Горные науки и технологии @gornye-nauki-tekhnologii
Статьи журнала - Горные науки и технологии
Все статьи: 1074
Статья научная
Подземные нефтегазоносные пласты характеризуются пространственной изменчивостью его строения, вещественного состава и петрофизических свойств слагающих его пород: гранулометрического состава, пористости, проницаемости, структуры и текстуры порового пространства, карбонатности, удельного электрического сопротивления, нефте- и водонасыщенности и других свойств. Режимы разработки и эксплуатации подземного газового хранилища, которые были созданы в истощенных подземных нефтегазовых резервуарах, должны учитывать унаследованный характер отработки залежи. Поэтому выявление особенностей изменения продуктивности скважин является актуальной задачей, решение которой может способствовать созданию более эффективной системы эксплуатации подземного газового хранилища. В работе представлены результаты сравнительного анализа изменения в пространстве продуктивности скважин при эксплуатации подземного хранилища газа Гарадаг (Азербайджан), созданного в истощенной газоконденсатной залежи. Установлен неравномерный характер в изменении продуктивности скважин, который связывается с неоднородностью резервуара (изменением литологического состава и фильтрационно-емкостных свойств пород). Исследования основывались на анализе изменений в пространстве ряда параметров резервуара: эффективной мощности продуктивного пласта, литологического состава и фильтрационно-емкостных свойств горных пород. Анализ изменения эффективной мощности и фильтрационно-емкостных свойств пород VII горизонта пластовой толщи газоконденсатного месторождения Гарадаг выполнен по данным геофизических исследований около 40 скважин и более 90 образцов керна. Данные о продуктивности более 90 скважин легли в основу анализа изменения их в пространстве. Анализ изменений продуктивности в пространстве технологических характеристик скважин (по данным 18 скважин) ПХГ Гарадаг выполнен на примере объема циклической закачки и отбора газа в сезоне 2020-2021 гг. В результате проведенных исследований установлен неравномерный в пространстве характер изменения объемов закачиваемого и отбираемого газа на ПХГ Гарадаг, созданного в соответствующем истощенном газоконденсатном резервуаре. Особенности режима эксплуатации подземного хранилища газа хорошо согласуются с особенностями режима разработки залежи (изменением в пространстве продуктивности скважин). Унаследованный характер разработки залежи и эксплуатации подземного хранилища газа обосновывается неоднородностью резервуара, обусловленной пространственной изменчивостью литологического состава и фильтрационно-емкостных свойств пород. Учет неоднородности резервуара при проектировании режима эксплуатации подземного хранилища газа является важной предпосылкой повышения эффективности его эксплуатации.
Бесплатно
Влияние неопределенности базирования штока гидростойки на размерный износ его базовых поверхностей
Статья научная
Силовые гидроцилиндры являются основными несущими элементами механизированных комплексов горнодобывающих предприятий, с помощью которых обеспечивается надежная фиксация кровли в требуемом рабочем положении, а также осуществляется продвижение шахтной крепи в забое. Для обеспечения надежности и эффективности эксплуатации в забоях механизированных крепей необходимо обеспечить стабильный ресурс работы входящих в их состав гидростоек, который главным образом зависит от качества изготовления сопряженных поверхностей и точности сборки функциональных соединений. Требуемая точность соединений гидростоек достигается селективной сборкой, что позволяет обеспечить заданные технические требования и ресурс соединений. Вместе с тем наряду с вопросами обеспечения точности сборки данных узлов для гарантии должной безопасности работы в забоях чрезвычайно важными являются выявление и анализ причин размерного износа ответственных деталей соединений, приводящих к уменьшению ресурса гидростоек в процессе эксплуатации. В статье при помощи методов аналитической теории баз выявлены и описаны причины формирования позиционных отклонений деталей соединений гидростойки механизированной крепи в процессе сборки и эксплуатации узла. Установлено, что возникновение перекосов и образование на цилиндрах, поршнях и штоках локальных напряженных зон, характеризующихся интенсивным износом, происходит вследствие неопределенности базирования штока и поршня в гидроцилиндре. Получены зависимости, позволяющие рассчитать отклонение оси штока от требуемого положения c учетом исходного зазора в соединениях и принятых конструктивных параметров гидроцилиндра.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлены результаты выщелачивания золота и серебра до и после предварительной обработки золото-кварц-мышьяковистой руды различными реагентами.
