Научный архив: статьи

Обосновывается важность определения границ зоны газового дренирования угольного пласта и газосодержания в призабойной его части, как с позиции газовой, так и газодинамической опасности при ведении горных работ. Представлен подход к количественной оценке границ зоны газового дренирования угольного пласта в призабойной части подготовительной выработки, основанный на экспериментальных данных. Согласно выполненным замерам протяженность зоны пониженного газового давления в остановленной подготовительной выработке на экспериментальном участке может достигнуть 18 м, что значительно превышает зону механической разгрузки и зону опорного давления.

Рассмотрены результаты адаптации текущего способа прогноза выбросоопасности по начальной скорости газовыделения из шпуров при проведении подготовительных выработок по выбросоопасным породам в условиях рудника «Интернациональный» АК АЛРОСА (ПАО). Определены ошибки первого и второго рода при прогнозировании выбросоопасных зон, установлена закономерность естественной дегазации (разгрузки) массива призабойной части выработок, проводимых буровзрывным способом.

Исследована структура закладочных композитов, армированных волокнами микрофибры базальтовой наномодифицированной (МБМ), хризотилового асбеста и частицами резинового порошка (отход переработки изношенных шин). В каждом случае методом ртутной порометрии определены общий объем интрузии ртути; общая площадь поверхности пор; средний диаметр пор; кажущаяся плотность; процент пористости образцов. Влияния количества армирующего материала на пористость закладочных композитов изучено на образцах с волокнами МБМ. Установлены зависимости относительных изменений прочности композитов от их пористости. Доказано, что с точки зрения структуры закладочных композитов оптимальная доля армировочных волокон составляет 3 % от массы вяжущего, или 0,422 % от массы твердеющей смеси. Эта концентрация соответствует максимальной прочности образцов.

Приводится анализ методов контроля качества эмульсионных взрывчатых веществ. При этом акцентируется внимание на то, что традиционные методы оценки качества актуальны для разрабатываемых взрывчатых веществ, а также проведения периодических и контрольных испытаний, проводимых в лабораторных и полигонных условиях, тогда как для оценки качества заряда из водоустойчивых взрывчатых веществ требуется разработка дополнительных методов контроля качества.

Представлены результаты экспериментального исследования влияния удаления сейсмоприемника от забоя выработки на спектр акустического излучения комбайна в различные этапы его работы в период между остановкой для крепления бортов подготовительной выработки. Регистрация акустического излучения осуществлялась шестью трехкомпонентными сейсмоприемниками, входящими в комплект аппаратуры «Микон-ГЕО». Показано, что это влияние обусловлено в основном тремя причинами: зависимостью коэффициента затухания звука от частоты гармоник, из которых состоит спектр «шума», и от напряженного состояния массива; интерференцией излучаемых волн, имеющих различную скорость распространения; наличием в выработке помимо комбайна других работающих механизмов, излучающих акустические колебания, которые накладываются на акустические волны, излучаемые комбайном. По мере удаления сейсмоприемника от рабочего органа комбайна интерференция волн приводит к колебательному характеру амплитуд спектра, а зависимость коэффициента затухания звука от частоты приводит к завалу спектра в области высоких частот. Это влияет на достоверность прогноза геодинамических явлений, основанного на спектральном анализе шума работающего оборудования. Для снижения этого влияния предложено переносить сейсмоприемник не реже чем через 10…15 м ухода забоя от момента установки сейсмоприемника.

Приведены результаты начального этапа адаптации аппаратнопрограммного комплекса «Микон-ГЕО» для текущего прогноза геодинамических явлений (ГДЯ) в подготовительных выработках угольных шахт на основе спектрального анализа «шума» работающего оборудования. Апробированы алгоритмы определения показателей опасности в форме отношения амплитуд высокочастотной и низкочастотной частей спектра акустического излучения (шума) работающего комбайна и медианы спектра шума. Установлено, что по мере удаления сейсмоприемников от забоя выработки чувствительность опасности ГДЯ методами прогноза, основанными на отношении амплитуд высокочастотной и низкочастотной составляющих спектра, колеблется от 33 до 100 %. Колебательный характер может быть объяснен как интерференцией различных типов волн, так и особенностями установки сейсмоприемников. Чувствительность к опасным зонам показателя медианы спектра колеблется от 100 % - при наименьшем удалении сейсмоприемников от забоя выработки, до 0 % -при большом удалении. Это может быть вызвано весьма сильной зависимостью медианы спектра шума от расстояния между источником и приемником шума. Показано, что два алгоритма определения показателя опасности в форме отношения амплитуд высокочастотной и низкочастотной областей спектра с определением границ частотных диапазонов относительно частоты, на которой зарегистрирован максимум амплитуды сигнала, и алгоритм оценки напряженного состояния массива по медиане частоты спектра могут быть автоматизированы, а их совокупная чувствительность позволяет с достоверностью от 40 до 100 % прогнозировать геодинамические явления.

