Статья: ОЦЕНКА СХОДИМОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЕТА ОБДЕЛОК ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ТОННЕЛЕЙ ЧИСЛЕННЫМ И АНАЛИТИЧЕСКИМ МЕТОДАМИ (2025)

Применяемые методы диагностирования и локации очагов эндогенных пожаров в породоугольных массивах различаются по трудоемкости и информативности: прямые методы (визуальный, термометрический, газоаналитический) информативны только при высоких температурах в очаге; геофизические, или косвенные методы (электрозондирования, геопотенциалов, георадиолокации) требуют площадных измерений, однако они чувствительны уже на стадиях низкотемпературного окисления и самонагревания, кроме того, они позволяют точно определить геометрию запожаренной зоны. Целью работы является обоснование и разработка алгоритмов комплексного метода диагностирования очагов эндогенных пожаров в открытых породоугольных массивах на различных стадиях, обеспечивающего рациональное сочетание прямых и косвенных геофизических методов, что повысит точность прогноза. Методология предполагает количественный анализ изменения во времени физических (температура, геометрия, влажность) и электромагнитных (удельное электросопротивление, диэлектрическая проницаемость) параметров массива при развитии пожара; исследование диапазонов изменения информирующих параметров прямых и геофизических методов на стадиях низкотемпературного окисления, самонагревания, самовозгорания, пламенного горения и потушенного пожара.

На сегодняшний день расчеты основных параметров вентиляции подземных выработок осуществляются по методикам, разработанным еще в прошлом веке. Для тех лет одной из характерных особенностей рудников являлась небольшая глубина ведения горных работ. Однако современные условия разработки месторождений полезных ископаемых приводят к необходимости подачи воздуха в подземные рабочие зоны, расположенные на больших глубинах (до 2 000 м). В результате для обеспечения безопасных условий работы важно учитывать дополнительные факторы, влияющие на проветривание горных выработок, в том числе - сжимаемость воздуха, от которой зависит депрессия шахтных стволов. Цель работы - совершенствование методов расчета параметров вентиляционной сети горных выработок путем учета влияния сжимаемости воздуха на депрессию шахтных стволов глубоких рудников. Методология. Выполнен анализ зависимости депрессии горных выработок от плотности воздуха, а также зависимости плотности воздуха от глубины. На основе разработанной математической модели произведен расчет депрессии вертикальных выработок с учетом сжимаемости воздуха. Проведена оценка изменения депрессии шахтных стволов с учетом обеспечения подземных рабочих зон требуемым количеством воздуха.

Цель работы - оценка влияния параметра фоновой стратификации и скорости ветрового потока на время естественного проветривания неглубокого карьера и уровень загрязнения атмосферы верхнего борта карьера вниз по ветровому потоку с учетом начального местоположения пылегазового облака. Методика. Использована аэротермодинамическая модель атмосферы, в которой уравнения динамики в приближении несжимаемой жидкости дополнены уравнением переноса тепла, а также учетом механизмов плавучести и фоновой стратификации. Построена и апробирована двухмерная CFD-модель атмосферы карьера, который по определению классиков аэрологии карьеров при проведении массовых взрывов проветривается в условиях нейтральной стратификации по рециркуляционнопрямоточной схеме. При скорости ветра от 1 до 5 м/с на верхнем борту карьера, вариации параметра фоновой стратификации (от 0,0 до +0,05 °С/м) и трех начальных местоположений пылегазового облака выполнены численные эксперименты процессов естественного проветривания карьера. Результаты исследований, их анализ и рекомендации к применению. Продемонстрирована возможность аналитического описания времени естественного проветривания карьера как функции двух переменных (скорости ветра и параметра фоновой стратификации): получена степенная функция скорости ветра, коэффициенты которой являются квадратичными функциями параметра фоновой стратификации. Продемонстрированы особенности конфигураций и размещения областей загрязнения в зависимости от параметра фоновой стратификации и скорости ветра. Показано, что усиление стратификации атмосферы при малых скоростях приводит к перемещению загрязнения на второй уступ от подошвы подветренного борта карьера. Спрогнозировано заметное увеличение времени естественного проветривания неглубокого карьера при усилении инверсионного состояния атмосферы по сравнению с ее нейтральным состоянием при скорости ветра не выше 3 м/с. Показано отсутствие существенной зависимости времени проветривания неглубокого карьера от начального местоположения пылегазового облака, а так же тот факт, что в отличие от глубоких карьеров диапазон величины максимумов загрязнения на верхнем борту неглубокого карьера вниз по потоку при рассмотренных вариациях скорости ветра и стратификации атмосферы не превышает 7,5 %.