Бесплатно
Статья научная
Основной источник калийных удобрений - сильвинитовые руды, состоящие в том числе из галита (NaCl), силикатных и глинисто-карбонатных шламов (глинисто-солевых шламов). Обогащение природных калийных руд главным образом осуществляется флотационным методом, при котором происходит разделение KCl, NaCl и глинисто-солевых шламов. Исследование направлено на выявление влияния предварительной сонохимической обработки реагентов-депрессоров - КМЦ и крахмала - на динамическую вязкость, размер агрегатов, электрокинетический потенциал растворов этих реагентов и на эффективность сильвиновой флотации. Установлено, что сонохимическая обработка растворов депрессоров уменьшает размер агрегатов молекул крахмала более чем в 133 раза, агрегатов молекул КМЦ - с 6 до 4 нм. Выявлено, что сонохимическое воздействие на раствор анионного КМЦ с увеличением акустической мощности смещает электрокинетический потенциал в область отрицательных значений, при этом сонохимическая обработка любой акустической мощности не влияет на дзета-потенциал неионогенного крахмала. Установлено, что сонохимическая обработка понижает динамическую вязкость растворов КМЦ и крахмала: вязкость раствора КМЦ при максимальной акустической мощности 420 Вт снижается на 44 %, вязкость раствора крахмала при той же акустической мощности ультразвука - на 70 %. Кроме того, предварительная сонохимическая обработка депрессоров сильвиновой флотации способствует увеличению извлечения KCl и снижению содержания шламов во флотационном концентрате. Также показана возможность снижения расхода обработанного ультразвуком депрессора. Полученные результаты целесообразно апробировать в опытно-промышленных условиях.
Бесплатно
Влияние скорости детонации взрывчатых веществ на степень предразрушения горной породы при взрыве
Статья научная
На многих карьерах по добыче строительного камня присутствует проблема повышенного выхода отсева после всех стадий дробления и измельчения, которая приводит к снижению экономической эффективности горных предприятий. Мелкая фракция образуется вследствие измельчения предразрушенной горной массы. Уменьшение интенсивности и размеров зон предразрушения приведет к решению поставленной проблемы. Для определения влияния детонационных свойств взрывчатых веществ на величину структурного ослабления массива, были проведены исследования по измерению скорости детонации, напряжений, возникающих при взрыве в массиве и лабораторные исследования микротрещиноватости методом рентгеновской компьютерной микротомографии. Размеры зон предразрушения с ростом скорости детонации с 2 до 5,2 км/с увеличиваются с 33 до 77 радиусов заряда. Зависимость количества вновь образованных взрывом микродефектов от скорости детонации взрывчатых веществ (ВВ) принимает вид экспоненты для ближней зоны и линейна для дальних от взрыва расстояний. По данным проведенных экспериментов, на ближних расстояниях (10R) плотность наведенной микротрещиноватости N находится в пределах ≈5 тыс. шт/см3, а с ростом скорости детонации увеличивается до ≈13,8 тыс. шт/см3. На средних (40R) и дальних (70R) расстояниях значение N растет с ≈750 до ≈2400 шт/см3 и с 0 до ≈200 шт/см3 соответственно. Применяя ВВ с пониженной скоростью детонации, можно снизить «излишнее» воздействие на массив и тем самым уменьшить интенсивность предразрушения в зоне регулируемого дробления при взрыве. В результате исследования получены количественные параметры интенсивности и размеров зон предразрушения, что является дополнением предшествующих работ по качественному определению предразрушения.
