Статьи журнала - Горные науки и технологии
Все статьи: 1037
Оценка устойчивости прибортового массива при отработке выходов угольного пласта
Статья научная
Рассматриваются вопросы оценки устойчивости южного борта карьера при отработке выхода угольного пласта Д6. Для оценки устойчивости южного борта карьера при отработке выходов угольных пластов применены современные методы исследований: изучение геологического строения и анализ состояния прибортового массива, создание наблюдательной станции и производство наблюдений, выполнение расчетов устойчивости прибортового массива южного борта карьера и анализ результатов выполненных исследований. Южный борт карьера сложен глинистыми отложениями мощностью до 5 м, далее алевролитами и аргиллитами мощностью до 1020 м и угольным пластом мощностью до 5 м. Выполнено обоснование расчетных прочностных характеристик горных пород, слагающих откосы уступов карьера, которые определяют напряженное состояние откосов, возникающих под воздействием внутренних и внешних сил. Инструментальные наблюдения по заложенной станции и съемка трещин на борту карьера позволили определить контуры зоны деформации и размеры оползневой призмы. Создана геомеханическая модель прибортового массива карьера и проведена оценка устойчивости по геологическому разрезу по линии максимальной глубины разработки. После выполненных мероприятий по пригрузке откосов южного борта карьера коэффициент запаса устойчивости составляет nу =1,69-173, что говорит о прекращении активной фазы деформирования борта и устойчивом его состоянии.
Бесплатно
Оценка физико-механических характеристик рыхлых руд КМА при разведке месторождений
Статья научная
Изучены акустические и физико-механические свойства различных генетических типов рыхлых богатых железных руд. Механические характеристики руд определены на основании измеренных скоростей упругих волн. Сопоставлены результаты измерений на образцах с данными скважинных наблюдений. Путем одноосного сжатия с контролируемым усилием, получены линейные зависимости скорости упругих волн от величины усилия.
Бесплатно
Оценка фонового содержания тяжелых металлов в акватории Обской губы
Статья научная
В статье представлены результаты количественного химического анализа проб воды, взвешенного вещества и донных отложений. В пробах были измерены концентрации ряда тяжелых металлов. Отбор проб производился в рамках программы оценки фонового состояния экосистемы Обской губы.
Бесплатно
Оценка целесообразности переработки золошлаковых отвалов Магаданской теплоэлектроцентрали
Статья научная
Комплексная переработка золошлаковых отходов является одним из поддержанных направлений развитий экологичности и эффективности производства энергетики. Рациональное использование их в массовом производстве в настоящее время реализовано в области строительства. Развитие современных технологий обогащения позволяет ставить вопрос о получении из золошлаковых отходов различных полезных компонентов. Цель данного исследования - изучение возможности применения энергоэффективного обогащения золы с целью производства тяжелой металлосодержащей фракции и отделения магнитной фракции. Для оценки возможности обогащения золы и ее рационального использования была исследована техническая документация золошлаковых отвалов ПАО «Магаданэнерго» и проведены полуколичественные анализы отобранных проб с золошлакового отвала. Полученные данные по содержаниям полезных компонентов и количеству золошлаков позволили разработать комплексные обогатительные схемы с оценкой их технологической эффективности и произвести оценку потенциальной экономической эффективности. Объем металлов, планируемых к извлечению, по оценкам, составил: для Ti(me-1) - 785 т, для Sr(me-2) - 183 т и для Fe(me-3) - 4867 т. Рассчитаны технологические показатели обогащения и укрупненные значения экономических показателей для реализации данного проекта в промышленных масштабах. Экономическая целесообразность проекта по переработке золы в двух моделях из трех показывает хорошие значения в десятилетнем горизонте. Реализация проекта эффективна и с точки зрения улучшения экологической ситуации, т.к. позволяет вовлечь в переработку до 10 % всего объема золоотвалов, что на пятую часть выполняет требования Энергетической стратегии Российской Федерации до 2035 года. Исследования золы Магаданской теплоэлектроцентрали (МТЭЦ) не являются новыми, но в рамках исследования комплексной переработки золы с целью получения различных полезных компонентов ранее работы не проводились.
Бесплатно
Оценка ценности отходов угольной промышленности
Статья научная
Под ценностью отходов угольной промышленности следует понимать совокупность тех потребительских свойств, которые могут быть использованы в народном хозяйстве. Ценность углеотходов с точки зрения их готовности к использованию может быть потенциальной, рентабельной, конкурентоспособной и инвестиционной.
