ФТПРПИ №6, 2022. Аннотации
ГЕОМЕХАНИКА
УДК 622.01 + 550.344.5
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОЛН ДЛЯ МОНИТОРИНГА СОСТОЯНИЯ ПОРОД ВОКРУГ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК И СООРУЖЕНИЙ
М. В. Курленя, В. В. Сказка, А. В. Азаров, А. С. Сердюков, А. В. Патутин
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН,
Е-mail: vskazka@gmail.com, Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
Институт математики им. С. Л. Соболева, просп. Академика Коптюга, 4, 630090, г. Новосибирск, Россия
Новосибирский государственный университет, ул. Пирогова, 2, 630090, г. Новосибирск, Россия
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН, просп. Академика Коптюга, 3, 630090, г. Новосибирск, Россия
Рассмотрена возможность использования фазовых характеристик поверхностных волн для мониторинга состояния подземных выработок и тоннелей. Приведена математическая модель распространения поверхностных волн вдоль протяженных полостей. Проанализированы свойства получаемых на ее основе численных решений, включая частотные и амплитудные характеристики, фазовые и групповые скорости волн. Показана возможность восстановления упругих свойств среды по дисперсионным кривым фазовых скоростей. Представлены результаты численного моделирования поверхностных волн вдоль полостей различной геометрической формы с помощью метода конечных спектральных элементов. Изучены результаты расчетов осесимметричной и трехмерной задач распространения поверхностных волн вдоль полостей.
Сейсмический мониторинг, подземные сооружения, тоннели, поверхностные волны, контроль состояния горных пород, фазовые характеристики поверхностных волн
DOI: 10.15372/FTPRPI20220601
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Гладырь А. В., Курсакин Г. А., Рассказов М. И., Константинов А. В. Разработка метода выделения опасных участков в массиве горных пород по данным сейсмоакустических наблюдений // ГИАБ. — 2019. — № 8. — С. 21 – 32.
2. Jiao Y. Y., Tian H. N., Liu Y. Z., Mei R. W., and Li H. B. Prediction of tunneling hazardous geological zones using the active seismic approach, Near Surface Geophys., 2015, Vol. 13, No. 4. — P. 333 – 342.
3. Xinji Xu, Panlong Zhang, Xu Guo, Bin Liu, Lei Chen, Qingsong Zhang, Lichao Nie, and Yi Zhang. A case study of seismic forward prospecting based on the tunnel seismic while drilling and active seismic methods, Bul. Eng. Geol. Env., 2021, Vol. 80, No. 5. — P. 3553 – 3567.
4. Курленя М. В., Сердюков А. С., Дучков А. А., Патутин А. В., Яскевич С. В. Технология микросейсмического и геомеханического мониторинга геодинамических процессов в массиве горных пород // Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. — 2015. — Т. 2. — № 2. — С. 257 – 260.
5. Соколов С. В., Колмакова А. А. Оценка влияния направленного гидроразрыва на изменение объема порово-трещинного пространства кровли выемочного столба массива на основе применения сейсмического просвечивания // Россия молодая: сб. материалов XIII Всерос. науч.-практ. конф. — Кемерово, 2021. — С. 10903.1 – 10903.6.
6. Tzavaras J., Buske S., Gross K., and Shapiro S. Three-dimensional seismic imaging of tunnels, Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 2012, Vol. 49. — P. 12 – 20.
7. Yang J., Cai J., Yao C., Li P., Jiang Q., and Zhou C. Comparative study of tunnel blast-induced vibration on tunnel surfaces and inside surrounding rock, Rock Mech. Rock Eng., 2019, Vol. 52, No. 11. — P. 4747 – 4761.
8. Дорохин К. А. Обоснование и разработка метода оценки геодинамического состояния массива горных пород на основе дисперсионных параметров сейсмических волн: дис. ... канд. техн. наук. — М.: ИПКОН РАН, 2017. — 196 с.
9. Chen K., Zhang Z., and Zhou Y. Application of surface wave in reinforced concrete invert detection, IOP Conf. Series: Earth and Env. Sci., 2021, Vol. 660, No. 1. — P. 012069.
10. Bohlen T., Lorang U., Rabbel W., Muller G., Giese R., Luth S., and Jetschny S. Rayleigh-to-shear wave conversion at the tunnel face — from 3D-FD modeling to ahead-of-drill exploration, Geophysics, 2007, Vol. 72. — P. T67 – T79.
11. Jetschny S., Bohlen T., and De Nil D. On the propagation characteristics of tunnel surface-waves for seismic prediction, Geoph. Prospecting, 2010, Vol. 58, No. 2. — P. 245 – 256.
12. Nguyen L. T. and Nestorovic T. Reconstructing disturbance zones ahead of the tunnel face by elastic waveform inversion supported by a parametric level-set representation, Soil Dynamics Earthquake Eng., 2018, Vol. 115. — P. 606 – 621.
13. Czarny R. et al. Dispersive seismic waves in a coal seam around the roadway in the presence of excavation damaged zone, Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 2021, Vol. 148. — P. 104937. 14. Снеддон И., Бэрри Д. Классическая теория упругости. — М.: Физматгиз, 1961. — 220 с.
