Горные науки и технологии @gornye-nauki-tekhnologii
Статьи журнала - Горные науки и технологии
Все статьи: 1112
Идея и концептуальные положения диверсификации по геоэкологическим условиям ликвидации производств
Статья научная
В ходе реализации программ реструктуризации предприятий рассматривались положения и проблемы по диверсификации производств. Однако при этом не затрагивалась экологическая сфера. Становление и формирование новой эколого-экономической ниши видится актуальной задачей и востребованной по условиям масштабных геоэкологических преобразований. Из-за отсутствия мирового опыта решения геоэкологических задач сообразно идее диверсификации, такая перспективная ниша оставалась до настоящего времени не изученной, но актуальной для разработки. В формате требования обеспечения геоэкологически безопасных мер при закрытии угольных производств идея экодиверсификации выглядит обоснованно.
Бесплатно
Извлечение запасов из опорных целиков при разработке калийных пластов на больших глубинах
Статья научная
Разработка калийных месторождений на больших глубинах сопровождается ростом эксплуатационных потерь полезного ископаемого. Традиционные камерные системы с оставлением опорных целиков не позволяют в дальнейшем извлекать эти запасы из-за прогрессирующего роста напряжений и потери устойчивости выработок, что определяет необходимость поиска новых технологических решений. Исследование ставит перед собой цель - обоснование параметров технологии выемки пологих калийных пластов на больших глубинах, обеспечивающей снижение потерь руды за счет доизвлечения опорных межучастковых целиков при управлении напряженным состоянием массива с помощью закладки. Исследование выполнено на основе моделирования методом конечных элементов с использованием упруго-пластической модели Мора-Кулона. Модель откалибрована по натурным данным оседания кровли для условий глубины 1100 м. Оценено влияние вынимаемой мощности, степени заполнения камер и деформационных свойств закладочного материала (сухая, гидравлическая, твердеющая закладка) на напряженное состояние опорного целика. Установлено, что при отсутствии закладки напряжения в опорном целике к моменту стабилизации сдвижений превышают геостатический уровень более чем в 6 раз, что исключает его последующую отработку. Получена эмпирическая зависимость коэффициента концентрации напряжений от параметров закладочного массива, позволяющая прогнозировать условия безопасности ведения горных работ. Предложена конфигурация междукамерных целиков переменной ширины (увеличивающейся от центра к периферии), обеспечивающая равномерное распределение нагрузок. Разработан способ расчета ширины целиков первой очереди, при котором коэффициент запаса прочности сохраняется выше нормативного значения (>1). Одновременное ведение очистных и закладочных работ позволяет ограничить рост опасных напряжений в опорном целике, что создает условия для безопасной выемки целика камерами второй очереди. Предлагаемая технология обеспечивает дополнительное извлечение балансовых запасов, не требует коренной перестройки подготовительных выработок и способствует утилизации техногенных отходов.
Бесплатно
Изменение окраски природных цветных сапфиров методом термообработки
Статья научная
Рассматривается влияние на окраску природных цветных сапфиров хромофорных примесей и центров. Выполнены эксперименты по термообработке цветных сапфиров в восстановительной среде с целью улучшения их окраски и установлен механизм изменения окраски при термообработке. The influence of chromophore impurities and centers on the colour of fancy sapphires is considering. During this work heat treatment in reducing atmosphere of colour sapphires was carried out so as to improve gems color characteristics and the color modification mechanism was established.
Бесплатно
Статья научная
В статье на примере месторождения подземного хранилища газа (ПХГ) Гарадаг в Южно-Каспийском бассейне (ЮКБ) с учетом мировых достижений дан анализ результатов изучения проблемы деформационных изменений пород, связанных с разработкой нефтегазовых месторождений и эксплуатацией ПХГ. На основании повторных геофизических исследований скважин установлено, что за относительно короткий срок наблюдений (от 8 мес до 2,5 лет) разработка VII горизонта продуктивной толщи (нижний плиоцен) газоконденсатного месторождения Гарадаг Южно-Каспийского бассейна привела к снижению проницаемости пород в пределах от 1,2 до 4,9 мД при падении давления от 2,4 до 11,7 МПа. Величина относительного снижения проницаемости изменяется от 41до 56 %, более высокие значения которой характерны для высокопористых пород. Показано, что многократные циклы изменения нагрузок на пласт в процессе эксплуатации ПХГ также способствуют развитию в породе деформационных изменений, которые приводят к разрушению скелета породы. Очевидным доказательством объективности этого процесса является оседание в сепараторе и резервуаре для жидкости на ПХГ Гарадаг в конце каждого сезона примерно 2530 т песка, являющегося продуктом разрушения пород подземного резервуара. Это приводит к необратимым изменениям фильтрационно-емкостных свойств пород резервуара, которые более контрастно отражаются на изменении проницаемости пород. Деформационные изменения в пласте, вызванные эксплуатацией месторождения и ПХГ, приводят к снижению продуктивности и приемистости скважин.