Бесплатно
Статья научная
Объектом исследования явились сформированные в прошлом веке деятельностью ныне закрытых горных предприятий природно-горнопромышленные техногенные системы в Приамурье и Приморье Дальневосточного федерального округа Российской Федерации. Экспериментальные исследования позволили установить, что складированные в хвостохранилища сульфидизированные токсичные отходы переработки минерального сырья, накопленные в прошлом веке в большом количестве, негативно влияют на окружающую среду. Выявлено, что их консервация и рекультивация не были проведены. Однако они представляют огромную угрозу не только для окружающей среды, но и для здоровья населения. В связи с этим цель исследования состояла в оценке экологической опасности накопленных токсичных отходов и обосновании возможности снижения их отрицательного влияния на компоненты биосферы и здоровье человека. Исходя из цели исследования, определены следующие задачи: 1) анализ и обобщение существующего опыта изучения проблемы в России и за рубежом; 2) выявление основных источников создания кризисных ситуаций на закрытых горных предприятиях, показатели и критерии оценки экологической опасности накопленных отходов переработки минерального сырья; 3) оценка экологической опасности накопленных отходов переработки минерального сырья; 4) разработка принципов и мероприятий, направленных на обеспечение экологической безопасности хвостохранилищ с токсичными отходами. Использованы следующие методы: физико-химические, биологические, а также математического моделирования, ГИС-технологий и др. В статье на основе изучения современного состояния хвостохранилищ, оценки уровня техногенного загрязнения объектов окружающей среды и патентного поиска обоснована необходимость эффективного решения названной проблемы. Установлено, что отходы относятся ко второму классу (высокоопасные). Выявлено превышение регионально фоновых показателей от 4 до 46 раз, а ПДК - более чем 200 раз. Доказано, что поверхность хвостохранилищ естественным путем не зарастает в течение 30 лет. Патентный поиск и собственные экспериментальные исследования позволили разработать мероприятия по обеспечению экологической безопасности сульфидизированных отходов переработки оловорудного сырья, новизна которых подтверждена патентами РФ.
Бесплатно
Статья научная
Приоритетными направлениями развития добычи вольфрамо-молибденового сырья являются освоение новых месторождений и модернизация существующих горнодобывающих предприятий с целью повышения их эффективности. При модернизации горных производств внимание уделяется всем технологическим процессам и инженерным системам, трансформация которых должна быть направлена на повышение экономических показателей, в том числе и надежности. Исследования систем электроснабжения горных предприятий и режимов их работы являются актуальной задачей, так как этот класс инженерного обеспечения горных работ, вспомогательных процессов и объектов определяет конкурентоспособность предприятия в целом. В ходе исследований проведена оценка эксплуатационной надежности электроснабжения развивающихся участков добычи руд на высокогорном руднике Тырныаузского месторождения (Кабардино-Балкарcкая Республика). Установлено, что при существующей схеме раздельного питания сетей напряжением 6 кВ от подстанций полные токи замыкания на землю для этих сетей соответственно равны: I030 = 17,5 А и I011б = 12,2 А и достигают предельных значений, при которых возможно их отключение разъединителями (предельный ток составляет 20 А). Рекомендована формула полного тока замыкания на землю в подземных сетях напряжением 6 кВ. Показано, что надежность электроснабжения на указанном руднике, а также уровень опасности поражения электрическим током в электроустановках в значительной степени зависят от количества однофазных замыканий на землю. На основе теоретических и экспериментальных исследований разработаны решения по улучшению эксплуатации электрических сетей, учитывающих структуру и режимы работы высокогорного рудника.
