Rambler's Top100
Институт горного дела СО РАН
 Знак «Шахтерская слава» Лаборатория механики деформируемого твердого тела и сыпучих сред Кольцевые пневмоударные машины для забивания в грунт стержней Лаборатория механизации горных работ
ИГД » Издательская деятельность » Журнал «Физико-технические проблемы… » Номера журнала » Номера журнала за 2016 год » ФТПРПИ №5, 2016. Аннотации.

ФТПРПИ №5, 2016. Аннотации.


ГЕОМЕХАНИКА


УДК 550.834 

МЕТОДИКА И РЕЗУЛЬТАТЫ СЕЙСМИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ОБРАЗОВАНИЯ ОПОЛЗНЕЙ В УСЛОВИЯХ МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ ПОРОД
М. В. Курленя, Г. С. Чернышов, А. С. Сердюков, А. А. Дучков, А. В. Яблоков

Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, E-mail: ss3032@yandex.ru,
Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН,
просп. Академика Коптюга, 3, 630090, г. Новосибирск, Россия
Новосибирский государственный университет, ул. Пирогова, 2, 630090, г. Новосибирск, Россия

Рассматривается проблема сейсмического мониторинга процессов оползнеобразования. Подобные исследования особенно актуальны при разработке месторождения твердых полезных ископаемых открытым способом в районах с вечной мерзлотой. Интенсивное антропогенное воздействие на фоне естественных процессов оттаивания вечной мерзлоты в результате потепления климата может приводить к катастрофическим последствиям. Предлагается методика построения скоростных разрезов сейсмических волн вдоль склонов при наличии резко-контрастных неоднородностей, обусловленных наличием мерзлых пород. С помощью данного подхода возможно исследовать поверхности скольжения оползней, выявлять зоны возможного обрушения с пониженной скоростью волн, обусловленной повышенной трещиноватостью. Приведены результаты обработки полевых данных, полученных вблизи пос. Чаган-Узун Кош-Агачского района Республики Алтай.

Многолетнемерзлые породы, устойчивость бортов карьеров, оползни, малоглубинная сейсмо-разведка, продольные волны, метод полей времен пробега, томография, поверхность скольжения

Работа выполнена при финансовой поддержке гранта президента России для молодых кандидатов наук № МК-7778.2016.5 и Российского фонда фундаментальных исследований (грант № 16–35–60062).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Великин С. А., Марченко Ю. Л., Бажин К. И. Геофизические исследования при изучении инженерно-геокриологического состояния вмещающих горных пород восточного карьера “Нюрбинский” (Западная Якутия) // Вестн. КРАУНЦ. Науки о Земле. — 2015. — № 3. — Вып. № 27. — С. 35 – 46.
2. Булыгина О. Н., Коршунова Н. Н., Разуваев В. Н. Специализированные базы данных о климатических ресурсах для различных отраслей экономики // Климатические ресурсы и методы их представления для прикладных целей: сб. докл. конф. — СПб., 2005. — С. 146 – 150.
3. Рекомендации по инженерно-геологическим изысканиям в районах развития оползней / Производст¬венный и научно-исследовательский институт по инженерным изысканиям в строительстве Госстроя СССР. — М., 1969. — 98 c.
4. Воронков О. К., Моторин Г. А., Михайловский Г. В., Кунцевич С. П. Сейсмогеологические классификации грунтов криолитозоны // Криосфера Земли. — 1997. — № 3. — C. 47 – 54.
5. Скворцов А. Г., Садуртинов М. Р., Царев А. М. Сейсмические критерии идентификации мерзлого состояния горных пород // Криосфера Земли. — 2014. — № 2. — С. 83 – 90.
6. Гольдин С. В., Киселева Л. Г., Пашков В. Г., Черняк В. С. Двумерная кинематическая интерпретация сейсмограмм в слоистых средах // Тр. ИГиГ СО РАН, Вып. 808. — Новосибирск: ВО Наука. — 1993. — 209 с.
7. Курленя М. В., Сердюков А. С., Чернышов Г. С., Яблоков А. В., Дергач П. А., Дучков А. А. Методика и результаты исследования физико-механических свойств связных грунтов сейсмическим методом // ФТПРПИ. — 2016. — № 3. — С. 3 – 10.
8. Serdyukov A. S., Patutin A. V., Shilova T. V. Numerical evaluation of the truncated singular value decomposition within the seismic traveltimes tomography framework, Journal of Siberian Federal University. Mathematics & Physics, 2014, Vol. 7, No. 2. — P. 224.
9. Sethian J. A. Fast marching level set method for monotonically advancing fronts, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1996, Vol. 93. — P. 1591 – 1595.
10. Crandall M. G., Lions P. L. Viscosity solutions of Hamilton – Jacobi equations, Transactions of the American Mathematical Society, 1983, Vol. 277, No. 1. — Р. 1 – 42.


УДК 622.235.535.2 

О ПРИЛОЖЕНИЯХ НЕАРХИМЕДОВА АНАЛИЗА В МЕХАНИКЕ БЛОЧНО-ИЕРАРХИЧЕСКОЙ ГЕОСРЕДЫ
А. Ф. Ревуженко

Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, E-mail: revuzhenko@yandex.ru,
Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия

Рассмотрена возможность использования неархимедова анализа для построения моделей многомасштабной геосреды на основе понятия диссипативной функции. В качестве координат введены неархимедовые прямые, обладающие неограниченной иерархией. Дано обобщение на двумерный случай основных понятий одномерного математического анализа.

Геосреда, иерархия, деформация, диссипативная функция, неархимедова величина

Работа выполнена за счет средств Российского научного фонда (проект № 16–17–10121).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Булат А. Ф., Дырда В. И. Фракталы в геомеханике. — Киев: Наук. думка, 2005. — 356 с.
2. Журавков М. А., Романова Н. С. Определение физико-механических свойств геоматериалов на основе данных наноидентирования и моделей дробного порядка // ФТПРПИ. — 2016. — № 2. — С. 3 – 15.
3. Ревуженко А. Ф., Стажевский С. Б., Шемякин Е. И. О механизме деформирования сыпучего материала при больших сдвигах // ФТПРПИ. — 1974. — № 3. — С. 130 – 133.
4. Садовский М. А. Об естественной кусковатости горных пород // ДАН. — 1979. — Т. 247. — № 4. — С. 829 – 832.
5. Кочарян Г. Г., Спивак А. А. Динамика деформирования блочных массивов горных пород. — М.: ИЦК Академкнига, 2003. — 422 c.
6. Осокина Д. Н. Об иерархических свойствах тектонического поля напряжений // Поля напряжений и деформаций в земной коре / под ред. Ю. Д. Буланже. — М.: Наука, 1987. — С. 136 – 151.
7. Ребецкий Ю. Л. Напряжения и прочность природных массивов. — М.: ИКЦ Академкнига, 2007. — 406 с.
8. Адушкин В. В., Спивак А. А. Физические поля в приповерхностной геофизике. — М.: Геос. — 2014. — 360 с.
9. Курленя М. В., Опарин В. Н., Ревуженко А. Ф., Шемякин Е. И. О некоторых особенностях реакции горных пород на взрывные воздействия в ближней зоне // ДАН. — 1987. — Т. 293. — № 1. — С. 67 – 70.
10. Адушкин В. В., Гарнов В. В., Курленя М. В., Опарин В. Н., Ревуженко А. Ф. Знакопеременная реакция горной породы на динамическое воздействие // ДАН. — 1992. — Т. 323. — № 2. — С. 263 – 269.
11. Ревуженко А. Ф. О математическом аппарате для описания структурных уровней геосреды // ФТПРПИ. — 1997. — № 3. — С. 22 – 36.
12. Ревуженко А. Ф. Математический анализ функций неархимедовой переменной. — Новосибирск: Наука, 2012. — 327 с. 13. Гельфонд А. О. Исчисление конечных разностей. — М.: КомКнига, 2006. — 376 с.
14. Кац В. Г., Чен П. Квантовый анализ. — М.: МЦНМО, 2005. — 128 с.
15. Шишкина О. А. Формула Эйлера-Маклорена для рационального параллелотопа. // Изв. ИГУ. Сер. Математика. — 2015. — Т. 13. — С. 56 – 71.
16. Орлов А. И. Статическое оценивание для сгруппированных данных // Науч. журн. КубГАУ. — 2014. — № 98 (04).
17. Быковцев Г. И., Ивлев Д. Д. Теория пластичности. — Владивосток: Дальнаука, 1998. — 528 с.
18. Ишлинский А. Ю., Ивлев Д. Д. Математическая теория пластичности. — М.: Физматлит, 2001. — 704 с.


УДК 622.831 

О МЕТОДЕ РАСЧЕТА НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД С УЧЕТОМ ОСОБЕННОСТЕЙ ИХ КОНТАКТНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ С КРЕПЬЮ ВЫРАБОТОК
В. М. Серяков

Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, E-mail: vser@misd.nsc.ru,
Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия

Предложен и апробирован метод расчета напряженно-деформированного состояния элементов крепи выработки и окружающих горных пород, учитывающий свободное смещение контура выработки до его контакта с крепью. В основе метода лежит использование матрицы жесткости расчетной системы, сформированной для породного массива в исходном состоянии до ведения в нем горных работ. Моделирование процесса образования выработки с помощью метода начальных напряжений позволило разделить рассматриваемую задачу на две. В первой определяется механическое состояние массива при свободном деформировании пород в выработку; во второй — описывается процесс совместного деформирования приконтурных пород и крепи.
Приведены примеры расчетов напряженно-деформированного состояния крепи и окружающих пород с учетом условий возведения крепи. Установлен характер изменения напряжений в зависимости от значения свободного смещения контура выработки до его контакта с крепью. Рассмотрены особенности применения метода при значительных различиях механических характеристик крепи и горных пород.

Горные породы, выработка, крепь, напряжения, деформации, расчеты, матрица жесткости, метод начальных напряжений, смещения контура выработки, контактное взаимодействие

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Серяков В. М. О расчете напряженного состояния крепи и приконтурных пород при поэтапной разработке поперечного сечения протяженной выработки // ФТПРПИ. — 2015. — № 4. — С. 42 – 49.
2. Булычев Н. С. Механика подземных сооружений в примерах и задачах. — М.: Недра, 1989. — 273 c.
3. Булычев Н. С. Механика подземных сооружений. — М.: Недра, 1994. — 278 с.
4. Протосеня А. Г., Долгий И. Е., Огородников Ю. Н. Шахтное и подземное строительство в примерах и задачах. — СПб.: Изд-во Горного ин-та им. Плеханова, 2003. — 312 с.
5. Булычев Н. С., Фотиева Н. Н., Стрельцов Е. В. Проектирование и расчет крепи капитальных горных выработок. — М.: Недра, 1986. — 288 с.
6. Баклашов И. В., Картозия Б. А. Механика подземных сооружений и конструкций крепей. — М.: Недра, 1992. — 543 с.
7. Насонов И. Д., Федюкин В. А., Шуплик М. Н. Технология строительства подземных сооружений. — М.: Недра, 1992. — 285 с.
8. Шахтное и подземное строительство: учебник для вузов. Т. 2. / Б. А. Картозия, Б. И. Федунец и др. — М.: Изд-во АГН, 2003. — 815 с.
9. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. — М.: Мир, 1975. — 542 с.
10. Курленя М. В., Серяков В. М., Еременко А. А. Техногенные геомеханические поля напряжений. — Новосибирск: Наука, 2005. — 264 с.
11. Серяков В. М. Об одном подходе к расчету напряженно-деформированного состояния массива горных пород в окрестности выработанного пространства // ФТПРПИ. — 1997. — № 2. — С. 14 – 21.
12. Турчанинов И. А., Иофис М. А., Каспарьян Э. В. Основы механики горных пород. — Л.: Недра, 1989. — 488 c.


УДК 622.693:539.3 

О ПИКЕ НАГРУЗОК НА ПИТАТЕЛИ НАПОЛЬНЫХ СКЛАДОВ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
А. А. Крамаджян, Е. П. Русин, С. Б. Стажевский, Г. Н. Хан

Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, E-mail: gmmlab@misd.nsc.ru,
Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия

На физических моделях и численно методом дискретных элементов исследовано напряженно-деформированное состояние фрагментированных пород в момент начала их выпуска с помощью пластинчатого питателя из секции напольного склада. Показано, что традиционные для узла разгрузки складов конструктивные решения не в состоянии нейтрализовать дилатирование геоматериала, являющееся основным фактором, определяющим реализацию пика нагрузки на питатель в момент его включения в работу. На основе результатов исследований предложены технологический прием заполнения раздробленными породами напольных складов, а для узла разгрузки их секций — конструктивная схема. Использование этих технических решений способно блокировать влияние дилатансии на напряженное состояние перерабатываемого сыпучего материала и, как результат, снять актуальную для питателей проблему пиковой нагрузки.

