Аннотация: Введение. Основной задачей управления параметрами взрывных работ является определение по каждой скважине массы заряда, обеспечивающей заданное качество дробления породы, для чего, по современным представлениям энергетической теории буровзрывных работ (БВР), необходимо знать значения крепости породы и энергоемкости бурения по глубине скважины. В настоящей работе представлен фракционно-энергетический модельный комплекс, связывающий все актуальные параметры БВР, который по входным данным телеметрии бурения рассчитывает выходные параметры бурения-взрывания. Цель работы. Демонстрация адекватности фракционно-энергетического подхода. Методология. Основой методологии являются следующие положения: физические отношения параметров бурения, крепости породы и геометрических параметров шарошек долота; закономерности физического подобия фракционных и энергетических параметров разрушения породы бурением и взрыванием; константы бурения, выведенные из закономерностей первого и второго положений. Результаты. В настоящей работе выполнены расчеты параметров БВР по данным телеметрии бурения экспериментального массива скважин золоторудного карьера Кумтор. Выполнен сравнительный анализ рассчитанных параметров БВР с аналоговыми, фактическими и рассчитанными по модели Кузнецова–Раммлера. Выводы. Фракционно-энергетический подход адекватно определяет расчетные параметры бурения-взрывания по данным бортовой телеметрии бурения.

Аннотация: Целью исследований в настоящей статье является создание технологии скоростной проходки подземных подготовительных выработок на склонных к газодинамическим явлениям угольных пластах посредством совмещения операций проведения разгрузочных дегазационных полостей и выемки угля гидравлическим способом. Методика проведения исследований. Для обеспечения безопасности горных работ и повышения темпов проведения подготовительных выработок на метаноносных угольных пластах разработаны методика прогнозирования и технологические решения предотвращения внезапных выбросов газа, угля и взрывов метана. Сущность технологических решений состоит в совмещении процессов формирования разгрузочных дегазационных полостей впереди подготовительного забоя и выемки угля при помощи высоконапорной гидравлической струи. Для реализации технологических решений разработана гидрофицированная механизированная шагающая крепь с установкой на ней гидромонитора с дистанционным управлением и средств для гидравлического разрушения угольного пласта в подготовительном забое. Для обоснования параметров и пространственного положения разгрузочных полостей и расчета давления метана в угольном пласте разработан комплекс компьютерных программ, обеспечивающий прогноз размеров устойчивых угольных целиков между дегазационными полостями и состояния пород кровли. Выводы. В статье обоснована научная идея совмещения процессов дегазации газоносного пласта и выемки угля гидравлическим способом с дистанционным управлением средств выемки дегазации, адаптирована механизированная крепь шагающего типа, оснащенная средствами проведения разгрузочных дегазационных полостей, а также адаптирован к условиям проходки подготовительных выработок компьютерный программный комплекс.

Аннотация: Цель работы заключается в разработке и обосновании технологических решений по адаптации конструктивных параметров системы разработки с этажным самообрушением к горно-геологическим и горнотехническим условиям эксплуатируемых месторождений Донского ГОКа. Методология исследования определена спецификой применения системы разработки с обрушением руды и вмещающих пород при подземной разработке месторождений, в частности с блочным самообрушением, обусловливающая необходимость строгого регулирования потока обрушенной рудной массы. При этом на эффективность выпуска влияют разные факторы: гранулометрический состав обрушенной рудной массы и блочность массива, ее влажность, расстояние между выпускными выработками, их расположение и размеры. В статье рассмотрено влияние представленных факторов для условий отработки рудных тел Донского ГОКа. Результаты работы. Приведены результаты производственных экспериментов и установлено, что для развития процесса самообрушения необходимы достаточные площадные размеры подсечного пространства при заданных плотности обрушаемого массива и расположении выпускных дучек, а также регулярном выпуске рудной массы. Нарушение режима выпуска рудной массы приводит к снижению эффективности применяемой системы разработки и заключается в низкой производительности очистного блока, высоком выходе негабаритов и закупорке выпускных выработок, куполообразовании при смещении эллипсоида выпуска в более разрыхленный массив, разрушении крепи выработок выпускного горизонта. Все это, в конечном итоге, приводит к образованию сверхнормативных показателей потерь и разубоживания, а также отсутствию технологической возможности извлечения подготовленных запасов добычного блока. Выводы. Эффективность применения системы разработки с блочным самообрушением определяется также морфологией рудного тела. При сложной морфологии и нечетком контакте руды с породой, особенно в лежачем боку залежи, значительно ухудшаются показатели извлечения, что приводит к увеличению объема подготовительно-нарезных выработок при формировании горизонта выпуска. Изменение расположения подготовительно-нарезных выработок способствовало повышению эффективности очистных работ и улучшению качественных показателей выпуска.

