Аннотация: Введение. Работа посвящена исследованию критериев энергетической эффективности горных машин пылеулавливания в контексте обеспечения безопасности на горных предприятиях. Рассматривается важность комплексного подхода к управлению и контролю за технологическими процессами, обеспечивающего конкурентоспособность и соответствие экологическим требованиям. Актуальность работы обусловлена необходимостью повышения энергетической и экологической эффективности горных машин пылеулавливания в современных условиях интенсивного развития горнодобывающей промышленности. Совершенствование технологий пылеулавливания играет ключевую роль в обеспечении безопасности работников и снижении вредного воздействия на окружающую среду. Методика и методология. Исследования проводились с целью разработки и верификации интегрального коэффициента экологической и энергетической эффективности системы аэрологической защиты в рамках многофункциональной системы безопасности. Основой послужили известные подходы и эксперименты, направленные на изучение механизмов взаимодействия форсунок с пылевыми частицами и определение оптимальной конфигурации оборудования для пылеулавливания. Результаты исследований и их анализ свидетельствуют о том, что энергоемкость вентиляционной системы напрямую влияет на общую эффективность пылеулавливания. Разработан интегральный коэффициент экологической и энергетической эффективности, позволяющий оценивать различные аспекты работы системы. Экспериментальные данные подтвердили увеличение экологической и энергетической эффективности аэрологических многофункциональных систем безопасности на 44 % за последние годы. Вывод. Гидровихревое пылеулавливание признано эффективным методом повышения энергетической эффективности. Применение разработанных коэффициентов позволяет оптимизировать энергопотребление и улучшить производственные показатели. Полученные результаты способствуют повышению безопасности и снижению негативного воздействия на окружающую среду в угледобывающих отраслях.

Аннотация: Актуальность. В статье анализируются различные схемы и методы подготовки массива горной породы к добыче в условиях сложного геологического строения золотосодержащих руд. Современные золотодобывающие предприятия сталкиваются с проблемой снижения содержания золота в рудной массе при растущем спросе на металл, что делает важными исследования, направленные на повышение извлечения золота и снижение себестоимости его производства. Основное внимание следует уделить буровзрывным работам и управлению процессами взрыва, которые влияют на эффективность обогащения и степень извлечения золота. Применение математического моделирования и опытно-промышленных исследований позволит точно прогнозировать параметры развала рудной массы, что обеспечит более полное извлечение золота за счет селективной выемки. Цель работы - экономическое обоснование выбора оптимальных схем и методов разрушения массива горных пород на месторождениях рудного золота с учетом геометрически сложной морфологии оруденения. Методы проведения исследований: теоретический анализ, сопоставление теоретических результатов с результатами промышленных экспериментов и техникоэкономическое обоснование полученных результатов. Анализ результатов. На основе результатов опытно-промышленных экспериментов в работе проводится сравнительный анализ сплошных и рассредоточенных зарядов, размещенных в скважинах различного диаметра. Рассматриваются как достоинства, так и недостатки каждого метода, а также области их применения с учетом техникоэкономических показателей. Особое внимание уделяется определению границ перемешивания рудных формаций при использовании различных конструкций зарядов и диаметров скважин. Выводы. В результате исследования установлено, что применение рассредоточенных зарядов в условиях значительного разнообразия морфологии руды с нестандартными геометрическими контурами является наиболее предпочтительным вариантом. Использование скважин малого диаметра обеспечивает равномерное дробление массива горной породы и более полное извлечение золота. Однако, с точки зрения экономики и производительности добычного комплекса, применение скважин большего диаметра оказывается более выгодным. Полученные результаты, выводы и рекомендации могут быть использованы при разработке как золоторудных, так и полиметаллических месторождений.