15. Maurice A. Biot. Propagation of elastic waves in a cylindrical bore containing a fluid, J. Appl. Physics, American Institute of Physics, 1952, Vol. 23, No. 9. — P. 997 – 1005.
16. Ellefsen K. J., Cheng C. H., and Toksoz M. N. Elastic wave propagation along a borehole in an anisotropic medium, SEG Technical Program Expanded Abstracts 1990, Society Exploration Geoph., 1990. — P. 14 – 17.
17. Bostrom A. and Burden A. Propagation of elastic surface waves along a cylindrical cavity and their excitation by a point force, J. Acoustical Society of America, 1982, Vol. 72, No. 3. — P. 998 – 1004.
18. Петрашень Г. И., Молотков Л. А., Крауклис П. В. Волны в слоисто-однородных изотропных упругих средах. — Л.: Наука, 1985. — 303 с.
19. Kaufman A. A., Levshin A., and Larner K. N. Acoustic and elastic wave fields in geophysics, Amsterdam, 2002. — 663 p.
20. Kaufman A. and Levshin A. L. Acoustic and elastic wave fields in geophysics, Elsevier, Amsterdam, 2005. — 652 p.
21. White J. E. Methods in geochemistry and geophysics (V18) underground sound: application of seismic waves, Elsevier, 1983. — 253 p.
22. Кузнецов О. Л., Крутин В. Н., Кит К. И. Физические основы акустического импедансного каротажа, основанного на возбуждении изгибных волн в скважине // Геология и геофизика. — 1989. — № 9. — С. 112 – 117.
23. Stilke G. On elastic surface waves at a cylindrical hole in an infinite solid, Geophys. Prospecting, 1959, Vol. 7, No. 3. — P. 273 – 286.
24. Essen K., Bohlen T., Friederich W., and Meier T. Modelling of Rayleigh-type seam waves in disturbed coal seams and around a coal mine roadway, Geophys. J. Int., 2007, Vol. 170, No. 2. — P. 511 – 526.
25. Kneib G. and Leykam A. Finite-difference modelling for tunnel seismology, Near Surface Geophysics, 2004, Vol. 2, No. 2. — P. 71 – 93.
26. Jetschny S. Seismic prediction and imaging of geological structures ahead of a tunnel using surface waves, 2010. — 92 p.
УДК 620.1
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ БИШОФИТА ПО ДАННЫМ ТРЕХОСНЫХ ИСПЫТАНИЙ
Ю. В. Осипов, А. С. Вознесенский
Национальный исследовательский технологический университет “МИСиС”,
Е-mail: yuhanna@list.ru, Ленинский проспект, 4, 119991, г. Москва, Россия
ООО “Газпром геотехнологии”,
Е-mail: aL48@mail.ru, Варшавское шоссе, 33, стр. 5, 117105, г. Москва, Россия
Проведены реологические испытания образцов бишофитовой породы из скважины Волгоградского подземного хранилища газа. Построены зависимости деформаций от времени при разных осевых и боковых напряжениях. Предложена вязкоупругая феноменологическая модель и получено уравнение, описывающее эти зависимости. Разработана и алгоритмически реализована процедура интерпретации экспериментальных данных, позволяющая определить реологические характеристики исследуемых пород для различных соотношений главных напряжений. Выявлена слабая зависимость реологических свойств бишофитовой породы от глубины.
Бишофитовая порода, реологические свойства, сложное напряженное состояние, вязкоупругая модель, лабораторные испытания
DOI: 10.15372/FTPRPI20220602
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Tao Z. Y. and Mo H. H. An experimental study and analysis of the behavior of rock under cyclic loading, Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 1990, Vol. 27, No. 1. — P. 51 – 56.
2. Singh T. N., Ray S. K., and Singh D. P. Effect of uniaxial cyclic compression on the mechanical behavior of rocks, Indian J. Eng. Mater. Sci., 1994, Vol. 1, No. 2. — P. 118 – 120.
3. Li N., Chen W., and Zhang P. The mechanical properties and a fatigue-damage model for jointed rock masses subjected to dynamic cyclic loading, Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 2001, Vol. 38, No. 7. — P. 1071 – 1079.
4. Bagde M. N. and Petros V. Fatigue and dynamic energy behavior of rock subjected to cyclical loading, Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 2009, Vol. 46, No. 1. — P. 200 – 209.
5. Xiao J. Q., Ding D. X., Jiang F. L., and Xu G. Fatigue damage variable and evolution of rock subjected to cyclic loading, Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 2010, Vol. 47. — P. 461 – 468.
6. Bagde M. N. and Petros V. Fatigue properties of intact sandstone samples subjected to dynamic uniaxial cyclical loading, Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 2005, Vol. 4, No. 2. — P. 237 – 50.
7. Liu E. L., Huang R. Q., and He S. M. Effects of frequency on the dynamic properties of intact rock samples subjected to cyclic loading under confining pressure conditions, Int. J. Rock Mech. Rock Eng., 2012, Vol. 45. — P. 89 – 102.
8. Bagde M. N. and Petros V. Waveform effect on fatigue properties of intact sandstone in uniaxial cyclical loading, Int. J. Rock Mech. Rock Eng., 2005, Vol. 38. — P. 169 – 196.
9. Xiao J. Q., Ding D. X., and Xu G. Waveform effect on quasi-dynamic loading condition and the mechanical properties of brittle materials, Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 2008, Vol. 45, No. 4. — P. 621 – 626.