Раздробленная руда, дилатансия, дилатансионное упрочнение, “ловушки” дилатансии, пиковая нагрузка, напольный склад, узел разгрузки, пластинчатый питатель, сходящийся канал

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Крамаджян А. А., Русин Е. П., Стажевский С. Б., Хан Г. Н. О механизме формирования пиковой нагрузки на подбункерные питатели обогатительных фабрик // ФТПРПИ. — 2015. — № 6. — С. 19 – 27.
2. Roberts A. W., Ooms M., and Manjunath K. S. Feeder loads and power requirements in the controlled gravity flow of bulk solids from mass-flow bins, Transactions I. E. Aust., Australian Journal of Mechanical Engineering, 1984, Vol. 9, No. l. — P. 49 – 61.
3. Крамаджян А. А., Миренков В. Е., Стажевский С. Б. О нагрузках на подбункерные питатели с тяговым рабочим органом // ФТПРПИ. — 1982. — № 6. — С. 21 – 30.
4. Исследование влияния конфигурации бункера, способов его загрузки и конструкции разгрузочных узлов на равномерность и полноту выпуска дробленой руды, имеющей различные физико-механические свойства. — Л.: МЕХАНОБР, 1983. — 186 с.
5. Бобряков А. П., Ревуженко А. Ф. Однородный сдвиг сыпучего материала. Дилатансия // ФТПРПИ. — 1982. — № 5. — С. 23 – 29.
6. Зенков Р. Л. Механика насыпных грузов. — М.: Машиностроение, 1964. — 251 с.
7. Крамаджян А. А., Русин Е. П. О методе исследования процессов деформирования и структуры сыпучего материала в проходящем свете // Интерэкспо “Гео-Сибирь-2010”. — Вып. 2. Т. 2. —Новосибирск: СГГА, 2010. — С. 164 – 169.
8. Хан Г. Н. О несимметричном режиме разрушения массива горных пород в окрестности полости // Физ. мезомеханика. — 2008. — Т. 11. — № 1. — С. 109 – 114.
9. Cundall P. A., Strack O. D. L. A discrete numerical model for granular assemblies, Geotechnique, 1979, Vol. 29. — P. 47 – 65.
10. Stazhevsky S. B., Kolymbas D., Herle I. Sand-anchors, theory and application, Anchors in theory and practice. Proceedings of the International Symposium on Anchors in Theory and Practice. Salzburg, Austria, A. A. Balkema, Rotterdam, Brookfield, 1995. — P. 367 – 371.
11. Стажевский С. Б. Механика становления и развития некоторых морфоструктур Земли. Ч. I. К происхождению и эволюции Патомского кратера // ФТПРПИ. — 2011. — № 4. — С. 23 – 39.
12. Дубынин Н. Г. Выпуск руды при подземной разработке. — М.: Недра, 1965. — 267 с.
13. Ревуженко А. Ф., Стажевский С. Б., Шемякин Е. И. Несимметрия пластического течения в сходящихся осесимметричных каналах // ДАН. — 1979. — Т. 246. — № 3. — С. 572 – 574.
14. Sharp J., Wittek A., Liddle G. Feeder loads investigation, CEED Seminar Proceedings, CEED Seminar, 29th September 2015, Crawley, WA, Australia. http://www.ceed.uwa.edu.au/__data/page/189986/ Sharp.pdf (21.06.2016).


УДК 624.131.21 + 539.37 

РАСПРОСТРАНЕНИЕ В УПАКОВКЕ СТЕКЛЯННЫХ ШАРОВ СЛАБЫХ ПРОДОЛЬНЫХ ВОЛН ОТ ПЕРИОДИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
А. П. Бобряков, В. П. Косых, А. Ф. Ревуженко

Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, E-mail: bobriakov@ngs.ru,
Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия

Приведены экспериментальные результаты, полученные на упаковках калиброванных стеклянных шариков диаметром 1 мм. Показано, что в результате многократных точечных ударов волноводные свойства среды улучшаются — в материале формируются проводящие каналы, состоящие из силовых “цепочек”. Последующие квазистатические знакопеременные сдвиги меняют упаковку частиц, разрушают “цепочки” и уменьшают проводимость каналов. Дальнейшие многократные импульсные нагрузки приводят к восстановлению “цепочек” и улучшению проводимости каналов.

Упаковки шаров, сыпучий материал, динамические нагрузки, напряжения, силовые “цепочки”, сдвиги, амплитуда, скорость

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Гильберт Д. Избранные труды / под ред. А. Н. Паршина. — М.: Факториал, 1998. — Т 2. — 607 с.
2. Кеплер И. О шестиугольных снежинках. — М.: Наука, 1982. — 192 с.
3. Дересевич Г. Механика зернистой среды // Проблемы механики: сб. ст. / под ред. Х. Драйдена, Т. Кармана. — М.: ИЛ, 1961. — Вып. 3. — С. 91 – 152.
4. Гильберт Д., Кон-Фоссен С. Наглядная геометрия. — М.: Наука, 1981. — 344 с.
5. Шаскольская М. П. Кристаллография. — М.: Высш. шк., 1984. — 376 с.
6. Пирсон В. Кристаллохимия и физика металлов и сплавов. Ч. I. — М.: Мир, 1977. — 421 с.
7. Бобряков А. П., Ревуженко А. Ф., Шемякин Е. И. Однородный сдвиг сыпучего материала. Дилатансия // ФТПРПИ. — 1982. — № 5 — С. 23 – 29.
8. Allersma H. G. Photo-elastic stress analysis and strains in simple shear, Deform. and Failure Granylar Mater., Rotterdam, 1982. — P. 345 – 353.
9. Drescher A., de Josselin de Jong G. Photoelastic verification of a mechanical model for the flow of a granular material, J. Mech. Phys. Solids., 1972, Vol. 20, No. 5. — P. 337 – 351.
10. Кочарян Г. Г., Марков В. К., Остапчук А. А., Павлов Д. В. Мезомеханика и сопротивление сдвигу по трещине с заполнителем // Физ. мезомеханика. — 2013. — Т. 16. — № 5. — С. 5 – 15.
11. Кочарян Г. Г., Остапчук А. А. Акустическая эмиссия при различных режимах межблоковых перемещений // ФТПРПИ. — 2015. — № 1. — С. 3 – 13.
12. Вильчинская Н. А. Волна переупаковки песков и акустическая эмиссия // ДАН СССР. — 1982. — Т. 262. — № 3. — С. 568 – 572.
13. Vilchinska N. A. Force chains in granular media and ultrasound impulse propagation in sand specimen under load, Electronic Journal Technical Acoustics, http://www.ejta.org, 2007, 20.
14. Колесников Ю. И., Медных Д. А. О некоторых особенностях распространения акустических волн во влажном песке // Физ. мезомеханика. — 2004. — Т. 7. — № 1. — С. 69 – 74.
15. Зайцев В. Ю., Гурбатов С. Н., Прончатов-Рубцов Н. В. Нелинейные акустические явления в структурно-неоднородных средах. — Нижний Новгород: ИПФ РАН, 2009. — 268 с.
16. Куликов В. А., Сибиряков Е. Б. Распространение сильных волн в неоднородных сыпучих средах // Динамика сплошной среды. Акустика неоднородных сред. — Новосибирск: ИГиЛ СО РАН, 2003. — Вып. 121. — С. 103 – 110.
17. Гольдин С. В., Колесников С. В., Полозов С. В. Распространение акустических волн в грунтах в условиях изменяющегося сдвигового напряжения (вплоть до разрушения) // Физ. мезомеханика. — 1999. — Т. 2. — № 6. — С. 105 – 113.
18. Колесников С. В., Гольдин С. В., Полозов С. В. Изменение акустических свойств влажных грунтов при их сдвиговом деформировании (результаты лабораторных экспериментов) // Динамика сплошной среды: сб. науч. тр. ИГиЛ СО РАН. — Новосибирск, 2002. — Вып. 121. — С. 97 – 102.
19. Колесников Ю. И., Гольдин С. В., Полозов С. В. Лабораторные исследования акустических свойств грунтов в условиях сдвигового разрушающего деформирования // Геодинамика и напряженное состояние недр Земли: тр. Междунар. конф. — Новосибирск: ИГД СО РАН, 1999. — С. 195 – 199.


УДК 622.02:539.2 

ЗАВИСИМОСТЬ СКОРОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ И АМПЛИТУДЫ ПРОДОЛЬНЫХ УПРУГИХ ВОЛН ОТ НАПРЯЖЕНИЙ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМАХ НАГРУЖЕНИЯ ОБРАЗЦОВ КАМЕННОГО УГЛЯ
В. Л. Шкуратник, П. В. Николенко, А. Е. Кошелев

Институт проблем комплексного освоения недр РАН, E-mail: ftkp@mail.ru,
Крюковский тупик, 4, 111020, г. Москва, Россия
ООО “Газпром геотехнологии”,
ул. Строителей, 8, к. 1, 119311, г. Москва, Россия

Экспериментально установлены закономерности распространения продольных упругих волн ультразвукового диапазона частот в образцах каменного угля при одноосном и всестороннем (по схеме Кармана) сжатии. Показано, что при одноосном сжатии наибольшей информативностью обладает прозвучивание в направлении перпендикулярном слоистости и оси нагружения. При таком прозвучивании оказывается возможным выделение четырех стадий деформирования образца. При трехосном нагружении информативность прозвучивания падает с увеличением бокового давления, которое препятствует дезинтеграции угля. Наиболее четко четыре стадии деформирования выделяются при боковом давлении 2.5 МПа, а при давлениях 10 МПа удается выделить лишь стадии консолидации и разрушения образца.

Каменный уголь, упругие волны, образец, лабораторный эксперимент, ультразвук, одно- и двухосное нагружение, Кузнецкий угольный бассейн

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 16–17–00029).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Опарин В. Н., Еманов А. Ф., Востриков В. И., Цибизов Л. В. О кинетических особенностях развития сейсмоэмиссионных процессов при отработке угольных месторождений Кузбасса // ФТПРПИ. — 2013. — № 4. — С. 3 – 22.
2. Азаров Н. Я., Яковлев Д. В. Сейсмоакустический метод прогноза горно-геологических условий эксплуатации угольных месторождений. — М.: Недра, 1988. — 199 с.
3. Адушкин В. В., Опарин В. Н. От явления знакопеременной реакции горных пород на динамические воздействия — к волнам маятникового типа в напряженных геосредах. Ч. IV // ФТПРПИ. — 2016. — № 1. — С. 3 – 49.
4. Назаров Л. А. Определение свойств структурированного породного массива акустическим методом // ФТПРПИ. — 1999. — №3. — С. 36 – 44.
5. Захаров В. Н. Сейсмоакустическое прогнозирование и контроль состояния и свойств горных пород при разработке угольных месторождений. — М.: ИГД им. А. А. Скочинского, 2002. — 172 с.
6. Feng Z., Mingjie X., Zhonggao M., Liang C., Zhu Z., and Juan L. An experimental study on the correlation between the elastic wave velocity and microfractures in coal rock from the Qingshui basin, Journal of Geophysics and Engineering. — 2012. — Vol. 9, Issue 6. — P. 691 – 696.
7. Zagorskii L. S., Shkuratnik V. L. Method of determining the vertical seismic profile of a rock massif using Rayleigh-type waves, Acoustical Physics, 2013, Vol. 59, Issue 2. — P. 197 – 206.
8. Nikolenko P. V., Shkuratnik V. L. Acoustic emission in composites and applications for stress monitoring in rock masses, Journal of Mining Science, 2014, Vol. 50, Issue 6. — Р. 1088 – 1093.
9. Ржевский В. В., Ямщиков В. С. Акустические методы исследования и контроля горных пород в массиве. — М.: Недра, 1973. — 224 с.
10. Назаров Л. А., Назарова Л. А., Роменский Е. И., Чеверда В. А., Эпов М. И. Акустический метод определения напряженного состояния массива горных пород на основе решения обратной кинематической задачи сейсмики // ДАН. — 2016. — Т. 466. — № 6. — С. 718 – 721.
11. Назарова Л. А., Назаров Л. А., Протасов М. И. Реконструкция объемных полей напряжений в углепородном массиве на основе решения обратной задачи по томографическим данным // ФТПРПИ. — 2016. — № 4. — С. 12 – 21.
12. Иванов В. И., Белов Н. И. Влияние составляющих тензора напряжений на оценку напряженного состояния пород по скоростям упругих волн // Геофизические способы контроля напряжений и деформаций. — Новосибирск: ИГД СО АН СССР. — 1985. — С. 3 – 6.
13. Fjaer E. Static and dynamic moduli of a weak sandstone, Geophysics., 2009, Vol. 74(2), WA103–WA112.
14. Pervukhina M., Gurevich B., Dewhurst D. N., Siggins A. F. Applicability of velocity–stress relationships based on the dual porosity concept to isotropic porous rocks, Geophysical Journal International, 2010, Vol. 181, No. 3. — P. 1473 – 1479.
15. Lokajicek T., Svitek T., Petruzalek M. Laboratory approach to the study of dynamic and static bulk anisotropy in rock under high hydrostatic pressure by simultaneous P, S sounding and sample deformation measurements on spheres, 48th US Rock Mechanics, Geomechanics Symposium, 2014, Vol. 2. — P. 988 – 994.
16. Pimienta L., Fortin J., and Gueguen Y. Bulk modulus dispersion and attenuation in sandstones, Geophysics, 2015, Vol. 80, Issue. 2. — P. 111 – 127.
17. Meng Z.-P., Zhang J.-C., and Tiedemann J. Relationship between physical and mechanical parameters and acoustic wave velocity of coal measures rocks, Chinese Journal of Geophysics, 2006, Vol. 49, Issue 5. — P. 1505 – 1510.
18. Wei X., Wang S.-X., Zhao J.-G., Tang G.-Y., Deng J.-X. Laboratory study of velocity dispersion of the seismic wave in fluid-saturated sandstones, Chinese Journal of Geophysics, 2015, Vol. 58, Issue. 9. — P. 3380 – 3388.
19. Zheng Z., Khodaverdian M., McLennan J. D. Static and dynamic testing of coal specimens, SCA Conference, 1991. — P. 9120.
20. Yao Q., and D. Han. Acoustic properties of coal from lab measurement: 80th Annual International Meeting, 2008. SEG, Expanded Abstracts, 27. — Р. 1815 – 1819.
21. Haibo Wu, Shouhua Dong, Donghui Li, Yaping Huang, Xuemei Qi. Experimental study on dynamic elastic parameters of coal samples, International Journal of Mining Science and Technology, 2015, Vol. 25, No. 3. — P. 447 – 452.
22. Опарин В. Н., Киряева Т. А., Усольцева О. М., Цой П. А., Семенов В. Н. Об особенностях развития нелинейных деформационно-волновых процессов в угольных образцах различной стадии метаморфизма при их нагружении до разрушения в изменяющемся поле температур // ФТПРПИ. — 2015. — № 4. — С. 3 – 24.
23. Cai Y., Liu D., Mathews J. P., Pan Z., Elsworth D., Yao Y., Li J., and Guo X. Permeability evolution in fractured coal — Combining triaxial confinement with X-ray computed tomography, acoustic emission and ultrasonic techniques, International Journal of Coal Geology, 2014, Vol. 45. — P. 91 – 104.
24. Shea V. R., Hanson D. R. Elastic wave velocity and attenuation as used to define phases of loading and failure in coal, Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 1988, Vol. 25, Issue. 6. — P. 431 – 437.
25. Ямщиков В. С., Шкуратник В. Л., Бобров А. В. О количественной оценке микротрещиноватости горных пород ультразвуковым велосиметрическим методом // ФТПРПИ. — 1985. — № 4. — С. 110 – 114.