Бесплатно
Влияние сорбционных свойств калийных солей на газовую обстановку в тупиковых горных выработках
Статья научная
Результаты газовоздушных съемок, выполняемых на рудниках Верхнекамского месторождения калийных и магниевых солей, показывают, что объем газообразных примесей, фиксируемый в главных вентиляционных штреках рудника, зачастую значительно меньше, чем в рабочих зонах тупиковых выработок. Феномен снижения газовых примесей по пути движения вентиляционной струи воздуха на калийных рудниках во многих исследованиях связывают не только с разбавлением вредных примесей утечками свежего воздуха с воздухоподающих штреков, но и с нейтрализацией газов за счет их химических реакций с калийным массивом. Результаты исследований, проведенных ранее в лабораторных условиях, показали, что сильвинит (NaCl + KCl) способен поглощать примеси токсичных и горючих газов. На основе результатов лабораторного изучения в рамках настоящей работы проведены исследования в условиях реального рудника, учитывающие динамику газовых примесей в атмосфере горных выработок и фактор разбавления газовых примесей утечками воздуха. В рамках работы выполнены замеры концентрации горючих и токсичных газов на продуктивных пластах разного минерального состава на одном из рудников ВМКМС для оценки влияния свойств калийных солей на газовый баланс в тупиковых выработках большой протяженности. Выполнен анализ степени влияния свойств калийного массива на изменение концентрации горючих и токсичных газов в выработках по пути движения вентиляционной струи воздуха. Анализ отобранных образцов воздуха проводился в лабораторных условиях. Концентрация горючих газов, оксида и диоксида углерода, содержащихся в отобранных образцах воздуха, производилась хроматографическим методом на приборе «ХРОМОС ГХ-1000». Оценена доля влияния нейтрализации газа и разбавления утечками вентиляционного трубопровода на снижение количества горючих и токсичных газов в исходящей из рабочей зоны струе воздуха. В результате проведенных экспериментов установлено, что в протяженных тупиковых камерах пласта АБ (100 м и более) количество газовых примесей снижается по протяженности выработки от тупика к устью. При проведении исследований учтены факторы, способные повлиять на снижение концентрации газа в рабочей зоне.
Бесплатно
Влияние способа подачи АВДВ на результат аэрирования флотационной пульпы
Статья научная
Предложен вариант устройства радиального распределения активиро- ванной водной дисперсии воздуха (АВДВ) в рабочем объеме пневмомехани- ческой флотационной машины. Методами CFD моделирования показана воз- можность повышения эффективности флотации с применением АВДВ при обеспечении постоянства технологических расходов воздуха, воды и исполь- зуемых реагентов.
Бесплатно
Статья научная
Прогноз теплового режима выработок и окружающего их массива горных пород является необходимым элементом проектирования подземных сооружений криолитозоны, в частности, при обосновании и выборе надежных способов и средств крепления породных обнажений, обеспечивающих безопасную эксплуатацию подземных сооружений в течение всего нормативного срока. Даже изменение температуры дисперсных мерзлых пород в диапазоне отрицательных значений (ниже температуры плавления льда в породе) приводит к уменьшению их прочностных характеристик, а следовательно, и к снижению устойчивости выработок. Целью исследований было сравнение двух способов учета абсолютных источников тепла (как точечных источников и как равномерно распределенных по длине выработки источников) при прогнозе теплового режима в горных выработках подземных сооружений. Получены расчетные зависимости для определения температурных отклонений при различных способах учета абсолютных источников. Для общности анализа расчётные зависимости получены в безразмерном (критериальном) виде. Проведены вариантные расчеты, результаты которых представлены в виде графиков, позволяющих наглядно оценить влияние способа учета источников тепла на точность прогноза температуры воздуха в подземном сооружении. Установлены основные качественные и количественные особенности формирования теплового режима в выработках при различных способах учета абсолютных источников тепла. В частности, показано, что при переходе от отрицательного теплового режима в выработке к положительному неправильный учет действия абсолютных источников тепла может привести к изменению глубины оттаивания дисперсных пород почти на 30 % (в 1,26 раза). В то же время установлено, что при положительном тепловом режиме для начальной температуры воздуха в сооружении больше 7,5 ºС принципиальной разности для инженерных расчетов в способе учета абсолютных источников тепла нет.