Аннотация: Актуальность и проблематика вопроса. Процесс сдвижения горных пород является одним из самых сложных в геомеханике и всецело не может быть описан ни одной из существующих математических моделей горного массива, что связано с различной стадийностью его деформирования, а также потерей сплошности. Фактически все существующие методики определения угловых параметров процесса сдвижения являются эмпирическими и основаны на корреляционных зависимостях углов разрыва и сдвижения от коэффициента крепости по шкале М. М. Протодьяконова, который, в свою очередь, никак не характеризует структуру горного массива. Еще большую проблему представляет определение областей опасных сдвижений в массиве. Теоретических методов определения границ областей опасных сдвижений, как в действующих нормативных документах, так и в научных российских и зарубежных публикациях, не приводится, что является следствием недостаточного развития теории оценки устойчивости горного массива (бортов карьеров, откосов отвалов и т. д.) и несоответствия теоретических расчетов результатам инструментальных наблюдений за процессом сдвижения. Методология. Предложен прямой метод определения границ областей опасных сдвижений (деформирование массива с разрывом сплошности) посредством построения поверхностей скольжения в массиве с применением вариационного метода, т. е. на основе метода предельного равновесия (сплошная среда). Результаты исследований. Использование вариационного метода позволяет построить область опасных сдвижений, определить углы разрывов, сдвижения и т. д., при этом в качестве показателя устойчивости массива используется сцепление горного массива, учитывающее его структуру.

Аннотация: Введение. Определение скорости бурения является важным этапом проектирования буровзрывных работ. Существующие исследования не устанавливают надежную аналитическую взаимосвязь скорости бурения скважин с характеристиками крепости пород и станочного оборудования. Результаты существующих исследований позволяют лишь приближенно установить теоретическую и техническую скорости бурения. Цель работы - разработка методики расчета теоретической и технической скоростей бурения скважин на угольных месторождениях Дальневосточного региона, позволяющей с достаточной степенью точности и надежности планировать буровзрывные работы. Методология. Для достижения указанной цели проанализированы существующие в литературных источниках зависимости для определения скорости бурения, выявлена несостоятельность их использования в расчетах скорости бурения во вмещающих породах месторождений угля на Дальнем Востоке. Сложность определения коэффициентов для расчета скорости бурения, а также занижение значений скорости являются основными причинами большого разброса значений по сравнению с данными о бурении скважин горных предприятий. Предложены эмпирические зависимости для определения теоретической и технической скоростей бурения с учетом времени на выполнение различных вспомогательных операций. Результаты расчета по полученным зависимостям с достаточной степенью точности совпадают с данными о бурении технических отделов горных предприятий Дальневосточного региона. Выводы. Разработанная методика расчета скорости бурения позволяет горным инженерам более обоснованно подходить к планированию буровзрывных работ на угольных разрезах Дальневосточного региона, она может быть полезна аспирантам и студентам при выполнении исследовательских и проектных работ.

Аннотация: Введение. При бурении все скважины в той или иной степени искривляются. В ряде случаев искривление не оказывает серьезного влияния на конечные результаты работы, поэтому оно не измеряется и не учитывается. При бурении глубоких скважин, особенно на поздних стадиях разведки месторождения, вопросы проведения скважин по проектным траекториям приобретают большое значение. В анизотропных горных породах интенсивность искривления скважин может возрастать многократно. Чрезмерное отклонение ствола скважины от проектного профиля влечет за собой значительные временные и экономические издержки за счет необходимости проведения работ по корректировке направления ствола скважины. Попытки бороться с искривлением обычными методами, как правило, не приносят положительных результатов. Это объясняется тем, что процесс искривления формируется на забое скважины при силовом взаимодействии породоразрушающего инструмента и горной породы. Использование жестких удлиненных компоновок низа бурильной колонны для предотвращения искривления малоэффективно, поскольку они имеют низкую чувствительность и недостаточно оперативно реагируют на отклонение скважины. Цели работы - аналитическое исследование факторов естественного искривления, разработка и совершенствование бурового инструмента для снижения искривления, а также выявление области и методики его рационального применения. Методика. Использованы методы аналитического расчета для выявления оптимальной конструкции бурового инструмента, способного снизить интенсивность естественного искривления; приведены результаты испытаний бурового инструмента с эксцентриситетом вооружения торцевой части. Результаты и выводы. Приведена новая методика определения рациональных параметров такого инструмента, в частности, величины эксцентриситета вооружения торцевой части в зависимости от параметров и степени анизотропии, условий залегания горной породы и режима бурения. Определены направления дальнейших исследований. По результатам производственных испытаний доказана работоспособность и эффективность разработанной конструкции бурового инструмента, также установлено, что ресурс экспериментального бурового инструмента соответствует износу буровых коронок со стандартной формой торца.

