Аннотация: Цель работы - обоснование физических принципов и критериев оценки и оптимизации параметров эксплуатации карьерного транспорта, позволяющих принимать объективные решения при проектировании карьеров. Актуальность исследований. Инфляционные процессы в экономике и нестабильность цен на основное горно-транспортное оборудование вызывают затруднения в обосновании оптимальных решений при проектировании транспортных систем карьеров. В связи с этим весьма актуальными становятся исследования по обоснованию дополнительных физических критериев оценки эффективности транспортных систем. Методика. С использованием результатов теоретических и экспериментальных исследований обоснован метод энергетической оценки транспортных систем карьеров. В качестве критерия энергетической эффективности принята величина удельных затрат первичных энергоресурсов (условного топлива) на подъем 1 т горной массы и коэффициент полезного использования энергии. На основе физического принципа наименьшего действия разработана методика обоснования оптимальных уклонов транспортных коммуникаций в глубоких карьерах. С использованием физического принципа Ле Шателье-Брауна установлена зависимость оптимального уклона карьерных автодорог от качества дорожного покрытия. Определены дальнейшие перспективы использования принципа наименьшего действия в исследованиях карьерного транспорта. Результаты. Разработанные методические положения позволяют формировать энергетически эффективные транспортные системы глубоких карьеров, оптимизировать уклоны транспортных коммуникаций и сокращать расход энергии на транспортирование горной массы на 15-20 %. Область применения результатов. Полученные результаты дают возможность принимать научно-обоснованные решения на стадиях проектирования и эксплуатации глубоких карьеров, обеспечивая эффективную работу транспортных систем.

Аннотация: Целью работы являются оценка интенсивности воздействия гидроударных волн на стенки дамбы для рыхления мерзлого слоя в техногенных емкостях при взрывании заглубленных скважинных/шпуровых зарядов и введение поправки на ограничение объема (коэффициент ограничения объема) возмущения в расчетный заряд взрывчатого вещества. Актуальность исследований. Одной из актуальных задач при рыхлении мерзлого слоя в техногенных емкостях является определение эквивалентных накладных зарядов, формирующих гидроударную волну в водном слое, в зависимости от величины забойки/ недобура и от пространственной ориентации линейной группы мгновенно взрываемых точечных зарядов. Методика проведения исследования: анализ известных эмпирических оценок изменения давления в безграничной водной среде при взрывах сосредоточенных зарядов; учет имеющихся оценок влияния пространственной рассредоточенности линейного заряда на расстояниях, сопоставимых с его длиной; изучение нормативных документов по определению массы накладного эквивалента заглубленного вертикального скважинного заряда в направлении свободных поверхностей. Результаты исследования. Выполнен анализ известных эмпирических оценок изменения давления в безграничной водной среде при взрывах сосредоточенных зарядов. Получены поправки для расчетного заряда взрывчатого вещества, учитывающие ограничения охваченного объема возмущения по сравнению со сферическим случаем (взрыв в безграничной водной среде) при взрывах в водоемах ограниченных размеров и малой глубины (мощность жидкого слоя меньше расстояния до бетонных конструкций). Выводы. Установлено, что относительное увеличение плотности энергии в охваченном объеме возмущения водной среды зависит от высоты слоя и геометрических размеров, а также формы и угла откоса техногенных емкостей. При расчетах безопасной массы мгновенно взрываемых групп зарядов следует учитывать поправку - коэффициент ограничения объема - путем увеличения массы накладного или эквивалентного заглубленного заряда.

