Главная – Журналы – Поиск по журналам

Проведено исследование газоносности призабойной зоны угольных пластов ряда шахт АО “СУЭК-Кузбасс”. Установлено, что газоносность угля, отобранного со свежеобнаженной поверхности забоя, варьирует в широких пределах от 2.4 до 13.5 м³/т для исследованных пластов и составляет 32 - 60 % от их природной газоносности. Показано, что угольные пласты с меньшими значениями газоносности призабойной зоны обладают более упорядоченной микроструктурой, которая оценивалась методом построения диаграмм “энтропия - сложность”, рассчитанных по цифровым снимкам поверхности углей при тысячекратном увеличении. Угли с более хаотично организованной микроструктурой могут удерживать большее количество метана и имеют более высокую как природную газоносность, так и газонасыщенность призабойной зоны пласта.

Рассмотрена возможность контроля ледопородного ограждения, возводимого при строительстве шахтных стволов на соляных месторождениях, комплексом сейсмических методов. Малоглубинная сейсморазведка локализует участки с ослаблением свойств пород и интенсификацией водных потоков в околоствольном пространстве. Скважинные методы, включающие межскважинное просвечивание и способ скважинного вертикального профилирования по методике общей глубинной точки, позволяют определить мощность замерзшей породы. Предлагаемый комплекс направлен на снижение рисков аварийных ситуаций при строительстве шахтных стволов.

Проведено экспериментальное исследование проявления эффекта Кайзера при непропорциональном трехосном циклическом сжатии песчаника с последовательным вращением эллипсоида заданных напряжений на угол 90°. Программа нагружения состояла из трех пар циклов, в каждой из которых максимальное по модулю напряжение второго цикла превышало напряжение первого на 20 МПа при фиксированном боковом подпоре. Циклическое нагружение песчаника осуществлялось в трех ортогональных направлениях, по два цикла в каждом из направлений. Установлено, что эффект Кайзера возникает только при повторном нагружении в фиксированном направлении, активизация акустической эмиссии при смене направления активной нагрузки не зависит от ранее достигнутого уровня приложенного напряжения. Это указывает на ориентационную природу эффекта Кайзера, согласно которому материал “запоминает” свою последнюю внутреннюю поврежденную структуру.

С помощью эмпирических зависимостей доказана корректность прогнозирования поверхностных колебаний с высокой точностью, но их недостаток - использование только двух параметров буровзрывных работ. Выявлено, что методы статистической регрессии позволяют точно спрогнозировать пиковую скорость частиц в сейсмической волне, которая зависит от многих начальных параметров. Методом регрессии на основе гауссовского процесса получен наиболее верный прогноз поверхностных колебаний по сравнению с линейными методами регрессии и эмпирическими прогнозирующими зависимостями.

Для оценки пиковой скорости колебаний в сейсмической волне при взрыве широко используется зависимость, предложенная Дювалем и Фогельсоном. Однако она не обеспечивает высокую точность оценки. В ходе проведения тестовых взрывов на четырех различных месторождениях измерены значения пиковой скорости колебаний в сейсмических волнах. Для каждого взрыва рассчитаны пиковые значения колебаний согласно зависимости Дюваля и Фогельсона. Предложено новое соотношение, позволяющее определить пиковые значения с большей точностью, чем по указанной зависимости.

Рассмотрена возможность повторной отработки запасов природно-техногенного сильвинитового пласта КрII^* для условий Верхнекамского месторождения калийных солей. Проведены натурные испытания крупномасштабных образцов, установлены механические свойства пород пласта КрII^*. Для оценки степени нагружения неоднородных междукамерных целиков, оставляемых при повторной отработке запасов, использованы методы математического моделирования. Предложены несколько вариантов технологических схем повторной отработки природно-техногенного пласта КрII^*, обеспечивающих приемлемые технико-экономические показатели и безопасные условия ведения горных работ.

Исследован процесс формирования вторичного поля напряжений c применением традиционных и разрабатываемых природоподобных горнотехнических систем, включающих сотовые и каркасные горные конструкции. Для количественной оценки степени изменения исходного поля напряжений при ведении добычных работ вводится новый показатель - коэффициент влияния. По результатам экспериментальных исследований в шахтных условиях, физического и численного моделирования с учетом калибровки численных моделей построена диаграмма влияния на степень изменения исходного поля напряжений геометрических параметров очистных пространств при использовании традиционных и создаваемых природоподобных систем подземной разработки рудных месторождений. Установлено, что наибольшее влияние на объемы формируемых зон растягивающих деформаций имеют системы с обрушением руды и вмещающих пород. Наилучшие показатели коэффициента влияния получены для разрабатываемой каркасной системы.

Рассмотрена проблема изоляции обнаженных участков массива пород при проходке выработки от негативного воздействия шахтной атмосферы и вывалов пород. Лабораторными испытаниями установлено влияние влажности на прочностные свойства горных пород Орловского месторождения. Дана оценка прочности на растяжение образцов изоляционного слоя мембраны, в том числе адгезии к горным породам и торкрет-бетону. В существующей горнотехнической обстановке Орловской шахты обоснована технология приготовления и нанесения изоляционного слоя из полимерной мембраны на борта и кровлю выработок на разных по степени нарушенности участках массива пород.

Рассмотрены вопросы математического моделирования электромагнитных и электромеханических процессов в электромагнитном линейном приводе скважинного виброисточника. Предложена математическая модель электропривода на основе электромагнитной машины двойного действия, обеспечивающая широкие возможности анализа рабочих процессов в переходных и квазиустановившихся режимах работы. Изучен алгоритм расчета и пример схемной реализации модели методами и средствами структурного моделирования в Matlab Simulink. Выполнена верификация модели путем сравнения результатов имитационного моделирования с физическим моделированием электропривода в составе скважинного импульсного виброисточника и подтверждена адекватность созданной модели. Даны рекомендации по дальнейшему улучшению модели и повышению точности при расчетах динамических характеристик.

Изучены механизмы активации флотации сфалерита ионами тяжелых металлов. Показано, что ионообменный и электрохимический механизмы не в состоянии объяснить экспериментальные факты: активацию флотации медных минералов ионами свинца, удовлетворительную активацию флотации сфалерита цинком, отсутствие проводимости поверхностного слоя в случае применения серебра, ртути. Предложена гипотеза активации, основанная на механизме работы физической формы сорбции собирателя в элементарном акте флотации. Установлена возможность активации пенной флотации продуктами нестехиометрического взаимодействия ксантогената с ионами ряда тяжелых металлов. Описано влияние степени отклонения от стехиометрического соотношения концентраций ксантогената и соли металла-активатора на собирательную активность продуктов взаимодействия. Для оценки их активационной эффективности использован критерий “мощность поверхностного потока” пленки производных продуктов собирателя на границе раздела “газ - жидкость”.