10. Firme Pedro A. L. P., Roehl D., and Romanel C. An assessment of the creep behaviour of Brazilian salt rocks using the multi-mechanism deformation model, Acta Geotechnica, 2016, Issue 6. — P. 1445 – 1463.
11. Носиков А. В., Коротков С. А., Трясин Е. Ю., Торопецкий К. В., Михайлов Б. О., Борисов Г. А. Исследование ползучести каменных солей и применение в инженерных расчетах конструкции скважин // Экспозиция. Нефть. Газ. — 2018. — № 7 (67). — С. 29 – 36.
12. Ma L., Liu X., Wang M., Xu H., Hua R., Fan P., Jiang S., Wang G., and Yi Q. Experimental investigation of the mechanical properties of rock salt under triaxial cyclic loading, Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 2013, Vol. 62. — P. 34 – 41.
13. Титов Б. В. Исследование и разработка метода определения длительной прочности соляных горных пород при сжатии. — Березники, 1983. — 248 с.
14. Работнов Ю. Н. Ползучесть элементов конструкций. — М.: Наука, 1966. — 752 с.
15. Nazarova L. A., Nazarov L. A., and Golikov N. A. Assessment of rheological properties of bazhenov formation by thermobaric test data, J. Min. Sci., 2017, Vol. 53, No. 3. — P. 434 – 440.
16. Nazarova L. A. and Nazarov L. A. Estimation of pillar stability based on viscoelastic model of rock mass, J. Min. Sci., 2005, Vol. 41, No. 5. — P. 399 – 406.
17. Nazarov L. A., Nazarova L. A., Freidin A. M., and Alimseitova Zh. K. Estimating the long-term pillar safety for room-and-pillar ore mining, J. Min. Sci., 2006, Vol. 42, No. 6. — P. 530 – 539.
18. Ageenko V. A., Tavostin M. N., and Vakulenko I. S. Triaxial compression testing of frozen soils for the determination of rheological parameters, J. Min. Sci. Technol., 2017, No. 3. — P. 18 – 22.
19. Osipov Yu. V. and Voznesenskii A. S. Investigation of the rheological properties of rocks in experiments on stepwise loading of cylindrical samples, J. Appl. Mech. Tech. Phys., 2022, Vol. 63, No. 2. — P. 347 – 355.
20. Osipov Y. V., Koshelev A. E., and Voznesenskii A. S. Experimental studies of the bischofite deformation properties, Min Informat. Anal. Bull., 2020, No. 10. — P. 5 – 15.
21. Osipov Yu. V. Experimental creep curves of bischofite rock in a complex stressed state, Mendeley Data, V1, DOI:10.17632/kvst6h4zv8.1. https://data.mendeley.com/datasets/kvst6h4zv8/1.
22. Осипов Ю. В., Вознесенский А. С. Программа для расчета и построения кривых ползучести горных пород при заданном напряжении B-Creep, версия 1.0. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2022667656, заявка № 2022666434, 06.09.2022. Дата государственной регистрации в Реестре программ для ЭВМ 23.09.2022.
УДК 622.271
ОЦЕНКА УСТОЙЧИВОСТИ БОРТОВ КАРЬЕРА КЕНТОБЕ НА ОСНОВЕ РАЗРАБОТАННОЙ ЦИФРОВОЙ ГЕОЛОГО-ГЕОМЕХАНИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ МЕСТОРОЖДЕНИЯ
Ф. К. Низаметдинов, В. Д. Барышников, А. О. Оралбай
Карагандинский технический университет им. Абылкаса Сагинова,
E-mail: oralbay_aldiyar@mail.ru, просп. Нурсултана Назарбаева, 56, 100012, г. Караганда, Казахстан
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН,
E-mail: v-baryshnikov@yandex.ru, Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
На примере железорудного карьера Кентобе (Республика Казахстан) рассмотрены этапы выполнения наземного лазерного сканирования карьерного поля и обработки полученных данных с помощью программного комплекса Maptek I-Site Studio. Описана методика создания цифровой геолого-геомеханической модели, основу которой составляет множество пространственных точек, сформированных путем лазерного сканирования. Модель позволяет проводить детальное изучение геологического строения прибортовых массивов карьера с учетом структурно-тектонических особенностей и физико-механических свойств горных пород. На основе разработанной модели выполнена оценка устойчивости бортов и дано обоснование безопасных параметров карьерных откосов при понижении горных работ.
Прибортовой массив, опорный пункт, горный сканер, лазерное сканирование, геолого-геомеханическая модель, коэффициент запаса устойчивости
DOI: 10.15372/FTPRPI20220603
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Методические указания по наблюдениям за деформациями бортов, откосов уступов и отвалов на карьерах и разработке мероприятий по обеспечению их устойчивости. — Алматы, 2008.
2. Мониторинг состояния откосов уступов и бортов карьеров / Ф. К. Низаметдинов, С. Г. Ожигин, С. Б. Ожигина и др. — Здибы, 2015. — 350 с.
3. Бирючев И. В., Макаров А. Б., Усов А. А. Геомеханическая модель рудника. Ч. 1. Создание // Горн. журн. — 2020. — № 1. — С. 42 – 48.
