Статья: МОНИТОРИНГ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ КРЕПИ ИНТЕНСИВНО ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ ШАХТНЫХ СТВОЛОВ (2025)

В 2020 г. в районе предполагаемых горных работ на р. Цильме была проведена археологическая разведка с целью поиска доказательств разработки медно-серебряных рудников в конце XV-XVII в. и обоснованности государственной охраны памятника археологии - достопримечательного места «Серебряные и медные рудники». В результате археологического поиска не было обнаружено доказательств разработки рудников в указанный период, после чего последовал вывод, что история о медносеребряных рудниках на р. Цильме - это миф, кочующий по краеведческим и научным публикациям. В связи с этим включение в Реестр объекта культурного наследия «Медносеребряные рудники» в составе 5 шахт как памятника археологии было признано необоснованным. Цель работы - выявить документальные свидетельства проведения старинных геологоразведочных работ, строительства медеплавильных печей, упоминания о наличии следов и остатков промышленной деятельности на р. Цильме в районе медносеребряных рудников и предполагаемого местонахождения Цилемского завода для обоснования необходимости комплексного историко-архивного и геологоархеологического исследования Цилемского горно-металлургического производства XVI-XVIII вв., создания охранной зоны и установки памятного знака для увековечивания памяти о первых российских горняках и металлургах. Методология. При работе с конкретно-историческим материалом использовалась концепция диффузионизма, предполагающая анализ процессов выработки, заимствования и распространения инноваций в промышленности и, в частности, в поисках полиметаллических руд и распространении технологий обогащения и разделения драгоценных металлов.

Работа посвящена исследованию критериев энергетической эффективности горных машин пылеулавливания в контексте обеспечения безопасности на горных предприятиях. Рассматривается важность комплексного подхода к управлению и контролю за технологическими процессами, обеспечивающего конкурентоспособность и соответствие экологическим требованиям. Актуальность работы обусловлена необходимостью повышения энергетической и экологической эффективности горных машин пылеулавливания в современных условиях интенсивного развития горнодобывающей промышленности. Совершенствование технологий пылеулавливания играет ключевую роль в обеспечении безопасности работников и снижении вредного воздействия на окружающую среду. Методика и методология. Исследования проводились с целью разработки и верификации интегрального коэффициента экологической и энергетической эффективности системы аэрологической защиты в рамках многофункциональной системы безопасности. Основой послужили известные подходы и эксперименты, направленные на изучение механизмов взаимодействия форсунок с пылевыми частицами и определение оптимальной конфигурации оборудования для пылеулавливания. Результаты исследований и их анализ свидетельствуют о том, что энергоемкость вентиляционной системы напрямую влияет на общую эффективность пылеулавливания. Разработан интегральный коэффициент экологической и энергетической эффективности, позволяющий оценивать различные аспекты работы системы. Экспериментальные данные подтвердили увеличение экологической и энергетической эффективности аэрологических многофункциональных систем безопасности на 44 % за последние годы.

В статье анализируются различные схемы и методы подготовки массива горной породы к добыче в условиях сложного геологического строения золотосодержащих руд. Современные золотодобывающие предприятия сталкиваются с проблемой снижения содержания золота в рудной массе при растущем спросе на металл, что делает важными исследования, направленные на повышение извлечения золота и снижение себестоимости его производства. Основное внимание следует уделить буровзрывным работам и управлению процессами взрыва, которые влияют на эффективность обогащения и степень извлечения золота. Применение математического моделирования и опытно-промышленных исследований позволит точно прогнозировать параметры развала рудной массы, что обеспечит более полное извлечение золота за счет селективной выемки. Цель работы - экономическое обоснование выбора оптимальных схем и методов разрушения массива горных пород на месторождениях рудного золота с учетом геометрически сложной морфологии оруденения. Методы проведения исследований: теоретический анализ, сопоставление теоретических результатов с результатами промышленных экспериментов и техникоэкономическое обоснование полученных результатов. Анализ результатов. На основе результатов опытно-промышленных экспериментов в работе проводится сравнительный анализ сплошных и рассредоточенных зарядов, размещенных в скважинах различного диаметра. Рассматриваются как достоинства, так и недостатки каждого метода, а также области их применения с учетом техникоэкономических показателей. Особое внимание уделяется определению границ перемешивания рудных формаций при использовании различных конструкций зарядов и диаметров скважин. -