Аннотация: Актуальность темы. Пологозалегающие месторождения вкрапленных медно-никелевых руд ограниченной мощности с низким содержанием полезных компонентов представляют собой весьма сложные объекты подземной разработки. Перспективной технологией отработки в рассматриваемых условиях является применение камерной выемки с формированием плоского днища и выпуска руды погрузочно-доставочными машинами с дистанционным управлением. При такой технологии остается открытым вопрос снижения потерь обогащенной рудной мелочи, образующейся при ведении буровзрывных работ и осаждающейся в неровностях поверхности почвы очистного пространства вследствие гранулометрической сегрегации. Содержание полезных компонентов в рудной мелочи может превышать среднее по блоку в 1,5-2,5 раза и более. Цель исследований - обоснование параметров очистной выемки, позволяющих снизить потери обогащенной рудной мелочи на плоском днище камеры в условиях отработки пологих залежей ограниченной мощности. Методы исследований. В работе использован комплексный метод исследований, включающий оценку влияния конструктивных параметров камерной системы разработки с плоским днищем на стоимость теряемой руды в зависимости от высоты ее слоя и степени повышения извлекаемой ценности относительно среднего содержания полезных компонентов в балансовых запасах, а также анализ и оптимизацию параметров перебура взрывных скважин. Результаты исследований. Предложен комбинированный конструктивно-механический способ снижения потерь рудной мелочи. Технология заключается в формировании ровной поверхности очистного пространства при помощи наклонных вееров скважин с их перебуром ниже контакта рудного тела и пород лежачего бока с последующей зачисткой плоского днища погрузочно-доставочными машинами с дистанционным управлением непосредственно в процессе выпуска отбитой руды. Выводы. В зависимости от диаметра взрывных скважин и категории крепости подстилающих пород лежачего бока рекомендованы рациональные параметры перебура нисходящих скважин для формирования ровной поверхности почвы очистного пространства, позволяющей осуществить качественную зачистку мелких фракций отбитой руды в процессе ее выпуска.

Аннотация: Введение. При подземной разработке золоторудных месторождений одна из актуальных проблем - поддержание заданного срока эксплуатации горных выработок. Этот вопрос в основном изучен для массивов с высокими реологическими свойствами (калийных, угольных), где возможно наблюдать длительные смещения приконтурного массива выработок и их крепей. Для массивов золоторудных месторождений, в которых деформации проявляются, по большей части, в форме хрупкого разрушения, затруднен контроль и обеспечение устойчивости капитальных выработок и их крепления. Поэтому прогноз устойчивости выработок долговременного использования является актуальным. Методики. В процессе исследований использован комплексный подход, включающий анализ научно-технических источников, выявление причин фактического разрушения выработок и износа крепи на базе геолого-маркшейдерской документации и обследования выработок на золотодобывающих рудниках России, конечно-элементное моделирование техногенных напряжений в приконтурном массиве выработок. Результаты. Установлено, что разрушение выработок в массивах золоторудных месторождений происходит по трем основным причинам - в результате развития процессов сдвижения, влияния горного давления и потери несущей способности крепи из-за ее износа. По результатам исследований разработана методика оценки сроков безопасной эксплуатации капитальных и подготовительных выработок, которую предложено проводить в зависимости от сочетания горно-геологических и горнотехнических факторов, в частности, глубины горных работ, прочностных характеристик, влияния зоны опорного давления очистных выработок, трещиноватости приконтурного массива выработок, обводненности, степени агрессивности подземных вод. Определены ориентировочные сроки износа крепления горизонтальных выработок на рудниках с учетом условий эксплуатации.

Аннотация: Введение. В статье рассмотрены особенности технологий подготовки выемочных участков на тонких угольных пластах с оставлением породы от проходки в шахте. На примере шахты «Обуховская» показана актуальность оставления породы в шахте, рассмотрены возможные варианты с использованием известных технологий проходки, выполнена их оценка с точки зрения своевременного воспроизводства фронта очистных работ. На основе анализа отечественного и зарубежного опыта, а также проведенных исследований предложена технологическая схема подготовки выемочных участков спаренными выработками с проходкой с оставлением породы в шахте. Методика проведения исследований включает анализ и обобщение мирового опыта подготовки и отработки выемочных участков тонких пластов с оставлением породы в шахте, анализ показателей по отработке тонких пластов и проведению подготовительных выработок в шахте «Обуховская», имитационное моделирование процессов проходки выработок с применением короткозабойного оборудования и оставлением породы в шахте. Результаты исследований и выводы. Определены требуемые показатели проходческих работ при подготовке выемочных участков спаренными выработками комплектом короткозабойного оборудования. Показано, что применение предлагаемого способа подготовки позволит обеспечить оставление породы от проходки в шахте и своевременное воспроизводство фронта очистных работ.