Бесплатно
Изменение содержания полезных компонентов в приконтактной зоне некондиционных руд
Статья научная
Месторождения руд цветных, благородных и редких металлов в основном являются сложноструктурными. Эти блоки состоят из балансовых (кондиционных) и небалансовых (некондиционных) руд в формате уступов. Границы между двумя типами руд устанавливаются некоторым предельным значением полезного компонента (ПК) в руде. Численное значение содержания ПК в некондиционной части блока предопределяет слой возможного примешивания некоторой доли забалансовых руд к отгружаемым кондиционным рудам. Примешиванием можно достигнуть полного извлечения полезных ископаемых из забоев и получения концентрата требуемого качества. В этих целях были проанализированы данные по разведочным скважинам пяти меднорудных и золоторудных месторождений Казахстана со сложно-структурным строением. По данным разведочных скважин определены уравнения трендов изменения содержания руды в некондиционной части блока. Разработана программа для автоматизации расчета линий трендов и их уравнений. С ее использованием получены новые зависимости для определения содержания ПК в отгружаемой руде α'. В горной науке впервые обоснован новый метод полного извлечения кондиционных руд из сложноструктурных блоков уступов, основанный на примешивании определенного объема некондиционных руд. Такой подход способствует увеличению общего объема извлекаемой руды и повышению выхода полезных компонентов в концентрат. Прирост извлеченных компонентов из отгружаемой руды может достигать 10–15 % от общего объема производства.
Бесплатно
Изменение уровня грунтовых вод вследствие аграрного природопользования
Статья научная
Проведено изучение изменения уровней грунтовых вод на дерново- подзолистых почвах (на мелиоративной системе «Деражно-Постойно» Ровенслой области) зоны Полесья Украины. Полученые даные свидетельствуют о значительном не соответсвии уровней грунтовых вод до оптимальных.
Бесплатно
Изменение цвета огранённого камня, в зависимости от перемены его составляющих
Статья научная
В статье представлено описание цветовых характеристик огранѐнного камня и возможное изменение, относительно параметров огранки. Идея состоит в существовании нескольких компонентов формирования цвета для восприятия глазом. В результате перемены нескольких или хотя бы одного из компонентов, меняется и общая картина восприятия цвета глазом.
Бесплатно
Статья научная
Актуальность данного исследования обусловлена необходимостью повышения достоверности прогноза геогазодинамических явлений в угольных шахтах акустическими методами путем их совершенствования. Для этого необходимы методы определения основных параметров, определяющих распространение акустических волн по углепородному массиву. К их числу относится коэффициент затухания звука. Цель: обосновать алгоритм измерения в шахтных условиях коэффициента затухания акустического излучения в диапазоне частот, используемом для прогноза ГДЯ. Для достижения указанной цели на одной из шахт Кузбасса с помощью многоканальной аппаратуры Микон-ГЕО регистрировался спектр «шума» работающего проходческого комбайна сейсмоприемниками, установленными на расстоянии соответственно 11; 21; 31; 47,7; 57,7 и 67,7 м от забоя выработки. Установлено, что благодаря интерференции продольной и поперечной волн и их отражений от границ раздела угольного пласта и вмещающих пород зависимость коэффициента затухания звука линейчатого спектра с окном суммирования гармоник в 20 Гц не возрастает линейно с частотой, как это имеет место в однородном твердом теле безграничных размеров, а приобретает немонотонный характер. Это приводит к погрешности оценки напряженного состояния массива методами, основанными на спектральном анализе шума работающего горного оборудования. Для устранения указанного недостатка предложено определять коэффициент затухания в частотных окнах, соответствующих одной гармонике, равных не менее чем 200 Гц. Причем время усреднения амплитуд спектральных составляющих предложено брать равным интервалу между циклами остановки комбайна для крепления бортов выработки. Для условий эксперимента это позволило получить линейный характер возрастания коэффициента затухания звука в экстраполированном диапазоне частот 0–700 Гц с коэффициентом детерминации 0,997.