Предлагается технологическое решение обеспечивающее расширение минерально-сырьевой базы месторождений ценного минерального сырья путем вовлечения в переработку продуктивных фракций некондиционных руд, для которых характерно концентрирование полезного компонента в рудной мелочи при взрывном рыхлении выемочного блока. Продуктивная мелкая фракция, выделяемая из некондиционной рудной массы посредством грохочения, направляется на переработку методом кучного выщелачивания совместно с бедными рудами сложноструктурного выемочного блока, при этом выделенная мелкая фракция бедных руд, также обогащенная полезным компонентом, направляется на переработку совместно с рядовыми рудами флотационным методом. Применение предлагаемой технологии позволит повысить извлечение металла из разносортных руд месторождения и снизить нагрузку на окружающую среду.

Представлены результаты анализа нормативной документации обеспечения устойчивости подземных горных выработок. Выделены недостатки, которые обуславливают необходимость разработки методики расчета нагрузок на крепь выработок в условиях IV-V категории устойчивости в зоне и вне зоны влияния очистных работ. Применена методика расчета мощности зон неупругих деформаций и нагрузки в условиях хрупко-разрушающейся среды. Установлена зависимость изменения напряженно-деформированного состояния приконтурного массива подготовительнонарезной выработки от параметров очистного блока и расстояния до его контура.

Предлагается новый критерий прочности для изотропных горных пород, который позволяет его обобщать для анизотропных пород. Достоверность и практическая ценность данного критерия были проанализированы на основе опубликованных экспериментальных результатов различными авторами. Прогнозируемые значения прочностных характеристик демонстрируют высокую степень соответствия с экспериментальными данными, полученными различными исследователями. Таким образом, в работе подтверждается точность и применимость предложенного критерия.

Выполнено моделирование изменения напряженно-деформированного состояния массива горных пород при различной интенсивности отработки рудного блока, и представлена оценка его влияния на подготовительные выработки. Предложен критерий выбора наиболее благоприятного варианта отработки, учитывающий время пребывания выработок в зоне опорного давления. Показано, что в рассматриваемых условиях повышение объемов одновременно извлекаемой рудной массы хотя и повлечет за собой некоторое увеличение объема подготовительных выработок в зоне опорного давления, в целом будет способствовать снижению интенсивности негативного влияния очистных работ на подготовительные выработки за счет сокращения времени отработки. На основании предложенного критерия определена оптимальная интенсивность отработки участка рудного тела.

Эффективная отработка россыпных месторождений золота, требует поиска решений и технологий их освоения, позволяющие минимизировать потери на всех стадиях его извлечения из горной массы. В этой связи, все актуальнее становятся вопросы рациональности организации производства и совершенствования эффективности процесса обогащения золота, обеспечивающие рентабельность разработки техногенных месторождений. Доля техногенных ресурсов, отрабатываемых в настоящее время, постоянно возрастает и становится важным резервом пополнения минерально-сырьевой базы россыпной золотодобычи. Однако, наличие в них большого количества трудноизвлекаемого золота, обуславливает применение инновационных технических и технологических решений, способных обеспечить полное извлечение полезного компонента при высокой производительности используемого обогатительного оборудования. В статье приводятся результаты опробования хвостов доводки черновых концентратов, в процессе их сокращения непосредственно на шлюзах промприборов до объема ручного контейнера, а также данные по внедрению и эффективности различного оборудования в качестве шлихообогатительной машины (ШОМ), в схемах обогащения черновых концентратов.

Представлены результаты исследований по уточнению методических положений выпуска руды в сложных горно-геологических условиях шахты «ДНК». Рассмотрена возможность перехода со скреперного выпуска и доставки руды на выпуск при помощи вибропитателей. При этом возникает задача достижения необходимых показателей извлечения руды в значительно изменяющихся горнотехнических условиях, обусловленных увеличением расстояния между выпускными отверстиями. Установлено, что при системе с самообрушением и вибрационным выпуском истечение руды происходит в форме конуса с углом наклона образующих 65°. При равномерном выпуске руды вся ее масса опускается с одной скоростью до определенной критической высоты при сохранении горизонтальности контакта «руда-порода». Этот контакт начинает прогибаться при подходе к конической части потока над выпускным отверстием, в результате чего образовывается воронка внедрения пустых пород. Фигуры выпуска оставшейся части руды ниже критической высоты больше не взаимодействуют между собой и для дальнейшего расчета показателей извлечения руды можно использовать методы общепринятой теории выпуска руды под обрушенными породами.