4. Съедина С. А., Балтиева А. А., Шамганова Л. С. Разработка 3D геомеханических моделей для подземных рудников и карьеров // Проблемы недропользования. — 2018. — № 1. — С. 60 – 65.
5. Fleurisson J. A. Slope design and implementation in open pit mines: geological geomechanical approach, Proc. Eng., 2012, Vol. 46. — P. 27 – 38.
6. Dorokhov D. V., Nizametdinov F. K., Ozhigin S. G., and Ozhigina S. B. A technique for surveying of ground surface deformations in mine field, J. Min. Sci., 2018, Vol. 54, No. 5. — P. 874 – 882.
7. Игемберлина М. Б., Естаева А. Р., Низаметдинов Р. Ф., Сатбергенова А. К. Применение современных технологий при проведении геодезического мониторинга сдвижений земной поверхности // Горн. журн. Казахстана. — 2020. — № 3. — C. 19 – 24.
8. Lienhart W. Case studies of high-sensitivity monitoring of natural and engineered slopes, J. Rock Mech. Geotech. Eng., 2015, Vol. 7, Iss. 4. — P. 379 – 384.
9. Низаметдинов Ф. К., Барышников В. Д., Жанатулы Е., Нагибин А. А., Туякбай А. С., Низаметдинов Р. Ф., Естаева А. Р. Обоснование и выбор расчетных параметров прочностных свойств горных пород для оценки устойчивости бортов карьеров // ФТПРПИ. — 2021. — № 3. — С. 31 – 37.
10. Нурпеисова М. Б., Милетенко И. В. Геомеханика. — Алматы: КазНТУ, 2014. — 275 с.
11. Moldabayev S., Rysbayuli B., Sultanbekova Z., and Toktarov A. Methodical approach to creation of the 3D model of oval form open pit mine, 17th Int. Symp. Env. Issues Waste Management Energy Min. Prod. (SWEMP 2017), Lulea, Sweden, 2017. — P. 257 – 264.
12. Цирель С. В., Павлович А. А., Мельников Н. Я., Зуев Б. Ю. Физическое моделирование процессов деформирования прибортового массива карьера с крутопадающей слоистостью горных пород // ФТПРПИ. — 2019. — № 3. — С. 22 – 30.
13. Мельниченко И. А., Кириченко Ю. В. Пространственное районирование месторождений полезных ископаемых // ГИАБ. — 2021. — № 4. — С. 46 – 56.
14. Лихман А. А. Геологическая блочная модель как главный актив горнодобывающего предприятия // Недропользование XXI век. — 2020. — № 4. — С. 170 – 175.
15. Ozhigin S. G., Ozhigina S. B., and Ozhigin D. S. Method of computing open pit slopes stability of complicated-structure deposits, Inz. Mineral., 2018, Vol. 19, No. 1. — P. 203 – 208.
16. Sannikova А. P., Bazykina L. R., and Ozhigin D. S. Methodology for effective determination of rock jointing in calculation of open pit edges, J. Ind. Pollut. Control, 2017, Vol. 33, No. 1. — P. 852 – 855.
17. Qinghua Lei and Ke Gao A numerical study of stress variability in heterogeneous fractured rocks, Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 2019, Vol. 113. — Р. 121 – 133.
УДК 624.121
КОРРЕЛЯЦИЯ ОТСКОКА МОЛОТКА ШМИДТА И ИНДЕКСА ТОЧЕЧНОЙ НАГРУЗКИ С ПРОЧНОСТЬЮ НА СЖАТИЕ ОСАДОЧНЫХ, МАГМАТИЧЕСКИХ И МЕТАМОРФИЧЕСКИХ ПОРОД
Н. Аббас, К. Ли, Н. Аббас, Р. Али
Международный университет Каракорума,
Е-mail: naeem.abbas@kiu.edu.pk, г. Гилгит, Пакистан
Куньминский университет науки и технологии,
650093, г. Куньмин, провинция Юньнань, Китай
Для определения прочности горной породы на одноосное сжатие с помощью косвенных методов — отскока молотка Шмидта и индекса точечной нагрузки — необходимы эмпирические уравнения, соответствующие типу породы. Для решения данной задачи разработаны специальные модели для трех типов пород. Рассмотрены линейная, показательная и квадратичная регрессионные модели осадочных, магматических и метаморфических пород. Наибольшую корреляцию имеет квадратичная модель. Обобщенная модель показала малый коэффициент корреляции по сравнению с отдельными моделями.
Прочность на одноосное сжатие, индекс точечной нагрузки, молоток Шмидта, корреляция
DOI: 10.15372/FTPRPI20220604
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. ASTM D. Standard test method for unconfined compressive strength of cohesive soil, ASTM standard D 2166, 2006.
2. Ulusay R. The ISRM suggested methods for rock characterization, testing and monitoring 2007 – 2014, Springer, Bull. Eng. Geol. Env., 2015, Vol. 74, No. 4.
3. ASTM D 2344-00. Standard test method for apparent interlaminar shear strength of parallel fiber composites by short-beam method, Annual Book of ASTM Standards, 1984. — 15 p.
