Горные науки и технологии @gornye-nauki-tekhnologii
Статьи журнала - Горные науки и технологии
Все статьи: 1097
Обоснование геометрических параметров футеровочных пластин приводного барабана ленточного конвейера
Статья научная
Ленточные конвейеры широко применяются в горной промышленности при открытой и подземной добыче полезных ископаемых для перемещения насыпных грузов в горизонтальном и наклонном направлениях до мест их переработки. Для создания наилучших условий фрикционного контакта ленты с барабаном применяют различные способы футеровки приводных барабанов. Основными футеровочными материалами служат резины различных марок, обеспечивающие должный коэффициент сцепления барабана с лентой, величина которого находится в пределах 0,6-0,62. Материал футеровки приводных барабанов должен иметь высокую износостойкость, термостойкость, механическую прочность, способность не накапливать на поверхности электрических зарядов и при нагреве не образовывать опасных концентраций ядовитых токсических составляющих, например, хлорные газы, окись углерода. Широкие возможности в направлении повышения долговечности футеровок и повышения ресурса тяжелонагруженных конвейеров большой мощности открывает применение керамических футеровок. В статье представлены результаты исследования напряженно-деформированного состояния керамических футеровочных пластин приводного барабана ленточного конвейера. Исследование проводилось с использованием среды Solid Work Simulation на основе принятой расчетной схемы контакта пластины с лентой для приводного барабана диаметром D = 1250 мм с шириной ленты L = 1000 мм и величиной натяжения набегающей ветви ленты Sнб = 25400 даН с учетом величины, направления и характера действующих нагрузок. На основе анализа напряженно-деформированного состояния футеровочных пластин из алюмооксидной керамики выявлены благоприятные геометрические параметры выступов и требуемые свойства футеровочного материала, обеспечивающие им должную несущую способность при контакте с резиновой обкладкой ленты. Установлено, что диаметр выступов пластин для тяжелых условий эксплуатации должен составлять не менее 4,5 мм, при этом радиус скругления торцевой кромки R желательно выдерживать в пределах 0,5…0,6 мм, у основания - 0,3…0,4 мм при высоте выступа 1,0…1,4 мм, что предотвращает появление концентрации напряжений в опасных сечениях. Установлено, что для эффективной эксплуатации резинокерамических футеровок предел прочности при изгибе алюмооксидной керамики должен быть не менее 350 МПа. Симуляция напряженно-деформированного состояния пластины при воздействии на нее знакопеременных нагрузок позволила выявить характерные участки с максимальной концентрацией напряжений, являющиеся очагами зарождения трещин. Таким образом, появилась возможность прогнозировать ресурс футеровки.
Бесплатно
Статья научная
В статье дано обоснование выбора эффективных вариантов нейтрализации техногенного нарушения природной среды в районе ликвидированных шахт.
Бесплатно
Обоснование кондиций при разработке месторождений шунгита
Статья научная
Статья посвящена оценке эффективности разработки шунгитовых месторождений. В ней проанализированы области использования шунгита, определена изменчивость геологического строения месторождения. Установлена взаимосвязь между основными параметрами кондиций. На основе моделирования развития горных работ определены годовые объемы горных работ, положенные в основу моделирования финансовых потоков и определения основным показателей эффективности для различных параметров кондиций.
Бесплатно
Обоснование критериев эффективности рудничных компрессорных установок
Статья научная
Низкая эффективность рудничных компрессорных установок (РКУ) обусловленная потерями энергии, как при производстве, так и при распределении сжатого воздуха. Однако в процессе эксплуатации эти потери могут быть сведены к минимуму за счет оперативных мероприятий, проводимых на базе соответствующего мониторинга.
Бесплатно
Обоснование методов повышения экологической безопасности технологии переработки буроугольного сырья
Статья научная
Определены направления инженерной защиты окружающей среды при разработке углеперерабатывающих технологий, экспериментально обоснована технология обогащения и брикетирования угля, рассчитаны некоторые показатели оценки экологического влияния выбранной технологии.
Бесплатно
Статья научная
С применением современных физико-химических методов анализа проведена оценка ЗШО как источника негативного воздействия на природную среду, и с другой стороны, источника ценных компонентов. Апробирован в лабораторных условиях процесс извлечения железа и алюминия, как одного из методов комплексного использования ЗШО с минимальным объемом хвостов и снижения воздействия на окружающую среду.
