Изучение процессов переноса флюида в трещиновато-пористых горных породах требует рассмотрения потоков в крупных трещинах и внутри пористых блоков. Это возможно при использовании модели фильтрации с источниками наследственного типа, позволяющей учесть возникающую в процессе фильтрации разность давлений флюида в блоках и трещинах, называемую пьезометрической волной. Рассмотрено ее влияние на изменение напряженно-деформированного состояния структурных элементов пласта (матрицы). По результатам теоретических исследований обоснована возможность перехода матрицы пласта от до- к запредельному деформированию. Показано, что зоны вероятной напорной дезинтеграции горных пород приурочены к участкам пластов с повышенной проницаемостью. Возникновение таких зон существенно снижает проницаемость напорного пласта и эффективность дренажных скважин. Сформулированы необходимые условия развития этих процессов и меры по их предотвращению.
А.А. Смирнов, А.А. Рожков, К.В. Барановский
Институт горного дела УрО РАН, Екатеринбург, Россия agenturoran@yandex.ru
Ключевые слова: Раздробленная рудная масса, системы с обрушением, торцовый выпуск, выпускное отверстие, угол внутреннего трения, коэффициент разрыхления, гранулометрический состав
Страницы: 73-83
В результате физического моделирования в лабораторных условиях установлено, что при выпуске полидисперсной раздробленной рудной массы происходит структурирование среды, приводящее к образованию консолидированного блока в форме расходящегося конуса. Вдоль боковых поверхностей конуса формируются зоны скольжения, представляющие собой слои материала из частиц мелких фракций. Угол наклона образующих конуса определяется углом внутреннего трения среды, который зависит от коэффициента разрыхления и гранулометрического состава. Для его оценки предложена эмпирическая формула расчета. Полученные результаты позволяют разработать методику и алгоритм расчета для определения оптимальных параметров конструктивных элементов систем с обрушением с торцовым выпуском руды самоходным оборудованием.
А.В. Азаров, В.В. Сказка, С.В. Сердюков
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Новосибирск, Россия antonazv@mail.ru
Ключевые слова: Массив горных пород, гидравлический разрыв, полость, напряженное состояние, проницаемая трещина, математическое моделирование, метод конечных элементов, когезионная модель разрушения, когезионный слой, взаимодействие разрыва с трещиной
Страницы: 84-94
Рассмотрено взаимодействие трещины гидроразрыва и проницаемой трещины вблизи полости в условиях всестороннего сжатия однородной среды. Двумерное моделирование задачи выполнено с помощью метода конечных элементов. Возможные траектории разрыва задаются когезионными слоями из элементов, способных деформироваться и разрушаться в зависимости от приложенных напряжений. Поток жидкости моделируется дополнительными узлами с перетоками из разрыва в трещину при их пересечении. Приведены результаты численных исследований характера взаимодействия гидроразрыва с проницаемой трещиной в зависимости от удаления точки их пересечения от полости; напряженного состояния; прочности и коэффициента внутреннего трения среды; вязкости жидкости. На основе полученных результатов для создания противофильтрационных экранов рекомендовано проводить гидроразрыв на расстоянии от поверхности полости, равном ее радиусу.
Н.Н. Кузнецов, В.В. Рыбин
Горный институт Кольского научного центра РАН, Апатиты, Россия n.kuznecov@ksc.ru
Ключевые слова: Жесткость, скорость нагружения, напряженное состояние, динамическое разрушение, нагружающая система, образец, горная порода, испытание
Страницы: 95-103
Рассмотрены основные способы оценки склонности горных пород к динамическому разрушению в лабораторных условиях, приведены результаты экспериментальных исследований образцов пород. Показано, что склонность пород к разрушению в динамической форме зависит от условий нагружения, а именно от отношения жесткостей нагружающей системы и нагружаемого объекта, скорости подвода энергии из нагружающей системы (скорости нагружения / деформирования) и вида напряженного состояния. Установлено, что изменение параметров нагружения образцов в ходе лабораторного эксперимента может влиять на характер их разрушения, поэтому при оценке склонности пород к динамическому разрушению нужно рассматривать не отдельно образец, а в целом систему “пресс - образец”.
В.П. Косых, А.С. Телегуз
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Новосибирск, Россия v-kosykh@yandex.ru
Ключевые слова: Кручение, сжатие, сложное нагружение, механические свойства геоматериала, испытание образцов, динамические нагрузки, напряженно-деформированное состояние, релаксация напряжений, продольная деформация
Страницы: 104-110
Приведены результаты экспериментального исследования деформаций и напряжений трубчатого образца из эквивалентного геоматериала, нагруженного статической сжимающей силой, крутящим моментом и многократными слабыми ударами. Установлено, что образец, предварительно сжатый статической нагрузкой, при дополнительном нагружении крутящим моментом, касательные напряжения при действии которого составляют 5 - 7 % от сжимающих, удлиняется, его диаметр уменьшается, а сжимающие напряжения увеличиваются. Этот процесс длится в течение 120 - 200 ч. Дополнительное нагружение образца слабыми многократными ударами постепенно приводит к релаксации напряжений и увеличению продольных и окружных деформаций. Процесс релаксации происходит немонотонно, наблюдаются участки роста напряжений и их падения. В процессе всего нагружения упругая энергия в образце аккумулируется и высвобождается с периодом 80 - 120 ч.