4. Schmidt E. A non-destructive concrete tester, Concrete, 1951, Vol. 59. — P. 34 – 35.
5. Cargill J. S. and Shakoor A. Evaluation of empirical methods for measuring the uniaxial compressive strength of rock, Int. J. Rock Mech. Min. Sci. Geomech. Abstracts, 1990, Vol. 27, No. 6. — P. 495 – 503.
6. Deere D. and Miller R. Engineering classification and index of intact rocks, technicality report, New Mexico, Air Force Weapons Lab, Kirtland air force base, 1996, No. AFWL-TR-65-116.
7. Qureshi J. A., Abbasi N., Mir Z., and Khan A. Correlation of Schmidt hammer rebound numbers with ultrasonic pulse velocity and slake durability index of dolomitic limestone of Khyber, North Pakistan, Int. J. Econom. Env. Geol., 2022, Vol. 13, No. 1. — P. 18 – 22.
8. Arslan M., Khan M. S., and Yaqub M. Prediction of durability and strength from Schmidt rebound hammer number for limestone rocks from Salt Range, Pakistan, J. Himalayan Earth Sci., 2015, Vol. 48, No. 1. — P. 9 – 13.
9. Smith H. J. The point load test for weak rock in dredging applications, Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 1997, Vol. 34, No. 3 – 4. — P. 295.
10. Yilmaz I. A new testing method for indirect determination of the unconfined compressive strength of rocks, Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 2009, Vol. 46, No. 8. — P. 1349 – 1357.
11. Singh T., Kainthola A., and Venkatesh A. Correlation between point load index and uniaxial compressive strength for different rock types, J. Rock Mech. Rock Eng., 2012, Vol. 45, No. 2. — P. 259 – 264.
12. Akbay D. and Ekincioglu G. Usability of digital shore hardness devices in estimation of physical and mechanical properties of rocks, J. Min. Sci., 2021, Vol. 57, No. 4. — P. 696 – 702.
13. Chau K. and Wong R. Uniaxial compressive strength and point load strength of rocks, Int. J. Rock Mech. Min. Sci. Geomech. Abstracts, 1996, Vol. 33, No. 2. — P. 183 – 188.
14. Abbas N., Akhter J. Q., Khan G. , Alam M., Khan H., Bano Ya., Alam M., Rehman ur Shams, Khanet A. Relationship of physical properties of limestone and marble with rock strength under specific geological conditions from Khyber region Hunza, Int. J. Econom. Env. Geol., 2019, Vol. 10, No. 4. — P. 14 – 18.
15. Palchik V. and Hatzor Y. The influence of porosity on tensile and compressive strength of porous chalks, J. Rock Mech. Rock Eng., 2004, Vol. 37, No. 4. — P. 331 – 341.
16. Abbas N., Li K., Khan A., and Qureshi J. The influence of thermal breakage on physio-mechanical behavior of Ghulmet marble north Pakistan, Int. J. Min. Geo-Eng., 2022, Vol. 56, No. 2. — P. 199 – 203.
17. Grasso P., Xu S., and Mahtab A. Problems and promises of index testing of rocks, The 33th US Symp. Rock Mech. (USRMS), American Rock Mechanics Association, 1992. — P. 879 – 888.
18. Quane S. L. and Russell J. K. Rock strength as a metric of welding intensity in pyroclastic deposits, European J. Mineralogy, 2003, Vol. 15, No. 5. — P. 855 – 864.
19. Tsiambaos G. and Sabatakakis N. Considerations on strength of intact sedimentary rocks, Eng. Geol., 2004, Vol. 72, No. 3 – 4. — P. 261 – 273.
20. Broch E. and Franklin J. The point-load strength test, Int. J. Rock Mech. Min. Sci. Geomech. Abstracts, 1972, Vol. 9, No. 6. — P. 669 – 676.
21. Bieniawski Z. The point-load test in geotechnical practice, Eng. Geol., 1975, Vol. 9, No. 1. — P. 1 – 11.
22. Hassani F., Scoble M., and Whittaker B. Application of the point load index test to strength determination of rock and proposals for a new size-correction chart, The 21st US Symp. Rock Mech. (USRMS), American Rock Mechanics Association, 1980. — P. 543 – 553.
23. Franklin J. Suggested method for determining point load strength, Int. J. Rock Mech. Min. Sci. Geomech. Abstracts, 1985. — P. 51 – 60.
24. Hawkins A. and Olver J. Point load tests: Correlation factors and contractual use. An example from the corallian at Weymouth, Geological Society, London, Eng. Geol. Special Publications, 1986, Vol. 2, No. 1. — P. 269 – 271.
25. Vallejo L. E., Welsh Jr R. A., and Robinson M. K. Correlation between unconfined compressive and point load strengths for Appalachian rocks, The 30th US Symp. Rock Mech. (USRMS), American Rock Mechanics Association, 1989. — P. 461 – 468.
26. Singh V. and Singh D. Correlation between point load index and compressive strength for quartzite rocks, J. Geotech. Geolog. Eng., 1993, Vol. 11, No. 4. — P. 269 – 272.
27. Kahraman S. and Gunaydin O. The effect of rock classes on the relation between uniaxial compressive strength and point load index, Bull. Eng. Geol. Env., 2009, Vol. 68, No. 3. — P. 345 – 353.
28. Akram M. and Bakar M. A. Correlation between uniaxial compressive strength and point load index for salt-range rocks, Pakistan J. Eng. Appl. Sci., 2007. — P. 1 – 8.
