Аннотация: Введение. Практически не существует надежной методики осуществления сдвига пород по реальным трещинам массива (натурного эксперимента), преобладают лабораторные исследования на эквивалентных материалах. Столь упрощенный подход крайне неточен и не отражает истинную геометрию поверхностей ослабления. Необходимо проводить эксперименты с горной породой и присущей ей реальной трещиной, поскольку реальные трещины далеки от такой идеализированной модели. Актуальность. Потеря устойчивости горных выработок (как подземных, так и открытых) в трещиноватых породных массивах определяется, как правило, сдвигом пород по трещинам отдельности. Однако геометрия природной трещины может быть установлена только по ее следу на обнажении пород, доступа к ее поверхности в натурных условиях, как правило, нет. В связи с этим исследования, направленные на прогноз рельефа трещины по ее следу на обнажении, являются актуальными. Цель работы - разработка методов и средств прогноза фрактальных характеристик поверхности ослабления пород (трещины) для оценки устойчивости выработок в трещиноватых массивах. Методология исследований - фрактальный анализ с применением прикладных и специально разработанных программ для получения матрицы координат характерных точек поверхности трещин. Результаты и выводы. С помощью разработанной технологии автоматизированного извлечения матрицы координат получены координаты поверхностей реальных трещин. Проведен фрактальный анализ для каждого из образцов и рассчитана фрактальная размерность. Установлено, что технология автоматизации извлечения координат поверхности трещин и разработанная компьютерная программа позволяют провести анализ поверхности даже сложных трещин, оценить геометрию поверхности трещин в образцах или получить информацию о характеристиках рельефа поверхностей скольжения трещиноватых массивов.

Аннотация: Введение. Высокие уровни запыленности воздуха в зоне дыхания горнорабочих наблюдаются в очистных и проходческих забоях, проветривание которых организовано в полном соответствии с действующими требованиями охраны труда. Причину несоответствия фактических условий труда по фактору аэрозолей преимущественно фиброгенного действия (АПФД) проектным параметрам следует искать в системных недостатках подходов к проектированию обеспыливающей вентиляции подземных горных выработок. Традиционно расчет вентиляции производится исходя из предельно допустимой среднесменной концентрации пыли в проветриваемом объеме, но при этом не учитывается концентрация пыли в рабочей зоне. Проведенные автором исследования и государственная статистика подтверждают несоответствие расчетных параметров вентиляции подземных выработок измеренным параметрам АПФД в зоне дыхания работника. Цель работы - исследование санитарно-гигиенических условий труда горнорабочих. Методы исследования. Для достижения поставленной цели использован комплексный подход, включающий анализ статистических данных Федеральной службы государственной статистики и литературных источников, а также натурные экспериментальные измерения концентрации пыли в зоне дыхания горнорабочих. Результаты. Измерения концентрации пыли, произведенные автором, позволяют сделать вывод о том, что условия труда по фактору воздействия АПФД при выполнении работ в подземных горных выработках не соответствуют гигиеническим нормам. Очевидно, что в таких условиях снижение уровня профессиональной заболеваемости пневмокониозами у горнорабочих невозможно. Выводы. Проектирование обеспыливающей вентиляции подземных горных выработок должно учитывать концентрацию пыли не только в проветриваемом объеме, но и в рабочей зоне. Обеспечение допустимых санитарно-гигиенических условий труда горнорабочих и снижение уровня их профессиональной заболеваемости невозможно без совершенствования методов проектирования обеспыливающей вентиляции подземных горных выработок.

