. Выявлены основные препятствия для успешной рекультивации. Отмечается, что основное внимание при повышении эффективности восстановительных мероприятий должно быть направлено на совершенствование правовых основ в области рекультивации.
DOI: 10.15372/FTPRPI20220618 |
|
С.В. Сердюков
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, г. Новосибирск, Россия
ss3032@yandex.ru
Ключевые слова: Геомеханика, гидроразрыв, лабораторные исследования, оборудование, измерительная аппаратура на платформе LabView, сбор данных, деформация, давление разрыва, сейсмическая и акустическая эмиссии
Страницы: 187-198
Аннотация >>
Рассматривается измерительно-регистрирующая аппаратура для лабораторных исследований гидроразрыва в условиях, имитирующих горное давление. Дано обоснование выбора наблюдаемых величин, частот дискретизации, периодичности наблюдений. Приведены блок-диаграммы программного кода в среде LabView, обеспечивающего синхронный сбор многоточечных замеров деформации, давления разрыва, акустической и сейсмической эмиссий, расхода рабочей жидкости и др. Даны рекомендации по выбору оборудования, датчиков, использованию разработки при создании измерительных комплексов и средств мониторинга геодинамических процессов.
DOI: 10.15372/FTPRPI202206019 |
|
