Аннотация: Актуальность. До 30 % геологоразведочных скважин бракуется из-за неконтролируемого искривления и превышения допустимых отклонений от проектной траектории, что приводит к искажению геологической модели и ошибкам в подсчете запасов. Существующие технические решения, применяемые для направленного бурения скважин, имеют ряд существенных ограничений ввиду присущих им конструктивных и технологических особенностей и в большинстве случаев не решают проблему. Это обуславливает потребность в простом, пассивном, но управляемом методе коррекции направления скважин, совместимом с вращательным бурением с применением снарядов со съемным керноприемником. Методика проведения исследований. Проведено аналитическое исследование кинематики и динамики забойной компоновки с пневмоударником в наклонной скважине, рассмотрены особенности ее работы. На основе уравнений равновесия сил и моментов определены зависимости для углов перекоса и накатывания забойной компоновки. Результаты и их анализ. Установлено, что искривление скважин при ударновращательном бурении обусловлено асимметричным разрушением забоя при устойчивом перекосе забойной компоновки с пневмоударником. Угол ее накатывания на стенки скважины, задающий направление искривления скважины, имеет зависимость от коэффициента трения в системе «буровая компоновка – стенка скважины», который возможно плавно изменять путем смены очистного агента (воздух – газожидкостная смесь), а также дополнительного введения смазывающих добавок. Выводы и область применения результатов. Ударно-вращательное бурение пневмоударниками обладает значительным потенциалом активного управления направлением скважины благодаря управляемому асимметричному разрушению забоя, обеспечивает слабую зависимость от анизотропии и неоднородности пород и обладает повышенной траекторной устойчивостью. Управление траекторией скважины возможно производить пассивно, но целенаправленно – за счет применения различных центраторов в забойной компоновке и изменения места их установки, а также регулирования коэффициента трения в системе «буровая компоновка – стенка скважины».

Аннотация: Введение. Для калийных рудников условием соблюдения природоохранных мер является применение гидрозакладочных комплексов. При эксплуатации на них насосных станций наблюдается рост случаев выхода из строя центробежных насосов по причине аварийных отключений и перебоев в сетях электроснабжения. Такие отключения оказывают негативное влияние на работу насосных станций и приводят к увеличению затрат на капитальные ремонты и обслуживание насосов. в сетях Цель работы – анализ процесса работы насосных установок в насосной станции при авариях электроснабжения; определение методов использования гидрогенераторных установок в составе насосных станций; практические расчеты условий и результатов применения гидрогенераторов в насосных станциях калийных рудников. Методология проведения работы. Для определения характеристик гидрогенераторных установок рассматриваются режимы работы сетей электроснабжения, а также процессы, возникающие при аварийных отключениях насосов. Решение о возможности применения гидрогенераторов в технологическом процессе гидрозакладочного комплекса принято на основе выполненного анализа, обобщения научно-технической информации и нормативных правил. Результаты анализа позволили определить условия применения гидрогенераторных установок в насосных станциях гидрозакладочного комплекса. Обозначены методы подключения гидрогенераторов к сетям электроснабжения, а также способы автоматизации. Проведены практические гидрогенераторов в составе насосных станций. расчеты условий применения Актуальность. Применение гидрогенераторов в гидрозакладочных комплексах является одним из решений по снижению экономических и капитальных затрат. Рассматриваемый алгоритм применения гидрогенераторов позволит снизить расходы производства на выполнение природоохранных мер. Возможна эксплуатация гидрогенераторных установок не только на калийных рудниках, но и в других секторах производства, а также шахтном водоотливе. Выводы. Применение гидрогенераторных установок в составе гидрозакладочного комплекса позволит предприятию снизить финансовые расходы на капитальный ремонт насосных установок и обеспечить стабильную работу насосных станций.

