Аннотация: Актуальность и проблематика вопроса. Горная порода - единственная инженерная среда, которая утрачивает свою сплошность уже при относительно небольших нагрузках (прочность по трещине отдельности). Вместе с этим утрачивается и математический аппарат для расчета напряженно-деформированного состояния, резко и неопределенно снижаются прочностные и деформационные характеристики массива, да и сами понятия напряжения, и деформации начинают утрачивать свой первоначальный смысл. Помимо этого, несплошность (анизотропия) горной породы придает ей способность разрушаться в динамической форме, что создает повышенную опасность при ведении горных работ в шахтах и рудниках. Методология исследований. На основе ранее выдвинутой модели пластического деформирования горных пород обосновывается механизм горных и горно-тектонических ударов, толчков и землетрясений. Исходя из данного механизма динамических явлений выводятся зависимости для определения энергии сейсмических событий и предлагается критерий удароопасности горных пород. Результаты исследований, их анализ и рекомендации к применению. Сдвиговые микротрещины, возникающие на стадии упрочнения, постепенно разворачиваются с целью снижения на них напряжений и обеспечения условия специального предельного равновесия. С энергетической точки зрения, данный разворот приводит к тому, что часть накопившейся в объеме энергии расходуется на данный разворот, т. е. изгиб элементов среды, содержащих данную микротрещину, тем самым уменьшая энергию, предназначенную для сдвига. Таким образом, энергия в окрестности любой предельно напряженной трещины, от трещины отдельности до разлома в земной коре, накапливается двумя путями: в виде линейной деформации и в виде изгиба элементов среды. Получены зависимости, определяющие сейсмическую (динамическую) энергию. Предложены критерии склонности горных пород к динамическому (хрупкому) разрушению, основанные на балансе линейной (статической) и угловой (динамической) энергоемкости. Показывается, что все породы подразделяются на склонные к динамическим проявлениям и асейсмичные.

Аннотация: Введение и цель работы. Целью исследования стала разработка методики расчета динамического разрушения отдельностей горных пород на основе применения шпурового заряда путем энергетического подхода. Отсутствие общепринятой базовой динамической расчетной методики разрушения горных пород в технологических процессах их добычи и первичной переработки объясняется двумя основными причинами. Во-первых, для статического разрушения пород не существовало в квазихрупкой постановке такой расчетной модели, которая послужила бы основой для построения динамической схемы расчета. Во-вторых, все попытки обосновать для практики существующие горно-технологические характеристики пород: крепость, дробимость, буримость, взрываемость и др., осуществлялись на основе феноменологических теорий прочности, т. е. путем использования в расчетах классических критериев оценки сопротивляемости пород внешнему силовому воздействию без нарушения их сплошности, которые не в полной мере отражают реальные особенности процессов квазистатического разрушения. Методология включала обоснование возможности создания единой расчетной схемы статического и динамического нагружения горных пород как непрерывной функциональной зависимости энергоемкости процесса их разрушения от степени дробления. При этом за основу универсальной зависимости принята ранее подтвержденная широкими экспериментальными исследованиями механического разрушения пород динамическим способом гипотеза о пропорциональной зависимости количества подводимой энергии от степени дробления. За показатель степени дробления принято количество крупноблочных кусков, образованных путем развития сквозных радиальных трещин нормального разрыва. Результаты. Полученный показатель энергоемкости динамического разрушения горных пород дает возможность минимизировать энергетические затраты при взрывном дроблении негабарита, а также при проектировании и организации проведения горных выработок с помощью буровзрывных работ. Теоретическая новизна. Впервые предложена модель расчета энергетических показателей разрушения горных пород как квазихрупких материалов, в которой на физическом уровне определена аналитическая взаимосвязь между процессами статического и динамического нагружения пород, что дает возможность создать единую функциональную закономерность экономно потребляемой энергии для обеспечения заданной степени дробления в технологических процессах добычи и первичной переработки.