Аннотация: Введение. Рассмотрены основные факторы, влияющие на эксплуатационную производительность комбайновых комплексов калийных рудников, приведены методические основы определения рациональных параметров работы горно-шахтного оборудования, обеспечивающих максимальную эксплуатационную производительность комбайновых комплексов при добыче калийной руды. Методология исследования. Проведен анализ существующих методик расчетов эксплуатационной производительности комбайновых комплексов. Выполнен ряд аналитических расчетов для получения зависимостей изменения годовой производительности от параметров работы комбайнового комплекса. Результаты. Выявлены принципиальные отличия расчетных моделей рассматриваемых типовых методик, связанные с принятыми в них допущениями. Получена система уравнений, математически описывающая взаимосвязь основных режимных параметров работы оборудования комбайновых комплексов для добычи калийной руды. Выводы. Каждая из рассмотренных типовых методик расчета параметров работы оборудования комбайновых комплексов для добычи калийной руды имеет свою область применения, которая ограничивается принятыми в них допущениями. Существующие типовые методики используются для сравнения разных технологий ведения горных работ в границах своей области применения. В уникальных случаях требуется доработка типовых методик. Результаты выполненных аналитических расчетов показали, что наиболее перспективным направлением повышения эксплуатационной производительности комбайновых комплексов для добычи калийной руды является увеличение коэффициента использования по времени проходческо-очистных комбайнов и производительности средств доставки руды в очистных камерах.

Аннотация: Введение. Обратные гидравлические лопаты в настоящее время являются одним из основных видов выемочно-погрузочного оборудования на открытых горных работах. Диапазон их рабочих параметров позволяет вести выемку вскрыши и полезного ископаемого как верхним, так и нижним черпанием. Обширным производственным опытом установлено, что наиболее производительной является работа таких экскаваторов с нижним черпанием и нижней погрузкой, прочие варианты черпания и погрузки приводят к снижению производительности. Однако при нижнем черпании и погрузке возникает постоянная необходимость определения возможности экскаватора полностью прочерпать забой и обеспечить безопасную погрузку в транспортные средства. В статье авторы делают попытку подчеркнуть необходимость корректировки основных принципов расчета параметров технологии открытых работ применительно прежде всего к отработке пластовых (угольных) месторождений. Целью работы является определение потенциального снижения производительности горных машин, входящих в комплекс – экскаватора и карьерного самосвала – при различных вариантах их взаимного расположения на уступе. Методика. Для решения поставленных задач использованы фактические данные о чистом времени работы экскаватора в течение смены, хронометражные и статистические данные о времени погрузки, обмена, маневрирования карьерного самосвала в забое и на отвале. Результаты. Установлено, что наибольшему влиянию внешних факторов подвержена производительность основной единицы выемочно-погрузочно-транспортного комплекса – экскаватора. Разработана методика, позволяющая оценить степень снижения производительности при изменении того или иного фактора. Выводы. Определены направления дальнейших исследований. Выяснено, что для получения более точных зависимостей необходимы расчеты для всех возможных вариантов совместной работы экскавационного и транспортного оборудования, используемого на конкретном разрезе (изучаемом объекте). Также требуется учитывать возможное изменение технологических параметров гидравлического экскаватора за счет применения сменного рабочего оборудования – рукояти и ковша.

Аннотация: Введение. Работа посвящена проблемам оценки устойчивости откосных сооружений (откосов), которые рассматриваются в контексте произошедших техногенных аварий последних лет. Актуальность темы статьи обуславливается тем, что на сегодняшний день в мире эксплуатируются сотни хвостохранилищ и значительно большее количество отвалов, карьеров и разрезов, большинство из которых представляют серьезную опасность для проживающих поблизости людей, инфраструктуры и природной окружающей среды. Объект исследования. Рассматривается разрушение горнотехнических, в том числе гидротехнических объектов, которое приводит к гибели десятков и сотен людей, сопровождается разрушением инфраструктуры и экологическими катастрофами, а также наносит колоссальный экономический ущерб эксплуатирующим их горным предприятиям, включая громадные штрафы за ущерб природной среде. Вместе с тем, количество аварий на хвостохранилищах и отвалообразованиях из года в год становится только больше, а их последствия все трагичнее, что, очевидно, связано с ухудшением качества добываемой руды (приходится разрабатывать месторождения с незначительным содержанием полезных компонентов с соответствующим увеличением объема хвостов обогащения) и постоянно повышающейся глубиной отработки месторождений с увеличением объема вскрышных пород. Методы исследования. При исследовании вопросов устойчивости откосов в работе применяется вариационный метод оценки устойчивости откосов, развиваемый автором. Результаты, область их применения. В работе на основе вариационного метода оценки устойчивости откосов доказывается, что причиной рассматриваемых техногенных аварий является некорректный расчет устойчивости, осуществляемый на основе инженерных методов. В связи с этим для оценки устойчивости откосов и, в первую очередь, горнотехнических сооружений со сложными горно-геологическими и горнотехническими условиями рекомендуется использовать вариационный метод оценки устойчивости откосов.