Д.И. Борисенко
Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”, г. Москва, Россия dima-luxinzhi@mail.ru
Ключевые слова: Акустическая диагностика, самостоятельное горение угля, характерный акустический признак, разрушение угля при горении, тарировка на образцах
Страницы: 111-121
Показано, что различные угли сохраняют характерные акустические признаки разрушения при самостоятельном горении, независимо от причины, вызвавшей это горение. Приводятся явления, способствующие дезинтеграции угля при его нагреве. Описывается механизм разрушения горящего угля в пласте, на основании чего доказывается правомерность тарировки характерных акустических признаков горения угля на образцах в лабораторных условиях.
А.Н. Стародубов1,2 1Федеральный исследовательский центр угля и углехимии СО РАН, Кемерово, Россия a.n.starodubov@gmail.com 2Кузбасский государственный технический университет им. Т. Ф. Горбачева, Кемерово, Россия
Ключевые слова: Выпуск угля подкровельной толщи, метод дискретных элементов, механизированная крепь, подземные горные работы, разубоживание, численное моделирование, эффективные параметры технологии
Страницы: 122-130
Представлены результаты исследования технологии контролируемого выпуска угля подкровельной толщи с использованием разрабатываемой механизированной крепи на основе метода дискретных элементов в среде RockyDEM. Компьютерным моделированием с учетом горно-геологических и горнотехнических условий установлены параметры управляемого выпуска угля. Они позволяют обеспечить наиболее эффективные показатели технологии с точки зрения интегрированного сочетания массы выпущенного угля, процента его разубоживания, потерь угля за крепью и частоты образования зависаний.
Обоснованы проблемы адаптации проектных параметров буровзрывных работ к изменению объема зарядной полости при деформации стенок скважин при бурении горных пород в криолитозоне угольных разрезов Дальнего Востока. Приведены примеры, в которых после бурения взрывных скважин на уступах 10 и 15 м перебуриванию подлежат 2 - 17 % скважин вследствие частичного разрушения породы за контуром скважины и ее обвала внутрь. При перебуривании на взрывном блоке изменяются параметры сетки скважин в сторону уменьшения ее размеров, приводя к увеличению радиусов опасных зон по поражающим факторам взрыва (разлету кусков горной массы и сейсмическому воздействию). Обрушение породы со стенок скважин изменяет объем заряжаемой полости, негативно влияя на качество формирования скважинного заряда из наливного эмульсионного взрывчатого вещества при механизированном заряжании. Предложена комбинация устройств рассредоточения заряда в качестве средства обеспечения устойчивости взрывной полости скважинного заряда в условиях повышения объемов взрывных блоков для месторождений с прерывистым распространением многолетней мерзлоты.
Дана оценка перспектив вторичного использования отходов обогащения карбонатно-флюоритовых руд Вознесенского рудного района Приморского края. Определены основные факторы, влияющие на технологию обогащения сырья, представленного шламовым материалом. Показана возможность флотационного извлечения флюорита из бедного (11.56 - 13.12 % CaF2), тонкодисперсного вторичного сырья, содержащего до 88 % частиц размером менее 10 мкм. Обоснован и предложен рациональный технологический режим, позволяющий выделить концентраты с массовой долей CaF2 свыше 93 % при извлечении флюорита до 52 %. Приведена сравнительная оценка обогатимости проб различного дисперсного состава. Использование в процессе воды, подготовленной электрохимическим способом, позволяет повысить извлечение флюорита в концентрат на 3.6 - 4.7 %. Рассмотрены варианты совместного обогащения шихтованного материала с различных участков техногенного массива.
Ю.Ф. Патраков1, С.А. Семенова1, А.А. Степаненко1,2, М.С. Клейн1,3, Т.Е. Вахонина3 1Институт угля СО РАН, Кемерово, Россия yupat52@gmail.com 2АО “Гормашэкспорт”, Новосибирск, Россия 3Кузбасский государственный технический университет им. Т. Ф. Горбачева, Кемерово, Россия m_klein@mail.ru
Ключевые слова: Пневматическая сепарация, гидравлическая сепарация, гравитационное обогащение, флотация, масляная агломерация, уголь, качество, потребление
Страницы: 156-168
Показана возможность эффективного обогащения отсева угля крупностью 0 - 13 мм на примере пробы угля марки КСН зольностью 33.6 % сочетанием сухого и мокрого методов обогащения. На основании оценки технологических свойств исходного сырья, результатов ситового, фракционного и минерального анализов различных классов крупности угля разработано несколько вариантов технологических схем, в которых уголь крупностью 3 - 13 мм обогащается методом сухой пневмосепарации, угольные шламы 0.2 - 3.0 мм - мокрым методом на винтовых сепараторах, для тонких угольных шламов используется разделение частиц угля и породы по смачиваемости методами флотации и масляной агломерации. Предложенные схемы позволяют получать концентрат зольностью от 15.3 до 9.9 % при извлечении горючей массы до 90 % и калорийности более 7000 ккал/кг.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