Аннотация: Актуальность. Ключевой особенностью методологии управления ресурсной базой жидких углеводородов в условиях ухудшения структуры запасов является повсеместное и многоплановое использование не только прямых, но и косвенных, а также сопредельных данных для описания многообразия производственных процессов, синтез которых во многом оказывает влияние на эффективность принятия управленческих решений. Для использования высокоадаптивного и многофункционального научно-методического комплекса, позволяющего обоснованно решать широкий круг задач геологии и разработки залежей, важным аспектом является снижение степени неоднородности и неравновесности геолого-промысловой информации при помощи разных подходов, в том числе основанных на теории распознавания образов и поиске скрытых закономерностей. Это позволяет обоснованно и существенно снизить риски при управлении и регулировании процессов, происходящих в сложных неструктурированных системах нефтедобычи. Цель исследования - повышение эффективности управления активами недропользователей в рамках комплексного учета при реализации геологостатистического моделирования неоднородности и неравновесности промысловых данных. Предмет исследования - девонские объекты в терригенных коллекторах Южно-Татарского и Башкирского сводов, Бирской седловины и Благовещенской впадины Волго-Уральской нефтегазоносной провинции. Методика включала в себя методы распознавания образов, используемые при проведении глубокой дифференциации и группирования залежей; аналитические исследования распределения объектов в осях первых двух главных компонент; теорию индексов нечеткости в линейной метрике; гамильтоновы графы. Результаты. Установлено, что использование методов распознавания образов в рамках глубокой идентификации залежей, приуроченных к девонским объектам терригенных коллекторов Волго-Уральской нефтегазоносной провинции, позволяет обоснованно оптимизировать процесс поисков объектов-аналогов при вводе новых месторождений в промышленную разработку. Это возможно благодаря построению распределения объектов в осях первых двух главных компонент, на которые приходится более семидесяти процентов общей дисперсии параметров. На основе полученных результатов сформированы восемь малых множеств, для которых рассчитаны индексы нечеткости. При помощи построения аналитической модели ветвлений гамильтонова графа выявлены неоднородность и неравновесность используемых промысловых данных, что успешно подтверждено результатами проведенного дискриминантного анализа. В рамках исследования представлены рекомендации прикладного характера, позволяющие оптимизировать процедуру точечной идентификации залежей.

Аннотация: Введение. Для обеспечения устойчивой работы предприятий в условиях высокой динамики среды целесообразно управлять производственным риском. Развитие механизма управления производственным риском требует обеспечения прогноза возникновения опасных производственных ситуаций для стратегического управления как производством в целом, так и промышленной безопасностью в частности. Основная задача исследования - выявление технологических предпосылок возникновения опасных производственных ситуаций для их последующей фиксации и контроля при осуществлении производственной деятельности. Методика проведения исследований. Прогноз возникновения опасных производственных ситуаций осуществлен на основании технологического аудита производственных единиц разрезоуправления АО «СУЭК-Кузбасс», проведенного 20-21 июля 2023 г. Аналогичные исследования выполнены для разрезов ООО «СУЭК-Хакасия». Результаты и их анализ. Выявлены области зарождения опасных производственных ситуаций, условия и закономерности их возникновения, характерные для открытой угледобычи. Определены индикаторы первичных и угрожающих последствий развития опасных производственных ситуаций, а также технологические предпосылки их возникновения на угольных разрезах. Показаны технологические индикаторы, отражающие доступные для наблюдения и измерения (качественного и количественного) характеристики контролируемого объекта как информационной базы для определения текущего состояния и прогнозирования динамики развития опасных производственных ситуаций. Выводы и область применения результатов. Установлены основные виды технологических индикаторов, предприятиям рекомендовано уточнить перечень и критическую величину индикаторов, обусловливающих безаварийную работу по процессам. Применение установленных индикаторов нацелено на снижение уровня производственного риска и, как следствие, повышение управляемости производственным процессом угольных разрезов.