Бесплатно
Статья научная
Одним из самых проблемных мест подземного блочного выщелачивания (ПБВ) металлов из руд является возможность загрязнения водной и воздушной среды в зоне их влияния. Поэтому доказательство возможности минимизации последствий ПБВ металлов из руд путем управления технологическими процессами в рамках реализации природо- и ресурсосберегающих технологий актуально. Цель исследования - обоснование эффективности подземной разработки рудных месторождений традиционными и комбинированными технологиями с выщелачиванием металлов из скальных некондиционных и забалансовых руд. Это обеспечит повышение сырьевой базы добычи металлов из забалансовых руд и улучшит охрану недр, гидрогеологической и окружающей среды. Отличительной особенностью ПБВ (подземного участка по выщелачиванию металлов из замагазинированных руд) является то, что выщелачивающие растворы подают из сорбционной колонны, размещенной в горных выработках горизонта орошения в непосредственной близости от эксплуатационного блока. Выдачу продуктивных растворов в виде смолы осуществляют из сорбционной колонны, размещенной в горных выработках горизонта орошения, в вагонетках на дневную поверхность и далее в цистернах на гидрометаллургический завод. Исследованию подвергается пока еще редкий опыт обоснования эффективности и экологической безопасности ПБВ металлов из забалансовых и некондиционных скальных руд в установках, смонтированных в горных выработках, на основании мониторинга и оценки охраны недр, гидрогеологической и окружающей среды. Выявлено усредненное значение концентрации урана по горизонтам: 210 м - 3,6 мг/л; 225 м - 3,58 мг/л; 280 м - 0,91 мг/л. При этом загрязнения подземных шахтных вод не обнаружено. Уровень аэрозолей серной кислоты и продуктов распада радона не превышал значений предельно-допустимой концентрации. Рекомендовано охрану гидрогеологической среды производить заиливанием глинистым раствором днища камеры по сбору продуктивных растворов, сооружать полуактивные водопроницаемые химически активные барьеры. Указанная технология ПБВ внедрена при отработке опытного блока 5-86 и рекомендована для блоков 5-84-86 и 5-88-90 Мичуринского месторождения ГП «ВостГОК», Украина, а также при разработке рудных месторождений Российской Федерации, Республики Казахстан.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлены материалы по оценке ряда параметров грохотов с неподвижными криволинейными просеивающими поверхностями для сухого разделения мелких фракций отходов нерудных карьеров c помощью определяющих критериев удельных действий, 13 выбранных по условию минимизации удельных затрат, расходуемых на производство единичного продукта классификации. В результате установлены для конкретных условий эксплуатации оптимальные значения высоты падения и толщины слоя исходного материала для дугового грохота, а также ширины и шага просеивающей поверхности винтового грохота.
Бесплатно
Статья научная
Загрязнение природных экосистем тяжелыми металлами и металлоидами (HMM) - это главным образом результат антропогенной деятельности. Именно поэтому в настоящее время разрабатываются технологии, направленные на ограничение подвижности HMM и уменьшение сроков протекания химических реакций по переводу поллютантов из подвижной в неподвижную форму. Решение проблемы рекультивации всегда предполагает выбор наиболее перспективного и эффективного вида рекультивационных работ, а также обоснование приоритизации земель, подлежащих рекультивации. В части эффективности и перспективности популярность приобретает сорбент-ориентированный метод, основанный на принципе «зеленой» утилизации техногенных отходов в качестве сырья для создания композитных сорбентов нового типа в целях рекультивации нарушенных земель. Зарубежная практика в качестве обоснования необходимости и приоритизации рекультивационных работ использует различные методики оценки экологических рисков. Цель текущего исследования - апробировать имеющиеся распространенные методики оценки рисков причинения экологического ущерба и оценить эффективность и «экологичность» разрабатываемых авторских композитных сорбентов с позиции оценки и сравнения уровней возникновения потенциальных экологических рисков/рисков нанесения экологического ущерба после их (сорбентов) применения. Задачи: 1) рассмотреть теоретические аспекты HMM: сформулировать определение, рассмотреть генезис HMM, исследовать вопрос токсичности HMM и выявить наиболее распространенные методики оценки экологических рисков HMM; 2) апробировать имеющиеся методики оценки экологических рисков HMM; 3) оценить эффективность и «экологичность» разрабатываемых авторских композитных сорбентов с позиции оценки и сравнения уровней возникновения потенциальных экологических рисков/рисков нанесения экологического ущерба после их (сорбентов) применения. Объект исследования: горный отвод Левихинского рудника (зона экологического бедствия) как экосистема нарушенных земель, в составе которой присутствуют промышленные отвалы, содержащие HMM. Гипотеза исследования: доказать возможность «зеленой утилизации» техногенных отходов в качестве сырья для композитных сорбентов, используемых для рекультивации нарушенных земель, без увеличения рисков причинения экологического ущерба природной среде. В результате проведённых экспериментов наибольшую эффективность продемонстрировали сорбенты торф/осадки водоподготовки (пропорция при естественной влажности: 20/80, %), торф/диатомит/осадки водоподготовки (пропорция при естественной влажности: 5/15/80, %), где суммарная эффективность превышала 89 %. У сорбента торф/диатомит (пропорция при естественной влажности: 25/75, %) наблюдается суммарная эффективность 67,7 %. Оцениваемые риски ER и EH после применения авторских композитных сорбентов, в состав которых входят осадки водоподготовки, снижались в среднем на 89,5 и 88 % соответственно.