УДК 539.375 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОЧНОСТИ ГОРНЫХ ПОРОД НА РАСТЯЖЕНИЕ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ИСПЫТАНИЙ ДИСКОВЫХ ОБРАЗЦОВ С ЦЕНТРАЛЬНЫМ ОТВЕРСТИЕМ
В. П. Ефимов

Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, E-mail:efimov-pedan@mail.ru
Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия

Приведены результаты испытаний дисковых образцов горных пород и модельных сред, имеющих центральное отверстие, нагруженных по диаметру. Для обработки результатов испытаний привлечены нелокальные критерии разрушения. Даны варианты вычисленных разрушающих усилий и их сравнение с измеренными нагрузками, при которых были разрушены образцы. Представлен алгоритм вычисления прочности на растяжение по результатам испытаний образцов с центральным отверстием.

Разрушение, прочность, растяжение, “бразильская проба”, нелокальные критерии прочности

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Введение в механику скальных пород. — М.: Мир, 1983. — 276 с.
2. Mellor M., Hawkes I. Measurement of tensile strength by diametral compression of disks and annuli., Eng. Geol., 1971, Vol. 5. — P. 173 – 225.
3. Новожилов В. В. О необходимом и достаточном критерии хрупкой прочности // ПММ. — 1969. —Т. 33. — Вып. 2. — С. 212 – 222.
4. Новожилов В. В. К основам теории равновесных трещин // ПММ. — 1969. — Т. 33. — Вып. 5. — С. 797 – 812.
5. Lajtai E. Z. Effect of tensile stress gradient on brittle fracture initiation, Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 1972, Vol. 9. — P. 569 – 578.
6. Харлаб В. Д., Минин В. А. Критерий прочности, учитывающий влияние градиента напряженного состояния // Исследования по механике строительных конструкций и материалов: сб. тр. — Л.: ЛИСИ, 1989. — С. 53 – 57.
7. Новопашин М. Д., Сукнев С. В. Градиентный критерий текучести элементов конструкций с концентраторами напряжений // Моделирование в механике: сб. науч. тр. — Новосибирск, 1987. — Т. 1(18). — № 3. — С. 131 – 140.
8. Леган М. А. О взаимосвязи градиентных критериев локальной прочности в зоне концентрации напряжений с линейной механикой разрушения // ПМТФ. — 1993. — Т. 34. — № 4. —С. 146 – 154.
9. Mikhailov S. E. A functional approach to non-local strength condition and fracture criteria, Eng. Fract. Mech., 1995, Vol. 52, No. 4. — P. 731 – 754.
10. Корнев В. М. Обобщенный достаточный критерий прочности. Описание зоны предразрушения // ПМТФ. — 2002. — Т. 43. — № 5. — С. 153 – 161.
11. Ефимов В. П. Применение градиентного подхода к определению прочности горных пород на растяжение // ФТПРПИ. — 2002. — № 5. — С. 49 – 53.
12. Сукнев С. В., Новопашин М. Д. Применение градиентного подхода для оценки прочности горных пород // ФТПРПИ. — 1999. — № 4. — С. 54 – 60.
13. Сукнев С. В. Образование трещин отрыва в гипсе при равноменом и неравномерном распределении сжимающей нагрузки // ФТПРПИ. — 2011. — № 5. — С. 37 – 45.
14. Леган М. А., Колодезев В. Е., Шеремет А. С. Анализ хрупкого разрушения полистирольных плит с отверстиями // ПМТФ. — 2001. — Т. 42. — № 5. — С. 226 – 228.
15. Van de Steen B., Vervoort A. Non-location approach to fracture initiation in laboratory experiments with tensile stress gradient, Mechanics of materials, 2001, Vol. 33. — P. 729 – 740.
16. Джон Е. Сроули. Вязкость разрушения при плоской деформации. Разрушение. — Т. 4. — М.: Машиностроение, 1977. — С. 47 – 67.
17. Ефимов В. П. Испытания горных пород в неоднородных полях растягивающих напряжений // ПМТФ. — 2013. — Т. 54. — № 5. — С. 199 – 209.


УДК 539.3 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ЗОНЫ МАССИВА ПОРОД В ОКРЕСТНОСТИ ПРОТЯЖЕННОЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ВЫРАБОТКИ ПО ДАННЫМ ИЗМЕРЕНИЙ СМЕЩЕНИЙ НА ЕЕ ГРАНИЦЕ
А. И. Чанышев, И. М. Абдулин

Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, E-mail: a.i.chanyshev@gmail.com,
Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
Новосибирский государственный университет экономики и управления,
ул. Каменская, 52, 6300099, г. Новосибирск, Россия

Показано, как по измеренным смещениям на границе цилиндрической выработки (шахтного ствола) в рамках модели идеально-пластического тела определяется деформированное состояние массива пород вокруг выработки, кроме того, находятся упругопластическая граница и смещения в пластической области деформирования.

Пластичность, осесимметричная деформация, смещения, упругопластическая граница

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Грицко Г. И., Власенко Б. В., Мусалимов В. М. Экспериментально-аналитический метод определения напряжений в угольном пласте // ФТПРПИ. — 1971. — № 1. — C. 3 – 10.
2. Грицко Г. И., Власенко Б. В., Миренков В. Е. К определению деформаций и перемещений в массиве горных пород экспериментально-аналитическим методом // ФТПРПИ. — 1970. — № 3. — С. 3 – 7.
3. Цыцаркин В. Н., Грицко Г. И. Определение смещений на контуре подготовительных выработок и нагрузки на крепь // ФТПРПИ. — 1966. — № 5. — С. 18 –20.
4. Назаров Л. А., Назарова Л. А., Усольцева О. М., Кучай О. А. Применение решений обратных задач для оценки состояния и свойств геомеханических объектов различного масштабного уровня // ФТПРПИ. — 2014. — № 5. — С. 33 – 43.
5. Назаров Л. А., Назарова Л. А., Хан Г. Н., Вандамм М. Оценка глубины и размеров подземной полости в грунтовом массиве по конфигурации мульды сдвижения на основе решения обратной задачи // ФТПРПИ. — 2014. — № 3. — С. 3 – 9.
6. Галин Л. А. Плоская упругопластическая задача // ПММ. — 1946. — Т. 10. — Вып. 3. — С. 367 – 386.
7. Ивлев Д. Д. Об определении перемещений в задаче Л. А. Галина // ПММ. — 1957. — Т. 21. — Вып. 5. — С. 716 – 717.
8. Остросаблин Н. И. Упругопластическое распределение напряжений около круговой выработки при экспоненциальном условии текучести // Горное давление в капитальных и подготовительных выработках. — Новосибирск: ИГД СО АН, 1973. — С. 32 – 39.
9. Перлин П. И. Приближенный метод решения упруго — пластических задач // Инженерный сб. — 1960. — Т. 28. — С. 145 – 150.
10. Сажин В. С. Определение области неупругих деформаций с учетом изменения сцепления породы // ФТПРПИ. — 1967. — № 6. — С. 93 – 95.
11. Мирсалимов В. М. Решение некоторых периодических упругопластических задач // ПМТФ. — 1975. — № 6. — С. 115 – 121.
12. Ивлев Д. Д., Ершов Л. В. Метод возмущений в теории упругопластического тела. — М.: Наука, 1978. — 208 с.
13. Аннин Б. Д., Черепанов Г. П. Упругопластическая задача. –– Новосибирск: Наука, 1983. — 239 с.
14. Протосеня А. Г., Карасев М. А., Беляков Н. А. Упругопластическая задача для выработок различных форм поперечных сечений при условии предельного равновесия Кулона // ФТПРПИ. — 2016. — № 1. — С. 71 – 81.
15. Чанышев А. И., Имамутдинов Д. И. Решение упругопластической задачи о протяженной цилиндрической выработке // ФТПРПИ. — 1988. — № 5. — С. 24 – 32.
16. Ишлинский А. Ю. Осесимметричная задача и проба Бринеля // ПММ. — 1944. — Т. 8. — Вып. 3.
17. Гоффман О., Закс Г. Введение в теорию пластичности для инженеров. — М.: Машгиз, 1957.
18. Томленов А. Д. Теория пластических деформаций металлов (Напряженное состояние при ковке и штамповке). — М.: Машгиз, 1951.
19. Березанцев В. Г. Расчет оснований сооружений (пособие по проектированию). — Л.: Стройиздат, 1970. — 201 с.
20. Качанов Л. М. Основы теории пластичности. — М.: Наука, 1969. — 420 с.
21. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике (для научных работников и инженеров). — М.: Наука, 1977. — 831 с.


УДК 622.831 

ФИЗИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА БОКОВОГО РАСПОРА В ГОРНЫХ ПОРОДАХ ПОД ДЕЙСТВИЕМ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ
И. Л. Паньков

Горный институт УрО РАН, E-mail: ivpan@mi-perm.ru,
ул. Сибирская, 78а, 614007, г. Пермь, Россия
Пермский национальный исследовательский политехнический университет,
просп. Комсомольский, 29, 614990, г. Пермь, Россия

Для оценки бокового давления горных пород в условиях действия силы тяжести выполнено физическое моделирование с использованием стабилометра в виде податливого тонкостенного цилиндра. За счет сжатия рыхлых геоматериалов в цилиндре происходит изменение диаметра самого цилиндра, что позволяет определять боковой распор. На основе анализа полученных экспериментальных зависимостей для различных видов уплотненных геоматериалов приводятся их теоретические аппроксимации, где основными параметрами являются пористость, модуль деформации горных пород, коэффициент Пуассона. Данные зависимости возможно использовать и для определения напряжения бокового распора нетронутого массива в поле силы тяжести.

Напряжение бокового распора, сила тяжести, уплотняющиеся горные породы, пористость, модуль деформации, коэффициент Пуассона

Работа выполнена при финансовой поддержке гранта Правительства Российской Федерации (Постановление № 220 от 09 апреля 2010 г.), договор № 14.В25.31.0006 от 24 июня 2013 г.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Баклашов И. В., Картозия Б. А. Механика горных пород. — М.: Недра, 1975. — 271 с.
2. Геомеханика: учеб. пособие / Э. В. Каспарьян, А. А. Козырев, М. А. Иофис, А. Б. Макаров. — М.: Высш. шк., 2006. — 503 с.
3. Борщ-Компониец В. И. Практическая механика горных пород. — М.: Горная книга, 2013. — 322 с.
4. Макаров А. Б. Практическая геомеханика: пособие для горных инженеров. — М.: Горная книга, 2006. — 391 с.
5. Heim A. Untersuchungen uber den mechanismus der gebirgsbildung, Bd. 1–2, Atlas, Basel, 1878.
6. Динник А. Н. О давлении горных пород и расчет крепи круглой шахты // Инж. работник. — 1925. — № 7. — С. 1 – 12.
7. Каспарьян Э. В. Устойчивость горных выработок в скальных массивах. — Л.: Наука, 1985. — 184 с.
8. Васильев Л. М. Механизм формирования горизонтальных нормальных напряжений в массивах горных пород // ГИАБ. — 2008. — № 5. — С. 190 – 195.
9. Оловянный А. Г. Боковой распор в массиве горных пород // Зап. горного института. — 2010. — Т. 185. — С. 141 – 147.
10. Сиидов В. Н., Пупков В. С. Модуль деформации и коэффициент бокового распора разрушенных горных пород // Сборник науч. трудов ДонГТУ. — 2011. — № 34. — С. 81 – 88.
11. Прочность и деформируемость горных пород / Ю. М. Карташов, Б. В. Матвеев, Г. В. Михеев, А. Б. Фадеев. — М.: Недра, 1979. — 269 с.
12. Попов А. Н., Головкина Н. Н., Исмаков Р. А. Определение коэффициента бокового распора пористых горных пород по промысловым данным // Нефтегазовое дело. — 2005. — № 2. URL: http://ogbus.ru/authors/Popov/Popov_1.pdf.
13. Паньков И. Л., Новоселова И. Г. Экспериментальное изучение энергетического механизма stick-slip эффекта при контакте породы и металла // Научные исследования и инновации. — Пермь: Изд. ПГТУ. — 2011. — Т. 5. — № 1. — С. 153 – 155.
14. Практические расчеты на прочность конструктивных элементов: учеб. пособие. Ч. I. / А. Г. Дибир, О. В. Макаров, Н. И. Пекельный, Г. И. Юдин, М. Н. Гребенников. — Харьков: Харьк. авиац. ин-т, 2007. — 102 с.
15. Тимошенко С. П., Войновский-Кригер С. Пластинки и оболочки. — 2-е изд. — М.: Наука, 1966. — 536 с.


РАЗРУШЕНИЕ ГОРНЫХ ПОРОД


УДК 622.02 

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ОБРАЗОВАНИЯ СУБМИКРОННЫХ ЧАСТИЦ ПРИ РАЗРУШЕНИИ ГОРНЫХ ПОРОД
С. Д. Викторов, А. Н. Кочанов

Институт проблем комплексного освоения недр РАН, E-mail: victorov_S@mail.ru,
Крюковский тупик, 4, 111020, г. Москва, Россия

Разработаны методики и проведены экспериментальные исследования по изучению закономерностей образования субмикронных частиц при разрушении горных пород. В ходе экспериментов осуществлено взрывное воздействие на образцы горных пород или их деформирование в условиях одноосного сжатия с одновременным контролем размеров и количества частиц с помощью лазерной спектрометрии вплоть до разрушения. Установлено, что независимо от вида воздействия максимум в распределении субмикронных частиц приходится на частицы размером несколько микрон. Динамика образования частиц зависит от структурных свойств и величины напряжений для испытаний при сжатии. Отмечена перспективность проведенных исследований как для мониторинга экологической безопасности, так и возможного прогнозирования катастрофических явлений при ведении горных работ.