Аннотация: Введение. Глубоководная добыча твердых полезных ископаемых требует инновационных решений, сочетающих эффективность и экологическую безопасность. В статье рассматривается технология, объединяющая камуфлетное взрывание, гидромониторную обработку и эрлифтную транспортировку, - перспективный метод освоения морских месторождений. Методология. Проведен комплексный анализ работы гидромониторного комплекса на глубинах до 5000 м. Исследованы параметры камуфлетных взрывов (глубина заложения зарядов, тип взрывчатого вещества); режимы гидромониторного размыва (давление 15-25 МПа, угол струи 20°-35°), эффективность эрлифтного подъема пульпы. Данные получены в ходе натурных испытаний на полигонах Тихого океана с применением дистанционно управляемых подводных аппаратов для мониторинга (системы мониторинга ROV). Результаты. Установлено, что комбинированный метод повышает производительность добычи на 35 % по сравнению с традиционными технологиями. Оптимальное давление струи для различных пород составляет 18±2 МПа. Локализованное воздействие сокращает площадь нарушений дна до 50 кв. м. на участке. Время восстановления бентосных сообществ не превышает 18 мес. Область применения. Разработанные решения внедрены в проекты освоения железомарганцевых конкреций в зоне Кларион-Клиппертон. Технология позволяет минимизировать экологический ущерб за счет сокращения количества взвешенных частиц в воде (менее 10 мг/л), снизить энергопотребление на 22 % благодаря оптимизированным режимам работы, автоматизировать ключевые процессы добычи. Выводы. Предложенная технология демонстрирует преимущества для устойчивого освоения глубоководных минеральных ресурсов. Дальнейшие исследования направлены на адаптацию метода для арктических условий.

Аннотация: Введение. В Российской Федерации, как и в целом во всем мире, неуклонно возрастают объемы добычи полезных ископаемых. Есть основания полагать, что эта тенденция сохранится в обозримом будущем с ростом населения и увеличивающимися потребностями в минеральном сырье. Проектирование и управление горными предприятиями как природно-технологическими системами минерально-сырьевого комплекса - многофункциональная деятельность, включающая в себя технологическую, геологическую, экологическую, экономическую, социальную составляющие, что обуславливает необходимость междисциплинарного подхода к ней. В статье как один из вариантов реализации такого подхода рассматривается возможность совместного использования ESG-концепции и SWOT-анализа. Методология. Авторами проанализированы существующие концепции представления и описания природно-технологических систем и подходы к их проектированию и управлению ими в меняющихся условиях деятельности добывающих отраслей. Критически изучен и оценен существующий опыт реализации принципов совместного технологического, экологического, социального и корпоративного управления предприятиями в других отраслях. С использованием методов анализа и синтеза осуществлен поиск научно-практического подхода к использованию упомянутых принципов при решении задач, стоящих перед горной промышленностью. Результаты и обсуждения. Сформулирован алгоритм нахождения оптимальных решений комплексных, взаимосвязанных эколого-технологических, экологотерриториальных и производственно-социальных задач, основанный на совместном применении положений ESG-подхода (основанного на наборе базовых принципов, декларирующих совместный равнозначный учет экологических, социальных и управленческих аспектов в деятельности компаний при принятии технологических, структурных и инвестиционных решений) и SWOT-анализа (метода стратегического планирования, применяемого для оценки внутренних и внешних факторов, которые влияют на развитие компании). Дана оценка возможности и перспективности применения этого алгоритма для предприятий минерально-сырьевого комплекса. Выводы. Впервые предложено комбинированное применение инструментов ESG-анализа (оценка компании, основанная на ее экологических, социальных, технико-экономических и управленческих показателях) и SWOT-анализа в рамках решения комплекса эколого-технологических, эколого-территориальных и производственносоциальных задач. Перспективность применения предлагаемого алгоритма возрастает с развитием цифровых технологий, позволяющих обрабатывать большие массивы данных, что особенно актуально для предприятий минерально-сырьевого комплекса, характеризующихся непосредственной территориальной привязкой к месторождениям минерального сырья, которая обуславливает прямое либо косвенное влияние на разнокачественный ресурсный потенциал территории, включающий человеческий капитал, природные, инфраструктурные, энергетические и другие ресурсы.