Бесплатно
Влияние температурного фактора в просадочных грунтах на возникновение аварийных явлений
Статья научная
Рассматриваются причины интенсификации просадочных процессов в лессовых грунтах при замачивании их водой повышенной температуры.
Бесплатно
Влияние технического состояния главных насосов гидравлического экскаватора на расход топлива
Статья научная
В процессе эксплуатации гидравлических экскаваторов вследствие износа изменяется техническое состояние насосов. Увеличиваются зазоры, переток жидкости, снижается объемный КПД, возрастают потери энергии, что приводит к перерасходу топлива. Целью работы являлось определение рационального срока эксплуатации насосов с учетом перерасхода топлива, который возрастает в процессе эксплуатации. Решены задачи: создание математической модели затрат на владение насосом с учетом перерасхода топлива, возрастающего в процессе эксплуатации, разработка алгоритма и компьютерного моделирования в программе Simulink-Matlab, оценка увеличения расхода топлива. В статье на примере гидравлического экскаватора Komatsu PC2000-8 показано влияние технического состояния главных насосов гидравлического экскаватора на перерасход топлива. На основе предлагаемой модели затрат на эксплуатацию насоса с учетом повышения расхода топлива в процессе эксплуатации получены зависимости перерасхода топлива от технического состояния насосов. По разработанным методике расчета и программному алгоритму выполнено компьютерное моделирование в программах Simulink-Matlab и Excel. Получены зависимости перерасхода топлива гидравлического экскаватора от технического состояния насосов. Представлены математическая модель затрат на владение насосом с учетом перерасхода топлива, возрастающего в процессе эксплуатации, и полученное на ее основе выражение для определения рационального срока эксплуатации насосов для минимизации затрат на приобретение насосов и топлива, учитывающее техническое состояние главных насосов, скорость его изменения, стоимость топлива и замены насоса. Предложен показатель, характеризующий перерасход топлива, определяемый отношением разницы между фактическим расходом топлива на 1 м3 экскавируемой горной массы и расходом топлива при номинальных значениях КПД основных насосов (номинальным расходом) к номинальному расходу. Использование предлагаемого критерия совместно с выражением для определения рационального срока эксплуатации насосов позволит обоснованно выбирать значение предельного состояния основных насосов и уменьшить суммарные затраты на владение насосом и на расход топлива до 17 % в зависимости от экономических и горнотехнических факторов эксплуатации с учетом экономических и горнотехнических факторов эксплуатации.
Бесплатно
Статья научная
Выполнен анализ и установлены основные закономерности влияния технологических, кинематических и силовых параметров на техническую производительность карьерного комбайна с роторным ковшовым рабочим органом.
Бесплатно
Статья научная
Увеличение темпов добычи угля и снижение ее себестоимости может быть обеспечено путем комплексной механизации и автоматизации системы шахтного вспомогательного транспорта за счет широкого внедрения подвесных монорельсовых дорог. Перспективность использования шахтных монорельсовых дорог обусловлена низким коэффициентом тары состава; снижением площади сечения выработок за счет вынесения вспомогательного транспорта в верхнюю часть выработок; высокой безопасностью эксплуатации; возможностью демонтажа дороги на неиспользуемых участках и последующего монтажа в новых выработках. Использование обрезиненных роликов в приводе шахтных монорельсовых локомотивов позволяет повысить коэффициент сцепления колеса с монорельсом, снизить динамические нагрузки и уровень шума в процессе эксплуатации. Целью исследований является оценка долговечности полимерных ободьев приводных колес шахтных монорельсовых локомотивов с учетом условий их эксплуатации. Получено распределение напряжений по пятну контакта обода колеса с монорельсом, что позволит разработать мероприятия по повышению срока службы приводных колес шахтных монорельсовых локомотивов. Установлено, что влияние деформации монорельсового пути не оказывает существенного влияния на долговечность ободьев приводных колес шахтных монорельсовых локомотивов. Получена математическая модель для определения долговечности полимерных ободьев приводных колес с учетом максимальных динамических усилий, возникающих при контакте приводных колес с монорельсом. Проведена оценка долговечности полимерных ободьев колес шахтных монорельсовых локомотивов в соответствии с критерием Бейли с учетом максимальных значений динамических контактных нагрузок, возникающих при движении монорельсового состава. Установлено, что увеличение массы тележки с 20 до 47 кН приводит к снижению долговечности обода приводного колеса монорельсового локомотива на 32 % (с 8700 до 5900 ч).
