Аннотация: Цель работы - обоснование технологии перехода на вскрытие глубоких горизонтов автомобильным тоннелем спиральной формы при доработке кимберлитовых карьеров, обеспечивающей сокращение объемов вскрышных работ и расширение области применения открытого способа разработки алмазорудных месторождений. Актуальность исследований. При использовании тоннельного вскрытия угол откоса нерабочего борта не зависит от уклона и ширины транспортных берм, а определяется, в основном, условиями устойчивости. Это позволяет максимально приблизить значения конструктивных углов откоса бортов к устойчивым, сократить объем вскрышных работ и увеличить глубину кимберлитовых карьеров. Методика проведения исследований. Обоснованы параметры и технология проходки тоннеля. Разработана методика определения необходимой скорости проходки тоннеля, согласованной со скоростью понижения горных работ и временем формирования борта карьера в конечное положение на отметке портала. Установлена пропускная и провозная способности тоннеля. Использованы результаты экспериментальных исследований физико-механических свойств горных пород, опыт проходки подземных выработок в АК «АЛРОСА» (ПАО), методы экономико-математического моделирования и техникоэкономического анализа. Результаты. На примере доработки Нюрбинского карьера АК «АЛРОСА» (ПАО) установлено, что предложенная технология позволяет увеличить результирующий угол нерабочих бортов в зоне тоннельного вскрытия до 70°-75°, сократить объемы вскрышных работ и эффективно отработать карьер до глубины 750 м, соответствующей глубине разведанных запасов. Область применения результатов. Предлагаемая технология и методика расчета необходимой скорости проходки тоннеля могут найти применение не только при разработке кимберлитовых карьеров, но также при открытой разработке месторождений руд цветных и благородных металлов, представленных крутопадающими залежами округлой формы.

Аннотация: Целью работы является математическое моделирование процесса дробления металлургического шлака в технологических схемах его переработки для повышения эффективности вскрытия ценного компонента и оптимизации энергетических затрат. Эффективность извлечения металла в процессе магнитной сепарации шлака будет зависеть от количества образующегося при дроблении класса крупности, соответствующего крупности зерен ценного компонента. Для реализации такого раскрытия техническими средствами без переизмельчения необходимо адаптировать параметры работы дробилки. Методология проведения исследований включала определение химического, фазового составов пробы текущего конверторного шлака ОАО «ММК» крупностью 0-70 мм; фракционирование на узкие классы крупности 0-5 мм, 5-10, 10-20 мм; определение в них содержания магнитной фракции. Немагнитные частицы трех фракций крупности дробились в центробежно-ударной дробилке ДЦ-0,36 при варьировании линейной скорости вращения ускорителя от 30 до 90 м/с с определением гранулометрического состава продуктов дробления. Результаты и их анализ. Зерновой состав продуктов дробления шлака аппроксимирован классическим уравнением Розина-Раммлера, для чего были определены параметр, характеризующий крупность дробленого материала, и параметр, характеризующий однородность зернового состава. Определены уравнения, описывающие эти параметры как значение функции крупности конверторного шлака, поступающего на дробление, при заданной скорости вращения ускорителя. Выводы. Разработанная электронная форма расчета параметров зернового состава дробленого продукта ДЦ позволяет прогнозировать трансформацию зернового состава продукта дробления шлака при изменении параметров исходного материала и режимных параметров дробилки и тем самым косвенно прогнозировать эффективность последующей магнитной сепарации шлаков.

Аннотация: Актуальность темы. В суровых климатических условиях северных регионов России изоляция подземных горных выработок от карьерного пространства является весьма важным вопросом. При системах разработки с обрушением руды для изоляции подземного рудника на дне карьера формируется предохранительная подушка из разрыхленной горной массы. Параметры предохранительной подушки в значительной мере влияют на эффективность подземной геотехнологии. В связи со сложными горно-геологическими условиями применение эффективных технологий этажного принудительного обрушения с площадным выпуском руды и высотой этажа до 100 м достаточно проблематично с точки зрения сохранения выпускных выработок. Перспективным является применение технологии подэтажного обрушения с торцовым выпуском руды. Таким образом, установление оптимальных конструктивных параметров данной системы разработки с учетом специфических условий ведения работ под предохранительной подушкой является актуальной научно-технической задачей. Цель исследований - разработка методических положений, позволяющих рационализировать параметры конструкции системы разработки подэтажного обрушения с торцовым выпуском руды в зависимости от гранулометрического состава рудной массы, параметров и материала предохранительной подушки, формируемой на дне карьера. Методы исследований. В работе использован комплексный метод исследований, включающий оценку влияния свойств горной массы на параметры выпуска руды под предохранительной подушкой и оптимизацию конструктивных параметров системы разработки подэтажного обрушения по критерию эффективных показателей извлечения в сложных условиях добычи. Результаты исследований. Установлены требования к гранулометрическому составу материала предохранительной подушки, при которых обеспечивается необходимая для эффективного функционирования подземного рудника степень изоляции очистного пространства. В зависимости от параметров предохранительной подушки определены высота и ширина выемочных единиц, обеспечивающие рациональные показатели извлечения при системе разработки подэтажного обрушения с торцовым выпуском руды. Выводы. Применение системы подэтажного обрушения с торцовым выпуском руды в рассматриваемых условиях позволяет исключить проблему сохранения выработок на весь период отработки этажа и дает возможность рационально организовать процесс проветривания рудника в условиях действия значительных естественных тяг.