Аннотация: Введение. В статье приведены результаты лабораторно-экспериментальных исследований по моделированию процесса уплотнения отсыпанного в штабель железорудного концентрата под действием нагрузки. Проведена оценка изменения насыпной плотности в зависимости от физико-механических свойств концентрата и высоты штабеля. Цели работы - установление закономерностей изменения плотности железорудных концентратов, отсыпаемых в штабель, под действием веса вышележащих слоев штабеля и разработка методики оценки насыпной плотности отсыпаемого в штабель концентрата. Методология. Контроль и учет количества произведенного концентрата на складах обогатительных фабрик реализуется на основе данных маркшейдерской съемки объема его штабелей и насыпной плотности влажного концентрата. При этом не учитывается уплотнение концентрата в обмеряемых штабелях под действием собственной нагрузки за определенный период времени. Уплотнение концентрата происходит за счет сокращения (или полного удаления) из него газообразной или жидкой фазы. Удаление жидкой фазы связано с фильтрацией воды и может происходить только при длительном, измеряемом месяцами, действии уплотняющей нагрузки (консолидации). Кратковременное действие нагрузки (часы, сутки) приводит к уплотнению концентрата за счет удаления газообразной фазы, а жидкая фаза не отфильтровывается из концентрата. Пределом уплотнения концентрата от кратковременно действующей нагрузки является полное удаление газообразной фазы и превращение материала из трехфазной системы в двухфазную («твердая-жидкая»). Результаты. Установлено, что под воздействием приложенных нагрузок твердые частицы дисперсного материала (концентрата) практически не уплотняются. По результатам лабораторно-аналитических исследований определен нелинейный характер изменения плотности концентрата в штабеле в зависимости от нагрузки, эквивалентной высоте вышележащего слоя этого концентрата. Выводы. Полученные результаты исследований позволяют оценить изменение насыпной плотности концентратов в зависимости от степени наполнения складов, что имеет большое значение при составлении технологического и товарного балансов обогатительной фабрики.

Аннотация: Введение. В ряде случаев, когда недоступно или нецелесообразно применение мокрых методов гравитационного обогащения, применяются сухие методы. В частности, автором статьи разработан и исследуется метод газодинамической сепарации ламинарным потоком газа при разном давлении. В статье рассмотрены результаты изучения влияния режимных параметров газодинамической сепарации на характеристики движения твердых частиц неправильной формы в плоской турбулентной струе и далее сквозь среду после выхода из разгонного канала щелевого сечения. Методология. Эксперименты проводились на исследовательской установке газодинамической сепарации, спроектированной и построенной автором, позволяющей осуществлять газодинамическую сепарацию как разреженными газами (абсолютное давление от 10 кПа), так и газами под избыточным давлением (до 200 кПа). Ход работы. Изучены поведение твердой частицы после выхода из разгонного канала; стадии процесса улавливания; влияние на результаты сепарации таких факторов, как природа вещества применяемого газа, определяющая его плотность и вязкость, абсолютное статическое давление выбранного газа, его температура, линейная скорость движения в разгонном канале, а также геометрические параметры разгонного канала. Выявлены значимые режимные параметры газодинамической сепарации, влияющие на движение частиц после выхода из разгонного канала, и взаимосвязь этих величин с параметрами улавливания частиц - средним расстоянием, показателем разброса и асимметрией распределения массы материала по ряду приемных контейнеров. Результаты проведенного исследования позволят рассчитывать и устанавливать режимы газодинамической сепарации ламинарным потоком газа, обеспечивающие максимальную эффективность разделения зернистых материалов по плотности, размеру и форме