Субмикронные частицы, горная порода, разрушение, эксперимент, взрывное воздействие, одноосное сжатие, методика, лазерная спектрометрия, экология, прогноз

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект №16–17–00066).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Трубецкой К. Н., Викторов С. Д., Галченко Ю. П., Одинцев В. Н. Техногенные минеральные частицы как проблема освоения недр // Вестн. РАН. — 2006. — Т. 76. — № 4. — С. 318 – 332.
2. Чантурия В. А., Трубецкой К. Н., Викторов С. Д., Бунин И. Ж. Наночастицы в процессах разрушения и вскрытия геоматериалов. — М.: ИПКОН РАН, 2006. — 216 с.
3. Александров П. А., Калечиц В. И., Хозяшева Е. С., Чечуев П. В. Исследование генерации частиц при разрыве металла // Вопросы атомной науки и техники. Сер. Термоядерный синтез. — 2003. — № 3. — С. 73 – 77.
4. Викторов С. Д., Кочанов А. Н., Александров П. А., Калечиц В. И., Шахов М. Н. Изучение микроструктуры и дисперсного состава горных пород после интенсивного динамического воздействия // Инж. физика. — 2010. — № 6. — С. 39 – 44.
5. Кудряшов В. В., Викторов С. Д., Кочанов А. Н. О распределении минеральных частиц по размерам при разрушении горной породы // ФТПРПИ. — 2006. — № 6. — С. 68 – 72.
6. Уракаев Ф. Х., Массалимов И. А. Флуктуации энергии и эмиссионные явления в устье трещины // ФТТ. — 2005. — Т. 47. — Вып. 9. — С. 1614 – 1618.
7. Кочанов А. Н. Изучение особенностей разрушения горных пород и образования мелкодисперсных частиц при взрыве // Науч. сообщ. ИГД им. А. А. Скочинского. — 2005. — Вып. 331. — С. 77 – 81.
8. Ефремов Э. И., Петренко В. Д., Кратковский И. Л. Проблема разрушения и дезинтеграции полиминеральных горных пород при различных видах нагружения // Сб. докл. Х Междунар. конф. по механике горных пород. — М.: ИГД им. А. А. Скочинского, 1994. — С. 62 – 70.
9. Викторов С. Д., Кочанов А. Н., Одинцев В. Н., Осокин А. А. Эмиссия субмикронных частиц при деформировании горных пород // Изв. РАН. Серия физ. — 2012. — Т. 76. — № 3 — С. 339 – 341.
10. Викторов С. Д., Кочанов А. Н., Осокин А. А. Определение состояния предразрушения горных пород по генерации микро- и наноразмерных частиц // ГИАБ. — 2010. — Т. 1. — № 12. — С. 88 – 93.
11. Викторов С. Д., Закалинский В. М., Кочанов А. Н. Образование и распространение пылегазового облака при сооружении плотины Камбаратинской ГЭС-2 // Взрывное дело. — 2012. — № 108/65. — С. 264 – 272.
12. Кочанов А. Н. Экспериментальный анализ микрочастиц при разрушении железистых кварцитов в результате массового взрыва // Новые технологии в науке о Земле: материалы V Всеросс. науч.-практ. конф. — Нальчик: КБГУ, 2015. — С. 45 – 48.
13. Мохов А. В. Комплексное изучение СЭМ и ПЭМ ультрадисперсной фракции лунного реголита // Тез. докл. XXYI Рос. конф. по электронной микроскопии. Т. 2. — Зеленоград, 2016. — С. 622 – 623.
14. Еременко А. А., Гайдин А. П., Ваганова В. А., Еременко В. А. О критерии удароопасности массива горных пород // ФТПРПИ. — 1999. — № 6. — С. 44 – 47.
15. Бобряков А. П., Крамаренко В. И., Ревуженко А. Ф., Шемякин Е. И. О стрелянии горных пород // ФТПРПИ. — 1980. — № 5. — С. 3 – 12.
16. Ревуженко А. Ф., Стажевский С. Б., Шемякин Е. И. О механизме деформирования сыпучего материала при больших сдвигах // ФТПРПИ. — 1974. — № 3. — С. 130 – 133.
17. Шемякин Е. И. О свободном разрушении твердых тел // ДАН СССР. — 1991. — Т. 316. — № 6. — C. 1371 – 1373.
18. Bazant Z. P., Lin F. B., Lippman H. Fracture energy release and site effect in borehole breakout, Int. J. Numer. Anal. Meth. Geomech, 1993, Vol. 17. — Р. 1 – 14.
19. Гольдштейн Р. В., Осипенко Н. М. Структуры разрушения в условиях интенсивного сжатия // Проблемы механики деформируемых твердых тел и горных пород // Сб. статей к 75-летию Е. И. Шемякина / под ред. Д. Д. Ивлева и Н. Ф. Морозова. — М.: Физматлит, 2006. — С. 152 – 165.
20. Ботвина Л. Р. Эволюция поврежденности на различных масштабах // Физика Земли. — 2011. — № 10. — С. 5 – 8.
21. Викторов С. Д. Образование субмикронных частиц при горном производстве и новый метод оценки катастрофических явлений // Вестн. РАН. — 2013. — Т. 83. — № 4. — С. 300 – 306.


УДК 531+620.17 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МИКРОКОМПОНЕНТОВ УГЛЕЙ МЕТОДОМ НЕПРЕРЫВНОГО ИНДЕНТИРОВАНИЯ
Е. Л. Коссович, Н. Н. Добрякова, С. А. Эпштейн, Д. С. Белов

Национальный исследовательский технологический университет “МИСиС”,
E-mail: apshtein@yandex.ru,
Ленинский проспект, 4, 119049, г. Москва, Россия

Приведены результаты непрерывного индентирования каменных углей разной стадии метаморфизма и антрацита. Измерения выполнены на специально подготовленных образцах, поверхности которых имели разную ориентацию относительно плоскости напластования. Выявлены различия в механическом поведении микрокомпонентов углей и антрацита в разных плоскостях относительно напластования, определены соответствующие значения модулей упругости и твердости. Результаты измерений позволили установить пространственную анизотропию механических свойств витринита и инертинита на микроуровне.

Уголь, витринит, инертинит, микрокомпоненты, непрерывное индентирование, механические свойства, модуль упругости, твердость, анизотропия

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 16–17–10217).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ломтадзе В. Д. Физико-механические свойства горных пород. Методы лабораторных исследований — 2-е изд., перераб. и доп. — Л.: Недра, 1990. — 328 с.
2. Gonzatti C., Zorzi L., Agostini I. M., Fiorentini J. A., Viero A. P., and Philipp R. P. In situ strength of coal bed based on the size effect study on the uniaxial compressive strength, Int. J. of Mining Sci. and Technology, 2014, Vol. 24(6). — P. 747 – 754.
3. West R. D., Markevicius G., Malhotra V. M., and Hofer S. Variations in the mechanical behavior of Illinois bituminous coals, Fuel, 2012, Vol. 98. — P. 213 – 217.
4. Zhong S., Baitalow F., Nikrityuk P., Gutte H., and Meyer B. The effect of particle size on the strength parameters of German brown coal and its chars, Fuel, 2014, Vol. 125. — P. 200 – 205.
5. Zhang Z., Zhang R., Li G., Li H., and Liu J. The effect of bedding structure on mechanical property of coal, Advances in Materials Science and Engineering, 2014, Vol. 2014. — P. 1 – 7.
6. Проскуряков Н. М. Управление состоянием массива горных пород. — М.: Недра, 1991. — 368 с.
7. Kozusnikova A. Determination of microhardness and elastic modulus of coal components by using indentation method, GeoLines, 2009, Vol. 22. — P. 40 – 43.
8. Manjunath G. L. and Nair R. R. Implications of the 3D micro scale coal characteristics along with Raman stress mapping of the scratch tracks, Int. J. of Coal Geology, 2015, Vol. 141. — P. 13 – 22.
9. Epshtein S. A., Borodich F. M., and Bull S. J. Evaluation of elastic modulus and hardness of highly inhomogeneous materials by nanoindentation, Applied Physics A, 2015, Vol. 119(1). — P. 325 – 335.
10. Borodich F. M., Bull S. J., and Epshtein S. A. Nanoindentation in studying mechanical properties of heterogeneous materials, J. of Min. Sci., 2016, Vol. 51(3). — P. 470 – 476.
11. Калей Г. Н. Некоторые результаты испытаний на микротвердость по глубине отпечатка // Машиноведение. — 1968. — № 3. — С.105 – 107.
12. Булычев С. И., Алехин В. П., Шоршоров М. Х, Терновский А. П., Шнырев Г. Д. Определение модуля Юнга по диаграмме вдавливания // Завод. лаб. — 1975. — № 9. — С. 1137 – 1140.
13. Oliver C. and Pharr M. An improved technique for determining hardness and elastic modulus using load and displacement sensing indentation experiments, J. of Materials Research, 1992, Vol. 7(11). — P. 1564 – 1583.
14. Cheng Y.-T. and Cheng C.-M. Scaling relationships in conical indentation of elastic-perfectly plastic solids, Int. J. of Solids and Structures, 1999, Vol. 36(8). — P. 1231 – 1243.


ГОРНОЕ МАШИНОВЕДЕНИЕ


УДК 621.23.05 

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ДИАПАЗОНА ИЗМЕНЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПНЕВМОМОЛОТА С МЕХАНИЧЕСКИМ ЗАМЫКАНИЕМ УПРУГОГО КЛАПАНА
В. В. Червов, Б. Н. Смоляницкий

Институт горного дела СО РАН, E-mail: chervov@misd.nsc.ru,
Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия

Приведены и обсуждаются результаты экспериментальной оценки реального диапазона изменения параметров пневмомолота с кольцевым упругим клапаном в выхлопном тракте камеры обратного хода ударника для ее механического замыкания при различных значениях хода ударника до выхлопа и с учетом особенностей выхлопа у нижней границы частотного диапазона. Установлены диапазоны изменения сечения дроссельного канала, обеспечивающие устойчивую работу пневмомолота и минимальный или близкий к нему удельный расход воздуха независимо от массы ударника, расположения пневмомолота (вертикальное или горизонтальное) и отношения длины рабочего хода ударника к диаметру камеры его рабочего хода.

Пневмомолот, упругий клапан, удельный расход воздуха, частота ударов, дроссельный канал, ход ударника

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Смоляницкий Б. Н., Репин А. А., Данилов Б. Б. и др. Повышение эффективности и долговечности импульсных машин для сооружения протяженных скважин в породных массивах / отв. ред. Б. Ф. Симонов. — Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2013. — 204 с. (Интеграционные проекты СО РАН; вып. 43).
2. Смоляницкий Б. Н., Тищенко И. В., Червов В. В. и др. Резервы повышения производительности виброударного погружения в грунт стальных элементов в технологиях специальных строительных работ // ФТПРПИ. — 2008. — № 5. — 72 – 80.
3. Червов В. В., Тищенко И. В., Смоляницкий Б. Н. Влияние частоты виброударного воздействия и дополнительного статического усилия на скорость погружения стержня в грунт // ФТПРПИ. — 2011. — № 1. — С. 61 – 70.
4. Смоляницкий Б. Н., Червов В. В. Повышение эффективности использования энергоносителя в пневмомолотах для подземного строительства // ФТПРПИ. — 2014. — № 5. — С. 143 – 157.
5. Репин А. А., Смоляницкий Б. Н., Алексеев С. Е., Попелюх А. И., Тимонин В. В., Карпов В. Н. Погружные пневмоударники высокого давления для открытых горных работ // ФТПРПИ. — 2014. — № 5. — С. 157 – 167.
6. Суднишников Б. В., Есин Н. Н., Тупицын К. К. Исследование и конструирование пневматических машин ударного действия. — Новосибирск: Наука, 1985. — 134 с.
7. Червов В. В. Управление подачей воздуха в камеру обратного хода пневмоударного устройства // ФТПРПИ. — 2003. — № 1. — С. 74 – 82.
8. Бошняк Л. Л., Бызов Л. Н. Тахометрические расходомеры. — Л.: Машиностроение, 1968. — 211 с.
9. Кремлевский П. П. Расходомеры и счетчики количества веществ. — СПб.: Политехника, 2002. — 409 с.
10. Червов В. В., Тищенко И. В., Червов А. В. Влияние элементов системы воздухораспределения пневмомолота с упругим клапаном на потребление энергоносителя // ФТПРПИ. — 2009 — № 1. — С. 41 – 47.


УДК 622.23.05:681.518.5 

СИСТЕМЫ УДАЛЕННОГО МОНИТОРИНГА РЕЖИМОВ РАБОТЫ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ПОДСТАНЦИЙ И ГОРНОДОБЫВАЮЩЕГО ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ УГОЛЬНЫХ РАЗРЕЗОВ
И. В. Брейдо, А. В. Сичкаренко, Е. С. Котов

Карагандинский государственный технический университет, E-mail: jbreido@mail.ru,
Бульвар Мира, 56, 100027, г. Караганда, Казахстан

Представлено описание созданных в Карагандинском государственном техническом университете и внедренных на угольном разрезе АО “Шубарколь-Комир” систем удаленного мониторинга режимов работы высоковольтных подстанций и экскаваторов. На нижнем уровне систем осуществляется измерение параметров электропотребления (высоковольтные подстанции, экскаваторы), а также контроль электропотребителей и состояния защит. Передача информации в системе мониторинга высоковольтных подстанций производится через радиомодем, а в системе удаленного Интернет-мониторинга режимов работы экскаваторов — с помощью GPRS-модемов через Интернет на центральный диспетчерский пункт. В процессе опытной эксплуатации обеспечена экономия электроэнергии за счет исключения режимов работы мощного горного оборудования на холостом ходу, а также реализован непрерывный контроль параметров электропотребления, технологических защит подстанции и электропотребления экскаваторов.