Актуальность и проблематика вопроса. Процесс сдвижения горных пород является одним из самых сложных в геомеханике и всецело не может быть описан ни одной из существующих математических моделей горного массива, что связано с различной стадийностью его деформирования, а также потерей сплошности. Фактически все существующие методики определения угловых параметров процесса сдвижения являются эмпирическими и основаны на корреляционных зависимостях углов разрыва и сдвижения от коэффициента крепости по шкале М. М. Протодьяконова, который, в свою очередь, никак не характеризует структуру горного массива. Еще большую проблему представляет определение областей опасных сдвижений в массиве. Теоретических методов определения границ областей опасных сдвижений, как в действующих нормативных документах, так и в научных российских и зарубежных публикациях, не приводится, что является следствием недостаточного развития теории оценки устойчивости горного массива (бортов карьеров, откосов отвалов и т. д.) и несоответствия теоретических расчетов результатам инструментальных наблюдений за процессом сдвижения. Методология. Предложен прямой метод определения границ областей опасных сдвижений (деформирование массива с разрывом сплошности) посредством построения поверхностей скольжения в массиве с применением вариационного метода, т. е. на основе метода предельного равновесия (сплошная среда). Результаты исследований. Использование вариационного метода позволяет построить область опасных сдвижений, определить углы разрывов, сдвижения и т. д., при этом в качестве показателя устойчивости массива используется сцепление горного массива, учитывающее его структуру.

Определение скорости бурения является важным этапом проектирования буровзрывных работ. Существующие исследования не устанавливают надежную аналитическую взаимосвязь скорости бурения скважин с характеристиками крепости пород и станочного оборудования. Результаты существующих исследований позволяют лишь приближенно установить теоретическую и техническую скорости бурения. Цель работы - разработка методики расчета теоретической и технической скоростей бурения скважин на угольных месторождениях Дальневосточного региона, позволяющей с достаточной степенью точности и надежности планировать буровзрывные работы. Методология. Для достижения указанной цели проанализированы существующие в литературных источниках зависимости для определения скорости бурения, выявлена несостоятельность их использования в расчетах скорости бурения во вмещающих породах месторождений угля на Дальнем Востоке. Сложность определения коэффициентов для расчета скорости бурения, а также занижение значений скорости являются основными причинами большого разброса значений по сравнению с данными о бурении скважин горных предприятий. Предложены эмпирические зависимости для определения теоретической и технической скоростей бурения с учетом времени на выполнение различных вспомогательных операций. Результаты расчета по полученным зависимостям с достаточной степенью точности совпадают с данными о бурении технических отделов горных предприятий Дальневосточного региона.

При бурении все скважины в той или иной степени искривляются. В ряде случаев искривление не оказывает серьезного влияния на конечные результаты работы, поэтому оно не измеряется и не учитывается. При бурении глубоких скважин, особенно на поздних стадиях разведки месторождения, вопросы проведения скважин по проектным траекториям приобретают большое значение. В анизотропных горных породах интенсивность искривления скважин может возрастать многократно. Чрезмерное отклонение ствола скважины от проектного профиля влечет за собой значительные временные и экономические издержки за счет необходимости проведения работ по корректировке направления ствола скважины. Попытки бороться с искривлением обычными методами, как правило, не приносят положительных результатов. Это объясняется тем, что процесс искривления формируется на забое скважины при силовом взаимодействии породоразрушающего инструмента и горной породы. Использование жестких удлиненных компоновок низа бурильной колонны для предотвращения искривления малоэффективно, поскольку они имеют низкую чувствительность и недостаточно оперативно реагируют на отклонение скважины. Цели работы - аналитическое исследование факторов естественного искривления, разработка и совершенствование бурового инструмента для снижения искривления, а также выявление области и методики его рационального применения. Методика. Использованы методы аналитического расчета для выявления оптимальной конструкции бурового инструмента, способного снизить интенсивность естественного искривления; приведены результаты испытаний бурового инструмента с эксцентриситетом вооружения торцевой части. Результаты и выводы. Приведена новая методика определения рациональных параметров такого инструмента, в частности, величины эксцентриситета вооружения торцевой части в зависимости от параметров и степени анизотропии, условий залегания горной породы и режима бурения. Определены направления дальнейших исследований. По результатам производственных испытаний доказана работоспособность и эффективность разработанной конструкции бурового инструмента, также установлено, что ресурс экспериментального бурового инструмента соответствует износу буровых коронок со стандартной формой торца.