Бесплатно
Статья научная
Технология выпуска угля из подкровельной пачки использует так называемый гравитационный выпуск, когда уголь выпускается из-под кровли «самотеком» под действием силы тяжести. Выпуск при этом можно производить на главный конвейер (забойный - расположенный в закрепленном пространстве), центральный (в западной литературе - задний) и хвостовой (завальный - расположенный в незакрепленном пространстве). Наиболее распространенными на данный момент времени являются комплексы с выпуском на завальный конвейер. Целью исследования является измерение производительности механизированного пластинчатого питателя, подающего уголь от выпускного окна крепи на конвейер в технологии отработки мощных пластов с выпуском на забойный конвейер. Для достижения цели предлагается осуществлять измерение объема с применением технологии машинного зрения. Исследованы способы расчета единичного объема на измерительном участке на трехмерной модели. Проведены лабораторные исследования, в рамках которых оценены относительные погрешности. Исследования позволили формализовать: способ сбора данных для расчета единичного объема угля; методику расчета единичного объема на измерительном участке; способ расчета производительности питателя на основе системы машинного зрения, а также подходы для физического упрощения сцены, исследуемой машинным зрением. Относительная погрешность менее 10 % при имеющейся точности измерений для построения карты высот говорит о достаточности для инженерного использования предложенного способа расчета. Разработанный математический аппарат для расчетов единичного объема угля на измерительном участке и измерения производительности питателя позволяют создавать алгоритмическое обеспечение с использованием элементарных математических функций: сложение, вычитание, умножение и деление. Данный аспект важен, так как снижает планку требований к среде разработки программного обеспечения, а соответственно, расширяет номенклатуру аппаратных средств, пригодных для выполнения задач расчета производительности питателя.
Бесплатно
Изнашивание вооружения ковша карьерного одноковшового экскаватора
Статья научная
Исследованы особенности изнашивания вооружения ковша карьерного одноковшового экскаватора. Разработана конструкция вооружения ковша экскаватора, сохраняющая постоянный угол заострения зуба в течение длительного периода его эксплуатации. Study of wear characteristics of weapons scoop shovels career. The design of the weapons shovel bucket, retain permanent tooth wedge ange for a long time is developed.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается гравитационное разделение тонких частиц в сепараторе с восходящим потоком воды и системой параллельных наклонных пластин. Для исследования влияния сегрегационного эффекта на характер расширения твердой суспензии в псевдоожиженном слое использовались методы вычислительной гидродинамики.
Бесплатно
Изучения скоплений угольного метана региональными методами
Статья научная
Приведен краткий обзор инженерными геофизическими методами обнаружения скоплений угольного метана. Приведены основные технические средства, используемые для обнаружения метана в угленосной толще.
Бесплатно
Имитационное моделирование распространения загрязнений в реках
Статья научная
В связи с тем, что прямые эксперименты с природными экосисте- мами затруднены и часто недопустимы, имитационное моделирование яв- ляется одним из наиболее перспективных методов прогнозирования рас- пространения и воздействия загрязнения на водные экосистемы. Точные расчеты математических моделей в пространстве и во вре- мени в большинстве случаев невозможны из-за громоздкости или отсутст- вия аналитического решения уравнения Навье-Стокса, описывающих рас- пределение концентрации расчетного ингредиента в водоеме. Повышение мощности вычислительных средств создало предпо- сылки для детализации рассмотрения изучаемых процессов и включения факторов, не учитываемых в предыдущих моделях.
Бесплатно
Статья научная
Эксплуатация оползнеопасных откосов, обладающих низкими коэффициентами запаса устойчивости или находящихся в состоянии предельного равновесия, может привести к аварийным ситуациям при изменении сейсмической и гидрогеологической ситуации. В связи с этим необходимо разработать рекомендации по развертыванию сети пунктов сбора информации гидрогеомеханического мониторинга c высокой плотностью для быстрого оповещения о достижении критического уровня воды и принятия управленческих решений по укреплению откоса.
Бесплатно
Инженерно-геологическое обоснование ресурсного потенциала дна Южно-Китайского моря
Статья научная
Принятая в Социалистической Республике Вьетнам программа развития народного хозяйства, базирующегося на собственной минерально-сырьевой базе, требует повышения объемов добычи полезных ископаемых, в том числе жидких углеводородов, вовлечения нетрадиционных видов твердых полезных ископаемых. Исследована ресурсная база месторождений полезных ископаемых Южно-Китайского моря. Идея исследований заключалась в определении и научном обосновании классификационных критериев зонирования (районирования) и выделении перспективных участков с залежами железомарганцевых образований и других твердых полезных ископаемых. Проведен анализ россыпных месторождений на шельфе и залежей железомарганцевых образований в глубинных районах Вьетнамского моря. Проведен многосторонний анализ гидрологических, геофизических, инженерно-геологических, экологических условий залегания месторождений, определены критерии перспективности образования и развития залежей железомарганцевых образований. Эти критерии позволили произвести выделение участков с различным рейтингом перспективности. В пределах Южно-Китайского моря выделены зоны (участки) с высоким, средним и низким потенциалом нахождения конкреций, а также выявлена аналогичная зональность для корок. Определены площади указанных зон. Результаты исследований показали, что общая потенциальная площадь железомарганцевых конкреций составляет 91 480 км2, площадь с потенциалом железомарганцевых корок - 2421,6 км2 и площадь сосуществования конкреций и корок - 18 777 км2. При этом приоритетными районами для будущих разведок являются районы с высоким потенциалом конкреций площадью 18 110 км2 и районы с высоким потенциалом корок площадью 882,6 км2. На основании полученных материалов произведено районирование дна Вьетнамской эксклюзивной зоны Южно-Китайского моря и составлены карты ресурсно-прогнозной перспективности морского дна, в пределах которых необходимо организовывать поисково-разведочные работы.