29. Endait M. and Juneja A. New correlations between uniaxial compressive strength and point load strength of basalt, Int. J. Geotech. Eng., 2015, Vol. 9, No. 4. — P. 348 – 353.
30. Affam M., Asare E., and Aikins D. Correlation analysis of uniaxial compressive strength (UCS) and point load index Is50 of banket conglomerate within Tarkwaian deposits of Ghana, Technology, 2019, Vol. 10, No. 6. — P. 418 – 434.
31. Torabi S., Ataei M., and Javanshir M. Application of Schmidt rebound number for estimating rock strength under specific geological conditions, J. Min. Env., 2010, Vol. 1, No. 2. — P. 1 – 8.
32. Dincer I. et al. Correlation between Schmidt hardness, uniaxial compressive strength and Young’s modulus for andesites, basalts and tuffs, Bull. Eng. Geol. Env., 2004, Vol. 63, No. 2. — P. 141 – 148. 33. Aydin A. and Basu A. The Schmidt hammer in rock material characterization, Eng. Geol., 2005, Vol. 81, No. 1. — P. 1 – 14.
34. Karaman K. and Kesimal A. Evaluation of the influence of porosity on the engineering properties of volcanic rocks from the Eastern Black Sea Region: NE Turkey, Arabian J. Geosciences, 2015, Vol. 8, No. 1. — P. 557 – 564.
УДК 622.831
НАПРЯЖЕННОЕ СОСТОЯНИЕ КРЕПИ ПОДГОТОВИТЕЛЬНОЙ ВЫРАБОТКИ В НЕУСТОЙЧИВОМ МАССИВЕ ГОРНЫХ ПОРОД
В. М. Серяков, А. А. Красновский
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН,
Е-mail: vser@misd.ru, Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
Проведена оценка напряженного состояния крепи и пород в окрестности выработки, пройденной в неустойчивых горных породах, при заполнении образующихся пустот в ее кровле вспенивающимися твердеющими смолами. Расчеты выполнены в предположении упругого деформирования материала крепи, горных пород и затвердевших смол. Установлен характер распределения напряжений в крепи при различных размерах высоты купола обрушения пород в кровле выработки и исходного напряженного состояния массива. Определены участки крепи, в которых могут возникать зоны опасной концентрации напряжений.
Породный массив, выработка, крепь, неустойчивые горные породы, концентрация напряжений, напряженно-деформированное состояние, закрепное пространство, фенольные смолы
DOI: 10.15372/FTPRPI20220605
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Крупник Л. А., Шапошник Ю. Н., Шокарев Д. А., Шапошник С. Н., Конурин А. И. Совершенствование технологии крепления выработок на Артемьевской шахте ТОО “Востокцветмет” // ФТПРПИ. — 2017. — № 6. — С. 140 – 148.
2. Майоров А. Е., Хямяляйнен В. А. Консолидирующее крепление горных выработок. — Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2009. — 260 с.
3. Еременко В. А., Лушников В. Н., Сэнди М. П., Милкин Д. А., Мильшин Е. А. Обоснование и выбор технологии проведения, способов крепления и поддержания горных выработок в неустойчивых горных породах Холбинского рудника // Горн. журн. — 2013. — № 7. — С. 59 – 66.
4. Зубков А. А., Латкин В. В., Неугомонов С. С., Волков П. В. Перспективные способы крепления горных выработок на подземных рудниках // ГИАБ. — 2014. — № S1-1. — С. 106 – 117.
5. Пир Ю., Паль М. Х. Тампонаж закрепного пространства легким строительным пенораствором, возможности и ограничения // Глюкауф. — 1988. — № 11. — С. 7 – 12.
6. Крупник Л. А., Шапошник Ю. Н., Шапошник С. Н. Опыт внедрения технологии заполнения “куполов” вспенивающимися смолами на шахтах ТОО “Востокцветмет” // Безопасность труда в пром-сти. — 2017. — № 7. — С. 38 – 43.
7. Климчук И. В., Маланченко В. М. Опыт применения полимерных технологий на горнодобывающих предприятиях России // Горн. пром-сть. — 2007. — № 4. — С. 22 – 25.
8. Третьяк А. В. Выбор оптимального вида крепления горных выработок на основе моделирования напряженного состояния подземной конструкции // Горн. журн. — 2013. — № 5. — С. 31 – 34.
9. Мартыненко И. И., Мартыненко И. А., Минакова Ж. А. Влияние заполнения закрепного пространства на работу крепи // ГИАБ. — 2005. — № 8. — С. 160 – 163.
10. Амусин Б. З., Фадеев А. Б. Метод конечных элементов при решении задач горной геомеханики. — М.: Недра, 1975. — 185 с.
11. Фадеев А. Б. Метод конечных элементов в геомеханике. — М.: Недра, 1987. — 224 с.
12. Серяков В. М., Красновский А. А. Оценка напряженно-деформированного состояния массива при заполнении вывалов пород в кровле выработки фенольными смолами // Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. — 2020. — Т. 7. — № 1. — С. 144 – 148.
