Горный информационно-аналитический бюллетень
Скачать книги из серии Горный информационно-аналитический бюллетеньК вопросу выбора модели экскаватора для условий рудных карьеров Севера
Приведены особенности открытой разработки рудных месторождений и основного выемочно-транспортного оборудования, применяемого в северных регионах России. Даны определения горно-транспортного и экскаваторно-автомобильного комплекса оборудования. Кратко представлены основные различия гидравлических и электрических экскаваторов и результаты исследований по оценке влияния их параметров при сочетании в комплексе с автосамосвалами на горные работы. Предложен подход для определения динамики производительности этого оборудования в зависимости от периода года и срока эксплуатации, прочностных характеристик пород, типоразмеров, количества ковшей, загружаемых экскаватором в автосамосвал, расстояния перевозок, организационных простоев во времени цикла работы в условиях сурового климата. Обоснованы экономические критерии для выбора оптимального варианта сочетания экскаватора и автосамосвала в комплексе. На примере некоторых моделей гидравлических и электрических экскаваторов выполнена их сравнительная оценка. При этом определены свои оптимальные области применения, ограниченные доходами от добычи и реализации полезного ископаемого и затратами. Оценено влияние различных факторов на величину удельных накопленных затрат, в связи с приобретением и эксплуатацией комплекса горнотранспортного оборудования, состоящего из одного экскаватора, необходимого количества автосамосвалов. Полученные результаты могут быть использованы для оценки технического совершенства машин, повышения эффективности ведения горных работ и расширения границ разработки месторождений.
Компьютерное моделирование нанокатализаторов Cu, ZnO и Cu/ZnO
В настоящее время решение проблем с выбросом парникового газа считается важной частью в научной сфере. Катализаторы в этих процессах играют весьма важную роль c обеспечением реакции для получения требуемой продукции и их селективности. Осуществлен инструментально-приборный анализ полученной коллекции металлических наночастиц меди и цинка по морфологическому признаку. Выделены 14 морфологических типа металлических наночастиц, как наиболее перспективных и представительных для последующих исследований. Была установлена зависимость эффективности нанокатализатора от размера его наночастиц. Было установлено влияние морфологии наночастиц на эффективность катализа. Представлено компьютерное моделирование нанокатализаторов на основе меди, оксида цинка и биметалла меди/оксид цинка. Рассчитаны энергии активизации химических реакцией, включая различные коэффициенты Cu/ZnO. Показано, что биметалл считается более эффективным. При снижении активизации биметаллический нанокатализатор Cu/ZnO обладает существенным эффектом – 84,38 кДж. Второе и третье место занимают нанокатализаторы Cu и ZnO. По компьютерным расчетам было установлено, что Cu/ZnO служит весьма эффективным катализатором в процессе получения метанола из синтез-газа.
Характеристики изменчивости калийных солей
Рассмотрены геологические изменчивости различных форм и их замещений калийных солей, которые отнесены к третьему уровню изменчивости по Дж. Уилсону. Приведен большой объем фотоматериалов, на которых четко видны проявления изменчивости макроструктур. Отмечено, что для эффективной отработки месторождения необходим переход от описательной геологической изменчивости к количественным показателям изменчивости. Для принятия правильных технологических и технических решений предложено использовать цифровую экономико-математическую модель месторождения в виде горного риска.
Эффективные технологии ремонта гидроцилиндров горных машин
Представлены эффективные технологические методы восстановления работоспособности и точности ответственных элементов гидроцилиндров горных машин. Показано, что на этапе ремонта цилиндров и штоков целесообразно применять методы, позволяющие наряду с восстановлением работоспособности изношенных деталей улучшить их эксплуатационные характеристики и повысить ресурс соединений.
Особенности разработки угольных пластов с низкими прочностными характеристиками на шахтах Вьетнама
Отмечена повышенная опасность очистных и подготовительных работ при отработке угольных пластов с низкими прочностными характеристиками. Исследованы причины увеличения интенсивности самопроизвольного обрушения угля из кровли пласта и забоев лав при переходе горных работ на более глубокие горизонты и при отработке пластов, в кровле которых залегают труднообрушающиеся породы. Рассмотрены типовые формы полостей, образующихся при самопроизвольном обрушении угля в призабойном пространстве лав. Сделаны выводы о перспективных направлениях совершенствования способов предотвращения обрушений угля из забоя лавы и подкровельной пачки при отработке пластов угля с низкими прочностными характеристиками.
Моделирование уровня техногенного водоносного горизонта в отвалах угольных разрезов
Одной из главных тенденций в современной угледобывающей отрасли является значительное увеличение перемещаемых вскрышных пород. В связи с этим для уменьшения эксплуатационных затрат, в частности за счет минимизации плеча транспортирования, проектами крупных угледобывающих компаний предусмотрено формирование внешних или внутренних отвалов значительной высоты. При этом обоснование параметров насыпи (в первую очередь, генерального угла, количества и высоты ярусов и другие) в современной практике осуществляется практически без учета гидрогеологических условий, которые значительно изменяются в процессе отвалообразования. Моделирование положения водоносного горизонта в теле и основании отвала на разных этапах его формирования позволяет прогнозировать его состояние и, таким образом, управлять процессом его отсыпки и повышать безопасность эксплуатации горнотехнического сооружения [1–3].