Системы удаленного мониторинга, режимы работы, высоковольтные подстанции, экскаваторы, радиомодемы, GPRS-модемы, интернет, экономия электроэнергии, удельные нормы электропотребления

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Федоров A. A. Электроснабжение промышленных предприятий. — М.: Госэнергоиздат, 1961. — 744 с.
2. Андреева Л. В., Осика Л. К., Тубинис В. В. Коммерческий учет электроэнергии на оптовом и розничном рынках. — М.: АВОК-ПРЕСС, 2010. — 384 с.
3. Брейдо И. В., Сичкаренко А. В., Котов E. C., Ковальский А. А. Система автоматического контроля режимов работы подстанций угольных разрезов // Тр. X Междунар. науч.-техн. форума “Инновация, экология и ресурсосберегающие технологии”. — Ростов н/Дону, 2012. — С. 385 – 393.
4. Брейдо И. В., Сичкаренко А. В., Котов E. C., Ковальский А. А. Система автоматического контроля режимов работы высоковольтных подстанций угольных разрезов // Тр. Междунар. науч.-практ. конф. “Информационные и телекоммуникационные технологии: образование, наука, практика” / КазНТУ им. К. И. Сатпаева. — Алматы, 2012. — С. 63 – 66.
5. Брейдо И. В., Сичкаренко А. В., Котов E. C. Информационные комплексы автоматического контроля режимов работы подстанций угольных разрезов // Тр. Междунар. науч.-метод. конф. “Информатизация инженерного образования”, “Инфорино-2014”. — М., 2014. — С. 197 – 198.
6. Новиков В. В. Интеллектуальные измерения на службе энергосбережения // Энергоэксперт. — 2011. — № 3. — С. 68 – 70.
7. Ледин С. С. Интеллектуальные сети SmartGrid — будущее российской энергетики // Автоматизация и IT в энергетике. — 2010. — № 11(16). — С. 4 – 8.
8. Гисин Б. С., Жак А. В., Меркурьев Г. В., Окин А. А. Автоматизация принятия решений по оперативно-диспетчерскому управлению энергообъединениями в аварийных режимах. — М.: Изв. АН СССР, Энергетика и транспорт. — 1989. — № 6. — 109 с.
9. Андреев Е. Б., Куцевич Н. А., Синенко О. В. SCADA-системы: взгляд изнутри. — М.: Изд-во “РТСофт”, 2004. — 176 с.
10. Назаров А. В., Козырев Г. И., Шитов И. В. и др. Современная телеметрия в теории и на практике. — СПб.: Наука и Техника, 2007. — 672 с.
11. Рошан П., Лиэри Д. Основы построения беспроводных локальных сетей: пер. с англ. — М.: Изд. дом “Вильямс”, 2004. — 304 с.
12. Урель Ж. Л., Ле Гурьеллек Л., Бруэф Ж., Перуейро М. Универсальный широкополосный доступ: наступление беспроводных и мобильных технологий // Технологии и средства связи. — 2005. — № 5. — С. 64 – 70.
13. Рабион Н. Д., Ермолаев А. О., Панфилов Д. И., Соколов М. А. Реализация каналов GSM/GPRS в беспроводных системах сбора и передачи информации // Сети и системы связи. — 2006. — № 6. — С. 86 – 91.
14. Типовая инструкция по учету электроэнергии при ее производстве, передаче и распределении. Утв. Приказом КГЭН МИНТ Республики Казахстан № 106-П от 19 ноября 2012 года.
15. Казаков А. П., Белов А. Н., Первушин И. А. Опыт внедрения программного комплекса “АРМ для управления энергосбережением” на предприятиях горнодобывающей и обогатительной промышленности // Наукоемкие технологии разработки и использования минеральных ресурсов: Междунар. науч.-практ. конф. / под ред. В. Н. Фрянова. — Новокузнецк: Сиб. индустр. ун-т, 2010. — С. 36 – 42.


УДК 550.834 

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ КОМПРЕССИОННО-ВАКУУМНОЙ УДАРНОЙ МАШИНЫ ДВОЙНОГО ДЕЙСТВИЯ
В. В. Тимонин, А. К. Ткачук, В. Н. Карпов

Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, E-mail: timonin@misd.ru,
Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия

Представлены принципиальная схема компрессионно-вакуумной ударной машины (КВУМ) нового поколения и система управления ее работой с использованием регулируемого магнитного фиксатора, которая позволяет варьировать энергетические показатели машины и обеспечивает расширение ее возможностей в горном деле, строительстве и в сейсморазведке. Приведены результаты экспериментального исследования рабочего цикла КВУМ. Установлены технические параметры машины и принципы взаимодействия магнитного фиксатора, ударника, ресивера и источника рабочей среды. Проведена оценка энергии единичного удара КВУМ при ее различных пространственных положениях. Выполнены натурные испытания, позволившие определить направление дальнейшего развития машин данного класса.

Компрессионно-вакуумная ударная машина, ударник, корпус, скорость, давление, магнитный фиксатор, пульт управления, сейсморазведка, импульсный источник

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Детков В. А. Возбуждение сейсмических волн импульсными невзрывными источниками // Журн. СФУ. Математика и физика. — 2009. — № 2 (3). — С. 298 – 304.
2. Шнеерсон М. Б. Теория и практика наземной невзрывной сейсморазведки. — М.: Недра, 1998. — 527 с.
3. Hill I. A. Field techniques and instrumentation in shallow seismic reflection, Quarterly Journal Engineering Geology, 1992, No. 25. — Р. 183 – 190.
4. Палагин В. В., Попов А. Я., Дик П. И. Сейсморазведка малых глубин. — М.: Недра, 1989. — 208 с.
5. Шериф Р., Гелдарт Л. Сейсморазведка. — М.: Мир, 1987. — Т. 1. — 448 с.
6. Репин А. А., Ткачук А. К., Карпов В. Н., Белобородов В. Н., Ярославцев А. Г., Жикин А. А. Разработка и исследование автономного мобильного компрессионно-вакуумного ударного источника продольных волн для сейсморазведки // ФТПРПИ. — 2016. — № 1. — С. 144 – 151.
7. Пат. 156306 РФ. Компрессионно-вакуумная ударная машина двойного действия / А. А. Репин, В. В. Тимонин, В. Н. Белобородов, А. К. Ткачук, В. Н. Карпов, Г. Г. Васильев, Н. Н. Заболоцкая // Опубл. в БИ. — 2015. — № 31.
8. Пат. 127472 РФ. Стенд для экспериментальных исследований параметров ударных машин / В. Н. Белобородов, А. К. Ткачук // Опубл. в БИ. — 2013. — № 12.
9. Пат. 163465 РФ. Вакуумная машина ударного действия / А. К. Ткачук, Н. Н. Заболоцкая, В. Н. Карпов // Опубл. в БИ. — 2016. — № 20.
10. Белобородов В. Н., Репин А. А., Ткачук А. К., Карпов В. Н. Разработка пневматического устройства с использованием эластичной оболочки // Фундам. и прикл. вопросы горных наук. — Новосибирск: ИГД СО РАН, 2014. — Т. 2. — № 1. — С. 51 – 53.
11. Ткачук А. К., Карпов В. Н. Особенности и перспективы развития компрессионно-вакуумных машин ударного действия // Интерэкспо Гео-Сибирь. — 2016. — Т. 2. — № 4. — С. 37 ? 42.
12. Репин А. А., Тимонин В. В., Ткачук А. К., Карпов В. Н., Степанов Д. В. К вопросу создания универсальных компрессионно-вакуумных машин ударного действия // Машиноведение. — Бишкек: ИМаш НАН КР, 2016. — № 1. — Т. 3. — С. 89 – 94.


ТЕХНОЛОГИЯ ДОБЫЧИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ


УДК 622.28, 622.831 

ГЕОМЕХАНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА КОМБИНИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ МОЩНЫХ ПОЛОГИХ РУДНЫХ ЗАЛЕЖЕЙ С ЗАКЛАДКОЙ И ОБРУШЕНИЕМ
А. М. Фрейдин, А. А. Неверов, С. А. Неверов

Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, E-mail: nnn.aa@mail.ru,
Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия

Разработан вариант комбинированной геотехнологии выемки с твердеющей закладкой и обрушением для отработки мощной пологопадающей рудной залежи полиметаллического месторождения. На основании численных оценок установлено, что вариант, предусматривающий принудительное обрушение налегающей толщи пород над участками, заполненными твердеющей закладкой, обеспечивает более безопасные условия разработки.

Комбинированная система разработки, большая глубина, массив пород, напряженно-деформированное состояние, выработка, закладка, камера, целик, кровля, безопасность

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Бронников Д. Н., Замесов Н. Ф., Богданов Г. И. Разработка руд на больших глубинах. — М.: Недра, 1982. — 292 с.
2. Славиковский О. В. Подземная разработка месторождений руд цветных металлов на больших глубинах за рубежом — М.: ЦНИИЭИЦМ, 1983. — 188 с.
3. Фрейдин А. М., Шалауров В. А., Еременко А. А. и др. Повышение эффективности подземной разработки рудных месторождений Сибири и Дальнего Востока. — Новосибирск: Наука, 1992. — 177 с.
4. Опарин В. Н., Тапсиев А. П., Фрейдин А. М. О классификации систем разработки рудных месторождений на больших глубинах // ФТПРПИ. — 2008. — № 6. — С. 47 – 57.
5. Неверов А. А., Неверов С. А., Никольский А. М., Алимсеитова Ж. К. Геомеханическая оценка горнотехнической ситуации при переходе от комбинированной выемки с закладкой и обрушением к технологии этажного обрушения // Вестн. КузГТУ. — 2015. — № 2. — С. 35 – 40.
6. Neverov А., Freidin A., Vasichev S. Assessment of the combined ore mining with caving and backfilling, IV International geomechanics conference “Theory and practice of geomechanics for effectiveness the mining production and the construction”, International House of Scientists Fr. J. Curie Varna, Bulgaria, 2010. — P. 461 – 469.
7. А. с. 1606667 СССР. Способ управления горным давлением / А. М. Фрейдин, В. Н. Какойло, В. А. Ша¬лауров и др. // Опубл. в БИ. — 1990. — № 42.
8. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. — М.: Мир, 1975. — 543 с.
9. Назарова Л. А., Назаров Л. А., Мирошниченко Н. А. Определение деформационно-прочностных характеристик закладочного массива при ведении очистных работ на основе решения обратных задач // ФТПРПИ. — 2012. — № 4. — С. 29 – 85.
10. Курленя М. В., Серяков В. М., Еременко А. А. Техногенные геомеханические поля напряжений. — Новосибирск: Наука, 2005. — 264 с.
11. Курленя М. В., Серяков В. М., Коротких В. И., Тапсиев А. П. Геомеханическое обоснование камерно-целиковых порядков выемки защитного слоя // ФТПРПИ. — 1991. — № 4. — С. 3 – 11.
12. Неверов А. А. Геомеханическое обоснование нового варианта камерной выемки пологих мощных залежей с выпуском руды из подконсольного пространства // ФТПРПИ. — 2012. — № 6. — С. 87 – 97.


УДК 622.271 

НОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ БЕЗВЗРЫВНОГО ФОРМИРОВАНИЯ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ ГЛУБОКИХ КАРЬЕРОВ
С. Я. Левенсон, М. А. Ланцевич, Л. И. Гендлина, А. Н. Акишев

Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Е-mail: lev@nsc.ru,
Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
Институт “Якутнипроалмаз” АК “АЛРОСА” (ПАО),
ул. Ленина, 39, г. Мирный, 678175, Республика Саха (Якутия), Россия

Обоснованы технология и оборудование, позволяющие отказаться от буровзрывных работ при добыче полезных ископаемых открытым способом. Рассмотрена возможность использования бункерных перегрузочных пунктов с вибрационным выпуском при комбинированном автомобильном транспорте, а также вибрационной техники на автомобильных породных отвалах.

