Главная – Журналы – Поиск по журналам

Тепловой режим вертикальных стволов существенно влияет на состояние крепи и армировки и во многом определяет безопасность работы всего подъемного комплекса. Колебание температуры воздушного потока вызывает температурные деформации конструктивных элементов ствола. Поступление воздуха в шахтный ствол с отрицательными температурами происходит в зимнее время в результате отсутствия подогрева в воздухоподающем стволе и при реверсировании воздушных потоков в вентиляционном стволе. Как следствие, происходит охлаждение тюбинговой крепи и межтюбинговые швы раскрываются с увеличением водопритока в шахтный ствол сверх нормативного значения, что может привести к возникновению аварийной ситуации. Изучено влияние отрицательных температур на раскрытие швов тюбинговой крепи вследствие изменения напряженно-деформированного состояния геотехнической системы “тюбинговое кольцо - бетонная крепь - породной массив”. Разработана и реализована численная модель рассматриваемой геотехнической системы, позволяющая установить особенности распределения температуры и деформаций в тюбинговом кольце в период охлаждения.

Методами математического моделирования исследовано влияние хвостовика, устанавливаемого под насосным агрегатом, на интенсивность продольных вибраций, развивающихся в компоновке из насосно-компрессорных труб и насосного агрегата при работе установки погружного электроприводного центробежного насоса (УЭЦН). Использование хвостовиков длиной, равной 1/4 части длины волны, с доминирующей частотой продольных колебаний УЭЦН снижает в 2 - 3 раза интенсивность продольных вибраций на этой частоте, при этом диаметр труб хвостовика не имеет существенного значения. Применение таких хвостовиков в добывающих скважинах позволит повысить надежность работы и ресурс УЭЦН. Использование нагруженных хвостовиков с опорой на забой за счет прижатия хвостовика по спиралеобразной линии к обсадной колонне приводит к преобразованию продольных вибраций в хвостовике в переменные боковые напряжения в интервале продуктивного пласта, действующие на обсадную колонну и породу-коллектор в призабойной зоне скважины, повышения интенсивности продольных вибраций в насосном агрегате не происходит. Нагруженные хвостовики с опорой на забой при использовании УЭЦН обусловливают непрерывное вибрационное воздействие на продуктивный пласт, совмещаемое с процессом эксплуатации скважины, что способствует улучшению фильтрационных характеристик породы в призабойной зоне скважины.

Проектирование крепи подземных горных или тоннельных выработок зависит от геологического и горнотехнического поведения породного массива, при этом ключевыми параметрами являются значения рейтингов их устойчивости. Выполнен анализ существующей крепи в тоннелях, расположенных в Гималайской горной системе. Выявлено, что несущая способность крепи неодинакова: в некоторых случаях чрезмерная, в других - недостаточная. На основе измерений горнотехнических параметров в режиме реального времени и фактических геологических условий осуществлена проверка устойчивости крепи с помощью обратных расчетов, включающих классификацию горного массива по Бенявскому и индекс качества породы, найдена эмпирическая корреляция между ними. Существующие и модифицированные значения рассматриваемых рейтингов устойчивости пород показали значительный коэффициент корреляции.

Представлено обоснование метода динамической адаптации параметров буровзрывных работ (БВР) к условиям сложноструктурных месторождений, разрабатываемых открытым способом на основе объединенной зонной теории и теории импульса взрыва. Рассмотрены ключевые этапы развития подходов к расчету параметров БВР. Особое внимание уделено зонной теории разрушения горных пород, описывающей формирование зон деформации, трещинообразования и сейсмического воздействия в зависимости от импульса взрыва. Предложены расчетные формулы для определения импульса, радиусов зон разрушения и баланса энергии, направленные на рациональное дробление горных пород и минимизацию негативных эффектов. Подчеркивается необходимость внедрения интеллектуальных систем на базе искусственного интеллекта (ИИ), способных анализировать геологические данные в реальном времени. Разработаны принципы для создания интеллектуальных систем управления БВР, способных адаптироваться к изменяющимся горно-геологическим условиям. Это позволит повысить экономическую эффективность и промышленную безопасность БВР на горнодобывающих предприятиях России в условиях разработки сложноструктурных месторождений.