Бесплатно
Влияние флокулянтов на флотируемость тонких частиц пирротина
Статья научная
Представлены результаты исследований флокуляции и флотации тонких частиц пирротина в присутствии гидрофобного бутадиен- стирольного сополимера и частично гидрофобного полиоксиэтилена с молекулярной массой 4 млн. Показано, что применение гидрофобного полимера в сочетании с бутиловым ксантогенатом повышает флокуляцию 16 и флотируемость минерала. Полиоксиэтилен оказывает более слабое влияние на флокулообразование и флотацию шламовых частиц пирротина.
Бесплатно
Влияние эксплуатационных факторов на надежность очистных комплексов и оценка надежности их элементов
Статья научная
В целях анализа зависимости на отказ забойного оборудования от его длины обычно рассматриваются две группы элементов. К первой группе отнесены все элементы очистных комбайнов: приводы конвейеров, элементы насосных станций механизированных крепей, крепей сопряжений лавы со штреками и другие. Ко второй группе относятся все элементы секций механизированной крепи, линейные секции рештачного става и скребки забойных скребковых конвейеров, электрические кабели комбайнов, магистральные трубопроводы механизированных крепей и т.п. Отмечено, что постоянство числа элементов первой группы или изменчивость по линейному закону числа элементов второй группы не определяют однозначно постоянство или изменчивость величины параметра потока отказов совокупности однотипных элементов первой или второй групп [1]. Представлен график зависимости времени наработки на отказ очистного комплекса СЛ-500С. В общем виде представлена зависимость величины среднего времени восстановления комплекса от его длины...
Бесплатно
Внутренний и перекрестный сопоставительный анализ потребления электроэнергии на угольных разрезах
Статья научная
На угольных разрезах потребляется большое количество электроэнергии. Электрические экскаваторы, насосы и установки для перегрузки угля потребляют 75 % от общего объема электроэнергии. В данной работе представлена схема моделирования для проведения сопоставительного анализа (как внутреннего, так и перекрестного) потребления электроэнергии на предприятии. Для разработки модели сопоставительного анализа потребления электроэнергии на конкретном предприятии был применен статистический подход (метод линейной регрессии). Удельное потребление электроэнергии (УПЭ) используется в качестве контрольного показателя оценки энергоэффективности конкретного предприятия и нескольких угольных предприятий в Индии на основе полевых исследований. Также проведен сезонный анализ потребления электроэнергии. Согласно полученным результатам контрольный показатель УПЭ составляет 0,50 кВт-ч/т, а потенциал энергосбережения для одного предприятия - 10,7 %. Для нескольких угольных предприятий контрольный показатель УПЭ составляет 0,52 кВт-ч/т. Сделан вывод о том, что УПЭ в значительной степени зависит от производственной мощности, а разработанные метод и модель горных работ позволяют выполнить сопоставительный анализ и достичь эффективного энергопотребления на разрезах.
Бесплатно
Вовлеченность лесных ресурсов в хозяйственный оборот и их оценка (на материалах Ростовской области)
Статья научная
Состояние и использование лесных ресурсов во многом определяет экономическую и социальную ситуацию, а также влияет на экологическую обстановку в Ростовской области. В настоящее время лесной сектор требует поиска нового подхода к управлению лесами, нацеленного на устойчивое развитие всего региона.