Глубокий карьер, струг с молотковым ротором, комбинированный транспорт, перегрузочный пункт, бункер, вибропитатель, автомобильный отвал, безопасность, отвалообразователь, уплотнитель отвального массива

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ржевский В. В., Трубецкой К. Н. Задачи горной науки в области открытой разработки месторождений полезных ископаемых // Горн. журн. — 1988. — № 1. — С. 21 – 23.
2. Акишев А. Н., Зырянов И. В., Заровняев Б. Н. и др. Формирование рабочей зоны глубоких кимберлитовых карьеров. — Новосибирск: Наука, 2015. — 204 с.
3. Федулов А. И., Лабутин В. Н. Ударное разрушение мерзлых грунтов и горных пород // ФТПРПИ. — 1995. — С. 57 – 61.
4. Маттис А. Р., Кузнецов В. И., Васильев Е. И. и др. Экскаваторы с ковшом активного действия: Опыт создания, перспективы применения. — Новосибирск: Наука, 1996. — 174 с.
5. Кузнецов В. И., Маттис А. Р., Ташкинов А. С. и др. Эффективность экскавации вскрышных пород на карьерах при использовании безвзрывной технологии // ФТПРПИ. — 1997. — № 5. — С. 100 – 107.
6. Маттис А. Р., Зайцев Г. Д. Создание экскаватора большой единичной мощности для безвзрывной разработки горных пород // ФТПРПИ. — 2000. — № 6. — С. 47 – 52.
7. Маттис А. Р., Ческидов В. И., Яковлев В. Л. и др. Безвзрывные технологии открытой добычи твердых полезных ископаемых. — Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2007. — 337 с.
8. Маттис А. Р., Лабутин В. Н., Ческидов В. И. К созданию активного ротора для машин послойного фрезерования // ФТПРПИ. — 2008. — № 2. — С. 95 – 102.
9. Тишков А. Я., Гендлина Л. И., Еременко Ю. И., Левенсон С. Я. Вибрационное воздействие на сыпучую среду при выпуске ее из емкости // ФТПРПИ. — 2000. — № 1. — С. 55 – 61.
10. Гендлина Л. И., Еременко Ю. И., Куликова Е. Г., Левенсон С. Я. Совершенствование процесса вибрационного выпуска связных материалов из емкости // Горн. оборудование и электромеханика. — 2006. — № 7. — С. 42 – 45.
11. Левенсон С. Я., Гендлина Л. И., Глотова Т. Г., Алесик М. Ю., Морозов А. В. Энергосберегающие вибрационные устройства для выпуска связных материалов из емкостей на предприятиях горной промышленности // Горн. оборудование и электромеханика. — 2010. — № 10. — С. 8 – 12.
12. Бондаренко Г. И. К вопросу управления оползанием отвалов в районах криолитозоны // Геодинамика и напряженное состояние недр Земли: конф. с участием иностр. ученых. — Новосибирск: ИГД СО РАН, 2005. — С. 483 – 487.
13. Левенсон С. Я., Гендлина Л. И., Морозов А. В., Усольцев В. М. О формировании автомобильных отвалов при открытой разработке полезных ископаемых // ГИАБ. — 2014. — № 7. — С. 50 – 54.
14. Левенсон С. Я., Гендлина Л. И. Проблема безопасности при формировании породных отвалов и создание технических средств для ее решения // ФТПРПИ. — 2014. — № 5. — С. 168 – 174.
15. Крамаджян А. А., Русин Е. П., Стажевский С. Б., Хан Г. Н. Об устойчивости формируемого автосамосвалом и отвалообразователем борта отвала // Недропользование. Горное дело. Новые направ¬ления и технологии поиска, разведки и разработки месторождений полезных ископаемых. Геоэкология: тр. IX Междунар. науч. конф. — Новосибирск: СГГА, 2013. — С. 87 – 92.
16. Пат. 143141 РФ. Устройство для формирования отвального массива / С. Я. Левенсон, Л. И. Гендлина, В. М. Усольцев, А. В. Морозов, В. А. Голдобин, М. А. Ланцевич // Опубл. в БИ. — 2014. — № 20.


УДК 622.281.4.001.24 

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ АНКЕРНОГО КРЕПЛЕНИЯ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК УГОЛЬНЫХ ШАХТ В УСЛОВИЯХ МНОГОЛЕТНЕЙ МЕРЗЛОТЫ
Е. А. Разумов, В. И. Клишин, Г. Ю. Опрук, П. В. Гречишкин

ООО “РАНК 2”, E-mail: kom.info@rank42.ru,
Советский проспект, 7, 650000, г. Кемерово, Россия
Институт угля СО РАН, E-mail: klishinvi@icc.kemsc.ru,
Ленинградский проспект, 10, 650065, г. Кемерово, Россия

Представлена методическая база для расчета двухуровневой анкерной крепи подземной горной выработки, проводимой в многолетнемерзлых породах. Проведен анализ результатов применения анкерной крепи в сочетании с теплоизоляцией контура выработки на экспериментальном участке в условиях шахты “Джебарики-Хая”.

Анкерная крепь, горная выработка, зона многолетней мерзлоты, ореол оттаивания, теплопровод-ность массива, теплоизоляционный материал

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Скуба В. Н. Совершенствование разработки угольных месторождений области многолетней мерзлоты. — Якутск: Кн. изд-во, 1974. — 317 с.
2. Клишин В. И., Гречишкин П. В., Серов А. А., Разумов Е. А. Современные технологии анкерного крепления: опыт применения и перспективы // Рудник будущего. — 2012. — Вып. № 3(11). — С. 89 – 96.
3. Louchnikov V. N., Eremenko V. A., and Sandy M. P. Ground support liners for underground mines: energy absorption capacities and costs, Eurasian Mining (Gornyi Zhurnal), 2014, No. 1(21). — P. 54 – 62.
4. Васильев С. Д. Обоснование и разработка методики расчета крепления сталеполимерной анкерной крепью горных выработок для условий многолетней мерзлоты: автореф. дис. … канд. техн. наук. — М., 2013. — 24 с.
5. Лыков А. В. Теория теплопроводности. — М.: Высш. шк., 1967. — 600 с.
6. Авксентьев И. В., Скуба В. Н. Исследование устойчивости и теплоизоляция горных выработок в условиях многолетней мерзлоты. — М.: ЦНИЭИуголь, 1975. — 45 с.
7. Станкус В. М., Муратов В. А., Маньков В. Н., Костельцев Б. Г. Механика горных пород и устойчивость выработок шахт Кузбасса / под ред. В. Г. Кожевина. — Кемерово: Кн. изд-во, 1973. — 345 с.
8. Инструкция по расчету и применению анкерной крепи на угольных шахтах России. — СПб., 2000. — 70 с.
9. Широков А. П., Писляков Б. Г. Расчет и выбор крепи сопряжений горных выработок. — М.: Недра, 1978. — 304 с.
10. Методика расчета и выбора параметров крепи на сопряжениях горных выработок при одинарной и парной подготовке выемочных столбов. — СПб., 2004. — 84 с.
11. Разумов Е. А., Еременко В. А., Заятдинов Д. Ф., Матвеева А. С., Гречишкин П. В., Позолотин А. С. Методика расчета параметров анкерной крепи подземных горных выработок в условиях вечной мерзлоты // ГИАБ. — 2013. — №. 9. — С. 39 – 47.
12. Методика шахтных испытаний отдельных положений “Инструкции по расчету и применению анкерной крепи на угольных шахтах Кузбасса — Первая редакция”. — СПб.: ВНИМИ, 2010. — 12 с.


ОБОГАЩЕНИЕ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ


УДК 622.7 

К ВОПРОСУ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СООТНОШЕНИЯ АКТИВНОСТЕЙ И СЕЛЕКТИВНОСТЕЙ РАБОТЫ ФИЗИЧЕСКОЙ И ХИМИЧЕСКОЙ ФОРМ СОРБЦИИ РЕАГЕНТА
С. А. Кондратьев, Н. П. Мошкин, Е. А. Бурдакова

Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, E-mail: kondr@misd.nsc.ru,
Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, E-mail: nikolay.moshkin@gmail.com,
просп. Академика Лаврентьева, 15, 630090, г. Новосибирск, Россия

Обсужден вопрос взаимодействия минеральной частицы с пузырьком газа применительно к условиям пенной флотации. Рассмотрено истечение жидкости из прослойки, разделяющей объекты взаимодействия, обусловленное преимущественно гидрофобной составляющей расклинивающего давления. Предположено, что для извлекаемого минерала электростатическое взаимодействие оказывает значительно меньшее влияние на сближение объектов и утончение жидкой прослойки. В этой связи основное внимание уделено влиянию степени гидрофобности минеральной поверхности на скорость удаления жидкости из прослойки. Установлено, что расход жидкости за счет гидрофобной составляющей расклинивающего давления меньше расхода жидкости, вызванного действием физической формы сорбции реагента. Высказано предположение, что гидрофобизация минерала имеет своим назначением создание участков поверхности, на которых активные по отношению к границе раздела “газ – жидкость” формы реагента закрепляются по правилу уравнивания полярностей. Физически закрепившиеся формы реагента удаляют жидкость из прослойки после ее прорыва и тем самым снимают кинетическое ограничение образованию флотационного контакта.

Флотация, гидрофобность, минеральные частицы, физическая и химическая формы сорбции, расклинивающее давление, селективность, прослойка жидкости

Работа выполнена за счет средств Российского научного фонда (грант № 15–17–00017).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Фрумкин А., Городецкая А. Об явлениях смачивания и прилипания пузырьков. Ч. 2. Механизм прилипания пузырьков к поверхности ртути // Журн. физ. химии. — 1938. — Т. 12. — Вып. 5 – 6. — С. 511 – 520.
2. Чантурия В. А. Роль электрохимических и полупроводниковых свойств минералов в процессе флотации // Физико-химические основы теории флотации. — М.: Наука, 1983. — С. 70 – 89.
3. Ahmed S. M. Electrochemical studies of sulphides, I. The electrocatalytic activity of galena, pyrite and cobalt sulphide for oxygen reduction in relation to xanthate adsorption and flotation, Int. J. Miner. Process., 1998, Vol. 5. — P. 163 – 174.
4. Kirjavainen V., Schreithofer N., Heiskanen K. Effect of some process variable on floatability of sulfide nickel ores, Int. J. Miner. Process., 2002, Vol. 65. — P. 59 – 72.
5. Абрамов А. А. Требования к выбору и конструированию селективных реагентов-собирателей. Ч. 2. Требования к физико-химическим свойствам селективного собирателя // Цв. металлы. — 2012. — № 5. — С. 14 – 17.
6. Кондратьев С. А., Мошкин Н. П. Оценка собирательной силы флотационного реагента // ФТПРПИ. — 2015. — № 1. — С. 137 – 144.
7. Rao H. K., Forssberg K. S. E. Mechanism of fatty acid adsorption in salt-type mineral flotation, Mineral Engineering, 1991, Vol. 4, Nos. 7 – 11. — P. 879 – 890.
8. Fuerstenau D. W. A сentury of developments in the chemistry of flotation processing, Centenary of Flotation Symposium, Brisbane, Australia, 2005. — P. 47.
9. Free M. L., Miller J. D. The significance of collector colloid adsorption phenomena in the fluorite/oleate flotation system as revealed by FTIR/IRS and solution chemistry analysis, Int. J. Miner. Process., 1996, Vol. 48. — P. 197 – 216.
10. Takeda S., Usui S. Adsorption of dodecylammonium ion on quartz in relation to its flotation, Colloids and Surfaces, 1987, Vol. 23, Issues 1–2. — P. 15 – 28.
11. Кондратьев С. А., Мошкин Н. П., Бурдакова Е. А. Определение оптимального соотношения активностей разных форм сорбции реагента на сульфидных минералах // ФТПРПИ. — 2015. — № 5. — С. 150 – 158.
12. Чураев Н. В. О силах гидрофобного притяжения в смачивающих пленках водных растворов // Коллоид. журн. — 1992. — Т. 54. — № 5. — С. 169 – 173.
13. Чураев Н. В. Поверхностные силы и физикохимия поверхностных явлений // Успехи химии. — 2004. — Т. 73. — № 1. — С. 26 – 38.
14. Crozier R. D. Sulphide collector mineral bonding and the mechanism of flotation, Mineral Engineering, 1991, Vol. 4, Nos. 7 – 11. — P. 839 – 858.
15. Дерягин Б. В. Теория капиллярной конденсации и других капиллярных явлений с учетом расклинивающего действия полимолекулярных жидких пленок // Журн. физ. химии. — 1940. — Т. 14. — № 2. — С. 137 – 147.
16. Старов В. М., Чураев Н. В. Кинетика изменения смачивающих пленок // Коллоид. журн. — 1975. — Т. 37. — № 4. — С. 711 – 715.
17. Radoev B. P., Dimitrov D. S., Ivanov I. B. Hydrodynamics of thin liquid films effect of the surfactant on the rate of thinning, Colloid and Polymer Science, 1974, Vol. 252, Issue 1. — P. 50 – 55.
18. Dimitrov D. S., Ivanov I. B. Hydrodynamics of thin liquid films. On the rate of tinning of microscopic films with deformable interface, J. Сolloid and Interface Science, 1978, Vol. 64, No. 1. — P. 97 – 106.
19. Pugh R., Stenius P. Solution chemistry studies and flotation behaviour of apatite, calcite and fluorite minerals with sodium oleate collector, Int. J. Miner. Process., 1985, Vol. 15. — P. 193 – 218.
20. Wang X-H., Forssberg K. S. E. Mechanisms of pyrite flotation with xanthates, Int. J. Miner. Process., 1991, Vol. 33. — P. 275 – 290.


УДК (622.75.77+549):622.013.2 

МИНЕРАЛОГО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕХНОГЕННЫХ ОБРАЗОВАНИЙ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩЕЙ РОССЫПИ
М. А. Гурман, Л. И. Щербак, Р. В. Богомяков, Е. В. Вылегжанина

Институт горного дела ДВО РАН, E-mail: mgurman@yandex.ru,
ул. Тургенева, 51, 680000, г. Хабаровск, Россия

Техногенные образования россыпных месторождений могут рассматриваться как важный резерв пополнения минерально-сырьевой базы золотодобычи Дальнего Востока России. Экспериментальные исследования выполнены с использованием технологической пробы, отобранной из гале-эфельных отвалов отработанной золотосодержащей россыпи. Приведена минералого-петрографическая характеристика продуктов обогащения. В составе золота выявлены примеси платины, серебра, титана, железа. Представлены результаты обогащения по гравитационной схеме с предварительной магнитной сепарацией. Выход магнитной фракции составил 39.77 %, в магнетите установлено присутствие титана. Извлечение золота в гравитационный концентрат составило 91.6 %, наряду с золотом в концентрате содержится 0.06 г/т платины и 57.7 г/т серебра.

