ИЗВЕСТИЯ ТУЛЬСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА. НАУКИ О ЗЕМЛЕ

Освоение и проектирование новых предприятий с открытым способом добычи угля в Кузбассе сопровождается классическими недостатками с применением транспортных способов разработки забойной стороны карьерного поля, при которых вся вскрыша из забоев перевозится на внешний отвал автосамосвалами, что снижает эффективность горных работ. Поэтому на разрезах Кузнецкого угольного бассейна при отработке месторождений с наклонным и крутопадающем залеганием свит пластов наметилась тенденция к применению ресурсосберегающей углубочно-сплошной системы разработки с внутренним отвалообразованием, опять же основанной на автотранспортной технологии, в таком случае при отгоне рабочего борта и углублении горных работ не выдерживаются ритмичность производства горных работ, что сопровождается резко переменным характером дальности перевозки вскрыши. В данной публикации рассматривается менее затратный бестранспортный способ перемещения породы из забойной зоны во внутренний отвал с конструированием рабочей зоны углубочно-сплошной системы открытой разработки обеспечивающей ритмичное производство.

Горнодобывающая промышленность Кузбасса является одной из значимых для топливно-энергетического комплекса Российской Федерации. При производстве открытой угледобычи на пологозалегающих месторождениях западной части Центрального и Южного Кузбасса используется комбинированная транспортнобестранспортная технология. В угленасыщенной зоне в зависимости от мощности породных междупластьев по бестранспортной технологии разрабатывается от одного до трех уступов и одним и тем драглайном в соответствии с установленной схемой экскавации укладывается порода во внутренний отвал, остальные рабочие уступы карьера отрабатываются по транспортной технологии с перемещением вскрыши поверх бестранспортных отвальных ярусов. Предлагается комплексный подход к увеличению доли бестранспортной вскрыши путем отработки безугольной зоны горизонтальными уступами расположенными вкрест простирания свиты пластов и разграничении выполняемых работ между забойным и отвальным драглайном.

При освоении комплексных и полиморфных россыпных месторождений необходим дифференцированный подход к выбору как способов их разработки, так и обогащения их песков. В статье приведены результаты экспериментальных исследований выщелачивания сложноизвлекаемых форм нахождения вольфрама, золота как составного процесса комплексных технологических схем переработки комплексных и полиморфных песков россыпных месторождений. Предложены комбинированные схемы освоения россыпей, включающие процессы физико-химических геотехнологий.

Рассматривается проблема неполной отбойки руды в основании камер с плоским днищем при отработке пологозалегающих месторождений с ограниченной мощностью рудных тел. Определено, что показатели эксплуатационных потерь во многом определяются качеством оформления плоского днища. Разработана методика оценки показателей ущерба, отличающаяся учетом генерального угла формирования и максимальной высоты зоны неполной отбойки. Предложен способ расчета объективного показателя неровности почвы очистного пространства - коэффициента, выражающегося разностью единицы и отношения объема неровности к среднему объему сегмента зоны неполной отбойки вмещающего неровность, ограниченного по длине величиной линии наименьшего сопротивления и по ширине расстоянием между концами скважин. С учетом влияния горнотехнических особенностей камерной выемки с плоским днищем в условиях отработки пологих рудных тел, установлены зависимости объема теряемой неотбитой руды от основных конструктивных параметров выемочной единицы - длины и ширины камер. Оценен средний годовой прогнозный ущерб от некачественного оформления плоского днища.

Рассмотрены вопросы рационального использования отходов топливноэнергетического комплекса, как нового вида техногенного сырья, позволяющие снизить негативное влияние последствий деятельности горных предприятий на окружающую среду и обеспечить диверсификацию производства. Определены основные технологические параметры и направления использования продуктов переработки в народном хозяйстве, разработана комплексная технологическая схема переработки породных отвалов на базе ликвидированных угольных предприятий.

На основании обработки результатов лабораторных исследований на моделях из эквивалентных материалов установлены особенности формирования нагрузки на крепь горных выработок. Идея способа состоит в совмещении разгрузки вмещающего выработку массива от повышенных напряжений с процессом крепления. Это позволяет использовать несущую способность породного массива и снизить материальные и трудовые затраты на проведение и поддержание горных выработок.