Бесплатно
Статья научная
Проблема защиты окружающей среды представляет собой сложную эколого-экономическую задачу, включающую необходимость разработки и реализации ряда природоохранных мероприятий, обеспечивающих минимизацию негативного влияния отходов горного производства на все природные составляющие и здоровье человека. В связи с этим целью исследования является оценка влияния соединений Pb, Сd, Cr и As на окружающую среду и здоровье населения горняцкого поселка Солнечный. Исходя из цели определены следующие задачи: 1) анализ и систематизация литературных данных по проблеме техногенного пылевого загрязнения; 2) оценка горнопромышленной техногенной системы как источника загрязнения экосистем токсичными элементами в границах влияния закрытых горнорудных предприятий; 3) разработка предложений по снижению влияния горного техногенеза на состояние экосистемы и здоровье человека. В статье изложены результаты исследований по изучению элементного статуса детей и подростков, проживающих в границах влияния закрытого градообразующего предприятия ОАО «Солнечный ГОК». Показана связь изменений в элементном статусе детей с уровнем техногенного загрязнения среды обитания. Особенностью элементного статуса детей в исследуемой группе является высокий показатель содержания тяжелых металлов, в том числе Pb, Cr и мышьяка. Наши исследования подтверждают данные о том, что детский растущий организм активно адсорбирует соединения токсичных химических элементов. Рассчитаны индивидуальные и популяционные канцерогенные риски по As, Pb, Cr. В соответствии с критериями приемлемости риска, обусловленного воздействием загрязняющих веществ, индивидуальный канцерогенный риск CR (Cr) = 1,05∙10-3 относится к четвертому диапазону и является неприемлемым ни для населения, ни для профессиональных групп. Это De manifestis Risk, и при его достижении необходимо проведение экстренных оздоровительных мероприятий по его снижению. Индивидуальный риск CR (As) = 7,05·10-4 превышает приемлемое значение для населения. Данный уровень загрязнения подлежит постоянному контролю, требует разработки и проведения плановых оздоровительных мероприятий по улучшению показателей среды обитания, одним из которых является организация системы экологического мониторинга в исследуемом районе.
Бесплатно
Возможности получения тепловой энергии из исходящей шахтной метано-воздушной струи
Статья научная
Представлен анализ показателей технологий энергетического использования шахтного метана, что представляет экологический и экономический интерес. Показано, что высокие перспективы имеют технологии использования вентиляционного метана, представляющего собой большой энергетический ресурс. Выполнена экономическая оценка эффективности реализации технологий в условиях РФ при приемлемых ценах на оборудование.
Бесплатно
Возобновление производства щековых дробилок на «Уралмашзаводе»
Статья научная
В статье описываются основные технические решения и конструктивные особенности щековых дробилок крупного дробления, выпускаемых «Уралмашзаводом».
Бесплатно
Вопросы динамики многодвигательного электропривода на примере механизма наклона конвертера
Статья научная
Многодвигательным электроприводом оснащены многие тяжелые машины и механизмы горно-металлургической отрасли, например кислородные конвертеры. Уменьшение влияния недостатков, характерных для разветвленной многосвязной системы, возможно за счет создания систем регулирования на основе математических моделей рассматриваемых электромеханических систем (ЭМС). В полной математической модели учитывается число электродвигателей ЭМС, зазоры в передачах, упругости валопроводов, влияние диссипативных сил и т.д. Недостатком такого подхода является сложность таких моделей, что приводит к большим вычислительным и временным затратам при их реализации. Для анализа динамических процессов, возникающих в режимах разгона и торможения электромеханической системы механизма наклона конвертера, предлагается использовать упрощенную эквивалентную расчетную модель, которая учитывала бы изменение собственной частоты колебаний ЭМС для любого режима работы на основе технологических и конструктивных особенностей. На основании анализа расчетной модели сделан вывод о необходимости оценки механических нагрузок в системе методом сравнения их текущих и базовых значений, а также учет демпфирующих свойств электропривода. Для снижения динамических нагрузок предлагается сформировать закон изменения управляющего напряжения с помощью задатчика интенсивности, снижающего риски возникновения упругих моментов, значительно превосходящих допустимые для данного класса механизмов. Результаты термо- и вибродиагностики для оценки неисправностей основных звеньев механизма наклона конвертера, а также оценка поведения системы на базе модели Matlab Simulink при варьировании упругости валопроводов и приведенных зазоров показали существенное влияние последних на динамические нагрузки.
Бесплатно