Техногенные образования, золото, платина, извлечение, гравитационное обогащение, магнитная сепарация

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Чантурия В. А. Развитие физико-химических основ и разработка инновационных технологий глубокой переработки техногенного минерального сырья // Горн. журн. — 2014. — № 7.— С. 79 – 84.
2. Быховский Л. З., Спорыхина Л. В. Техногенные отходы как резерв пополнения минерально-сырьевой базы: состояние и проблемы освоения // Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. — 2011. — № 4. — С. 15 – 20.
3. Кавчик Б. К. Геологическое строение техногенных россыпей и его влияние на выбор способа отработки // Золотодобыча. — 2010. — № 135. — С. 14 – 19.
4. Чемезов В. В., Тальгамер Б. Л. Техногенные россыпи (образование, оценка и эксплуатация). — Иркутск: ИрГТУ, 2013. — 239 с.
5. Шило Н. А. Учение о россыпях. Теория россыпеобразующих рудных формаций и россыпей. — Владивосток: Дальнаука, 2002. — 576 с.
6. Мамаев Ю. А. Техногенные россыпи благородных металлов Дальневосточного региона России и их рациональное освоение. — М.: Горная книга, 2010. — 309 с.
7. Ван-Ван-Е. А. П. Ресурсная база природно-техногенных золотороссыпных месторождений. — М.: Горная книга, 2010. — 268 с.
8. Литвинцев В. С. Проблемы рационального освоения техногенных россыпных месторождений благородных металлов в восточных районах России // ФТПРПИ. — 2015. — № 1. — С. 97 – 104.
9. Мирзеханов Г. С. Оценочные критерии ресурсного потенциала техногенных образований россыпных месторождений золота Дальнего Востока России // Вестн. Краунц. Науки о Земле. — 2014. — № 1. — С. 139 – 150.
10. Гурман М. А., Щербак Л. И., Рассказова А. В. Извлечение золота и мышьяка из продуктов обжига упорных пирит-арсенопиритовых концентратов // ФТПРПИ. — 2015. — № 3. — С. 145 – 150.
11. Рассказов И. Ю., Александрова Т. Н., Гурман М. А., Литвинова Н. М. Инновационные технологии переработки благороднометалльного минерального сырья Дальневосточного региона // Недропользование XXI век. — 2014. — № 2. — С. 38 – 43.
12. Рассказов И. Ю., Гурман М. А., Александрова Т. Н., Щербак Л. И. Минералого-технологичес-кие особенности и перспективы переработки упорных золотомышьяковых руд Учаминского месторождения // Тихоокеан. геология. — 2014. — № 4. — С. 75 – 83.
13. Гурман М. А., Александрова Т. Н., Кондратьев С. А. Проблемы извлечения золота из упорных руд Дальневосточного региона России и некоторые пути их решения // ФТПРПИ. — 2011. — № 5. — С. 124 – 135.


УДК 622.765, 544.7 

О СОСТАВЕ И СВОЙСТВАХ ВЫСОКОДИСПЕРСНЫХ ЧАСТИЦ, ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПРИ ИЗМЕЛЬЧЕНИИ СУЛЬФИДНЫХ РУД МЕТАЛЛОВ
Ю. Л. Михлин, С. А. Воробьев, С. В. Карасев, А. С. Романченко, А. А. Карачаров, Е. С. Каменский, Е. А. Бурдакова

Институт химии и химической технологии СО РАН, E-mail: yumikh@icct.ru,
Академгородок, 50, стр. 24, г. Красноярск, 660036, Россия
Сибирский федеральный университет,
г. Красноярск, 660036, Россия

Методами лазерного дифракционного анализа и динамического рассеяния света проведено сравнительное изучение высокодисперсных частиц, образующихся при измельчении свинцово-цинковой руды Горевского месторождения, медно-никелевых руд Норильского (богатой сульфидной и вкрапленной) и Кингашского месторождений, а также свинцового Горевского концентрата и медного и молибденового концентратов, выделенных из руды Сорского месторождения. Измерены дзета-потенциалы частиц в осветленном (коллоидном) растворе над осадком; методом рентгенофотоэлектронной спектроскопии проанализирован состав поверхности руд и их тонких фракций. Наибольший выход частиц меньше 5 мкм (до 3% об.) наблюдался для Кингашской руды, причем в отличие от других руд дзета-потенциал частиц был положительным при pH 9.5, а составы поверхности осадка и коллоидных частиц практически не различались. Сравнительно высокое содержание ультрадисперсных фракций установлено также для Горевской руды и Pb концентрата. Осветленные растворы содержат преимущественно агрегаты наночастиц, прежде всего минералов Si и Mg, с гидродинамическим диаметром 500 – 1200 нм, который мало изменяется во времени. Сульфидная компонента гидрозолей обогащена наночастицами минералов, более устойчивых к окислению (сфалерит, молибденит, пентландит, халькопирит), которые могут, в частности, переносить металлы в окружающей среде.

Руды цветных металлов, высокодисперсные частицы, коллоидные частицы, гранулометрический анализ, лазерная дифракция, динамическое рассеяние света, дзета-потенциал, рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект 17–14–00280).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Trahar W. J. A rational interpretation of the role of particle size in flotation, Int. J. Miner. Process, 1981, Vol. 8. — P. 289 – 327.
2. Feng D., Aldrich C. Effect of particle size on flotation performance of complex sulphide ores, Miner. Eng., 1999, Vol. 12. — P. 721 – 731.
3. Johnson N. W. Liberated 0–10 ?m particles from sulphide ores, their production and separation — Recent developments and future needs, Miner. Eng., 2006, Vol. 19. — P. 666 – 674.
4. Абрамов А. А. Флотационные методы обогащения. — М.: Горная книга, 2008. — 710 с.
5. Калинников В. Т., Макаров В. Н., Мазухина С. И., Макаров Д. В., Маслобоев В. А. Исследование гипергенных процессов в хвостах обогащения сульфидных медно-никелеваых руд // Химия в интересах устойчивого развития. — 2005. — Т. 13. — С. 515 – 519.
6. Wang C., Harbottle D., Liu Q., and Xu. Z. Current state of fine mineral tailings treatment: A critical review on theory and practice, Miner. Eng., 2014, Vol. 58 — С. 113 – 131.
7. Bandini P., Prestidge C. A., and Ralston J. Colloidal iron oxide slime coatings and galena particle flotation, Miner. Eng., 2001, Vol. 14. — P. 487 – 497.
8. Peng Y., Grano S. Dissolution of fine and intermediate sized galena particles and their interactions with iron hydroxide colloids, J. Colloid Interf. Sci., 2010, Vol. 347. — С. 127 – 131.
9. Hudson-Edwards K. A. Sources, mineralogy, chemistry and fate of heavy metal-bearing particles in mining-affected rivers systems, Mineral. Mag., 2003, Vol. 67. — P. 205 – 217.
10. Hochella M. F. Jr., Lower S. K., Maurice P. A., Penn R. L., Sahai N., Sparks D. L., and Twining B. S. Nanominerals, mineral nanoparticles, and earth systems, Science 319 (2008). — P. 1631 – 1635.
11. Plathe K. L., von der Kammer F., Hassellov M., Moore J. N., Murayama M., Hofmann T., and Hochella M. F. Jr. The role of nanominerals and mineral nanoparticles in the transport of toxic trace metals: Field-flow fractionation and analytical TEM analyses after nanoparticle isolation and density separation, Geochim. Cosmochim. Acta 102 (2013). DOI: 10.1016/j.gca., 2012, 10.029. — P. 213 – 225.
12. Weber F.-A., Voegelin A., Kaegi R., and Kretzschmar R. Contaminant mobilization by metallic copper and metal sulphide colloids in flooded soil, Nature Geosci., 2009, Vol. 2. — P. 267 – 271.
13. Wang, Y. Nanogeochemistry: nanostructures, emergent properties and their control on geochemical reactions and mass transfers, Chem. Geol., 2014, Vol. 378–379. — P. 1 – 23.
14. Garner K. L., Keller A. A. Emerging patterns for engineered nanomaterials in the environment: a review of fate and toxicity studies, J. Nanopart. Res., 2014, Vol. 16. — P. 2503 – 2526.
15. Zirkler D., Lang F., and Kaupenjohann M. “Lost in filtration” — the separation of soil colloids from larger particles, Colloids Surf. A, 2012, Vol. 399. — P. 35 – 40.
16. Mikhlin Yu., Vorobyev S., Romanchenko A., Karasev S., Karacharov A., and Zharkov S. Ultrafine particles derived from mineral processing: a case study of the Pb – Zn sulfide ore with emphasis on lead-bearing colloids, Chemosphere, 2016, Vol. 147. — P. 60 – 66.


УДК 622.772.001:662.346.3 

ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ ПОВЕРХНОСТИ ШЕЕЛИТА НА ЕГО РЕАКЦИОННУЮ СПОСОБНОСТЬ ПОСЛЕ МЕХАНОАКТИВАЦИИ
Е. В. Богатырева, А. Г. Ермилов

Национальный исследовательский технологический университет “МИСиС”,
E-mail: Helen_Bogatureva@mail.ru, Ленинский проспект, 4, 119049, г. Москва, Россия

Показана возможность прогнозирования изменения энергосодержания и реакционной способности шеелитового концентрата после механоактивации по данным рентгеноструктурного анализа при последующем низкотемпературном (менее 100°С) содовом выщелачивании. Установлен сложный характер изменения энергосодержания и реакционной способности шеелита после механоактивации от энергий структурных нарушений в минерале. Подтверждено влияние количества запасенной при механоактивации энергии в виде поверхностной энергии и микродеформаций на показатели последующего выщелачивания. Методика и критерии оценки эффективности предварительной механоактивации шеелита создают технологические предпосылки для реализации энергосберегающей переработки шеелитовых концентратов непосредственно на горно-обогатительных комбинатах.

Вольфрам, шеелитовый концентрат, предварительная механоактивация, содовое выщелачивание, рентгеноструктурный анализ, энергосбережение

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Стратегия развития металлургической промышленности России на период до 2020 года. — URL: http://old.minpromtorg.gov.ru/ministry/programm/2 (Дата обращения 23.06.2014).
2. Зеликман А. Н. Металлургия тугоплавких редких металлов. — М.: Металлургия, 1986. — 440 с.
3. Медведев А. С. Выщелачивание и способы его интенсификации. — М.: МИСиС, 2005. — 240 с.
4. Ван-Бюрен Х. Г. Дефекты в кристаллах: пер. с англ. — М.: ИЛ, 1962. — 610 с.
5. Рид В. Т. Дислокации в кристаллах. — М.: Металлургиздат, 1957. — 279 с.
6. Китель Ч. Введение в физику твердого тела. — М.: Наука, 1978. — 791 с.
7. Новиков И. И. Дефекты кристаллического строения металлов. — М.: Металлургия, 1983. — 232 с.
8. Полубояров В. А., Паули И. А., Болдырев В. В., Таранцова М. И. Оценка эффективности химических реакторов для механической активации твердофазного взаимодействия. Сообщ. 1 // Химия в интересах устойчивого развития. — 1994. — Вып. 2. — С. 635 – 645.
9. Богатырева Е. В., Ермилов А. Г. Особенности механоактивации фаз концентратов редких металлов // Новые материалы и технологии глубокой переработки сырья — основа инновационного развития экономики России: тез. докл. междунар. науч.-техн. конф. — М.: ВИАМ, 2012. — 125 с.
10. Bogatyreva E. V., Ermilov A. G., Podshibyakina K. V. Investigation influence of structure parameters variation on wolframite reactivity during mechanical activation, III International Conference “Fundamental Bases of Mechanochemical Technologies” May 27–30, 2009, Novosibirsk. — 110 р.
11. Ермилов А. Г., Сафонов В. В., Дорошко Л. Ф. и др. Оценка доли запасенной при предварительной механической активации энергии с помощью рентгенографии // Изв. вузов. Цв. металлургия. —2002. — № 3. — С. 48 – 53.
12. Шелехов Е. В., Свиридова Т. А. Программы для рентгеновского анализа поликристаллов // МиТОМ. — 2000.— № 8. — С. 16 – 19.
13. Зуев В. В., Аксенова Г. А., Мочалов Н. А. и др. Исследование величин удельных энергий кристаллических решеток минералов и неорганических кристаллов для оценки их свойств // Обогащение руд. — 1999. — № 1, 2. — С. 48 – 53.
14. Вольдман Г. М., Зеликман А. Н. Теория гидрометаллургических процессов. — М.: Металлургия, 1993. — 399 с.
15. Богатырева Е. В., Ермилов А. Г. Прогнозирование эффективности предварительной механоактивации шеелитового концентрата с помощью рентгеноструктурного анализа // Цв. металлы. — 2013. — № 3. — С. 60 – 64.
16. Пат. 2496896 РФ. Способ вскрытия шеелитовых концентратов / Е. В. Богатырева, А. Г. Ермилов // Опубл. в БИ. — 2013. — № 30.


УДК 556 

ИЗМЕНЕНИЕ ГИДРОИЗОЛЯЦИОННЫХ СВОЙСТВ ПОКРОВНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ
М. Б. Носырев, А. И. Семячков, Л. П. Парфенова, В. В. Кучин

Уральский государственный горный университет,
E-mail: Semyachkov.A@ursmu.ru,
ул. Куйбышева, 30, 220030, г. Екатеринбург, Россия

Комплексное освоение Волковского медно-железо-ванадиевого месторождения невозможно без использования способа кучного выщелачивания меди из отвала лежалой окисленной и смешанной руды. Существование отвала в его современном виде создает угрозу загрязнения поверхностных вод р. Лаи и подземных вод первого от поверхности водоносного горизонта. Естественная защищенность подземных вод участка отвала лежалой окисленной и смешанной руды высокая. Фильтрационные свойства покровных отложений на участке отвала, определенные по стандартной методике в соответствии с требованиями строительных норм и правил, классифицируются неоднозначно. Для принятия проектного решения в ходе инженерно-геологических изысканий выполнен комплекс научно-исследовательских работ по изучению фильтрационных свойств покровных отложений с применением растворов серной кислоты разной концентрации, имитирующей условия работы участка кучного выщелачивания меди.