Приведены результаты лабораторных исследований на моделях из эквивалентных материалов. Установлено, что деформирование пород почвы с прочным слоем происходит в два этапа: на 1-м этапе - складкообразование слоев происходит только над прочным слоем; на 2-м этапе - происходит изгиб и разлом прочного слоя и увеличение смещений пород почвы. При наличии в почве выработки, шириной В, слоя прочных пород толщиной 0,1B наибольший положительный эффект от него достигается, если располагать выработку относительно вмещающих пород, так чтобы прочный слой залегал как можно дальше от контура почвы, но не более 0,5B, а при толщине слоя 0,3В, чтобы прочный слой залегал как можно ближе к контуру почвы выработки. С целью уменьшения смещений пород почвы, необходимо дополнительное внешнее воздействие на прочный слой до наступления второго этапа деформирования.

Определены основные причины отказов гидропят секционных насосов при подземной разработке алмазоносных месторождений. Разработана методика расчета общих годовых затрат на закупку и восстановление гидропят применительно к секционным насосам, работающим на кимберлитовых рудниках.

Исследовано влияние пылеподавления методом орошения горных выработок щелочным раствором на коррозию добычного оборудования. В качестве модельных металлических материалов использовали распространенные конструкционные стали марок 17Г1С и 20. Установлено, что изученные образцы стали 17Г1С в случае воздействия как нейтральной, так и слабощелочной среды относятся к условной группе «коррозионно стойкие». При этом повышение водородного показателя до значения рН = 9 вызывает четкую тенденцию снижения коррозионной стойкости данной стали внутри группы. В свою очередь, по результатам коррозионных испытаний сталь 20 в слабощелочной среде уже относится к категории металлических материалов «понижено стойкие».

Предложенная гранулометрическая модель образования и расположения кусков горной породы в камере щековой дробилки дает возможность аналитическим методов описать рабочий процесс дезинтеграции твердых полезных ископаемых и, таким образом, обоснованно рассчитать его рациональные параметры и оптимальные показатели. Эффективность работы щековых дробильных машин циклического действия предложено оценивать их производительностью, так как по этому показателю они существенно уступают конусным дробилкам непрерывного действия. Комплексный подход к анализу причин низкой производительности позволил, на основе гранулометрической модели кусков горной породы в камере дробления, разработать высокоэффективный способ дезинтеграции горных пород и предложить конструктивные особенности исполнения щековых дробилок, реализующих данный способ по патенту РФ № 2792424, давшего толчок к конструированию опытного образца щековой дробилки, а в дальнейшем к их серийному производству. Практическая реализация разработанного процесса дезинтеграции позволит в 8-12 раз повысить производительность щековых дробилок нового поколения и существенно поднять их конкурентоспособность по отношению к конусным дробилкам непрерывного действия, которые имеют ряд недостатков, связанных с меньшей производительностью, трудоемкостью обслуживания и ремонта.

Представлены результаты анализа энергетических характеристик основного технологического оборудования предприятия по производству твердых сплавов на примере АО «Победит». Цель исследования - оценка энергопотребления ключевых электроустановок, выявление энергозатратных процессов и разработка рекомендаций по оптимизации энергоиспользования. В работе применены методы энергоаудита, включая сбор данных, инструментальные измерения (анализаторы электропотребления AR5, ПКК-57), составление энергетического баланса и анализ технологических процессов. Основное внимание уделено электротермическому оборудованию: печам карбидизации, муфельным, сушильным, алундовым и вакуумным печам. Установлено, что наибольшее энергопотребление характерно для печей карбидизации (средняя мощность 42 кВт) и вакуумных печей (установленная мощность 145 кВт). Фактические данные показали снижение удельного расхода электроэнергии по сравнению с паспортными значениями: для печей карбидизации - с 1,4 до 1,26 кВт ч/кг, для муфельных печей - с 3,1 до 1,35 кВт ч/кг. Общий часовой расход электроэнергии по участку составил 1071 кВт ч при выпуске 470,8 кг продукции, что соответствует удельному расходу 2,27 кВт ч/кг. Результаты исследования выявили потенциал энергосбережения за счет модернизации оборудования, оптимизации режимов работы и внедрения энергоэффективных технологий. Отмечено, что снижение энергопотребления не только сокращает затраты, но и повышает экологическую устойчивость производства. Полученные результаты имеют практическую ценность для предприятий, специализирующихся на производстве твердых сплавов, и может служить основой для разработки энергосберегающих стратегий.

Представлены результаты исследования возможности применения непредохранительных взрывчатых веществ на калийных рудниках в условиях участков, отнесенных к опасным по газу. Представлены схемы и результаты испытаний при взрывании зарядов в канальной мортире опытного штрека, при взрывании свободноподвешенных зарядов в солевой оболочке, при взрывании зарядов в уголковой мортире.