Для горных пород высокой крепости наиболее эффективен ударный способ их разрушения. Однако применение динамического способа разрушения горных пород возможно при оптимальных параметрах, выбор которых должен основываться на современных методах оценки сопротивляемости горных пород разрушению, зависящей от их свойств. Рассмотрены особенности динамического характера нагружения рабочего инструмента и предложена классификация методов динамических испытаний горных пород. Рекомендована методика проведения испытаний на дробимость пород. Дана оценка сопротивляемости горной породы разрушению динамическими нагрузками, главным критерием которой является объемный выход раздробленного материала фракции - 7 мм. Прочностные характеристики пород, полученные с помощью различных методов испытаний, сравнивались с оценкой сопротивляемости горных пород разрушению ударом по выбранному критерию. Результаты сравнения показали хорошую сходимость, достаточную для выполнения инженерных расчетов.

Проанализированы возможности и преимущества бестранспортной технологии вскрышных работ в составе комбинированных систем разработки сложноструктурных месторождений твердых полезных ископаемых. Отмечены особенности и целесообразность применения данной технологии при освоении месторождений с различными горно-геологическими и горнотехническими условиями, разработана методика и порядок определения ее рациональной доли в составе комбинированных систем разработки. Предложены ресурсосберегающие технологические схемы отработки экскаваторами-драглайнами массивов вскрышных пород на брахисинклинальных, обводненных и крутопадающих пластовых месторождениях. Рассмотрены наиболее значимые пути повышения эффективности использования бестранспортной технологии.

Выполнены исследования значений коэффициента проницаемости скопления угля и слоя суглинка. Установлено, что коэффициент проницаемости суглинка в 51.6 раза меньше, чем у скопления угля. В этой связи для предупреждения самовозгорания угля и углесодержащих пород можно использовать эту дисперсную осадочную породу. Основной изолирующий эффект оказывает слой суглинка толщиной 0.06 - 0.08 м, снижающий коэффициент проницаемости изолированного скопления в 5 раз. Дальнейшее увеличение слоя суглинка незначительно влияет на проницаемость системы. Орошение водой уменьшает проницаемость суглинка, однако при высыхании в изоляционном материале образуются трещины, открывающие доступ воздуха к окисляющемуся углю. Для восстановления изолирующего эффекта после воздействия воды необходимо рыхление суглинка и его уплотнение.

На основе механизма работы физически сорбируемого реагента-собирателя предложена модель активации флотации сфалерита ионами свинца. Флотация исследовалась для определения извлечения цинка и качества флотационного концентрата в зависимости от объемных концентраций свинца и ксантогената, соотношения их мольных концентраций, рН флотационной системы. Установлено соотношение мольных концентраций свинца и ксантогената, при котором наблюдается повышенная флотируемость сфалерита, что является условием его непреднамеренной активации. Раскрыты причины подавления флотируемости сфалерита при превышении определенной концентрации активатора или ксантогената. На основе условий подавления флотации сфалерита даны рекомендации повышения селективности разделения сульфидов в цикле флотации свинца.

На основе анализа литературных данных и с учетом результатов исследований показаны современное развитие и наиболее существенные проблемы теории флокуляции минеральных суспензий. Для повышения эффективности применения флокулянтов целесообразны дальнейшие исследования по обоснованию принципов выбора флокулянтов и их композиций, включая флокулянты, модифицированные различными функциональными группами, и с разветвленными макромолекулами, с учетом закономерностей адсорбции флокулянтов на поверхности минералов. В свете выявленных прочностных характеристик и закономерностей деструкции флокул показано, что для дальнейшего развития теории существенное значение имеет установление взаимосвязи этих параметров с гидродинамическим режимом, а также исследование рекомбинации флокул. Несомненный интерес представляет проблема определения малых концентраций флокулянтов как при изучении вопросов образования флокул, так и для выявления условий рационального применения флокулянтов в промышленности.

В связи с необходимостью расширения спектра перспективных реагентов российских производителей для замены импортных аналогов изучено воздействие реагента класса дитиокарбаматов на поверхность сульфидных минералов, входящих в состав комплексной золотосодержащей руды. Использованы новые методы исследования механизма взаимодействия реагентов с минералами-носителями золота при флотации комплексных руд. Установлена эффективность применения нового реагента бис-пиперазиндитиокарбамата в качестве селективного собирателя сульфидных минералов-носителей благородных металлов при флотации комплексной золотосодержащей руды. Применялись методы УФ-спектроскопии, измерения краевого угла смачивания, а также растровая электронная и сканирующая лазерная микроскопии. Определены и визуализированы различные формы адсорбированных фаз реагента на минералах при их совместном присутствии в аншлифе. Избирательное закрепление реагента на рудных минералах сможет обеспечить их селективное извлечение в разноименные концентраты при флотации комплексных руд.