Месторождение, отвал, окисленные руды, кучное выщелачивание

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 16–06–00463А).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Постановление Правительства Свердловской области “О комплексной стратегии по обращению с отходами производства на территории Свердловской области до 2030 года” от 21.10.2013 № 1259-ПП. — 40 с.
2. Пыжьянов Ю. Б. Добыча меди и экологическая безопасность Свердловской области. — 2011. —URL: http://elar.usfeu.ru.
3. Van Pham Hoa, Drebenstedt C., and Ortuta J. Advanced technologies in monitoring blast results in surface mines. In: Resource and Environmental Technologies: Chances of German Vietnamese Cooperation (Hrsg.: Breitkreuz C., Bongaerts J.), Freiberger Forschungsheft C 529, Freiberg, 2009, S. 70 – 77.
4. Халезов Б. Д., Ватолин Н. А., Неживых В. А., Тверяков А. Ю. Кучное выщелачивание меди на Коунрадском руднике // ГИАБ. — 2002. — № 7. — С. 209 – 217.
5. Емлин Э. Ф. Техногенез колчеданных месторождений Урала. — Свердловск. Изд-во Урал. ун-та, 1991. — 256 с.
6. Новокшанова В. Н., Лебедь А. Б., Васильев В. А., Набойченко С. С. Исследование кучного выщелачивания меди из руды Волковского месторождения // Цв. металлы. — 2013. — № 8. — С. 28 – 31.
7. Semjatschkov A., Drebenstedt C., and Worobjov A. E. Geookologie (in Russisch). — Jekaterinburg, 2012. — 288 с.
8. Гольдберг В. М., Газда С. Гидрогеологические основы охраны подземных вод от загрязнения. — М.: Недра, 1984. — 262 с.
9. ГОСТ 25584–90. Грунты. Методы лабораторного определения коэффициента фильтрации. — М.: Госстрой СССР. Дата введения 01.09.1990. — 17 с.
10. Методические рекомендации по гидрогеологическим исследованиям и прогнозам для контроля за охраной подземных вод / сост. В. М. Гольдберг. — М.: ВСЕГИНГЕО, 1980. — 87 с.
11. Ломтадзе В. Д. Физико-механические свойства горных пород. Методы лабораторных исследований: пособие для вузов. — 2-е изд., перераб. и доп. — Л.: Недра, 1990. — 328 с.


ГОРНАЯ ЭКОЛОГИЯ


УДК 504.4.054: 519.7 

ВЫДЕЛЕНИЕ КЛАСТЕРОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ИНГРЕДИЕНТОВ В ПРОМЫШЛЕННЫХ ВОДНЫХ ОБЪЕКТАХ КУЗБАССА
В. Н. Опарин, В. П. Потапов, А. Б. Логов, Е. Л. Счастливцев, Н. И. Юкина

Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, E-mail: oparin@misd.nsc.ru,
Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
Институт вычислительных технологий СО РАН (Кемеровский филиал),
ул. Рукавишникова, 21, 650025, г. Кемерово, Россия

Методом энтропийного анализа изучены по ингредиентному составу сточные воды промышленных объектов Кемеровской области. Выделено несколько кластеров поллютантов из органических и металлосодержащих водных растворов (анилин, жиры, масла, нефтепродукты, фенолы, синтетические поверхностно-активные вещества, кремний, фтор, хром, цианиды, алюминий, ванадий, железо, магний, медь, никель, свинец, цинк, нитраты, нитриты, азот аммонийный). Показана эволюция совокупности загрязняющих примесей поверхностных вод промышленными стоками за период 2008 – 2013 гг. Установлено, что качество большинства водных объектов горно-промышленной области не отвечает нормативным требованиям.

Энтропийный метод, загрязнения, ингредиенты, водные объекты, промышленные сбросы, угледобывающие предприятия Кузбасса, кластеры

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Доклады о состоянии и охране окружающей среды Кемеровской области в 2008 – 2013 годах. — Кемерово, 2009 – 2014. — 68 с.
2. Попова Н. Б. Эколого-географические условия природопользования в зоне влияния Транссибирской магистрали (Западная Сибирь). — Новосибирск: Изд-во СГУПСа, 2001. — 182 с.
3. Спицына Т. П., Степень Р. А., Хохлова А. И. Выделение доли техногенной составляющей в реках урбанизированной территории // Вычисл. технологии: избр. докл. Междунар. конф. по измерениям, моделированию и информационным системам для изучения окружающей среды: ENVIROMIS-2006. — Томск, 2006, Ч. 2. — С. 94 – 103.
4. Савичев О. Г. Оценка влияния сбросов сточных вод на минерализацию и общее содержание органических веществ в водах Томи // Изв. Том. политех. ун-та (Естественные науки). — 2005. — Т. 308. — № 1. — С. 44 – 47.
5. Знаменский В. А. Модель антропогенной нагрузки на реку и формирования качества воды в реке // Программные системы: теория и приложения. — 2010. — № 2(2). — С. 15 – 38.
6. Михеев Н. Н., Яковлев С. В., Нечаев А. П., Набродов Б. С., Мясникова Е. В., Максимов А. В., Шашков С. Н. Предельно допустимые экологические нагрузки на водные объекты и принципы оптимизации комплекса водоохранных мероприятий // Инж. экология. — 1997. — № 2. — С. 19 – 28.
7. Счастливцев Е. Л. Техногенное воздействие угледобывающих предприятий на окружающую среду (на примере Кузбасса): автореф. дис. … д-ра техн. наук. — Барнаул, 2006. — 43 с.
8. Потапов В. П., Мазикин В. П., Счастливцев Е. Л., Вашлаева Н. Ю. Геоэкология угледобывающих районов Кузбасса. — Новосибирск: Наука, 2005. — 660 с.
9. Счастливцев Е. Л., Пушкин С. Г., Юкина Н. И. О некоторых возможностях совершенствования системы мониторинга техноприродных вод // VIII Сибирское совещание по климато-экологическому мониторингу: материалы рос. конф. /под ред. М. В. Кабанова. — Томск: Аграф-Пресс, 2009. — С. 279 – 281.
10. Счастливцев Е. Л., Пушкин С. Г., Юкина Н. И. Проблемы современных оценок состояния поверхностных вод в угледобывающих районах и возможности совершенствования системы мониторинга техноприродных вод // Эколого-биологические проблемы Сибири и сопредельных территорий: материалы I Междунар. науч.-практ. конф. (г. Нижневартовск, 25 – 26 марта 2009 г.). — Нижневартовск: Изд-во Нижневарт. гуманит. ун-та, 2009. — С. 163 – 169.
11. Методические рекомендации по формализованной комплексной оценке качества поверхностных и морских вод по гидрохимическим показателям. — М., 1986. — 8 с.
12. РД 52.24.643–2002. Методические указания. Метод комплексной оценки степени загрязненности поверхностных вод по гидрохимическим показателям / Разработчики В. П. Емельянова, Е. Е. Лобченко; утв. и введ. Росгидрометом 03.12.2002 г. — 25 с.
13. Логов А. Б., Опарин В. Н., Потапов В. П., Счастливцев Е. Л., Юкина Н. И. Энтропийный метод анализа состава техногенных вод горнодобывающего региона // ФТПРПИ. — 2015. — № 1. — С. 168 – 179.
14. Логов А. Б., Замараев Р. Ю., Логов А. А. Анализ состояния систем уникальных объектов // Вычисл. технологии. — 2005. — Т. 10. — № 5. — С. 49 – 53.


УДК 549.08:622.001:622.014.3:351.823.3 

ЗАДАЧИ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ МИНЕРАЛОГИИ ПРИ ОСВОЕНИИ НЕДР ЗЕМЛИ
В. А. Чантурия, Е. Г. Ожогина, И. В. Шадрунова

Институт проблем комплексного освоения недр РАН, E-mail: shadrunova_@mail.ru,
Крюковский тупик, 4, 111020, г. Москва, Россия

Рассмотрены основные понятия составной части геоэкологии — экологической минералогии. Показаны основные направления экологической минералогии, задачи, объекты исследования. Отмечено отсутствие документов, регламентирующих проведение минералогических анализов при экологической оценке объектов.

Геоэкология, экологическая минералогия, форма нахождения элемента, техногенное сырье

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 16–05–00818).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Трубецкой К. Н., Каплунов Д. Р., Чаплыгин Н. Н. Современные горные науки: содержание и новые задачи // Горн. журн. — 1994. — № 6. — С. 3 – 7.
2. Горные науки. Освоение и сохранение недр / под ред. К. Н. Трубецкого. — М.: Изд-во АГН, 1997. — 478 с. 3. Трубецкой К. Н., Галченко Ю. П. Геоэкология освоения недр и экогеотехнологии разработки месторождений. — М.: Научтехлитиздат, 2015. — 360 с.
4. Каплунов Д. Р., Рыльникова М. В., Радченко Д. Н., Корнеев Ю. В. Передвижные закладочные комплексы в системах разработки рудных месторождений с закладкой выработанных пространств // Горн. журн. — 2013. — № 2. — С. 101 – 104.
5. Чантурия В. А., Козлов А. П., Шадрунова И. В., Ожогина Е. Г. Приоритетные направления развития поисковых и прикладных научных исследований в области использования в промышленных масштабах отходов добычи и переработки полезных ископаемых // Горн. пром-сть. — 2014. — № 1 (113). — С. 54.
6. Шадрунова И. В., Ожогина Е. Г., Колодежная Е. В., Горлова О. Е. Оценка селективности дезинтеграции металлургических шлаков // ФТПРПИ. — 2013. — № 5. — С. 180 – 190.
7. Горбатова Е. А., Ожогина Е. Г. Технологическая минералогия текущих хвостов Южного Урала. — Магнитогорск: Изд-во МГТУ, 2015. — 152 с.
8. Ожогина Е. Г. Прогнозная оценка качества минерального сырья // Разведка и охрана недр. — 2013. — № 4. — С. 68 – 70.
9. Россман Г. И., Петрова Н. В., Самсонов Б. Г. Экологическая оценка рудных месторождений (методические рекомендации) // Минерал. сырье. — 2000. — № 9. — 150 с.
10. Минералого-геохимические исследования форм нахождения токсичных веществ в природных и техногенных аномалиях для оценки степени их экологической опасности // Метод. рекомендации № 117 HСOMМИ. — М.: ВИМС, 1997. — 41 с.
11. Ожогина Е. Г., Булкин А. А. Минералогия пыли // Минералог. журн. — 1992. — № 3. — С. 86 – 90.


НОВЫЕ МЕТОДЫ И ПРИБОРЫ В ГОРНОМ ДЕЛЕ


УДК 550.834 

СКВАЖИННЫЙ ВИБРАЦИОННЫЙ ИСТОЧНИК ДЛЯ СЕЙСМИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПРИЗАБОЙНУЮ ЗОНУ ПОРОДНОГО МАССИВА
С. В. Сердюков, Л. А. Рыбалкин, П. А. Дергач, А. С. Сердюков, А. В. Азаров

Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, E-mail: ss3032yandex.ru,
Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия

Разработан скважинный вибрационный источник дебалансного типа с пневматическим приводом для воздействия на призабойную зону породного массива в сейсмическом диапазоне частот. Источник модульного типа состоит из генератора колебаний с механизмом автоматического ступенчатого регулирования статического момента, прижимного узла и встроенного пневмоударного устройства для перемещения оборудования в необсаженных скважинах. Приведены результаты испытаний экспериментального образца источника, амплитудно-частотная характеристика и спектральный состав излучаемого им сигнала.

Скважинный сейсмический источник, вибрационное воздействие, породный массив, сейсмические колебания, спектральный состав

Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации (проект RFMEF160414X0096).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Westermark R., Brett J. F. Enhanced oil recovery with downhole vibration stimulation in Osage County. Final Report DOE Contract Number DE-FG26–00BC1519, Oklahoma: Oil & Gas Consultants International, Inc., 2003. — 181 p.
2. Курленя М. В., Сердюков С. В. Определение области вибросейсмического воздействия на месторождение нефти с дневной поверхности // ФТПРПИ. — 1999. — № 4. — C. 4 – 11.
3. Сказка В. В., Сердюков С. В., Курленя М. В. Анализ ближней зоны излучения скважинного дебалансного вибросейсмического источника // ФТПРПИ. — 2014. — № 6. — С. 33 – 40.
4. Сказка В. В., Сердюков С. В., Ерохин Г. Н., Сердюков А. С. Анализ ближней зоны излучения сейсмического источника действующего вдоль оси скважины // ФТПРПИ. — 2013. — № 1. — C. 70 – 78.
5. Тимонин В. В., Кондратенко А. С. Система транспортирования технологического и измерительного оборудования в необсаженных скважинах // ФТПРПИ. — 2015. — № 5. — С. 187 – 193.
6. Чичинин И. С. Вибрационное излучение сейсмических волн. — М.: Недра, 1984. — 224 с.
7. Борзов В. М., Ивлев В. И. Повышение эксплуатационных характеристик пластинчатого пневмомотора за счет использования конструкционных материалов с улучшенными свойствами // Вестник науч.-техн. развития. — 2009. — № 9(25). — С. 2 – 6.
8. Чухарева Н. В. Расчет простых и сложных газопроводов. — Томск: Изд-во ТПУ, 2010. — 13 с.
9. Mills K., Jeffrey R., Black D. et al. Developing methods for placing sand-propped hydraulic fractures for gas drainage in the bulli seam, In: Underground Coal Operators’ Conference, July 7 – 8, 2006, Wollongong, Australia, 2006. — P. 190 – 199.
10. Сердюков С. В., Курленя М. В., Патутин А. В., Рыбалкин Л. А., Шилова Т. В. Экспериментальная проверка способа направленного гидроразрыва горных пород // ФТПРПИ. — 2016. — № 4. — С. 3 – 11.


Версия для печати  Версия для печати (откроется в новом окне)
Rambler's Top100   Рейтинг@Mail.ru
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки
Институт горного дела им. Н.А. Чинакала
Сибирского отделения Российской академии наук
Адрес: 630091, Россия, Новосибирск, Красный проспект, 54
Телефон: +7 (383) 205–30–30, доб. 100 (приемная)
Факс: +7 (383) 217–06–78
E-mail: mailigd@misd.ru
© Институт горного дела им. Н.А. Чинакала СО РАН, 2004–2019. Информация о сайте