Бесплатно
Статья научная
Целью публикации является решение научно-практической проблемы рационального использования пространственных техногенных ресурсов при открытой разработке на примере глубокого карьера Мурунтау. Приводится обзор работ ученых в данной области. Отражены их основные результаты, описаны используемые методы и подходы. Применяемый метод исследований в публикации основывается на рассмотрении направлений использования и функционального назначения формирования техногенных массивов при открытой разработке месторождений: хранение пород, обеспечение безопасности работ, стабилизация технологических процессов, формирование конструктивных элементов карьера. На основе анализа применения технологии внешнего и внутреннего отвалообразования при разработке сложноструктурных месторождений установлено, что формирование внешних и внутренних отвалов должно происходить в согласованном режиме с развитием выработанного пространства карьеров. Внедрение полученных результатов позволяет повысить эффективность освоения минерально-сырьевого потенциала с увеличением производства высоколиквидной на мировом рынке продукции и улучшением технико-экономических показателей горных работ.
Бесплатно
Обоснование направлений финансового оздоровления деятельности горнодобывающего предприятия
Статья научная
Статья посвящена направлениям финансового оздоровления деятельности горнодобывающего предприятия, финансовой устойчивости и платежеспособности ОАО «Раменский ГОК».
Бесплатно
Статья научная
Создание машин для тяжелых условий горнопроходческих работ невозможно без решения задач, связанных с приводом. Широко используемый гидропривод имеет ряд недостатков, которые не могут сделать его однозначно приемлемым. Более успешным считается электропривод, использующий преимущества шагового электропривода, но и его область применения ограничена параметрами гидродвигателей. Вот почему необходимо создание так называемого дискретного гидпропривода, который позволил бы формировать импульсы малых объемов с высокими частотами для перемещения выходных звеньев на заданные расстояния с высокой точностью в широком диапазоне скоростей. Это и определяет актуальность рассматриваемой научно-практической задачи. Применение объемного дозатора для решения поставленной задачи позволит обеспечить жесткую связь подачи рабочей жидкости с угловой скоростью, а объема жидкости - с углом поворота ротора, при этом величина импульса расхода будет определяться рабочим объемом рабочей камеры. Применение дозаторов позволит реализовать системы дискретного гидропривода, однако для его окончательного внедрения необходимо обосновать динамические и геометрические параметры устройства, а также схемотехнические решения применения подобных дозаторов.
Бесплатно
Обоснование оптимальной ширины дражного забоя
Статья научная
Снижение себестоимости готовой продукции за счет применения наиболее экономически выгодных процессов и технологий добычи и обогащения полезных ископаемых – одна из актуальных задач в горнодобывающей отрасли промышленности. Значительное влияние на себестоимость добычи полезного ископаемого россыпей оказывает ширина дражного забоя. Существующие методы расчета наивыгоднейшей ширины забоя драги основаны на обеспечении ее максимальной производительности, что оправдано при валовой разработке россыпей. С увеличением глубины залегания россыпи и мощности вскрышных пород традиционные методы расчета оптимальной ширины дражного забоя не обеспечивают минимальной себестоимости добычных работ. Целью исследований является обоснование наивыгоднейшей ширины забоя драги с учетом мощности торфов и приемлемых технологических схем вскрышных работ. Идея работы заключается в том, что оптимальная ширина забоя должна устанавливаться не только исходя из максимальной производительности драги, но и из условия обеспечения наименьшей себестоимости добычи ценных компонентов (с учетом производительности всего горного оборудования и себестоимости вскрышных работ). В исследовании проводится анализ влияния параметров россыпи (мощности торфов и продуктивного пласта, ширины забоя) на себестоимость добычи и переработки песков, а также выявление зависимостей влияния параметров горных работ на технико-экономические показатели. В рамках исследования было рассмотрено более 100 технологических схем комплексной работы вскрышного и добычного оборудования и дана экономическая оценка их эффективности. Приведены рекомендуемые значения поправочных коэффициентов к определению оптимальной ширины забоя драги. Результаты исследования служат методическим материалом для обоснования параметров дражной системы разработки россыпей.
Бесплатно
Обоснование параметров БВР с учетом природного гранулометрического состава массива карбонатных пород
Статья научная
В данной статье представлено обоснование параметров БВР с учетом оценки природного гранулометрического состава массива карбонатных пород и межэкранного эффекта взрыва, оказывающих существенное влияние на качество взрывной подготовки выемочного блока к экскавации. Приведены результаты экспериментальных исследований в условиях карьера.