Для подбора рациональных конструктивных и технологических параметров вибрационного грохота необходимо провести математическое моделирование движения частицы на вибрирующей поверхности. Это позволит определить оптимальные параметры, которые обеспечат эффективное разделение частиц по классам крупности. Исследование посвящено составлению уравнений движения частицы на наклонной вибрирующей поверхности грохота с учетом ее вращения в полете между ударами (плоское движение). Рассмотрены различные варианты кинематических параметров частицы до ее контакта с ситом грохота, которые влияют на движение частицы после удара. Цель работы - разработка математической модели процесса взаимодействия частиц горных пород с рабочей поверхностью (ситом) вибрационного грохота, которая будет учитывать влияние доударных кинематических характеристик. Методология. Для достижения поставленной цели необходимо определить зависимость между угловой скоростью частицы до и после удара, а также установить связь между этими параметрами и линейной скоростью отскока частицы (длиной отскока и углом отражения). При создании математической модели перемещения частиц разделяемого материала по вибрирующей поверхности грохота примем следующие допущения: частица горной породы имеет форму сферы (идеализированная форма); вибрация происходит в вертикальной плоскости, это необходимо для создания направленного потока движения частиц вдоль сетки и предотвращения их смещения в сторону; колебания происходят вдоль прямой линии, которая наклонена относительно сетки; тип - свободные гармонические колебания, амплитуда и частота колебаний постоянны.

Проблема снижения содержания примесей в кондиционных концентратах важна для предприятий, перерабатывающих цинксодержащие руды, что связано с современной стратегией ценообразования, которая, помимо прочего, учитывает требования к составу концентратов при неизменности их марки. Ввиду этого изучение влияния депрессора на изменение свойств поверхности минералов является актуальной задачей. Методика. Флотационные исследования проведены с использованием мономинеральных фракций: кварца, клинохлора и мусковита. Возможность адсорбции депрессора на поверхности оценивали по величине краевого угла смачивания, результатам ИК-спектроскопии и значениям дзета-потенциала. Результаты и их анализ. В присутствии депрессора константа скорости флотации клинохлора снижена в 4,3раза, кварца и мусковита - на ~20 и 5 % отн., соответственно. При обработке поверхности кварца депрессором угол смачивания уменьшается с 56,9° до 29°. Установлено экранирование поверхности шламов вмещающих пород от взаимодействия известкового раствора с ионами Ca2+. Доказано, что применение депрессора с расходом от 50 до 200 г/т подавляет флотируемость кремнийсодержащих минералов без депрессии сфалерита.

В настоящее время при добыче золота получили развитие технологии извлечения благородных металлов из труднообогатимых руд. Технологии цианирования упорного сырья не позволяют получать высокие показатели извлечения золота, следовательно, необходимы изыскание и дальнейшая разработка более эффективных технологий и методов, которые включают в себя различные процессы извлечения благородных металлов. Одним из перспективных методов, позволяющих повысить показатели извлечения, является электрохлоринация, гидрохимический метод обогащения. Порядок проведения исследования. В статье предлагается комбинированная технология переработки упорных золотосодержащих руд, включающая предварительное обогащение методом рентгенофлуоресцентной сепарации для удаления основной массы пустой породы, сернокислотное растворение окисленных минералов, турбулизационную центробежную сепарацию для извлечения свободных частиц золота, гидрохимическое обогащение, сорбцию золота, озоление сорбента и плавку золы с получением золотосодержащего сплава. Методология. Исследования и апробация технологии проводились на упорной труднообогатимой мышьяксодержащей руде. Методологической основой являлись работы современных отечественных и зарубежных ученых в области обогащения и переработки золотосодержащего сырья. Работа выполнена с применением методов прикладной математики, механики, математического и экспериментального моделирования, методов химического, пробирного и минералогических анализов. Результаты экспериментальных исследований показали высокую эффективность и возможность применения к различным упорным рудам предлагаемой технологии, которая позволяет уменьшить количество перерабатываемого материала за счет поэтапного формирования хвостов при повышении качества самого материала.