РАЗРУШЕНИЕ ГОРНЫХ ПОРОД
УДК 622.234.573 + 620.179.17
СЕЙСМОАКУСТИЧЕСКАЯ ЭМИССИЯ ПРИ ГИДРОРАЗРЫВЕ НАГРУЖЕННОГО ЦЕМЕНТНОГО БЛОКА
С. В. Сердюков, Л. А. Рыбалкин, А. Н. Дробчик, В. И. Востриков
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН,
E-mail: ss3032@yandex.ru, Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
Приведены результаты лабораторных исследований акустического и сейсмического излучений, возникающих при гидроразрыве нагруженного цементного блока в условиях неравнокомпонентного объемного напряженного состояния. Показана связь акустической и сейсмической эмиссий с темпом нагнетания рабочей жидкости, изменением ее давления в процессе образования, распространения и остановки трещины. Даны рекомендации по совершенствованию приемной аппаратуры и использованию полученных результатов для контроля гидроразрыва.
Породный массив, горная выработка, напряженное состояние, гидроразрыв, физическое моделирование, лабораторный эксперимент, сейсмоакустическая эмиссия, давление рабочей жидкости, измерительная аппаратура
DOI: 10.15372/FTPRPI20220606
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Янин А. Н., Черевко С. А. Влияние направления трещин гидроразрыва пласта на показатели эксплуатации скважин // Территория Нефтегаз. — 2016. — № 12. — С. 76 – 81.
2. Шер Е. Н., Михайлов А. М. Моделирование роста осесимметричных трещин при взрыве и гидроразрыве вблизи свободной поверхности // ФТПРПИ. — 2008. — № 5. — C. 53 – 61.
3. Haimson B. C. and Cornet F. H. ISRM suggested methods for rock stress estimation. — Part 3: Hydraulic fracturing (HF) and / or hydraulic testing of pre-existing fractures (HTPF), Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 2003, Vol. 40. — P. 1011 – 1020.
4. Azarov A., Patutin A., and Serdyukov S. Hydraulic fracture propagation near the cavity in a poroelastic Media., Applied Sci. (Switzerland), 2021, Vol. 11, No. 22. — 11004.
5. Мартынюк П. А., Шер E. H. О развитии трещины вблизи кругового отверстия с учетом внешнего поля сжимающих напряжений // ФТПРПИ. — 1996. — № 6. — С. 19 – 30.
6. Grechka V. and Yaskevich S. Azimuthal anisotropy in microseismic monitoring: a bakken case study, Geophysics, 2014, Vol. 79, No. 1. — P. KS1 – KS12.
7. Яскевич С. В., Дучков А. А. Сравнение точности локации микросейсмических событий при использовании наземных и скважинных систем наблюдений // Технологии сейсморазведки. — 2013. — № 3. — С. 43 – 51.
8. Erokhin G., Kremlev A., Smirnov I., Rodin S., and Baranov V. The optimal tight oil and shale gas development based on pre-existing fracture and principal stress models: Case study, SEG Technical Program Expanded Abstracts, 2014. — P. 2626 – 2630.
9. Malovichko D. A. and Lynch R. A. Micro-seismic monitoring of open-pit slopes, Mining Echo., 2006, Vol. 24(2). — P. 21 – 30.
10. Chouet B. Dynamics of a fluid-driven crack in three dimensions by the finite difference method, J. Geoph. Research: Solid Earth., 1986, Vol. 91, No. B14. — P. 13967 – 13992.
11. Das I. and Zoback M. D. Long-period, long-duration seismic events during hydraulic stimulation of shale and tight-gas reservoirs. — Part 1: Waveform characteristics, Geophysics, 2013, Vol. 78, No. 6. — P. KS97 – KS108.
12. Сердюков С. В., Азаров А. В. Возбуждение сейсмических колебаний потоком воды в трещине и определение его параметров по регистрируемому излучению // ФТПРПИ. — 2021. — № 5. — С. 22 – 34.
13. Азаров А. В., Сердюков А. С., Яблоков А. В. Методика определения механизмов очагов микросейсмических событий на основе моделирования полных волновых полей в горизонтально-слоистых средах // ГИАБ. — 2016. — № 10. — С. 131 – 143.
14. Санина И. А., Ризниченко О. Ю., Кушнир А. Ф., Варыпаев А. В., Сергеев С. И., Волосов С. Г. Различение типов микросейсмических источников по данным малоапертурных сейсмических групп // Физика Земли. — 2020. — № 2. — С. 127 – 147.
15. Сердюков С. В., Рыбалкин Л. А., Дробчик А. В., Патутин А. В., Шилова Т. В. Лабораторный стенд для моделирования гидравлического разрыва массива трещиноватых пород // ФТПРПИ. — 2020. — № 6. — С. 193 – 201.
16. Сердюков С. В. Измерительная аппаратура для лабораторных исследований гидроразрыва // ФТПРПИ. — 2022. — № 6. — С. 187 – 198.
17. Вибропреобразователь KD-91. URL: https://izmeritelnyepribory.ru/view/vibrodatchiki/KD-91.html.
18. Bredehoeft J. D., Wolf R. G., Keys W. S., and Shutter E. Hydraulic fracturing to determine the regional in situ stress field in the Piceance Basin, Colorado, J. Geol. Society of American Bulletin, 1976, Vol. 87, No. 2. — P. 250 – 258.