Бесплатно
Статья научная
Наиболее сложными и трудоемкими в добыче полезного ископаемого, требующими постоянного изучения и совершенствования технологии и технических средств для ее осуществления являются буровзрывные работы (БВР). Целью исследования является обоснование параметров буровзрывной проходки горизонтальных и наклонных (до 12º) горных выработок на базе высокопроизводительного самоходного оборудования и новых конструкций призматических врубов с подчищающими зарядами взрывчатых веществ (ВВ) по 0,2 кг аммонита марки 6ЖВ, размещенных в опережающих скважинах диаметров от 65 до 105 мм. В работе представлены результаты анализа практического опыта и научных достижений в области буровзрывного разрушения твердых сред, механики сплошных сред. Обоснована потребность в новых конструкциях призматических врубов, надежность работы которых по образованию качественной (чистой) врубовой полости достигает 0,95-1,00. Рекомендованы варианты новых конструкций призматических врубов, особенность которых заключается в обеспечении каждой из них достаточным компенсационным объемом для работы шпуровых врубовых зарядов ВВ на разрушение трапециевидных перегородок с коэффициентом компенсационного объема от 2,50 до 1,34. Показаны перспективные направления исследований на примере рудных месторождений сложного строения и мощных тектонических разломов Кировоградского рудного района и кристаллических породах Украинского щита на шахтах Украины: ПАО «КЖРК», ЧАО «Сухая Балка» (г. Кривой Рог), ООО «Восток-Руда», ГП «ВостГОК» (г. Желтые Воды), ЧАО «ЗЖРК» и др. Предложены перспективные направления исследований на примере рудных месторождений сложного строения с типичными образованиями в узлах сочленения мощных тектонических разломов и применения экологически чистых эмульсионных ВВ, а также самоходных зарядчиков эмульсионных ВВ.
Бесплатно
Обоснование параметров гидромеханизированной технологии разработки крутых угольных пластов
Статья научная
В статье проведено математическое моделирование параметров гидромеханизированной технологии. На основании результатов численного моделирования методом конечных разностей при геомеханическом обосновании параметров механогидравлической технологии определены нормальные напряжения ст7 (МПа), изгибающие моменты Мх (Нм) и Му (Им), крутящие моменты Мх> (Им), поперечные силы Q4 (Н) и Qy (Н), а также деформации (опускания) пород кровли W (м), обоснованы рациональные параметры механогидравлической технологии. Размер выемочных блоков по падению высота подэтажа должен составлять 40-50 м, а по протстиранию 350-400 м. Ширина отрабатываемых камер b при применении предварительного разупрочнения угольного пласта должна составлять при сопротивляемости угля гидравлическому разрушению Ry
Бесплатно
Статья научная
Проектирование и эксплуатация вспомогательных подземных выработок при разработке угольных месторождений предполагают обоснование параметров целиков угля и требуют разработки новых подходов для обоснования их геометрических параметров. С одной стороны, необходимо обеспечить достаточную устойчивость системы «массив горных пород - выработка - угольный целик», с другой - обосновать параметры «замороженных» в целиках запасов угля. Совместное решение этих двух задач требует точного прогнозирования на основе современных цифровых моделей массива горных пород. В настоящем исследовании авторы публикации, используя программное обеспечение Flac3D, представили модель массив горных пород и выработок с различными размерами угольного целика. Результаты моделирования показали, что в условиях наклонного залегания угольных пластов и массива горных пород объём добычи угля в забое влияет на напряженно-деформированное состояние массива горных пород. В ходе исследования были проанализированы различные факторы, влияющие на геометрические параметры угольного целика, изучено их влияние на поле напряжений и смещений горных пород, происходящих в условиях их наклонного залегания в массиве, а также определена величина зоны пластической деформации вокруг вспомогательной выработки. Результаты исследования имеют практическое значение и в части обоснования параметров конструкции крепи выработки. Размер угольного целика также связан с типом крепи выработки. Следует учитывать, что анкер должен иметь достаточную для прочного крепления длину и располагаться в зоне ненарушенных горных пород. Исследования показали, что для обеспечения оптимальных условий ведения горных работ и безопасности ширина угольного целика должна составлять от 10 до 15 м.