Аннотация: 5-6 июня 2024 года состоялась очередная выездная научно-практическая конференция специалистов взрывного дела «Технология и безопасность взрывных работ», организованная Ассоциацией «Взрывники Урала» и Институтом горного дела УрО РАН. На площадке предприятия ООО «ЮжУралВзрывпром» в Челябинске собрались представители науки и горной промышленности для совместного обсуждения вопросов внедрения инновационных решений на горнодобывающие предприятия. На конференции прозвучали доклады на темы: производство и применение промышленных гранулированных и эмульсионных взрывчатых веществ в условиях горных предприятий; использование твердотопливных газогенераторов при обрушении зданий, дроблении декоративного камня и горных пород в условиях тесной городской застройки; совершенствование параметров буровзрывных работ и их адаптация к изменяющимся горно-геологическим условиям при разработке сложно-структурных месторождений; исследования детонационных и энергетических характеристик промышленных взрывчатых веществ; изучение гранулометрического состава взорванной горной массы современным оборудованием; преимущества и недостатки применяемых электронных систем инициирования иностранного производства. Проведенная конференция выполнила намеченные цели: пополнила знания специалистов взрывного дела; послужила дальнейшему сближению взрывников, науки и производства; дала возможность ознакомиться с потенциалом электронных систем инициирования Hitronic как теоретически, так и непосредственно на карьере.

Аннотация: Введение. В связи с ростом мирового спроса на определенные металлы и минералы в последние годы все большее внимание уделяется изучению подводных горных работ, в частности, разработке месторождений твердых полезных ископаемых на арктическом шельфе. Однако экстремальные природные условия, характерные для Крайнего Севера (низкая температура воды, наличие постоянного ледяного покрова определенных участков акваторий и, соответственно, их ограниченная доступность) создают серьезные проблемы для успешной реализации практики подводной добычи. Цели работы - изучить существующие экстремальные природно-климатические условия Крайнего Севера; представить стратегии адаптации к ним подводных горных работ; поддержать развитие устойчивой и ответственной практики добычи полезных ископаемых в Арктическом регионе. Результаты исследования показывают, что адаптация подводных горных работ к экстремальным природным условиям Крайнего Севера возможна на основе многостороннего подхода, ее важнейшими составляющими являются технологические инновации, грамотное планирование работ, а также соблюдение техники безопасности для обеспечения здоровья персонала. Выводы. В исследовании рассмотрены экстремальные природные условия Крайнего Севера, указывающие на необходимость разработки комплексных стратегий адаптации при необходимости добычи твердых полезных ископаемых со дна арктического шельфа.

Аннотация: Актуальность. Значительное сопротивление копанию мерзлых пород и углей диктует необходимость их разупрочнения для обеспечения возможности безвзрывного рыхления и выемки. Возможным решением этого вопроса может быть использование поверхностно-активных веществ (ПАВ). Основные затруднения в условиях криолитозоны наблюдаются в зимнее время при разработке самого верхнего, наиболее промерзшего в зимний период деятельного слоя пород. Оптимальные условия для разработки можно обеспечить за счет разупрочнения, для повышения его эффективности предлагается использовать устройство - полезную модель, разработанную Институтом горного дела Севера Сибирского отделения РАН. Цель исследований - обосновать принцип действия предлагаемой полезной модели. Ее технической задачей является разупрочнение мерзлых пород при непрерывном проникновении раствора ПАВ в трещины и поры горного массива за счет гидростатического давления для повышения эффективности ведения вскрышных работ на угольных разрезах криолитозоны. Результаты исследований. Устройство для непрерывного предварительного разупрочнения мерзлых горных пород вокруг пробуренной нисходящей вертикальной скважины состоит из полого картонного цилиндра с размещенной внутри него герметичной капсулой с ПАВ (раствор NaCl в концентрации 15-75 %), цилиндр выполнен с горловиной для размещения его в устьевой части внутри скважины. Для обеспечения устойчивого непрерывного проникновения раствора по трещинам и порам в массиве за счет гидростатического давления внутри скважины объем герметичной капсулы превышает объем скважины не менее чем в три раза, а высота цилиндра не менее чем в два раза больше его диаметра. Для равномерного поступления раствора в скважину горловина снабжена перфорированным дозатором, в верхней части цилиндра установлен клапан для уравновешивания давления с атмосферным воздухом, а нижняя часть для придания дополнительной устойчивости присыпана буровой мелочью. Выводы. Предложенная полезная модель предварительного разупрочнения мерзлых вскрышных пород при открытой разработке месторождений твердых полезных ископаемых криолитозоны за счет воздействия водных растворов ПАВ на горные породы обеспечивает изменение их прочностных и деформационных свойств, что позволяет в определенных пределах управлять состоянием и свойствами горного массива.