Бесплатно
Статья научная
Актуальность статьи заключается в поиске эффективных, экологически чистых способов подготовки и размещения отходов мусоросжигательных заводов на основании проведенных исследований использование выработанного пространства горных предприятий позволяет существенно снизить негативное воздействие на окружающую природную среду и позволит в совокупности решить проблемы размещения отходов, что является актуальной научной задачей.
Бесплатно
Статья научная
В ходе реализации государственной программы по ликвидации экологических последствий закрытия шахт, практически во всех угольных регионах проявилась проблема подтопления углепромышленных территорий. Такая проблема в горной науке явилась недостаточно изученной, но актуальной для разрешения, особенно применительно к густонаселенным районам, какими является Восточный Донбасс. Водоизливы во многих случаях являются причиной загрязнения как 66 земной поверхности, так и водных объектов. Одним из решений является откачка и очистка шахтных вод, но гидротехнические сооружения не всегда справляются с нагрузкой, это ведет к выходу загрязненных шахтных вод на поверхность. Для уменьшения негативного влияния водоизливов на окружающую среду необходимо проводить контроль и оценку эффективности инженерных мероприятий.
Бесплатно
Статья научная
В статье приводится методика оценки эффективности разработки кимберлитовых трубок открытым способом с использованием компьютерного моделирования. Приведены результаты расчетов применительно к перспективному отечественному месторождению алмазов.
Бесплатно
Оценка эффективности способов и средств дегазации углеметановых пластов
Статья научная
Представлены результаты анализа перспективных способов и технических средств, обеспечивающих повышение эффективности дегазации углеметановых пластов при их подземной разработке. По результатам анализа выделены традиционные способы и средства дегазации, эффективность которых составляет 12-25 %, и нетрадиционные способы с эффективностью десорбции метана до 40 %. В качестве классификационного признака нетрадиционных способов и средств десорбции метана газа принято условие снижение давления и повышение температуры угольной матрицы твёрдого газового гидрата. Выявлены условия перехода метана из газогидратного состояния в свободное с учётом реальных горнотехнических и техногенных условий шахт. Учитывая сложность подачи дополнительной тепловой энергии в угольный пласт, в качестве основного способа снижения давления в пласте принята разгрузка массива горных пород относительно исходного напряжённого состояния и дезинтеграция угля и пород при переходе от упругого их деформирования к упруго-пластичному и запредельному.
Бесплатно
Статья научная
Интенсивное внедрение частотно-регулируемых электроприводов машин и установок в технологических процессах при подземной добыче полезных ископаемых предусматривает необходимость решения ряда проблем, одной из которых является обеспечение качества электроэнергии. Именно поэтому повышение энергоресурса горных машин и энергоэффективности ведения горных работ требует обеспечения нормативных показателей качества электроэнергии в подземных комбинированных электрических сетях (ПКЭС). Это возможно на основе оценки уровня и состава высших гармонических составляющих напряжения и тока в силовых цепях с частотно-регулируемым электроприводом (ЧРЭП). Основными задачами являются: разработка на основе эквивалентной схемы замещения электрической сети с ЧРЭП скребкового конвейера имитационной модели для исследования спектрального состава высших гармонических составляющих напряжения и тока в силовых цепях ПКЭС; исследование и анализ влияния фильтро-компенсирующих устройств (ФКУ), реакторов и синус-фильтров на качество электроэнергии в системе с ЧРЭП скребкового конвейера; анализ спектрального состава высших гармонических составляющих напряжения и тока в цепях утечки через изоляцию и цепи измерителя устройства защитного отключения; разработка практических рекомендаций в области повышения качества электроэнергии в системе с ЧРЭП скребкового конвейера. Разработанная модель системы частотно-регулируемого электропривода скребковых конвейеров позволила провести исследования эффективности средств повышения качества электроэнергии. Определен гармонический состав напряжения и тока в подземной комбинированной электрической сети в режиме максимального искажения и при наличии ФКУ, реакторов и синус-фильтров. Выбранные методы исследований позволили выявить спектральный состав напряжения и тока в симметричном и однофазном режимах утечки через изоляцию, а также в измерительных цепях устройств защитного отключения (УЗО). Установлено, что гармонический состав напряжения и тока утечки в основном определяется параметрами выходного напряжения, модулируемого автономным инвертором преобразователя частоты. Высокий уровень гармонических составляющих напряжения и тока необходимо учитывать при определении уставок УЗО, настройке компенсатора емкостного тока и блока защитного шунтирования. Для обеспечения