Свойства горных пород. Геомеханика и геофизика. Рубрика в журнале - Горные науки и технологии
Современный подход к геолого-технологическому картированию рудных месторождений
Статья научная
Рассмотрены основные подходы к технологической оценке рудных месторождений на основе геолого-технологического картирования и моделирования. Подтверждена актуальность и необходимость проведения программ геолого-технологических исследований на разных стадиях изучения месторождений. Показаны основные малообъемные методы определения ключевых параметров руд, непосредственно влияющих на результативность каждой стадии переработки, с целью оценки их изменчивости в пространстве месторождения.
Бесплатно
Статья научная
Управление действием взрыва на основе повышения его энергетической эффективности в технологической скважине является актуальной задачей, так как позволяет обеспечить формирование разрушенной горной массы с заданными параметрами крупности. Одним из направлений повышения эффективности взрывного воздействия на горную породу и снижения выхода негабаритов на карьерах традиционно рекомендуется усиление взрывного давления и увеличение времени воздействия взрыва на массив горных пород. Одним из устройств, использование которого позволяет в определенной степени реализовать этот подход является турбулизатор. Турбулизатор изготавливают из алюминиевой пластины, скрученной винтообразно вокруг продольной оси. Монтаж устройства в взрывной технологической скважине осуществляют по специально разработанной схеме. Разработанная методика исследования напряженно-деформированного состояния горного массива при использовании конструкции турбулизатора в скважинном заряде взрывчатых веществ позволила определить размер зоны радиальных трещин и радиус дробления горных пород. Рекомендуется способ инициирования скважинных зарядов взрывчатых веществ во взрывном блоке карьера, включающий бурение взрывных скважин, заполнение их взрывчатым веществом, установление внутрискважинных капсюлей-детонаторов и взрывание неэлектрической системой инициирования. Взрывной блок разделяется на две равные части, которые в свою очередь содержат три серии скважин для коротко-замедленного взрывания. Инициирование скважинных зарядов производится одновременно в двух частях блока в виде трапециевидной схемы взрывания с обеспечением встречи детонационных волн. В первой серии с двух концов взрывного блока производится мгновенное взрывание скважин в виде трапеции. Далее во второй серии через 42 мс взрываются последующие скважины также в виде трапеции. Еще через 42 мс по периметру взрывного блока в третьей серии взрываются оставшие ся скважины. Внедрение конструкции с использованием эффекта турбовзрывания при дроблении горных пород скважинными зарядами на месторождении Кальмакыр АО «Алмалыкский горно-металлургический комбинат» позволило снизить потребность во взрывчатых материалах и уменьшить объёмы бурения, снизить затраты на вторичное дробление, повысить производительность работы экскаваторов и безопасность горных работ.
Бесплатно
Статья научная
При обогащении руд весьма эффективно применение открытых контуров управления, в которых в качестве входного параметра используют качество руды. Для определения качества руды проводится оперативный анализ ее вещественного и минерального состава, вкрапленности ценных компонентов. На основании результатов анализа производится формирование рудопотоков на обогатительной фабрике и выбираются эффективные режимы переработки. Современные системы визиометрического анализа руды создают основу для эффективного автоматизированного управления процессами обогащения, построенного на принципе опережающего контроля сортности руды. Для повышения точности измерения минерального состава руды разработана специальная установка, обеспечивающая очистку руды от шламов. Установка позволяет достичь высокой точности анализа минералогического состава руды. Испытания системы визиометрического анализа сортности руды, проведенные на медно-молибденовых рудах ГОКа «Эрдэнэт», показали высокую надежность и эффективность.
Бесплатно
Статья научная
Обеспечение эффективного развития отраслей промышленности на базе природных ресурсов с учетом необходимого качественного научного обоснования, балансирующего на разумном уровне научно-технического прогресса, обосновывается созданием новых материалов с заданными характеристиками. Для этого необходимы фундаментальные исследования физико-химических и термодинамических свойств различных систем, в частности интерметаллидов (ИМ), являющихся важной прикладной задачей. В настоящее время особенно актуальной становится изучение металлических систем на основе алюминия с участием редкоземельных металлов. Рассматривается вопрос установления зависимостей изменения термохимических характеристик ИМ систем алюминийлантаноиды составов α-Al11Ln3, β-Al11Ln3 и Al3Ln, путем уточнения значений величин температуры и энтальпии плавления с использованием полуэмпирических и расчетных методов, позволяющих получить достаточно полные характеристики по температуре и энтальпии плавления ИМ составов, богатых алюминием, имеющих спрос в современных областях техники.