Бесплатно
Обоснование перспективности отработки газоносных участков Карагандинского угольного бассейна
Статья научная
Актуальность данного исследования обусловлена тем, что в настоящее время есть необходимость восполнения потребностей энергоресурсов. Одним из перспективных вариантов стоит рассматривать добычу газа метана из нетрадиционных источников, запасы которых значительно превышают запасы традиционных месторождений. Цель: провести оценку газоносных участков и обосновать принципы рейтингования их перспективности на основе анализа геолого-технологических факторов, влияющих на процесс газовыделения из угольных пластов. Для достижения указанной цели в исследовании рассмотрен Карагандинский угольный бассейн как перспективный по добыче газа метана, разделенный на 5 участков: Тентекский, Саранский, Промышленный, Шерубайнуринский, Талдыкудукский. Исследованы наиболее газоносные пласты, имеющие глубину залегания от 420 до 635 м. В результате исследования были определены зоны угольных пластов первого и второго уровня для добычи метана из угольных пластов. Обоснованными параметрами выделения этих зон являются: глубина залегания, проницаемость и десорбция угля в пласте. На глубине 250–300 м была зафиксирована газопроницаемость пластов в пределах 10–15 мД, при этом установлено, что с увеличением глубины происходит уменьшение газопроницаемости и на уровне 600–700 м она составляет сотые и тысячные доли миллидарси. Для определения газоносности угольных пластов были отобраны представительные пробы, характеризующие газоносность углей пластов от К20 до К1 на всей площади исследуемого участка горного отвода. Не рассматривались участки в зоне геологических нарушений. Они отнесены к непредставительным из-за большей, чем 30 %, потери газа. Было установлено, что увеличение газоносности (метаноносности) в Карагандинском бассейне происходит по восходящей ветви S-образной кривой и описывается уравнением Ленгмюра. Определены ресурсы метана во всех вмещающих породах по минимальной метаноносности, равной 1 м3/т, а в аргиллитах и алевролитах с включениями рассеянного угольного вещества – со значением метаноносности 4–5 м3/т породы. При этом установлено, что для примерной оценки ресурсов необходимо иметь данные по общей и эффективной пористости, обводненности песчаников, а также другим факторам. Впервые для Карагандинского угольного бассейна реализована система интегральной оценки перспективности участков по добыче метана, включающая более 10 факторов. В отличие от предыдущих исследований, где оценка проводилась по отдельным признакам (глубина, газоносность, проницаемость), в настоящей работе предложена обобщённая балльная методика, позволяющая количественно сравнивать участки и прогнозировать эффективность метанодобычи. Также новыми являются установленные в исследовании зависимости коэффициентов Ленгмюра от содержания фюзинита и температуры, что ранее не применялось для местных углей. В ходе исследования: определены зоны первого и второго порядка по перспективности разработки метана, установлены количественные зависимости газоносности от глубины, стадии метаморфизма, петрографического состава, выявлены участки с наибольшим потенциалом промысловой добычи, разработана методика критериальной оценки участков.
Бесплатно
Статья научная
В данной статье рассмотрены вопросы о затратах на сооружение и эксплуатацию городских коммуникационных тоннелей, оценки эффективности применяемых вариантов их строительства и длительного периода (до 25-50 лет) их эксплуатации.
Бесплатно
Статья научная
Стеснённые условия отработки глубоких горизонтов карьера и наличие жёсткой технологической связи между продвижением горных работ на нижних и верхних горизонтах существенно усложняют работу погрузочно-транспортных комплексов и, в частности, не позволяют эффективно использовать мощные канатные карьерные экскаваторы. В то же время мобильные гидравлические экскаваторы из-за ограниченного ресурса и резкого падения надежности после 7–10 лет службы не выдерживают конкуренции с карьерными механическими лопатами при разработке тяжелых скальных пород. В результате проведения исследований и промышленных экспериментов были установлены и апробированы комбинированные решения по использованию канатных и гидравлических экскаваторов в своих рациональных областях для эффективного применения на горном производстве. Предлагаемая область приоритетного применения гидравлических экскаваторов определяется в зонах планируемой низкой концентрации буровзрывных работ, где коэффициент использования канатных экскаваторов составляет менее 0,5, а мобильных гидравлических – при условии специального геомеханического обеспечения – не менее 0,7. В то же время гидравлические экскаваторы напрямую не могут конкурировать с мощными карьерными механическими лопатами при отработке тяжёлых скальных пород. Поэтому предлагается специальная технология внутриблоковой дифференциации параметров буровзрывных работ, которая решает задачу геомеханического обеспечения эффективного внедрения гидравлических экскаваторов в горном производстве.