Аннотация: Введение. Для подбора рациональных конструктивных и технологических параметров вибрационного грохота необходимо провести математическое моделирование движения частицы на вибрирующей поверхности. Это позволит определить оптимальные параметры, которые обеспечат эффективное разделение частиц по классам крупности. Исследование посвящено составлению уравнений движения частицы на наклонной вибрирующей поверхности грохота с учетом ее вращения в полете между ударами (плоское движение). Рассмотрены различные варианты кинематических параметров частицы до ее контакта с ситом грохота, которые влияют на движение частицы после удара. Цель работы - разработка математической модели процесса взаимодействия частиц горных пород с рабочей поверхностью (ситом) вибрационного грохота, которая будет учитывать влияние доударных кинематических характеристик. Методология. Для достижения поставленной цели необходимо определить зависимость между угловой скоростью частицы до и после удара, а также установить связь между этими параметрами и линейной скоростью отскока частицы (длиной отскока и углом отражения). При создании математической модели перемещения частиц разделяемого материала по вибрирующей поверхности грохота примем следующие допущения: частица горной породы имеет форму сферы (идеализированная форма); вибрация происходит в вертикальной плоскости, это необходимо для создания направленного потока движения частиц вдоль сетки и предотвращения их смещения в сторону; колебания происходят вдоль прямой линии, которая наклонена относительно сетки; тип - свободные гармонические колебания, амплитуда и частота колебаний постоянны. Результаты. Получена система уравнений, определяющая процесс движения частицы горной породы в общем виде с учетом ее вращения до и после удара о наклонную плоскость грохота. Она является неотъемлемой частью изучения и моделирования движения горных пород на рабочей поверхности грохота, что обеспечивает большую точность и достоверность результатов исследования. Актуальность. Результаты исследования могут быть использованы при проектировании и эксплуатации вибрационных грохотов в различных отраслях промышленности, где требуется разделение сыпучих материалов по фракционному составу. Выводы. На основе предложенной математической модели возможно получить теоретические расчеты процесса взаимодействия частиц горных пород с рабочей поверхностью вибрационного грохота. Проанализировав представленные выкладки, можно заключить, что на послеударные кинематические характеристики частицы влияют внешние неконсервативные силовые факторы, действующие на нее в процессе полета.

Аннотация: Проблема снижения содержания примесей в кондиционных концентратах важна для предприятий, перерабатывающих цинксодержащие руды, что связано с современной стратегией ценообразования, которая, помимо прочего, учитывает требования к составу концентратов при неизменности их марки. Ввиду этого изучение влияния депрессора на изменение свойств поверхности минералов является актуальной задачей. Методика. Флотационные исследования проведены с использованием мономинеральных фракций: кварца, клинохлора и мусковита. Возможность адсорбции депрессора на поверхности оценивали по величине краевого угла смачивания, результатам ИК-спектроскопии и значениям дзета-потенциала. Результаты и их анализ. В присутствии депрессора константа скорости флотации клинохлора снижена в 4,3раза, кварца и мусковита - на ~20 и 5 % отн., соответственно. При обработке поверхности кварца депрессором угол смачивания уменьшается с 56,9° до 29°. Установлено экранирование поверхности шламов вмещающих пород от взаимодействия известкового раствора с ионами Ca2+. Доказано, что применение депрессора с расходом от 50 до 200 г/т подавляет флотируемость кремнийсодержащих минералов без депрессии сфалерита.