Аннотация: Введение. В работе представлен метод обработки данных дистанционного зондирования спутника Landsat на платформе облачных вычислений Google Earth Engine (GEE) для получения информации о поверхностной температуре в местах добычи угля открытым способом. Актуальность работы. Пожары на предприятиях, добывающих уголь, серьезно влияют на среду обитания, загрязняют атмосферу токсичными газами, вызывают лесные пожары и просадки поверхности грунта на окружающей территории. Мониторинг температуры поверхности в районах добычи угля предоставляет важную информацию для раннего обнаружения пожароопасных участков и принятия решений по эффективному реагированию на риски возникновения техногенных пожаров. Дистанционное зондирование Земли из космоса дает возможность оперативно контролировать температуру поверхности угольных карьеров и отвалов по спутниковым тепловизионным инфракрасным каналам. Цель работы - определение температуры поверхности с помощью многовременных данных дистанционного зондирования Landsat на платформе облачных вычислений GEE, что позволяет обнаруживать аномальные изменения температуры в районах добычи угля. Метод проведения исследования. Сбор спутниковых данных Landsat, предварительная обработка и расчет температуры поверхности с помощью платформы GEE. Результаты. Определена температура поверхности угольных шахт Кханьхоа (провинция Тхайнгуен, северный Вьетнам) и Нонгшон (провинция Куангнам, центральный Вьетнам) с использованием программного обеспечения для обработки спутниковых данных Landsat на платформе GEE. Вывод. Платформа GEE позволяет преодолеть ограничения при хранении больших данных, а также повысить эффективность использования бесплатных материалов дистанционного зондирования. Результаты этой работы могут использоваться для получения объективной и своевременной информации о рисках пожарной опасности в районах угледобычи открытым способом.

Аннотация: Введение. Приводятся результаты оценки эффективности применения дробилок (мельниц), работающих по принципу свободного удара. Эффективность дробилок на стадии проектирования определяется по степени дробления и затратам энергии на единицу готовой продукции, так как применить другие критерии до изготовления опытного образца затруднительно. Поскольку разрушение кусков происходит свободным ударом, то энергия, требуемая для разрушения горной породы, не может быть больше кинетической энергии кусков в момент их схода с разгонной лопасти. Цель исследования - на основе теории подобия определить критерий эффективности рабочего процесса. Методы исследований - математическое моделирование, экспериментальные исследования на физической модели и полупромышленной установке, регрессионный анализ. Порядок проведения исследования. Степень дробления куска горной породы свободным ударом зависит от величины эквивалентного диаметра и скорости удара, т. е. затрат энергии, а также от плотности горной породы и прочностных свойств дробимого материала, она возрастает с увеличением эквивалентного диаметра и удельных затрат энергии. Поэтому в качестве независимых переменных взяты эквивалентный диаметр, удельная энергия куска и предельное напряжение, при котором происходит разрушение. Получено критериальное уравнение, связывающее удельную энергоемкость разрушения куска горной породы с его эквивалентным диаметром, плотностью и степенью дробления. В результате исследований установлено, что с уменьшением размеров куска для его разрушения необходимо существенно увеличивать его скорость. Следовательно, это требует повышения скорости удара на каждой последующей стадии разрушения. Если дробление свободным ударом происходит в несколько стадий, то скорость куска перед последующим ударом должна определяться с учетом величины максимального куска, образовавшегося после предыдущего удара. Выводы. Имея критериальное уравнение процесса дробления, возможно выбрать рациональные конструктивные и режимные параметры дробилки.