Аннотация: Введение. В статье, для условий шахты «Обуховская», рассмотрены возможности оставления в шахте породы, образуемой при проходке выемочных выработок. Показано, что при проведении выработок сплошным забоем по тонким пластам в поле шахты объемы породы, извлекаемой на поверхность в составе горной массы, могут превышать 700 тыс. т/год. На основе анализа мирового опыта сформулированы требования к технологиям оставления породы в шахте и определены технологии, которые могут быть использованы в условиях шахты. Рассмотрены варианты развития ситуации при сохранении существующей технологии и при внедрении технологий оставления породы в шахте. Методика проведения исследования включает анализ и обобщение мирового опыта и результатов ранее проведенных исследований по оставлению породы в шахте, оценку применимости различных технологий в условиях шахты «Обуховская», стоимостную оценку внедрения технологий на шахте. Результаты исследования и их анализ. Определены возможные в условиях шахты технологии, предусматривающие оставление породы от проходки в шахте. Предложены варианты размещения породы в выработанном пространстве за очистным забоем с формированием породной полосы над конвейерным штреком, а также с проведением спаренных выработок с выемкой целика между ними для размещения там породы. Показано, что несмотря на существенные первоначальные затраты, в средне-и долгосрочной перспективе внедрение технологий оставления породы в шахте становится экономически целесообразным наряду с социальным эффектом от улучшения экологической обстановки на земельном отводе шахты. Выводы, область применения результатов. Снижение негативного воздействия подземной угледобычи на окружающую среду возможно при оставлении породы от проведения выработок по тонким пластам в выработанном пространстве. При этом выработанное пространство используется как отдельный георесурс при освоении месторождений. Предложенные в работе технологии могут быть реализованы как в условиях шахты «Обуховская», так и на других шахтах, отрабатывающих тонкие пласты.

Аннотация: Целью работы является совершенствование технологии проходки шахтных стволов с замораживанием массивов, сложенных породами малой прочности. Статья содержит результаты исследования технологии создания ледопородного массива с заданными свойствами. Методология проведения исследований заключается в нормировании массы зарядов, безопасных по воздействию взрывной волны на основе оценки состояния ледопородного ограждения при буровзрывной проходке стволов тензометрическим и сейсмическим методами, что позволяет достоверно оценить параметры сохранности ледопородного ограждения. Результаты и их анализ. Установлено, что разрушение замораживающих колонок под действием давления связано с деформированием ледопородного массива. При динамическом нагружении деформации увеличиваются, причем при переходной форме они могут быть более глубокими. Определено, что процессы в мерзлых породах требуют дополнительных затрат энергии на фазовое превращение льда. Установлено, что прямая ударная волна безопасна для замораживающих колонок на расстоянии более 1,5 м. Получены сейсмограммы взрывания шпуров на разном расстоянии от забоя. Приведены модели процессов распространения волн в массиве. Рекомендовано определять сейсмобезопасность сооружений по действию отраженных волн, в результате которого в массиве и около поверхностей отражения возникают растягивающие напряжения.

Аннотация: Введение. Рассмотрен вопрос обеспечения качества дробления горной массы буровзрывным способом для высокой производительности выемочно-погрузочного оборудования. Методология. В ходе исследования карьеров золоторудного месторождения Наседкино, расположенного в Забайкальском крае, применены следующие методики: хронометраж горно-обогатительного оборудования, проведение экспериментов на участке буровзрывных работ и отделении рудоподготовки. Порядок работы. По результатам экспериментальных взрывных работ на карьерах с изменением параметров сетки скважин, интервалов замедления и удельного расхода взрывчатых веществ при помощи портативного прибора PortaMetrics проведены исследования гранулометрического состава подготовленной к выемке руды. Качество подготовленной руды позднее оценивалось по результатам работы выемочного и обогатительного оборудования, в том числе корпуса крупного дробления на отделении рудоподготовки, также проведен хронометраж работы гидравлического молота на складе товарной руды. Результаты. На основании полученных данных предложены параметры буровзрывных работ, обеспечивающие заданную степень дробления, снижение аварийности производственных процессов, увеличение срока службы горно-обогатительного оборудования, повышение производительности экскаваторов, уменьшение расхода горючего и потребления электроэнергии в процессе дробления руды. По результатам экспериментов выполнен анализ производительности корпуса крупного дробления, установлена зависимость производительности дробильного комплекса от параметров взрывных работ. Выводы. На основании результатов исследования созданы рекомендации, применение которых нивелирует невыполнение плановых показателей по дроблению руды на золоторудном месторождении Наседкино.

Аннотация: В настоящей статье приведены сведения об условиях, технологии разработки месторождения рудного золота Советское и особенностях его доработки в настоящее время. Месторождение расположено в Северо-Енисейском районе Красноярского края вблизи селитебной территории пгт. Северо-Енисейского. История золотодобычи Северо-Енисейского района насчитывает более 200 лет и во многом отражает и повторяет политические и экономические коллизии, происходившие в России. Добыча золота в районе работ началась с мускульной разработки россыпного золота, а при обнаружении коренных месторождений и развития техники получили развитие крупные рудники. Месторождение открыто в 1905 г. в результате обнаружения золотых самородков в кварцевых валунах на берегах р. Безымянка. В 1906 г. выдано разрешение на разработку месторождения, а с 1908 г. началась зарегистрированная добыча золота на карьере под названием Авенировскийрудник, который в последующем был переименован в Советский рудник, а еще позже назывался Северо-Западным флангом Советского месторождения. В геологическом строении месторождения принимают участие крепкие скальные породы, для дробления которых необходимо применение буровзрывных работ. Месторождение Советское разрабатывают с начала XX в. открытым и подземным способами. В настоящее время разработка ведется только открытым способом. Близость горных выработок к селитебной территории ограничивает применение взрывных работ и использование мощного горнотранспортного оборудования. Кроме этого, осложняющим фактором ведения горных работ и устойчивости бортов карьера является пораженность разрабатываемого массива подземными выработками, о положении и состоянии которых отсутствует необходимая информация.