Аннотация: Введение. Горстевой способ отбора проб используется в том случае, когда невозможно отобрать пробу вычерпыванием, а также при отборе пробы способом продольных сечений. При автоматизации опробования с применением поточных анализаторов возможен только горстевой способ опробования. Теория вопроса. Результаты опробования при использовании горстевого отбора проб как упрощенного варианта способа отбора проб вычерпыванием следует корректировать. Поправки необходимо находить по результатам другого правильного опробования. Опыт определения таких поправок показал, что в связи с большими коэффициентами вариации точечных проб для коррекции следует использовать только усредненные на большом массиве данных результаты. Автоматические анализаторы выполняют анализ пробы, соответствующей горстевому отбору проб при опробовании неподвижных массивов и горстевому отбору проб способом продольных сечений при опробовании потоков. В связи с малой глубинностью методов анализа пробы представлены тонким слоем материала на поверхности опробуемого массива, массовая доля компонентов в них отличается от средней массовой доли определяемого компонента. Автоматические анализаторы показывают результаты опробования с систематической погрешностью. При градуировке анализаторов сопоставляют их показания с результатами анализа точечных проб, отобранных способом поперечных сечений, т. е. сопоставляются принципиально различные пробы. Поэтому градуировочная зависимость, получаемая путем сопоставления отдельных точечных проб, сопровождается большой случайной погрешностью. Сопоставлять следует только пробы, случайные погрешности которых невелики. Это достигается сопоставлением средних показателей как правильного опробования, так и показаний анализатора, за один и тот же контрольный период, в течение которого будет отобрано большое число проб и зафиксировано большое число показаний анализатора. Эксперимент. Экспериментально установлено большое различие показаний анализатора и результатов анализов отдельных точечных проб. Относительное различие доходит до 80 %, но различие средних значений тех же величин составило за месяц 2 %. Соответственно период набора необходимой статистики должен быть большим

Аннотация: Введение. Проходческо-очистные комбайны с планетарно-дисковым исполнительным органом предполагают работу в режиме обработки полного сечения выработки и в режиме подрубки пласта по высоте. Подрубка пласта занимает 30 % от суммарного времени производительных работ и сопровождается высокими динамическими нагрузками на приводную систему исполнительного органа, что сказывается на преждевременном износе основных рабочих узлов комбайна. Особенностями данного режима являются постоянное изменение количества контактирующих с горным массивом резцов. На сегодняшний день актуально математическое моделирование процесса разрушения горного массива планетарно-дисковым исполнительным органом в режиме подрубки пласта. Первым этапом является определение количества контактирующих резцов в зависимости от угла поворота резцового диска и высоты подрубки. Цель работы - установление зависимостей количества контактирующих резцов от угла поворота исполнительного органа и высоты подрубки пласта. Методология. В основу расчетных схем положено принципиальное конструктивное исполнение планетарно-дискового органа комбайнов. Зависимости получены на основе теоретических исследований геометрических параметров планетарно-дискового органа. Результатами данной работы являются построение расчетных схем и математических зависимостей для определения количества контактирующих резцов в зависимости от угла поворота исполнительного органа и высоты подрубки. Получена зависимость количества контактирующих резцов от угла поворота исполнительного органа и высоты подрубки для проходческо-очистного комбайна «Урал-20Р». Выводы. Применение математической модели на примере проходческо-очистного комбайна «Урал-20Р» показало периодические изменения количества контактирующих, что может приводить к амплитудным динамическим нагрузкам. Результаты проделанной работы позволяют провести математическое моделирование нагруженности приводной системы исполнительного органа проходческо-очистного комбайна.