Аннотация: Цель работы - оценка влияния хрупко-пластических свойств пластов смешанной структуры на оптимальные параметры схемы набора резцового режущего инструмента шнековых исполнительных органов, обеспечивающие наибольшую эффективность процесса разрушения забоя. Методика. Достижение поставленной цели обеспечивалось на основе системного подхода, при рациональном сочетании теоретических и экспериментальных методов исследований. Математическая модель влияния хрупко-пластических свойств пластов смешанной структуры на значение рациональной ширины среза базируется на общепризнанных положениях теории резания углей и пород. Результаты. Проведенные исследования показали, что в условиях смешанного забоя увеличение эффективности работы очистного комбайна достигается за счет выбора рациональных параметров схемы набора резцового режущего инструмента шнекового исполнительного органа, важен учет особенностей структуры и хрупко-пластических свойств составляющих смешанного забоя, включая породные прослои. Выводы. Существенное повышение эффективности работы очистного комбайна в условиях смешанного забоя может быть обеспечено выбором оптимальной ширины среза при формировании рациональной схемы набора резцового режущего инструмента шнекового исполнительного органа, важен учет структуры и хрупко-пластических свойств углей и пород, составляющих смешанный забой. Так, формирование схемы набора с учетом хрупко-пластических свойств углей и породных прослойков смешанного забоя обусловливает возможность снижения удельных энергозатрат работы комбайна до 74 % в зависимости от удельного веса мощности породных прослойков и их хрупко-пластических свойств.

Аннотация: Введение. Метрологическое обеспечение геологоразведочных работ играет ключевую роль в повышении точности и достоверности результатов измерений, особенно при геофизических исследованиях скважин. Применение стандартных образцов (СО) помогает осуществлять эффективную калибровку и аттестацию оборудования, используемого в полевых условиях, горнопромышленной геологии и горной геофизике. Цель работы - рассмотреть и проанализировать методику и технологию изготовления стандартных образцов, используемых в радиометрических методах каротажа, и выработать меры по улучшению качества и точности СО. Методика изготовления стандартных образцов. Для достижения высокого уровня метрологического обеспечения радиометрических методов каротажа необходимо и достаточно иметь шесть стандартных образцов, пересеченных скважиной. Материалы для изготовления СО должны отвечать строгим требованиям по качеству и однородности состава. Чаще всего используются урановые, ториевые и калиевые руды, а также химически чистые соединения, такие как хлористый калий и двуокись тория. Максимальный размер частиц не должен превышать 5 мм. Укладку материала необходимо выполнять аккуратно во избежание образования пустот и неоднородного распределения радионуклидов. Качество изготовленных стандартных образцов проверяется специальными методами, направленными на оценку однородности и стабильности материала. Результаты и их анализ. Полученные результаты показали, что правильная технология изготовления и аттестации СО позволяет обеспечить высокую точность и стабильность измерений, что является залогом успешной реализации геологоразведочных работ. Выводы. Использование полного комплекта СО позволяет достичь высокой точности и достоверности результатов измерений, что чрезвычайно важно для современной геологоразведочной практики, горнопромышленной геологии и горной геофизики.

Аннотация: Введение и цель исследования. По сравнению с мониторингом оседаний земной поверхности в городах, значительные смещения и большие уклоны на участках производства горных работ сильнее препятствуют точности развертывания фазы и эффекту декогерентности, затрудняя использование метода радарной интерферометрии с синтезированной апертурой InSAR. В работе рассматриваются сложности использования традиционной технологии InSAR для мониторинга значительных оседаний поверхности в районах добычи полезных ископаемых и демонстрируется эффективность технологии InSAR с временной когерентной точкой – TCPInSAR (Temporal Coherent Point InSAR) – для мониторинга оседаний в горнодобывающей промышленности при больших амплитудах смещений. Методы исследования. Использована технология TCPInSAR, которая не включает традиционный алгоритм развертывания фазы. Параметры оседаний получены с помощью метода наименьших квадратов, что позволило оценить скорость и временные ряды смещений по когерентным точкам, полученным с помощью радара с синтезированной апертурой. Результаты исследования. Для мониторинга деформаций в районе добычи полезных ископаемых были обработаны девять изображений ALOS PALSAR в L-диапазоне (длина волны 23,65 см), полученные в период с 30 июля 2007 г. по 3 апреля 2008 г. По результатам средняя скорость оседаний составила около 1000 мм/г, что согласуется с ожидаемыми значениями для подобных условий, полученными теоретическим путем. Хотя прямое сравнение с данными нивелирования оказалось невозможным, величина и пространственная структура оседаний земной поверхности соответствуют типичному техногенному движению земной поверхности. Выводы. С помощью технологии TCPInSAR успешно определены параметры смещений земной поверхности в зоне горных работ, покрытой растительностью. Сезонные изменения почвенного покрова сократили количество пригодных для использования интерферограмм, ограничив временную выборку. В результате, в некоторых случаях вместо единой непрерывной сети иногда формировались подсети, что усложнило процесс инверсии временных рядов. Хотя отсутствие данных полевого нивелирования не позволяет количественно оценить точность, полученная в результате эксперимента средняя скорость оседаний земной поверхности имеет определенную степень достоверности и согласуется с характером техногенных деформаций.