Аннотация: Введение. Горный комбайн с планетарным органом разрушения занимает доминирующее положение при добыче калийной руды в нашей стране. Около половины рабочих ходов комбайнов выполняется при работе с неполным сечением выработки. Работа комбайна в этом режиме остается малоизученной и недооцененной несмотря на то, что при этом многие узлы комбайна испытывают значительные динамические нагрузки. В настоящей работе представлена теоретическая модель по определению действующих моментов резания на привод планетарного органа в зависимости от высоты отрабатываемого забоя и с учетом общей зоны разрушения. Изучено влияние высоты подрубки пласта на показатели эффективности работы комбайна. Цель работы - определение влияния высоты подрубки на нагруженность привода планетарного органа при работе комбайна неполным сечением, а также оценка эффективности работы в данном режиме. Методология. В работе использовалась совокупность методов, включающих теоретическое исследование процесса отбойки калийной руды планетарным органом комбайна при работе неполным сечением выработки, математическое моделирование, проведена их комплексная оценка. Выявленные зависимости верифицированы экспериментальными исследованиями работы комбайна в условиях калийных рудников. Результаты. Получена зависимость крутящего момента, действующего на привод планетарного органа, от высоты подрубки пласта (с учетом общей зоны разрушения). Максимальное отклонение теоретической от экспериментальной модели составило 10 %. Удельный расход энергии показал низкую эффективность работы комбайна при высоте подрубки пласта до 400 мм. Коэффициент колебания нагрузки принимает максимальные значения в диапазоне 400-1600 мм за счет низкой базы среднего крутящего момента, при этом выявлена экономическая эффективность. Высота подрубки пласта 1300-1900 мм характеризуется интенсивным ростом средних значений крутящего момента и максимальной скоростью изменения момента, что говорит об амплитудных колебаниях малого периода и частоты. Диапазон высоты забоя 1900-2800 мм показывает движение всех параметров в зону нормативных значений. Определен рациональный диапазон высоты подрубки пласта. Выводы. Построенная теоретическая модель работы планетарного органа в режиме подрубки пласта по высоте, с учетом общей зоны разрушения, позволяет добиться достаточной точности в определении действующих моментов на приводную систему. Установленный рациональный диапазон работы планетарного органа при работе неполным сечением может быть рекомендован калийным предприятиям Верхнекамского месторождения.

Аннотация: Предмет исследования – природно-техногенные конструкции и сооружения для осуществления подземной добычи руд и обеспечение их надежности и сохранности от разрушения. Актуальность работы объясняется ужесточением природоохранных требований для снижения рисков при подземной разработке месторождений полезных ископаемых. Новизна состоит в новом подходе к регламентации исследований при использовании в качестве несущих конструкций массивов на основе отходов добычи и переработки руд. Методология работы представляла собой моделирование твердеющих смесей на основе хвостов переработки руд для прогнозирования природных и технологических напряжений в природных и искусственных массивах. Результаты работы. Приведены данные моделирования технологических напряжений в однородном и тектонически нарушенном скальном массиве с разной степенью заполнения пустот материалом закладки. Детализирована в количественном отношении роль напряжений в развитии геодинамических процессов при техногенном вмешательстве. Опасность разрушения природно-техногенных массивов оценена коэффициентом геомеханической опасности. Построены графики набора прочности твердеющей смеси с аппроксимацией полиномиальной функцией второй степени. Даны результаты извлечения остаточных металлов при использовании хвостов обогащения для изготовления техногенных конструкций на основе твердеющих смесей. Выводы. Корректные параметры технологий подземной разработки в части надежности природно-техногенных конструкций и сооружений могут быть определены расчетом. Негативное влияние напряжений может быть минимизировано путем оптимизации соотношения действующих напряжений и прочности материала техногенных конструкций, в том числе твердеющих смесей на основе хвостов добычи и переработки после выщелачивания из них металлов. Область применения результатов. Технология может быть востребована при разработке подземным способом сложноструктурных месторождений преимущественно металлических руд.