Бесплатно
Статья научная
В настоящее время компания «Винакомин» активно работает над ускорением механизации процессов добычи угля, особенно механизации горных работ и технологических решений для добычи угля в сложных геологических условиях. В соответствии с планом развития подземная шахта «Куангхань» должна увеличить добычу до 1,5 млн т с ежегодным средним увеличением на 140150 тыс.т. Для достижения этой цели шахта «Куангхань» должна использовать запасы угля на тонких пластах и наклонных угольных пластах средней мощности. Представлены результаты исследований по выбору технологической схемы для механизации и разработки наклонных угольных пластов средней мощности в горно-геологических условиях шахты «Куангхань» в бассейне Куангнинь Вьетнама.
Бесплатно
Статья научная
Экономическая эффективность высокопроизводительных горных предприятий во многом определяется параметрами и режимами работы энергоемких машин. Традиционно вентиляторные установки и подъемные машины считаются одними из самых энергоемких. Исследования направлены на анализ работы вентиляторных установок главного проветривания и подъемных установок рудника, а также на разработку мероприятий по обеспечению рациональных режимов их работы с целью повышения энергоэффективности и снижения эксплуатационных затрат. В работе описаны методы расчета систем проветривания, включая аналитические, которые используются для проектирования и анализа режимов работы систем проветривания. В исследовании использованы данные о режимах работы систем рудника «Молибден». Выявлено, что вентиляторные установки работают неэффективно, с завышенным удельным расходом электроэнергии. В связи с этим предложены мероприятия по замене электродвигателей, что позволит снизить энергопотребление и эксплуатационные затраты. Расчеты показывают, что экономический эффект от замены двигателей вентиляторной установки на руднике «Молибден» составит 4,9 млн руб. в год. На основе анализа характеристик подъемных установок рудника проведен проверочный расчет мощности электродвигателей подъемных машин. Отмечено, что для повышения эффективности подъемных систем необходимо использовать современные многоканатные установки с уравновешенной конструкцией. Предложены меры по загрузке технологического оборудования, что позволит снизить удельный расход электроэнергии на добычу руды. Анализ данных за 8 лет показал обратную корреляцию между объемом добычи руды и удельным расходом электроэнергии. Увеличение производительности на 10-15 % снижает удельный расход энергии на 2-5 %. Исключение периодов низкой загрузки оборудования и внедрение автоматизированных систем управления позволят повысить эффективность установок в целом. Результаты исследования могут быть использованы для горнодобывающих предприятий с аналогичными условиями эксплуатации, особенно при глубокой разработке месторождений.
Бесплатно
Обоснование системы воздухораспределения погружного пневмоударника с экономичным рабочим циклом
Статья научная
Одним из способов экономии энергии в горной промышленности и обеспечения необходимой величины давления сжатого воздуха в воздухопроводных сетях подземных добычных предприятий является уменьшение удельного расхода энергоносителя потребителями, в частности, погружными пневмоударниками. Цель настоящей работы - обоснование системы воздухораспределения пневмоударника, обеспечивающей снижение удельного расхода сжатого воздуха. Предложена система, включающая две камеры с постоянной подачей сжатого воздуха, две управляемые камеры, два упругих клапана на ударнике и клапан для отсечки подачи сжатого воздуха в камеру прямого хода, управляемые от положения ударника. На основе предложенной конфигурации разработаны два варианта конструкции пневмоударника. Рабочий цикл разработанного устройства исследован численно с привлечением программного обеспечения SimulationX и экспериментально на лабораторном стенде. Расчеты показали, что предложенная система воздухораспределения в версии с управляемым впуском в камеру обратного хода обеспечивает достижение поставленной цели. По сравнению с серийным пневмоударником М29Т, при практически одинаковых с ним габаритах, ударной мощности, расходе сжатого воздуха на продувку забоя скважины, разработанный пневмоударник имеет удельный расход энергоносителя на 53 % меньше, а потребление электрической мощности на его питание сжатым воздухом в 2 раза ниже. Расчетные данные соответствуют опытным, полученным в эксперименте и из литературных источников, что подтверждает корректность результатов расчета.
Бесплатно