Аннотация: Введение. Прежде чем приступить к освоению месторождения, потенциальный недропользователь обязан пройти через ряд обязательных процедур: согласование, сбор, обработку и анализ геологических данных. Недропользователь собирает сведения о геологическом строении, составе горных пород, тектонических особенностях местности, наличии полезных ископаемых и других важных характеристиках, которые могут быть получены в результате геологических исследований, аэрофотосъемки, бурения скважин и другими методами. Именно на начальном этапе работы горнодобывающего предприятия необходимо провести тщательный анализ всех полученных данных, так как ошибки, допущенные при формировании лицензии на право пользования недрами, могут привести к серьезным экономическим проблемам для предприятия. В настоящее время остается актуальным вопрос о разработке методик, позволяющих производить экспресс-оценку проектных решений. Методы исследования. Для разработки методики экспресс-оценки при проектировании карьеров в среде геоинформационной системы охраняемых объектов Свердловской области проведен анализ нормативной и технической литературы, а также опыта проектирования горных предприятий с помощью геоинформационных систем. Результаты. На базе проведенного анализа предлагаются решения по улучшению существующей геоинформационной системы, позволяющие составлять документацию, удовлетворяющую требованиям законодательства, а также обеспечивать экономическую эффективность горных предприятий. Выводы и область применения. Использование предлагаемых решений при формировании лицензии на право пользования недрами позволит поэтапно уточнять данные, предварительные технические решения по отработке месторождения и природоохранные ограничения на стадии разработки технического задания на проектирование, что оказывает значительное влияние на дальнейшую судьбу предприятия.

Аннотация: В статье представлены результаты научно-производственной конференции «Технология и безопасность взрывных работ», организованной Институтом горного дела УрО РАН и Ассоциацией «Взрывники Урала». В рамках теоретической части конференции заслушаны научные доклады и сообщения на темы: оптимизация затрат на буровые работы; развитие буровзрывных работ на карьерах ПАО «Ураласбест» и Качканарского ГОКа; разработка Российским федеральным ядерным центром -Всероссийским научно-исследовательским институтом технической физики им. академика Е. И. Забабахина перспективных модульных перфораторов; создание и производство бурового инструмента, шарошечных буровых станков и горно-шахтного оборудования АО «Машиностроительный холдинг» и НАО «НИПИГОРМАШ»; технологии уплотнения просадочных грунтов глубинными взрывами; современные приборы производства ООО «ДАВТЕХ» для измерения гранулометрического состава взорванной горной массы и скорости детонации; создание биметаллических соединений с помощью взрывов. Особое внимание уделено перспективам применения электронных систем инициирования и необходимости модернизации оборудования. Конференция завершилась экскурсиями на производственные площадки ООО «Протол» и ООО «Металинвест», НАО «НИПИГОРМАШ» и ПАО «Ураласбест» с посещением музея. По итогам проведения конференции намеченные цели выполнены: пополнены знания специалистов взрывного дела; реализуется дальнейшее сближение взрывников, науки и производства. Следующая конференция запланирована на октябрь 2025 г., она будет посвящена электронным системам инициирования.