Аннотация: Модели переноса и фильтрации мелких частиц в пористых средах используются в строительной индустрии при проектировании фундаментов, и подземных сооружений. Жидкость с частицами движется по каналам пористого грунта. При переносе частиц некоторые из них запираются в порах и образуют осадок. При медленном течении жидкости осажденные частицы, задержанные на стенках широких пор или в горловинах узких пор, остаются неподвижными. Жидкость и взвесь не могут оторвать осажденные частицы от мест седиментации. При увеличении скорости потока суспензии или коллоида часть осадка вымывается жидкостью-носителем и переносится по порам. Рассматривается одномерная модель переноса частиц в однородной пористой среде, учитывающая осаждение взвешенных частиц на каркасе и эрозию осадка. Модель задает связь взвешенных и осажденных частиц и баланс седиментации и эрозии осадка. При малой концентрации суспензии интенсивность образования и подъема осадка зависит от функции фильтрации и концентрации взвешенных частиц; эрозия осадка определяется количеством осажденных частиц на каркасе пористой среды. Приводятся аналитические решения модели и асимптотика в виде бегущей волны. Найдена предельная концентрация осадка при одновременном действии механизмов задержания и подъема частиц.

Аннотация: Согласно актуальной экологической повестке Российской Федерации одной из важнейших задач индустрии строительных материалов является поиск перспективных направлений комплексной переработки и увеличение доли использования техногенного сырья, а именно отходов промышленных предприятий. В полной мере это относится и к горно-обогатительным производствам, отходы которых представляют собой крупнотоннажные техногенные сырьевые месторождения. На основе проведенного термодинамического анализа показана реализуемость цепочки превращений «сапонит→серпентин→форстерит→магнезит» путем чередования стадий механохимической активации сырья и высокотемпературной модификации промежуточных продуктов. Даны химические схемы механизма превращений, приводящих к получению магнезиальных вяжущих композиций. Правомочность теоретических расчетов экспериментально подтверждена методами дифференциально-термического анализа и ИК-спектроскопии. Получены опытные образцы с использованием вяжущего на основе синтезированного из серпентина магнезита. В качестве раствора затворения использован водный раствор бишофита. Проведенные испытания по механическому разрушению образцов показали, что синтезированные порошки проявляют свойства вяжущих веществ. Так, средние значения определенных параметров (ρ, Rсж и ККК) составили: 1600 кг/м3; 5,78 МПа и 3,62 соответственно. Полученные результаты открывают новое перспективное направление использования многотоннажного отхода процесса обогащения кимберлитовых руд для разработки технологий производства магнезиальных вяжущих и широкой номенклатуры на их основе.

Аннотация: На примере составов щебеночно-мастичных асфальтобетонных смесей установлено, каким образом различные технологические режимы и параметры влияют на их свойства. Предложена модифицированная технологическая схема приготовления горячих щебеночно-мастичных асфальтобетонных смесей. Показано, что оптимизация температуры и последовательности подачи компонентов асфальтобетонной смеси оказывают значительное влияние на физико-механические и эксплуатационные характеристики: уменьшение средней глубины колеи, повышение предельной относительной деформации на растяжение и деформации по Маршаллу, увеличение предела прочности на растяжение при изгибе и разрушающей нагрузки по Маршаллу. По полученным экспериментальным данным, оптимальной температурой для модифицированной технологии является 165±1,5°C. Согласно проведенным испытаниям выявлено, что время полного перемешивания смеси до однородного состояния сократилось на 20% относительно стандартного способа приготовления смеси. Установлено, что повышение физико-механических и эксплуатационных характеристик асфальтобетона при применении предложенного варианта приготовления смесей происходит в результате более качественного распределения битумного вяжущего вследствие увеличения площади фактического контакта между заполнителем и вяжущим, существенно улучшающего смачивание поверхности зерен крупного минерального заполнителя битумом.

Аннотация: Проведено сравнение требований российских и зарубежных стандартов к гидроизоляционным материалам, а именно к неотверждаемым мастикам, используемым при изоляции зданий и сооружений от подземных вод и для изоляции кровли от протечек. Осуществлена оценка возникающих сложностей при поиске аналогов проектных материалов, а также рассмотрена основная проблема - поиск замены проектного материала по параметрам, заложенным в проекте, что затруднительно в связи с различиями в подходах к выбору и определению параметров используемого материала. На примере мастики зарубежного производства были предложены варианты решения вопросов по поиску материалов-аналогов при сооружении объектов, в том числе атомных электростанций (АЭС) за рубежом.