Аннотация: Введение. Эндогенные пожары трудно предсказать и прогнозировать, особенно на начальных стадиях, поэтому их изучение остается актуальным. Профилактика эндогенных пожаров включает мероприятия по предотвращению возможного развития процессов формирования очагов самовозгорания в выявленных зонах потенциальной пожароопасности. Метод электрических зондирований является перспективным для определения зон действия очагов эндогенных пожаров в породоугольных массивах. При диагностировании очагов эндогенных пожаров в бортах угольных разрезов необходимо учитывать влияние нижнего и верхнего откосов уступа, на котором производится электрическое зондирование. Цель работы - оценка эффективности метода вертикальных электрических зондирований для локализации очагов эндогенных пожаров; определение поправочных коэффициентов, учитывающих влияние откосов уступов породоугольного борта при изысканиях методом вертикальных электрических зондирований. Методология - теоретическое определение зависимостей влияния параметров свойств горных массивов на эффективное удельное электросопротивление, плотности тока, напряженности поля; математическое моделирование - один из способов, учитывающих влияние рельефа на результаты вертикального электрического зондирования; выполнение расчета поправочных коэффициентов при помощи моделирования электрического поля уступа методом конечных элементов. Результаты. Установлены диапазоны поправочных коэффициентов нижнего и верхнего откосов и приведены графики изменения данных коэффициентов в зависимости от базы установки, угла откоса и расстояния до его бровки для симметричных четырехточечных установок. Выводы и область применения результатов. Метод электрических зондирований может эффективно применяться для обнаружения и локализации очагов эндогенных пожаров в породоугольных массивах на всех стадиях их развития. На стадии самонагревания геометрические параметры аномалии можно оценить по результатам электропрофилирования. При развитии очага пожара в борту карьера для определения границ запожаренной зоны перспективно применение многоэлектродных установок (электротомографов).

Аннотация: Введение. Основной причиной выхода из строя горного оборудования является износ деталей. Для их эффективного ремонта следует применять современные технологические процессы. В авиапромышленности, например, благодаря хорошим механическим характеристикам широко используются сплавы на основе никеля. Их можно рассмотреть и для ремонта деталей горных машин. Методика проведения исследования. Для формирования покрытий, получаемых лазерной наплавкой на установке Optomec LENS 450, использовали сплав на основе никеля ХН45МВТЮБР и порошки сталей 38ХМА, 42ХФА. Определяли прочность сцепления наплавленного слоя с поверхностью детали, твердость по Виккерсу (HV) и трибологические свойства образцов при трении скольжения всухую. Изучение структуры проводили металлографическим анализом на электронном сканирующем микроскопе. Результат исследования. Сила сцепления слоя сплава из ХН45МВТЮБР, наплавленного на стали 38ХМА и 42ХФА, выше, чем у слоя из 38ХМА, наплавленного на сталь 38ХМА, и слоя из 42ХФА, наплавленного на сталь 42ХФА. Микротвердость наплавленных слоев ХН45МВТЮБР и поверхности детали 38ХМА или 42ХФА имеют аналогичные значения (около 520 HV). Разрушение образцов с наплавленным слоем ХН45МВТЮБР имеет вязкий характер, а разрушение образцов с наплавленным слоем 38ХМА или 42ХФА - хрупкий характер. Морфология изношенной поверхности для наплавленных материалов 38ХМА и 42ХФА аналогична. Выводы. Показана возможность ремонта деталей горного оборудования из сталей 38ХМА, 42ХФА методом лазерной наплавки. Наплавленные слои из сплава ХН45МВТЮБР обладают хорошими механическими и трибологическими свойствами. Износостойкость деталей с наплавленным материалом ХН45МВТЮБР в среднем в 1,7 раза выше, чем после наплавки сталями 38ХМА и 42ХФА.

Аннотация: Актуальность. При строительстве транспортных тоннелей широкое распространение получила комбайновая технология с применением автомобильного магистрального транспорта. Анализ научно-технических источников в области организации работ в тоннельном забое выявил ряд проблем и недостатков, ограничивающих темпы проведения работ. Цель исследований - разработка методов и способов согласования работы проходческого оборудования для снижения времени проходческого цикла и повышения темпов строительства. Методика проведения исследований. Обеспечить непрерывность работы проходческого комбайна и автосамосвала и за счет этого повысить эффективность производства предлагается включением в технологическую цепочку «проходческий комбайн-автосамосвал» бункер-перегружателей периодического действия, обладающих высокой разгрузочной производительностью. Результаты. Для количественной оценки эффективности применения бункер-перегружателя введено понятие коэффициента снижения времени (продолжительности) цикла. Разработана математическая модель для определения продолжительности проходческого цикла в разных условиях проведения выработки. Анализ результатов расчетов показал, что снижение времени разгрузки бункер-перегружателя по сравнению со временем его загрузки в два раза позволяет уменьшить продолжительность проходческого цикла на 25 %. Качественная оценка разработанной модели формирования продолжительности проходческого цикла показывает, что основным фактором, ведущим к его снижению, является повышение производительности бункер-перегружателей при его разгрузке. Выводы. В результате выполненных исследований намечены пути повышения эффективности горнопроходческих работ при комбайновом способе проведения выработок под транспортные тоннели за счет снижения продолжительности проходческого цикла. Предложено использовать бункер-перегружатель периодического действия для согласования работы проходческого комбайна и автотранспортного средства, обладающего высокой производительностью, значительно превышающей производительность проходческого комбайна.