В сборнике изложены результаты исследований, направленных на повышение качества добываемого сырья при применении систем разработки с обрушением в процессе производства подземных горных работ на рудниках. Исследования были направлены на решение задачи по изучению истечения рудной массы при её выпуске под обрушенными породами. Рассмотрены вопросы cвязанные с определением показателей извлечения, установлены закономерности движения кусков руды при торцевом выпуске. В целях обеспечения высокого уровня безопасности труда, повышения производительности и снижения себестоимости продукции, необходимо увеличивать масштабы внедрения систем дистанционного управления горными машинами и оборудованием с попутным выявлением эффектов от реализации данных технологических решений.
Представлены результаты аналитических и экспериментальных исследований в области развития научно-методической базы формирования оценочных механизмов надежности технологических решений при проектировании и строительстве объектов метрополитена. Предлагается в качестве основы научно-методического обеспечения выбора наиболее эффективных технологических проектных решений по обеспечению эксплуатационной сохранности и распределению более равномерной силовой нагрузки на обделку существующих тоннелей метро в условиях нового строительства использовать метод конечных элементов, который реализуется в пространственной постановке в рамках оптимизационной модели упрочняющего грунта Hardening Soil. В работе представлены элементы развития методологии формирования научной информации, в основе которой заложена возможность изменения, уточнения и адаптации сложившихся представлений о формировании НДС в различных горно-геологических и горнотехнических условиях и используемых технологических схем строительства подземных сооружений, позволяющей с достаточной степенью объективности и надежности верифицировать используемые методы расчета систем крепления с оптимизацией их параметров и обеспечением приемлемого уровня промышленно-экологической безопасности.
Описаны подходы к решению задачи оценки риска недропользования и горного производства в условиях неполной информации о природном размещении геологических показателей в недрах. Установлены количественные взаимосвязи погрешности геометризации показателей угольных пластов и боковых пород с вероятностью наступления риска освоения недр и величиной потерь. Приведены особенности математического моделирования пространственных и факторных полей горно-геологических показателей с учетом минимизации погрешности горно-геометрических моделей. Рассмотрено влияние статистической однородности горно-геологической информации на достоверность моделей оценки риска ведения горных работ. Осуществлено сравнение оптимальности проектных решений при планировании развития горных работ на выемочных участках угольных шахт с учетом и без учета вероятностного характера исходной горно-геологической информации.
Рассмотрена задача проведения постоянного контроля контактных нагрузок в системе «подъемный сосуд – жесткая армировка» вертикальных шахтных стволов. Приведены данные аппаратурных динамических испытаний в промышленных условиях, результаты измерений обработаны с помощью компьютера, представлены в графическом виде. Изучен характер и диапазон изменения динамических нагрузок от движущихся подъемных сосудов по всей длине шахтного ствола. На основе проведенных исследований разработана система контроля плавности движения скипов. Обоснована необходимость разработки и внедрения систем мониторинга плавности движения скипов, с целью более объективной оценки ее работоспособности и динамической устойчивости.
Описано спонтанное разжижение песчаных грунтов, которое относится к наиболее опасным типам геотехнических аварий. Локальное разжижение может возникать внезапно и спровоцировать опасное движение породных масс на больших площадях. Наиболее консервативное и долгосрочное техническое решение по стабилизации разжижения грунтов на рабочих площадках значительных размеров, это их уплотнение до необходимого и достаточного уровня с применением плавного, быстрого и экономичного метода уплотнения грунта в сочетании с инженерно-геологической оценкой грунтов. При неблагоприятных геотехнических условиях может применяться цементация грунта в качестве альтернативного и весьма эффективного метода стабилизации.
Достижение безопасных условий трудового процесса в современном мире неразрывно связано с проведением мероприятий по оценке рисков и управления ими. В статье произведен обзор методов анализа и оценки рисков, в наибольшей степени, используемые в системах управления охраной труда и промышленной безопасности. Рассмотрена классификация методов оценки рисков.
Дано описание направленного бурения скважин в структуре геологоразведочных работ. Приведены сведения о конструктивных элементах и их взаимодействиях в составе разработанной забойной компоновки с навигационной системой управления направлением скважин. Изложены технические характеристики используемого оборудования, результаты лабораторно-стендовых испытаний забойной компоновки. Приведены результаты производственной апробации забойной компоновки. Забойная компоновка с навигационной системой управления скважин является новым средством направленного бурения.
Рассмотрены возможные методы оценки уплотняемости и несущей способности тонкодисперсных отложений. Освещается возможность применения акустического корреляционного метода межскважинного прозвучивания (АКММП). Этот метод носит интегральный и непрерывный характер в отличие от получаемых традиционными скважинными измерениями данных о динамике порового давления намывных грунтов, а также изменений их прочностных деформационных свойств.
Исходными предпосылками для создания малогабаритного забойного гидродвигателя бурения скважин являлись: обеспечение устойчивости стенок скважин, снижение энергозатрат процесса углубки скважин, необходимость перехода на высокие частоты вращения породоразрушающего инструмента и их технологическое преимущество при направленном бурении. Разработана базовая схема трехсекционного реактивногидродинамического малогабаритного забойного гидродвигателя наружным диаметром 70 мм используемые при бурении скважин алмазными породо-разрушающими инструментами диаметром 76 мм. Принципиальное отличие схемы обеспечивает – снижение металлоемкости и расхода промывочной жидкости, повышение значений выходных силовых параметров, что доказано практическими расчетами, подтвержденные экспериментально.
Приведены отдельные статьи, содержащие результаты исследований по направлению комплексного, экологически сбалансированного освоения рудных месторождений для устойчивого развития минерально-сырьевого комплекса России. Объектами исследований являются месторождения многокомпонентных руд Южного Урала, угля Западной Сибири, железо-рудные месторождения. Приводятся результаты имитационного моделирования горнотехнических систем, раскрыт инструментарий и принципы построения моделей, а также результаты проверки их адекватности реальным условиям. Получены отдельные закономерности функционирования горнотехнических систем с полным экологически сбалансированным циклом комплексного освоения месторождений полезных ископаемых. Развиты направления, связанные с повышением промышленной, экологической безопасности и энергетической эффективности освоения недр в части технологий подготовки горных массивов к выемке, переработки отходов обогащения с извлечением цветных и благородных металлов, изыскания альтернативных источников энергии, применения нового оборудования – мобильного, модульного, конкурентоспособного.