Бесплатно
Статья научная
Текстура и структура горных пород играют существенную роль в формировании их физических свойств, а также несут информацию о генезисе. В статье рассматривается моделирование методом конечных элементов (МКЭ) геометрических форм различных структур и текстур горных пород. Оно осуществляется путем программной детализации свойств элементов и их пространственного расположения в моделируемом объекте. При программировании структур возможно также задание физических свойств различных частей модели, сеток, начальных и граничных условий, которые могут изменяться в соответствии со сценариями проведения численных экспериментов. В работе на основе МКЭ реализуется моделирование в COMSOL Multiphysics в связке с Matlab различных структур и текстур горных пород с включениями и нарушениями. Такие структуры используются для проведения компьютерных экспериментов по определению физических свойств геоматериалов и исследованию влияния на них воздействий различной физической природы. Рассмотрены построения нескольких моделей: образца горной породы с включениями в форме эллипсов равных размеров с различной ориентацией; образца песчаника, содержащего включения с высоким модулем упругости в цементирующей матрице при его деформировании; образца известняка при определении его удельного электрического сопротивления с трещинами, заполненными нефтью и минерализованной водой. В качестве примера анализа трещиноватой структуры рассмотрено влияние заполнителя на электросопротивление образца известняка, содержащего систему тонких эллиптических трещин с преимущественно горизонтальным расположением. Наглядно показано изменение линий протекания тока при разных соотношениях между проводимостью матрицы и заполнителем трещин и их влияние на эффективную (усредненную) проводимость образца породы. Меньшая проводимость заполнителя трещин приводит к увеличению длины и уменьшению сечения линий протекания тока, что в свою очередь приводит к существенному снижению проводимости трещиноватого образца породы. Большая проводимость заполнителя имеет своим результатом незначительное увеличение проводимости трещиноватого образца по сравнению с однородным изотропным образцом. Полученные структуры могут быть использованы для проведения численных экспериментов по исследованию физических свойств пород.
Бесплатно
Статья научная
Проведены исследования химической зональности залежей руд по всем типам руд сульфидно медно-никелевого месторождения «Заполярное». В пределах месторождения сульфидных медно-никелевых руд «Заполярное» выделяются следующие промышленные типы руд: 1. Богатые вкрапленные руды, представляющие вкрапленное оруденение в перидотитах. 2. Брекчиевидные руды, образованные обломочным материалом. 3. Бедные вкрапленные руды с прожилково - вкрапленной минерализацией. 4. Сплошные руды, представляющие собой массивные выделения сульфидов. Работа основана на данных эксплуатационной и детальной разведки. Нами была осуществлена разбраковка проб по типам руд. Результаты позволили вывести линии регрессии и их формулы для прямолинейных зависимостей. Анализ графиков показал, что для всех типов руд зависимости содержания меди и кобальта от содержания никеля прямые, причем в густовкрапленных и брекчиевидных типах они близки, а в рассеянновкрапленных существенно отличаются. Хорошо видно, что на соотношение меди и никеля в рудном теле заметно влияют рассеянновкрапленные руды, тогда как соотношение кобальта и никеля определяется главным образом таковым в густовкрапленных и брекчиевидных рудах. Зависимости между никелем, медью и кобальтом в рудах не остаются постоянными при изменении концентрации никеля в руде. Графики показали, что отношение Ni / Cu в брекчиях и рассеянновкрапленных рудах, а также в околорудных метаперидотитах, практически постоянны при разных содержаниях никеля, в среднем 2 : 1,5 и 1 соответственно, а в густовкрапленных рудах отмечена тенденция возрастания отношения с увеличением содержания никеля. Отношение Ni / Со возрастает с увеличением концентрации Ni во всех типах руд. В богатых рудах рост происходит по ступенчатой кривой, а в брекчиях прямолинейно. Полученные результаты помогут в дальнейшем правильно рассчитать балансовые запасы эксплуатационных блоков и спланировать месячные, квартальные и годовые планы по добыче металлов.
Бесплатно
Эффекты прерывистой неупругости при распространении сейсмической волны в зоне малых скоростей
Статья научная
Изучение нетипичных проявлений неупругости горных пород расширяет понимание физических механизмов распространения и затухания сейсмических волн в реальных средах. Полевые эксперименты выполнены при распространении продольной волны частотой 240-1000 Гц в пространстве между двумя неглубокими скважинами в зоне малых скоростей (ЗМС). Измерения проводились с помощью пьезоэлектрического импульсного излучателя и аналогичных приемников, размещенных в скважинах. Цифровые записи сигналов в виде «напряжение-время» σ(t) регистрировались открытым каналом с микросекундным разрешением во времени. На профиле волны обнаружены необычные короткопериодные вариации амплитуды в виде резкого уменьшения крутизны фронта, падения напряжения или плато различной длительности (десятки микросекунд). Эти малоамплитудные вариации на форме волны были расценены как проявления скачкообразной прерывистой неупругости. Сделано предположение, что этот неупругий процесс оказывает влияние на трансформацию формы волны. Вклад скачкообразной неупругости зависит от величины прикладываемого напряжения, т.е. в нашем случае от величины амплитуды сейсмического сигнала. Возможный механизм скачкообразной неупругости на малых деформациях может быть объяснен микропластичностью горных пород. Полученные результаты представляют новый шаг в понимании физики распространения сейсмических и акустических волн в горных породах и могут быть полезными для решения прикладных задач в геофизике и горном деле
Бесплатно