Аннотация: Введение. При разработке открытым способом перспективных участков Ерунаковского месторождения Кузнецкого угольного бассейна проектными решениями предусматривается строительство первоначального блока, который в дальнейшем будет являться емкостью для складирования вскрышных пород последующих блоков. При этом не решены вопросы повышения концентрации горных работ, сокращения расходов на наиболее сложный и затратный процесс транспортирования породы на отвалы, расположение которых определяется схемой транспортных коммуникаций между блоками. Цель исследования – разработка и обоснование технологического решения по организации строительства первоначального блока, обоснование решения по транспортированию вскрыши и сокращению расходов при перемещении породы на отвалы. Методология проведения исследования: определение и анализ основных технологических решений, принятых в проектной документации; разработка нового подхода к формированию выработанного пространства первоначального блока и оптимизации процесса транспортирования вскрышной породы на внутренний отвал. Результаты. Предложен новый технологический подход к организации выработанного пространства первоначального блока, основанный на ускоренном переходе к внутреннему отвалообразованию с использованием многоярусных отвалов полной проектной высоты, что обеспечивается формированием транспортной связи между уступами бортов и ярусами внутреннего отвала по горизонтальным транспортным бермам на нерабочих бортах разреза, с минимизированием использования скользящих съездов на рабочем борту и внутреннем отвале. Новое технологическое решение позволяет снизить затраты на 1 т грузооборота добытого полезного ископаемого более чем на 30 %.

Аннотация: Введение. В условиях увеличения общей продолжительности эксплуатации шахт и рудников России происходит рост доли аварийных участков горных выработок, непригодных для нормальной эксплуатации. Разработка эффективных технических и технологических решений по их восстановлению является весьма актуальной. Цели работы – совершенствование методов оценки напряженно-деформированного состояния системы «крепь – упрочненный слой – разрушенный слой – породный массив» в плоской постановке задачи методами механики подземных сооружений, а также оценка влияния величины радиуса зоны упрочнения пород вокруг ствола на параметры напряженного состояния крепи. Методика исследования. В статье рассмотрены способы оценки напряженнодеформированного состояния крепи и массива методами механики подземных сооружений в плоской постановке задачи, а также геофизические методы изучения геометрических параметров упрочненных пород (георадиолокация). Результаты определения фактического контура упрочненного слоя пород вокруг ствола методом георадиолокации, а также оценки влияния соответствующего коэффициента неровности на интенсивность напряжений в крепи описаны в работе. Выводы. Получено аналитическое решение плоской контактной задачи взаимодействия системы «крепь – упрочненный слой – разрушенный слой – породный массив», позволяющее выполнить оценку запаса несущей способности крепи с учетом формирования неровного слоя упрочненных пород вокруг ствола при его восстановлении. Отмечена необходимость рассмотрения задачи по оценке влияния опережающего упрочнения разрушенных пород в пространственной постановке.

Аннотация: Введение. Вертикальный шахтный ствол, как техническое сооружение с большим сроком эксплуатации, подвергается интенсивным нагрузкам различного происхождения. Своевременное выявление опасных геомеханических процессов в крепи стволов является весьма актуальным и способствует повышению его безопасной эксплуатации. Цель работы – совершенствование методов экспериментальной оценки напряженнодеформированного состояния бетонной крепи эксплуатируемых шахтных стволов. Методика исследования. Выполнено математическое моделирование модернизированного метода частичной разгрузки для оценки напряженнодеформированного состояния бетонной крепи вертикальных стволов с применением метода конечных элементов и специализированного программного комплекса Midas. Результаты. На основании анализа полученных результатов математического моделирования натурного эксперимента выявлены масштабные коэффициенты влияния размеров базы измерения и глубины разгрузочной скважины на результаты определения напряжений в бетонной крепи. Полученные данные коррелируют с действующими нормативными документами, регламентирующими контроль и оценку прочности бетона. Выводы. На основании расчетов математической модели метода частичной разгрузки по схеме Ж. Талобра при изменении различных параметров технологии проведения измерений выявлены масштабные коэффициенты влияния – линейных размеров базы измерения и глубины разгрузочной скважины.

