Главная – Журналы – Поиск по журналам

Проведен анализ горно-геологической и геомеханической обстановки на Таштагольском и Шерегешевском месторождениях, который показал, что отработка шахтных полей характеризуется наличием мало- и среднеамплитудных тектонических нарушений, разломов, даек, контактов руд и пород. Выявлено, что при формировании камер и проведении подготовительных выработок большая часть геодинамических явлений возникает в окрестности отмеченных поверхностей ослабления массива. С помощью математического моделирования выполнены расчеты напряженно-деформированного состояния массива горных пород для различных углов падения тектонических нарушений при приближении к ним подготовительных выработок. Установлено, что для ширины тектонического нарушения от 1 до 3 м сдвиг его берегов по плоскости сместителя при угле падения нарушения 65° может произойти с приближением к нему выработки на расстояние менее 10 м, при угле падения 45° - менее 20 м, при угле падения 15° - менее 40 м. Для нарушений, имеющих ширину от 5 до 10 м, при угле падения нарушения 65° сдвига его берегов по плоскости сместителя не происходит, при угле 45° сдвиг может произойти с приближением выработки к нарушению на расстояние менее 5 м, при угле падения 15° - менее 30 м.

Обнаружены зависимости энергетических параметров энергии активации дегидратации в горных породах от фазового соотношения β-кварца к α-кварцу. В породах, где преобладает β-кварц (β-кварц / α-кварц > 1), наблюдается вывалообразование, а соотношение энергии активации дегидратации кристаллизационной (химически связанной) к адсорбированной (физически связанной) воде менее 1. Это свидетельствует о повышении в породах свободной и физически связанной воды, которая проникает в образовавшиеся дефекты горной породы, вызванные фазовым переходом кварца, и приводит к повышению их энергии дегидратации.

Проанализированы известные методические подходы по определению прочностных показателей пород в массиве с использованием результатов испытаний их образцов. Выявлен ряд недостатков, общий из них - эмпирический подход, заключающийся в уменьшении прочностных характеристик пород в массиве пропорционально степени его нарушенности. Предложена методика определения прочностных показателей пород с учетом изменения реологических параметров в массиве. Она в бóльшей мере отражает физические процессы проявления горного давления в выработках.

Приведены результаты лабораторных исследований структуры и проницаемости песка, армированного эластичным полиуретаном. Методом электронной микроскопии установлены особенности пространственного распределения отвердевшего полимера, пустот и минеральных частиц укрепленной породы. Исследована проницаемость тестируемых образцов в условиях всестороннего равномерного сжатия. Изучена реакция фильтрационных свойств укрепленной породы на замораживание - оттаивание в зависимости от влажности песка, удельного расхода химических реагентов, способа укрепления. Выполнено сравнение устойчивости изоляционных свойств песка при его укреплении способом смешивания с полиуретановой смолой и способом создания низкопроницаемого включения (имитация инъектирования). Показано преимущество способа инъектирования перед смешиванием - меньше расход полимерной композиции, больше устойчивость к сезонным колебаниям температуры.

Представлен метод оценки чувствительности локальных сетей сейсмического мониторинга, действующих в двух подземных рудниках Хибинского массива: Кировском и Расвумчоррском. Метод основан на эмпирических данных, полученных в процессе мониторинга техногенной сейсмичности. Для каждой станции по характеру сейсмических волн и по расстоянию до эпицентров сейсмических событий составлялись диаграммы вероятностей обнаружения события в различных диапазонах энергий. С помощью диаграмм строились карты вероятностей обнаружения сейсмического события в определенном диапазоне энергий. Такой подход имеет несколько преимуществ. Во-первых, в качестве исходных данных могут быть использованы записи промышленных взрывов и других источников, а не только естественные сейсмические события. Во-вторых, применяются усредненные диаграммы вероятностей для принятия решений о развитии сети мониторинга на предприятии. Показано, что сетями обеспечивается вероятность надежной регистрации (95 %) только для событий с энергией от 10⁴ Дж, но существует потенциал для повышения чувствительности и надежной регистрации событий с энергией 10² Дж при добавлении дополнительных станций

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.