Представлена проблематика аспирации и пылеподавления на дробильносортировочных комплексах (ДСК) открытого типа в различных местах (технологических переделах) рассматриваемых комплексов. В этом контексте изучается негативное воздействие указанных комплексов на окружающую среду, оборудование и человека. Одним из главных источников негативного воздействия является пыль, которая образуется в процессе работы оборудования. Эта пыль не только ухудшает видимость, но и может стать причиной заболеваний дыхательных путей у работников, а также привести к преждевременному износу оборудования. Методика проведения исследований. Проведен анализ текущей ситуации: исследование текущего состояния дробильно-сортировочных комплексов, выявление проблем, связанных с их работой и влиянием на окружающую среду и микроклимат; изучены нормативноправовые акты, регулирующие работу рассматриваемых ДСК.

Актуальность работы обусловлена необходимостью реализации научно-методического подхода к расчету значений параметров начальных капиллярных давлений при помощи использования обобщенной модели капиллярных кривых. Анализ полученных значений начальных капиллярных давлений, их доработка и использование скорректированных показателей для определения максимальных радиусов поперечных сечений поровых каналов с использованием формулы Лапласа - важнейшие задачи комплексного изучения пространства горных пород для снижения рисков при проектировании операций бурения, освоения и обработок разными реагентами. Цель исследования заключается в описании метода построения гистограммы распределения по размерам поровых каналов, представленных в виде пучка параллельно направленных капилляров различного сечения, для комплексного и обоснованного анализа пустотного пространства в пластах-коллекторах залежей алымской свиты месторождения Западной Сибири. Методы исследования - полиномиальный и линейный корреляционно-регрессионный анализ, обобщенная математическая модель, моделирование с помощью прикладных компьютерных программ. Результаты и выводы. С помощью обобщенной и сокращенной математических моделей капиллярных кривых дифференцированно по каждому из исходных образцов рассчитаны начальные капиллярные давления. Значения начального капиллярного давления уточнены с учетом опыта разработки объекта исследования. Установлены значения максимальных радиусов капилляров с использованием свободного члена обобщенных моделей, на основе которых произведена оценка процентного соотношения капилляров различных интервалов поперечного сечения, получены эмпирические гистограммы распределения поровых каналов по размерам

Рассмотрены вопросы, связанные с сохранением детонационной способности эмульсионными взрывчатыми веществами (ЭВВ), сенсибилизированными пузырьками газа, при динамическом воздействии на скважинные заряды таких ЭВВ, что позволяет выработать необходимые требования к технологическим параметрам ЭВВ для обеспечения сохранности их детонационной способности. Цель работы - для повышения надежности, безопасности и эффективности взрывных работ с использованием ЭВВ, сенсибилизированных пузырьками газа, определить условия, при выполнении которых у ЭВВ сохраняется способность к детонации после внешнего динамического воздействия. Методология. В основу определения условий сохранения детонационной способности скважинным зарядом ЭВВ после динамического воздействия на него положены аналитические исследования, основанные на закономерностях деформирования горных пород вблизи заполненной жидкостью скважины при падении на нее волны напряжений, особенностях поведения пузырька в вязких жидкостях под действием внешнего воздействия, а также на специфике распределения давления в сходящихся цилиндрических ударных волнах, возникающих в находящихся в скважинах ЭВВ под действием падающих на скважину волн напряжений, которые образуются в горной породе при опережающем взрыве смежного заряда.

В статье приведены теоретические исследования, численное моделирование и натурные измерения напряженного состояния в породах Гремячинского месторождения калийных солей, позволившие получить эмпирические зависимости значений вертикальных и горизонтальных напряжений от глубины разработки. Натурные измерения напряжений проводились способом частичной разгрузки на стенках горизонтальной горной выработки горизонта -1130 м в сильвинитовой породе. Разработка Гремячинского месторождения калийных солей подземным способом осуществляется в сложных горно-геологических, горнотехнических и гидрогеологических условиях. Поэтому основной задачей при обеспечении безопасной разработки месторождения калийных солей подземным способом является оценка устойчивости всей геомеханической системы, решение которой невозможно без знания напряженного состояния массива горных пород. Цель и задачи исследования: выполнить оценку напряженного состояния в массиве с учетом физико-механических характеристик горных пород; исследовать распределение напряжения в породах Гремячинского месторождения методом численного моделирования; определить главные нормальные напряжения на стенке горизонтальной горной выработки горизонта -1130 м в сильвинитовой породе способом частичной разгрузки; разработать схему и математический аппарат для определения главных нормальных напряжений на стенках горных выработок.