Аннотация: Введение и актуальность. В инженерной практике нередко встречается задача определения мощности водонасыщенного слоя грунта либо геологического состава приповерхностного слоя на небольших участках поверхности Земли, когда бурение сети скважин и непосредственное определение состава грунта по каким-либо причинам невозможно. В качестве альтернативных применяются различные геофизические методы, в частности электроразведки: зондирование и профилирование. Существующие в настоящее время методы зондирования основаны на том, что питающие электроды установки располагаются в возрастающем логарифмическом масштабе. Это приводит к некоторым искажениям измерений и погрешностям при интерпретации в случае малоглубинного электрического зондирования, когда разнос электродов составляет 20–30 м. В связи с этим модификация метода вертикального электрозондирования, ориентированная именно на малоглубинную диагностику грунтов, представляется важной и актуальной. Цель работы – произвести модификацию метода вертикального электрозондирования в части расчета теоретических значений кажущегося удельного электросопротивления для малоглубинной диагностики грунта. Результаты. Разработан метод расчета коэффициентов линейного фильтра для несобственных интегралов Хенкеля, которые используются при вычислении кажущегося удельного электросопротивления, применяется линейная замена переменных и подбор коэффициентов фильтра на основе явного интегрирования пробных функций. Получены конкретные значения коэффициентов линейных фильтров в случае установок Веннера и Шлюмберже. Проведена их численная апробация при расчете сопротивлений в случае многослойного пространства. Кривые удельного сопротивления показали хорошую визуальную сходимость с аналогичными кривыми, полученными другими авторами. В качестве примера работоспособности полученных фильтров рассмотрена обратная задача подбора параметров виртуальной двухслойной среды для модельных тестовых и реальных полевых данных. Расчеты показали более правдоподобную структуру двухслойной среды, чем имеющиеся в свободном доступе программы для интерпретации данных. Выводы. Полученные наработки могут быть использованы для многоэлектродного сплошного зондирования (томографии), а также других видов электроустановок.

Аннотация: Введение. Основными факторами, снижающими эффективность угольной энергетики, являются повышение экологических требований к горным предприятиям, увеличение зольности угля (что эквивалентно снижению его качества, т. е. теплоты сгорания), возрастание стоимости электроэнергии. Основное негативное влияние на окружающую среду оказывают относительно высокозольные, мелкие фракции угля (–13+0 мм). Их выход при механизированной выемке может доходить практически до 80 %. Цель работы – обосновать конструктивные и режимные параметры фрикционновоздушного сепаратора. Методология исследования включает в себя применение имитационных и физических моделей, проведение экспериментальных работ и статистическую обработку данных с использованием регрессионного анализа. Результаты. Подземное предварительное разделение фракций угля позволяет значительно уменьшить объем хвостохранилищ, снизить затраты на транспортировку горной массы и повысить эффективность работы предприятия. Существуют два основных метода подземного обогащения высокозольных углей: сухое и мокрое (флотация). Сухое обогащение имеет преимущества перед мокрым благодаря своей технологической простоте (отсутствие водного хозяйства) и более низким эксплуатационным затратам. Однако из-за низкой эффективности сухое обогащение угля в XXI в. практически не используется. Исследования показали, что физикомеханические свойства сростков угля, такие как размер кусков, плотность и коэффициенты трения, являются случайными величинами, распределенными по различным законам. Распределение выхода фракций размером менее 10 мм и зольности можно аппроксимировать равномерным законом. Важно отметить, что коэффициент трения и плотность угля зависят от его зольности и увеличиваются с ее ростом. Например, низкозольный уголь (до 3 % золы) имеет коэффициент трения по стали в диапазоне 0,30–0,32, в то время как уголь со средней зольностью (3–30 %) показывает значения 0,60–0,62. Эта разница в трении напрямую влияет на скорость движения кусков: низкозольные куски движутся быстрее высокозольных при схожих условиях. Плотность низкозольного угля колеблется от 1000 до 1100 кг/м3, тогда как плотность высокозольного может достигать значений пустой породы 3000–4000 кг/м3. Выводы. При использовании воздушной сепарации для кусков одинакового размера более низкая скорость движения высокозольных кусков по сравнению с низкозольными позволяет осуществить их разделение и повысить извлечение концентрата из мелких фракций.