Аннотация: Введение. Роль разработки россыпных месторождений весьма значительна. Основные проблемы при этом связаны со снижением содержания металла в песках и исчерпанием богатых месторождений. Гранулометрический состав песков смещается в сторону глинистых фракций и более тонкого металла, что усложняет процесс промывки. Это предопределяет необходимость дополнительных затрат на подготовку песков к выемке и их дезинтеграции. Методика проведения исследования. В статье выполнен анализ методов подготовки пород россыпных месторождений к выемке и предварительного воздействия на пески перед промывкой. Рассмотрены основные факторы, влияющие на их эффективность. Все методы по воздействию на горную породу разделены на две группы. Результаты исследования. На основе изучения существующей практики применения технологий подготовки выделены характеристики песков, которые влияют на процесс их обогащения. К ним отнесены мерзлотность и водопроницаемость пород. Установлено, что предварительная дезинтеграция песков необходима, когда количество глинистых фракций составляет более 50 %. При предварительной дезинтеграции песков эффективно применение химического воздействия для преодоления капиллярных сил связанной воды с использованием различных реагентов, а также вибрации, создаваемой посредством распространения в песках упругих колебаний ультразвукового спектра частот. Выводы. При выборе наиболее эффективного метода подготовки песков к выемке и их предварительной дезинтеграции необходимо учитывать конкретные горногеологические, климатические и технические условия и существующую инфраструктуру.

Аннотация: Введение. Современные технологии по добыче полезных ископаемых в условиях технических и экономических возможностей производства горных работ с учетом геологических особенностей наиболее доступных разведанных и принятых к разработке месторождений диктуют основные требования к характеристикам насосов для главного водоотлива шахт. Для прогнозирования в ближайшей перспективе актуальных требуемых характеристик оборудования для рациональной организации водоотлива горных предприятий нужно установление исторических взаимосвязей тенденции увеличения фактических глубин производства горных работ в шахтах и динамики показателей уровня технического развития применяемых центробежных насосов. Методология. Сбор и анализ данных из литературных источников с применением хронологического порядка и математической статистики гидродинамических характеристик используемых для главного водоотлива центробежных насосов и глубин эксплуатируемых шахт, обусловленных потребностью в проведении горных работ по добыче полезных ископаемых. Исследование исторических данных и закономерностей повышения гидромеханических характеристик центробежных насосов в функции времени. Результаты. Получены корреляционные зависимости гидромеханических параметров центробежных насосов и динамики углубления шахт в функции времени. Выводы. Уровень показателей характеристик центробежных насосов сохраняется на достаточно длительном промежутке времени, следовательно, существующие применяемые методы расчета и проектирования центробежных насосов практически исчерпали свой потенциал к модернизации. Современные тенденции потребления природных ресурсов требуют сохранения темпов развития горнодобывающего производства, и в ближайшей перспективе для главного водоотлива шахт прогнозируется потребность в центробежных насосах увеличенной гидродинамической нагруженности и энергоэффективности. Для улучшения данных показателей перспективно применение методов вихревого управления течением в проточно-гидравлической части насоса.

Аннотация: Введение. Подготовка проб является необходимой процедурой в технологии опробования. Технологическая схема подготовки проб может состоять из пяти и более стадий, связанных как с изменением крупности материала пробы, так и с уменьшением массы. Цель и подготовка. При подготовке проб случайная погрешность опробования увеличивается. Это увеличение зависит от выбранных на каждой стадии крупности дробления и конечной массы пробы при ее сокращении. Предложена рабочая формула расчета относительной случайной погрешности схемы подготовки проб. В формулу входит коэффициент схемы, рассчитываемый по постоянным для пробы величинам: плотности минерала, содержащего ценный компонент, и массовой доли этого компонента в минерале, крупности зерен минерала и массовой доли ценного компонента в пробе. Соответственно разработанной схеме подготовки записываются слагаемые, определяемые крупностью материала пробы и конечной массой сокращенной пробы. Полученные при расчете слагаемые по стадиям дают возможность определить вклад каждой стадии в относительную случайную погрешность и с учетом технологических возможностей дробильно-измельчительного оборудования изменить параметры схемы. Теоретически все стадии схемы подготовки пробы должны вносить примерно одинаковый вклад в случайную погрешность. Выводы. Практические расчеты схем подготовки проб оловянной руды крупностью 80 и 10 мм показали, что разработанные в соответствии с ГОСТ 14180-80 схемы не оптимальны. Изменение крупности и массы пробы по стадиям схемы привели к снижению случайных погрешностей в два раза. Результаты. Оптимизация схемы подготовки пробы выполнена с целью минимизации случайной погрешности. При введении других целевых функций и ограничений возможна оптимизация схемы с целью получения максимальной производительности оборудования или минимального расхода энергии.