электробезопасности необходимо научное обоснование нормативных показателей высших гармонических составляющих напряжения для цепей утечки и дальнейшее исследование физиологического воздействия высших гармоник тока на организм человека. Целесообразность установки ФКУ непосредственно на низковольтном участке питания скребкового конвейера должна быть технически обоснована. Наличие ФКУ, реакторов и синус-фильтров практически не оказывает влияния как на гармонический состав, так и на величину коэффициентов гармонических составляющих фазного напряжения сети относительно земли и токов утечки через изоляцию. Наличие наводимых в цепях утечки тока высших гармонических составляющих в симметричном режиме и режиме однофазной утечки тока может привести к нарушению магнитной совместимости при работе электронной измерительной схемы, блока питания и компенсатора емкостного тока утечки УЗО и представлять потенциальную опасность в случае прикосновения к токоведущим частям электрооборудования.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассмотрен новый метод строительства эскалаторных тоннелей тоннелепроходческими механизированными комплексами в Санкт-Петербурге. Для снижения вредного влияния подземного строительства на земную поверхность в устьевой части тоннеля применяется технология струйной цементации породного массива. На основе анализа данных натурных наблюдений за сдвижением земной поверхности и породной толщи доказана эффективность применяемой технологии. Оседания, зафиксированные в массиве и на поверхности в пределах грунтоцементного участка, практически нулевые. Показано, что развитие опасных оседаний и деформаций происходит в основном за пределами зоны струйной цементации грунта. Предложен способ снижения этих оседаний за счет дополнительной цементации неустойчивых пород в массиве, которая позволит уменьшить вредное влияние подземного строительства на массив и земную поверхность. Для оценки эффективности предложенного метода проведено численное моделирование на основе метода конечных элементов. Результаты расчетов показывают, что предлагаемая методика позволит снизить оседания на земной поверхности в 23 раза.
Бесплатно
Оценки горного бизнеса в современных условиях
Статья научная
В данной работе рассмотрены оценки горного бизнеса, принципы формирования ставки дисконта на капитал, определение ставки капитализации при оценке стоимости объектов как недвижимости.
Бесплатно
Оценочный расчет безопасного периода допуска персонала в блок
Статья научная
Работа посвящена алгоритму расчета периода затухания сейсмической активности массива после массового взрыва в очистном блоке и расчету безопасного времени допуска персонала в рабочую зону.
Бесплатно
Статья научная
Численное моделирование развития рудничных пожаров и взрывов является важным этапом в процессе разработки технических решений и мероприятий по повышению безопасности персонала, задействованного на подземных работах. От корректности результатов моделирования зависит, насколько принятые решения будут эффективны в случае возникновения реальной аварийной ситуации. В связи с этим должное внимание необходимо уделять каждой стадии моделирования, и в особенности начальной - стадии параметризации модели. В настоящем исследовании сформулирован общий принцип определения параметров моделей рудничных пожаров и взрывов для оценки их развития при помощи аналитического комплекса «АэроСеть». Такими параметрами в случае пожара являются тепло- и газовыделения, а в случае взрыва - избыточное давление на фронте ударной волны в очаге взрыва. Установлено, что при моделировании пожара целесообразно использовать эквивалентные тепло- и газовыделения, определяемые содержанием горючих компонентов в источнике горения. В случае горения горнопроходческой техники данные параметры возможно рассчитать на основании технических характеристик машины. В свою очередь, при моделировании несанкционированного взрыва взрывчатых материалов избыточное давление, определяемое безразмерной длиной активного участка горения , рассчитывается с учетом массы и удельной теплоты сгорания взрывчатого вещества, а также геометрических параметров выработки. При моделировании взрыва метановоздушной смеси избыточное давление рассчитывается с учетом газоносности пород по свободным горючим газам, длины буровзрывной заходки, размеров области повышенного трещинообразования, а также нижнего предела взрываемости метана. На основании предлагаемого принципа параметризации аварийных моделей в качестве примера выполнена разработка модели развития пожара и взрыва в существующих протяженных тупиковых выработках (длиной более 1000 м), проходимых соосно друг другу на разных высотных отметках. Произведено численное моделирование различных аварийных ситуаций в выработках с учетом ведения горных работ в сложных горнотехнических условиях.
Бесплатно
Параметрическая модель силового гидроцилиндра для модального анализа
Статья научная
Рассмотрена параметрическая модель силового гидроцилиндра для нахождения частот собственных колебаний.
Бесплатно
