Аннотация: Наибольшие нагрузки двигатель испытывает в периоды неустановившегося движения - разгона и торможения. Усилие подъема в течение рабочего цикла зависит от закона изменения скорости. Наиболее распространены трапециевидный и параболический графики скорости. Параболический график скорости обеспечивается непрерывным изменением ускорения, а потому не приводит к резким скачкам инерционных нагрузок. Настоящее исследование посвящено решению актуальной задачи - определению эквивалентного усилия при графике скорости в виде параболы. Методика проведения исследования. Аналитический метод расчета учитывает, что, в отличие от трапециевидного графика скорости, в случае параболического графика начальное ускорение, так же как и максимальная скорость, при постоянных значениях глубины рудника и продолжительности цикла определяются однозначно, тогда как трапециевидный график скорости в зависимости от формы трапеции предполагает множество различных значений скоростей и ускорений. Среднеквадратическое усилие для параболического графика скорости с постоянно убывающим ускорением определяется на основе интегрирования зависимости усилия подъема от времени. Результат исследования. Выполнен анализ кинематики сосуда шахтной подъемной установки с параболическим графиком скорости движения. Получены формулы, позволяющие без предварительного расчета и построения графиков скорости, ускорений и усилий определить среднеквадратическое и эквивалентное усилия, пригодные для оценки целесообразности использования параболического графика. Вывод. На основе теоретического исследования нагрузок на двигатель рудничной подъемной установки с параболическим законом изменения скорости получено выражение среднеквадратической нагрузки для статически неуравновешенного подъема, позволяющее осуществить сравнение режимов работы двигателя при параболическом и трапециевидном графиках скорости.

Аннотация: Оценка влияния местоположения массовых взрывов, начальной высоты подъема пылегазового облака и скорости ветрового потока на верхнем борту карьера на время естественного проветривания карьера и уровень загрязнения атмосферы верхнего борта карьера вниз по ветровому потоку по пылевому фактору. Методика. Компьютерное моделирование аэродинамики и переноса мелкой пыли в двухмерной геометрии выполнено с использованием программы COMSOL. Для вычисления аэродинамических характеристик применялось приближение несжимаемой жидкости с привлечением стандартной (к-ε)-модели турбулентности. Процесс распространения мелкой пыли промоделирован посредством численного решения конвективно-диффузионного уравнения переноса загрязнений сучетом скорости оседания. Численные эксперименты при фиксированной начальной концентрации мелкой пыли и вариации скорости набегающего ветрового потока выполнены для трех местоположений массовых взрывов и шести значений начальной высоты (от 70 до 420 м с шагом 70 м) пылегазового облака. Результаты и их анализ. Отмечено существенное качественное (но не количественное) сходство в рассчитываемых пространственно-временных показателях для мелкой пыли и газовой компоненты. Показано, что для рециркуляционной схемы проветривания наибольшая продолжительность очищения пространства карьера от пыли наблюдается при массовых взрывах, смещенных к наветренному борту карьера. Спрогнозирован волнообразный характер выноса пылевых загрязнений с разными высотой максимумов и временем выхода на максимальное значение. Продемонстрированы различия в процессах проветривания карьера при массовых взрывах по мелкой пыли и газовой компоненте, не противоречащих физике процесса. Выводы и область применения. Получена функциональная зависимость, позволяющая прогнозировать время достижения первого максимума пылевого загрязнения атмосферы на верхнем борту карьера вниз по потоку как функции двух переменных - начальной высоты подъема пылегазового облака и скорости набегающего ветрового потока.