Методика лабораторных исследований поведения трещины гидроразрыва, инициированной закачкой жидкостей в широком диапазоне их вязкостей
Представлены результаты лабораторного исследования параметров трещины гидроразрыва и их особенностей в зависимости от вязкости закачиваемой жидкости. Покостовский гранит был выбран ввиду однородности и низкой проницаемости, что исключит влияние природных неоднородностей и утечек жидкости на поведение трещины гидроразрыва. Для изучения особенностей трещины гидроразрыва сотрудниками лаборатории центра добычи углеводородов Сколковского института науки и технологий была разработана специальная экспериментальная методика. Параметры трещины гидроразрыва регистрировались тремя независимыми системами мониторинга. Сочетание нескольких независимых лабораторных методов позволяет надежно определить параметры, которые могут быть использованы для валидации моделей ГРП. Существующие теоретические модели распространения гидравлического разрыва пласта (ГРП) имеют ряд ограничений при прогнозировании влияния жидкостей ГРП на свойства пласта. Установлено, что вязкость жидкости ГРП влияет на такие параметры, как раскрытие трещины, скорость распространения и извилистость трещины ГРП. Полученные зависимости могут быть учтены при моделировании распространения трещины гидроразрыва, что может повысить эффективность полевых операций ГРП. Таким образом, лабораторные эксперименты можно рассматривать как разумную альтернативу испытаниям новых жидкостей, поскольку они позволяют получить исчерпывающую информацию о свойствах создаваемых трещин до применения новой технологии ГРП в полевых условиях.
Совершенствование технологии реконструкции шахтных стволов в сложных горнотехнических условиях
В Российской Федерации в настоящее время продолжают эксплуатироваться десятки вертикальных стволов действующих горных предприятий, пройденных в 50-х – 70-х годах прошлого века, большинство из которых требуют проведения ремонтно-восстановительных работ различной степени сложности. В сложных горнотехнических условиях и при аварийном состоянии стволов стоимость и трудоёмкость таких работ многократно возрастает. Большое количество влияющих на состояние эксплуатационных стволов факторов наилучшим образом может быть учтено при математическом моделировании с применением современных программных комплексов. В статье представлен алгоритм численного моделирования, предусматривающий стадийный учет технологии работ и моделирование околоствольного массива пород с использованием модели Хоека-Брауна. Далее разработана технологическая схема реконструкции шахтных стволов, обеспечивающая снижение геотехнических рисков и повышение безопасности работ в сложных горнотехнических условиях. Важным преимуществом технологии является сохранность существующей крепи благодаря использованию анкерных опорных систем с высокой несущей способностью. Методами математического моделирования установлены закономерности взаимодействия системы «новая крепь – существующая крепь – дезинтегрированный породный массив», формируемой в процессе реконструкции ствола, а также выявлены негативные факторы, приводящие к возникновению концентраций напряжений в тюбинговой крепи, искривленных в процессе эксплуатации стволов и предложены конструктивные решения по их компенсации.
Напряженно-деформированное состояние крепи вертикальных стволов в неравномерном тектоническом поле напряжений
В настоящей публикации выполнен анализ методов проектирования крепи стволов в неравномерном тектоническом поле напряжений. Отмечено, что в отечественной геомеханике применяются три основные геомеханические модели природного напряженного состояния массивов месторождений полезных ископаемых в условиях тектонического воздействия. Рассмотрены методы проектирования крепи стволов. Описана концепция применения расчетно-аналитического метода расчета крепи. Для его практической реализации предложено применение при проходке стволов замерных станций, укомплектованных струнными датчиками отечественного производства. В неравномерном тектоническом поле напряжений замерная станция комплектуется не менее чем тремя группами датчиков, разнесенными под углом 120 градусов в сечении ствола. Полученные с применением такой замерной станции результаты мониторинга показывают, что в неравномерном тектоническом поле напряжений наблюдается неравномерное загружение крепи ствола в призабойной зоне. Это вызывает необходимость поиска решений по компенсированию выявленного негативного влияния, так как бетонные крепи стволов наиболее эффективно воспринимают именно равномерные сжимающие нагрузки.
Спектроскопия благородных корундов мира
Проведен анализ применения физических методов исследования минералов для их диагностики. Описаны методы для получения спектров различного типа (комбинационного рассеяния, люминесценции и поглощения) в оптическом диапазоне: в ультрафиолетовом, видимом, а также ИК диапазоне, являющемся основным (базовым) методом количественного анализа состояния примесей в корундах Cr, V, Ti, Fe, Mn. Спектроскопия комбинационного рассеяния (КР) является относительно новым методом исследования минералов, получившим широкое распространение в настоящее время. Рассмотрены основные характеристики показателей цвета различных минералов. Показана необходимость применения объективных методов оценки структурных характеристик минералов. Показана четкая генетическая детерминированность химизма, физических свойств и парагенетических минеральных ассоциаций благородных корундов различного генезиса.