Аннотация: Введение. Флюорито-селлаитовый концентрат, получаемый при переработке руд Суранского месторождения, в последние годы является востребованным продуктом для рафинирования стали, он используется в качестверазжижителя шлака в сталеплавильном производстве. Для обеспечения высокой скорости наведения шлака, снижения температуры плавления и вязкости в состав шлаковой смеси вводят флюорит. Добавление селлаита повышает степень десульфурации металла, к тому же он является более инертным материалом по отношению к огнеупорной футеровке ковшей. Контроль содержания дифторида кальция в продукте осуществляется химическим способом. Для определения содержания дифторида магния такая методика отсутствует. Целью исследований стала разработка способа определения содержания дифторида магния во флюорито-селлаитовом и селлаитовом продуктах. Техническая задача заключается в получении стабильных показателей и повышении достоверности результатов при нахождении массовой доли дифторида магния во флюорито-селлаитовом и селлаитовом продуктах. Сущность предлагаемого способа заключается в определении массовой доли дифторида магния во флюорито-селлаитовом и селлаитовом продуктах, при этом отсутствует необходимость применения фотометрического прибора для определения содержания оксида магния в анализируемых материалах. Для прямого определения дифторида магния используется титриметрический метод. Повышение достоверности результатов анализа достигается исключением использования методики расчета эквивалентной величины дифторида магния по содержанию его оксида, что обеспечивает повышение эффективности метода химического анализа для лабораторий горного и металлургического производства. Результатом является реализация способа определения содержания дифторида магния во флюорито-селлаитовом и селлаитовом продуктах по методике, не требующей продолжительного времени выполнения, применения дорогостоящих химических реагентов и специального оборудования. Новизна исследования заключалась в изобретении способа определения содержания дифторида магния во флюорито-селлаитовом и селлаитовом продуктах, не имеющего аналогов в мире. Научной новизной работы является выявление высокой растворимости дифторида магния в пробе материала в солянокислом растворе с борной кислотой, подвергаемой сначала кипячению и затем титрованию для получения более достоверных результатов. Выводы. Разработанный способ химического анализа определения содержания дифторида магния во флюорито-селлаитовом и селлаитовом продуктах, которые используются в черной металлургии для рафинирования стали, может применяться в горной и металлургической промышленности.

Аннотация: Введение. Статья посвящена разработке методики цифровой фотограмметрической съемки структурной нарушенности горного массива бортов карьеров с использованием доступных технических средств. Актуальность исследования обусловлена необходимостью совершенствования методов документирования трещиноватости для повышения безопасности и оперативности работ. Целью исследования является разработка оптимизированного подхода к цифровой съемке структурной нарушенности с применением экшен-камеры GoPro HERO11. Основное внимание уделено оптимизации настроек камеры (разрешение 5.3K, 4 : 3, режим объектива «линейный», высокая резкость) и условий съемки (расположение камеры относительно уступа с учетом его высоты и угла откоса). Методика включает полевую съемку с использованием разработанных параметров, получение необходимых фотоматериалов и последующий количественный анализ характеристик структурных нарушенностей. Апробация проведена на месторождениях Южного Урала (Малый Куйбас, Известковый, Юбилейный). Результаты исследования показали, что по сравнению с классическими предложенный метод позволяет в 3–5 раз сократить время документирования, обеспечивая при этом сопоставимую точность измерений. Наибольшая точность достигается при использовании режима объектива «линейный». Для различных геометрических параметров уступов определены оптимальные расстояния и высоты установки камеры для минимизации мертвых зон. Основной вывод работы подтверждает, что разработанная методика представляет собой эффективное технологичное решение для оперативной оценки структурной нарушенности бортов карьеров, обладающее практической значимостью для прогнозирования устойчивости откосов при проектировании и эксплуатации карьеров. Ключевые слова: цифровая съемка; фотограмметрия; трещиноватость; 3D-моделирование; устойчивость бортов; борта карьера; экшен-камера; параметры камеры; пространственное положение камеры; дистанционный мониторинг; параметры трещиноватости; карьерные откосы.