Аннотация: Оседания земной поверхности являются видимым следствием деформационных процессов в массиве горных пород в результате отработки полезных ископаемых. При этом деформационные процессы зарождаются на уровне промышленных горизонтов и распространяются в массиве, как правило, в восходящем порядке. Ситуация осложняется наличием природных физико-механически ослабленных зон в массиве, вблизи которых имеется риск распространения разрушений пород. Основная проблема заключается в том, что оседания земной поверхности могут привести к негативным последствиям для объектов, которые находятся в зоне подработки. Цель работы - проведение геомеханического моделирования для адекватного отображения текущей ситуации на земной поверхности в соответствии с реальными фактическими данными наблюдений. Созданная геолого-геомеханическая модель в дальнейшем может использоваться для анализа и прогноза потенциальных зон разрушения в массиве в пределах расчетного участка. Методология. В основе геолого-геомеханической модели лежит геологическое описание толщи, данные геофизических исследований соляных и нефтяных скважин, актуальное положение выработок, а также физико-механические свойства пород, слагающих породный массив. Результаты. В работе представлены результаты геомеханического моделирования оседаний земной поверхности на участке Верхнекамского месторождения калийно-магниевых солей в районе междушахтных целиков. Расчеты выполнены на основе геомеханической модели деформирования соляных пород с использованием разработанной геолого-геомеханической модели участка рудного поля, включающего междушахтные барьерные целики, оставление которых регламентируется соответствующими нормативными документами. В качестве рекомендаций приводятся своевременные меры для предотвращения негативных последствий.

Аннотация: В статье представлены результаты численного моделирования влияния воздушного промежутка в конструкции скважинного заряда на сейсмическое воздействие взрывных работ, проработку подошвы и скорость вылета забойки. С увеличением интенсификации горных работ возникает необходимость проектирования взрывных работ, обеспечивающих щадящее воздействие на горный массив при сохранении необходимого качества взрыва. Оценка воздействия массового взрыва на горный массив может включать в себя как результаты сбора статистических данных наблюдений в конкретных горно-технологических условиях, так и результаты численного моделирования формирования зоны дробления, сейсмического воздействия и скорости вылета забойки при массовых взрывах. Численное моделирование позволяет не только произвести предварительный прогноз, но и провести серию вычислительных экспериментов для подбора соответствующих параметров буровзрывных работ с целью достижения ожидаемого эффекта. В качестве таких параметров рассматриваются положение и размер воздушного промежутка в скважинном заряде. Методы исследований. В работе использован комплексный метод, сочетающий анализ, научное обобщение теоретических и экспериментальных исследований в области применения воздушного промежутка в скважинных зарядах, применение инструментов численного моделирования и цифровых технологий в горном производстве. Для моделирования действия воздушного промежутка при взрыве с расширяемыми и разрушаемыми стенками горного массива применялся пакет программ, состоящий из программного комплекса ANSYS AUTODYN, зарекомендовавшего себя в областях решения нестационарных задач нелинейной динамики, и программного комплекса, разработанного сотрудниками Института коммуникаций и информационных технологий Кыргызско-Российского Славянского университета для оценки напряженно-деформированного состояния горных пород с применением технологии параллельного вычисления. Результаты. Методом численного моделирования произведен анализ газодинамических процессов в области воздушного промежутка, оценивается зона дробления. Настройка и калибровка инструмента моделирования осуществлена на основе сопоставления результатов численногомоделирования и результатов лабораторных исследований эффекта воздушного зазора в скважинах при взрыве в органическом стекле. Удовлетворительная сходимость результатов позволила применить данный инструмент для моделирования взрывной нагрузки в условиях, приближенных к промышленным масштабам. Обсуждение. Проведенное моделирование позволяет утверждать, что проработка подошвы, снижение скорости вылета забойки и уменьшение сейсмического воздействия достигаются именно за счет использования воздушного промежутка при сокращении доли взрывчатого вещества. Таким образом, обосновано применение методик численного моделирования в задачах горного производства для решения широкого спектра производственных задач по оптимизации конструкции зарядов. Применение. Полученные результаты актуальны для решения задач оптимизации буровзрывных работ в горнодобывающей промышленности с целью обеспечения щадящего взрывного воздействия на окружающую среду.