Исследования напряженно-деформированного состояния и несущей способности гидроизолирующих бетонных перемычек проведены методом математического моделирования. Результаты исследования. Произведено изучение полей напряжений, формируемых под действием гидростатического давления, изменяющегося от 0,5 до 6,0 МПа, в бетонных водонепроницаемых перемычках длиной от 1 до 9 м с целью выявления зависимости нормальных и касательных напряжений, характера их распределения и прочности элементов гидроизолирующего устройства от влияющих факторов. Установлено, что наиболее нагруженной с высокой неравномерностью распределения напряжений частью бетонной перемычки является устье, в котором отмечаются наибольшие нормальные сжимающие напряжения, максимальные растягивающие напряжения фиксируются в центральной торцевой зоне, а повышенные касательные - на контакте «бетон-порода».

Проведены полевые исследования эффективности очистки технологической воды на трех участках АО «Прииск Соловьевский». Осуществлен отбор проб технологической воды на различных этапах водоподготовки. Исследуемые пробы обработаны методом фильтрования и проанализированы в лабораториях Иркутского национального исследовательского технического университета с применением лазерного анализатора частиц Analysette 22 NanoTec plus.

Процессы измельчения (доведение размеров куска полезного ископаемого до заданного размера перед дальнейшим обогащением) осуществляются различными типами мельниц. В горной промышленности России нашли применение центробежные (однороторные и двухроторные) мельницы, разрушение материала в которых происходит за счет удара. Недостатком таких мельниц являются относительно низкая эффективность, которая оценивается степенью измельчения, а также высокая энергоемкость процесса. При скоростях удара 30-50 м/с для горных пород крепостью 7-11 по М. М. Протодьяконову степень дробления не превышает 3. Увеличение степени дробления, как правило, достигается повышением скорости удара, что влечет за собой рост энергоемкости процесса. В некоторых случаях, для обеспечения заданной крупности готового продукта, в одной мельнице необходимо реализовать несколько стадий измельчения или увеличить величину циркулирующей нагрузки, что существенно усложняет конструкцию машины. Поэтому повышение эффективности работы за счет совершенствования конструкции центробежной мельницы является актуальной задачей. Методология проведения исследований. В Уральском государственном горном университете создана опытно-промышленная центробежная мельница, на которой проведено дробление образцов горных пород. В первой серии опытов дроблению подвергались медно-цинковая руда Молодежного месторождения (Южный Урал), содержащая халькопирит, теннантит, сфалерит, пирит и пустая порода. Во второй серии опытов - лещадный щебень из серого гранита, цель - получение кусков кубовидной формы и, соответственно, уменьшение потерь готовой продукции. Измельчение щебня производилось на относительно небольших скоростях.

Ударно-вращательное бурение погружными пневмоударниками с обратной циркуляцией очистного агента (RC-бурение) - один из наиболее производительных механических способов бурения скважин из известных на сегодняшний день, позволяющий непрерывно осуществлять отбор проб горных пород. Помимо общеизвестных преимуществ и недостатков такого способа, опыт эксплуатации соответствующих буровых установок показывает, что конструкция и свойства противоэрозионного элемента стандартно комплектуемых пневмоциклонов не учитывают разность эрозионного воздействия поступающего в циклон шлама, это приводит к неравномерному износу и преждевременному выходу элемента из строя, что в свою очередь влечет за собой дополнительные трудовые и материальные затраты. Методика проведения исследований заключалась в имитационном моделировании области абразивного износа тела циклона при варьировании скорости входящего потока и фракции частиц. Результаты и их анализ. Определена зависимость величины абразивного износа тела циклона от скорости входящего потока и размера частиц. В заданных границах эксперимента выделена область максимального абразивного износа тела циклона, вписываемая в прямоугольный сектор цилиндрической области циклона (с высотой в 209 мм простирающийся по дуге в 47,135°). Максимальная величина износа составила 3,15 · 10-4 кг/(м2/с) при скорости входящего потока 15 м/с и размере частиц 2000 мкм. Выводы и область применения результатов. Предложена модернизированная конструкция, включающая инспекционное окно со съемной бронепластиной, что позволяет осуществлять к ней быстрый доступ, без демонтажа и разбора циклона, для осмотра и, при необходимости, замены, что значительно снижает время, затрачиваемое на непроизводительные операции и тем самым повышает экономическую эффективность бурового процесса.

Потенциальная возможность вскрытия огромных нетронутых запасов полезных ископаемых в глубинах Мирового океана открывает широкие возможности как для экономического роста конкретных заинтересованных лиц, в виде государств и корпораций, так и для общего научно-технологического развития человечества. Подводная добыча твердых полезных ископаемых в условиях Крайнего Севера с его огромными запасами с одной стороны и широким набором различных преград и барьеров с другой требует всесторонне продуманного подхода, позволяющего сбалансировать экономический потенциал и экологическую ответственность. Цель работы - изучение укрупненных категорий преград, которые так или иначе встают перед государствами или горнодобывающими компаниями, планирующими осуществлять подводную добычу твердых полезных ископаемых в условиях Крайнего Севера. Методология - анализ и обобщение научно-технической информации.