Бесплатно
Статья научная
Геологическая среда в инженерной геологии рассматривается как часть литосферы, взаимодействующая с различными инженерно- хозяйственными объектами или инженерными сооружениями, созданными человеком. В связи с этим можно выделить ряд критериев, позволяющих определить устойчивость геолого-экологической системы к техногенным воздействиям, чтобы снизить их влияние и предпринять необходимые корректирующие мероприятия или в случае проведения рекультивационных работ не только определить объем, выполняемых работ, но и дальнейшее использование территории.
Бесплатно
Статья научная
Геологическая среда в инженерной геологии рассматривается как часть литосферы, взаимодействующая с различными инженерно-хозяйственными объектами или инженерными сооружениями, созданными человеком. В связи с этим можно выделить ряд критериев, позволяющих определить устойчивость геолого-экологической системы к техногенным воздействиям, чтобы снизить их влияние и предпринять необходимые корректирующие мероприятия или в случае проведения рекультивационных работ не только определить объем, выполняемых работ, но и дальнейшее использование территории. Stability of the geological environment of the mining enterprise can be defined in the different ways. The geological environment in engineering geology is considered as a part lithosphere, co-operating with various engineeringeconomic objects or the engineering constructions created by the person.In this connection it is possible to allocate a number of the criteria, allowing to define stability of geologo-ecological system to technogenic influences to lower their influence and to undertake necessary actions or in case of carrying out recultivation works not only to define the volume, carried out works, but also the further use of territory.
Бесплатно
Статья научная
Технологические основы и конструктивные требования к созданию машины для поверхностно-послойного фрезерования пнистых торфяных залежей особенно актуальны для малых предприятий, применяющих адаптивную технологию производства торфа, где традиционные методы корчевки экономически и технологически нецелесообразны из-за высокой стоимости подготовительных работ и необходимости использования громоздкой техники. Цель работы – обоснование параметров конструкции фрезерной машины, способной одновременно измельчать торфяную массу и погребённые в ней древесные включения без предварительного извлечения последних. В работе применён комплексный подход: обобщение данных по физико-механическим характеристикам торфа и древесины, анализ литературных и экспериментальных источников, теоретическое обоснование параметров резания и конструкции фрезерного барабана. В результате обоснованы оптимальные параметры фрезерного барабана: ширина захвата 4,5 м, диаметр 0,335 м, частота вращения 149 с−1, окружная скорость 25 м/с, подача на нож 0,015 м, обеспечивающие получение крошки фракции 10–25 мм и дробление древесины до размеров, пригодных после сепарации для последующей переработки торфа и утилизации отходов. Предложенный подход позволяет вести добычу торфа на залежах с древесными включениями без предварительной корчевки, что снижает затраты на подготовительные работы и расширяет ресурсную базу малых предприятий.
Бесплатно
Статья научная
В работе предлагается разработка инновационной технологии восстановления деталей горных машин и внедрение еѐ в структуру Рис.4. Организация модульной технологической подготовки программ обработки ремонтной базы горнодобывающих предприятий. Основой данной технологии является модернизация станочного парка оборудования специальными устройствами программной навигации, которые позволяют реализовывать на ручном оборудовании модульные технологические решения, построенные на базе использования средств САПР.
Бесплатно
Инновационная технология термококс
Статья научная
К настоящему времени рынок энергетических углей стабилизировался, поэтому перспективы увеличения объема продаж бурого угля незначительны. В то же время сложился долгосрочный дефицит металлургического топлива и коксовой продукции. Поэтому чрезвычайно важно найти технологическое решение по переработке бурого угля в продукцию металлургического назначения, поскольку стоимость коксовой продукции в несколько раз дороже рядового угля.
Бесплатно