19. Сердюков С. В., Курленя М. В., Патутин А. В. К вопросу об измерении напряжений в породном массиве методом гидроразрыва // ФТПРПИ. — 2016. — № 6. — С. 6 – 14.
УДК 550.3:534.6:622.02:531
ТРИГГЕРНЫЙ ЭФФЕКТ ПРИ УДАРНОМ РАЗРУШЕНИИ ОДНООСНО СЖАТОГО ОБРАЗЦА ГРАНИТА
И. П. Щербаков, Х. Ф. Махмудов, А. Е. Чмель
Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе РАН,
E-mail: chmel@mail.ioffe.ru, ул. Политехническая, 26, 194021, г. Санкт-Петербург, Россия
Исследована ударная волна в одноосно сжатом образце гранита, возбуждаемая маятниковым копром, направленным поперечно компрессии. Давление сжатия варьировалось от нулевого до предразрушительного. Образование микротрещин при ударе регистрировалось методом акустической эмиссии (АЭ). Распределение энергии во временных сериях возбужденных импульсов АЭ следовало степенному закону как в свободных, так и статически нагруженных образцах. Отмечено, что первые удары производили локальные повреждения с всплеском АЭ от относительно мелких трещин, слияние которых при последующих ударах вызывало перераспределение вновь возникших микроповреждений более крупных образований. При генерации ударной волны в предпредельно сжатом образце поверхность возникшей магистральной трещины превышала площадь локальных повреждений на несколько порядков, что характерно для триггерных эффектов, ведущих к масштабным разрушениям при внешнем воздействии с формально безопасной плотностью энергии.
Разрушение гранита, триггерный эффект, компрессионная нагрузка, ударная нагрузка, акустическая эмиссия
DOI: 10.15372/FTPRPI20220607
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Боков В. Н., Бенкендорф О. В., Лебедев С. В. Мониторинг и прогноз триггерных эффектов, инициирующих землетрясения // Триггерные эффекты в геосистемах. — 2019. — С. 27.
2. Батугин А. С. Горные работы как триггер тектонического процесса // Триггерные эффекты в геосистемах. — 2019 — С. 22 – 23.
3. Адушкин В. В. Развитие техногенно-тектонической сейсмичности в Кузбассе // Геология и геофизика. — 2018. — № 5. — С. 709 – 724.
4. Еманов А. Ф., Еманов А. А., Фатеев А. В., Шевкунова Е. В., Подкорытова В. Г., Куприш О. В. Наведенная сейсмичность в угольных и железорудных районах Кузбасса // Росс. сейсмол. журн. — 2020. — Т. 2. — № 3. — С. 88 – 96.
5. Шерман С. И. Деструкция литосферы и ее реализация в разломообразовании и сейсмичности: разработка тектонофизической модели сейсмической зоны // Материалы Всерос. совещ. Разломообразование и сейсмичность в литосфере: тектонофизические концепции и следствия. — Иркутск, 2009. — 77 с.
6. Prejean S. G. and Hill D. P. Earthquakes, dynamic triggering of, Meyers R. (ed.), Encyclopedia of Complexity and Systems Sci., Springer, N. Y., 2009.
7. Lahr J. C., Chouet B. A., Stephens C. D., Power J. A., and Page R. A. Earthquake classification, location, and error analysis in a volcanic environment: implications for the magmatic system of the 1989 – 1990 eruptions at Redoubt Volcano, Alaska, J. Volcanol. Geotherm. Res, 1994, Vol. 309. — P. 139 – 155.
8. Леонов М. Г., Кочарян Г. Г., Ревуженко А. Ф., Лавриков С. В. Тектоника разрыхления: геологические данные и физика процесса // Геодинамика и тектонофизика. — 2020. — Т. 11. — № 3. — C. 491 – 521.
9. Scholz C. H., Tan Y. J., and Albino F. The mechanism of tidal triggering of earthquakes at mid-ocean ridges, Nature Commun, 2019, Vol. 10.
10. Пономарева Е. И. Двухфазная модель предшоковой стадии подготовки землетрясений применительно к байкальской рифтовой зоне // Триггерные эффекты в геосистемах. —2019. — C. 164.
11. Латынина Л. А., Васильев И. М. Деформации земной коры под влиянием атмосферного давления // Физика Земли. — 2001. — № 5. — C. 45 – 54.
12. Belinskaya A. Yu., Kovalev A., Semakov N. N. and Belinskaya S. Variations of ionospheric and geomagnetic field parameters during the June 18, 2013, Bachat earthquake, J. Atmos. Sol.-Terr. Phys., 2021, Vol. 7. — P. 78 – 84.
13. Бобряков А. П., Косых В. П., Ревуженко А. Ф. Триггерное инициирование разрядки упругой энергии в напряженной геосреде // ФТПРПИ. — 2013. — № 1. — C. 1 – 9.
14. Бобряков А. П. Моделирование триггерных эффектов в разломных зонах горных пород // ФТПРПИ. — 2013. — № 6. — C. 35 – 44.
15. Смирнов В. Б., Пономарев А. В., Завьялов А. Д. Структура акустического режима в образцах горных пород и сейсмический процесс // Физика Земли. — 1995. — № 1. — C. 38 – 58.
16. Kuksenko V., Tomilin N., and Chmel A. The role of driving rate in scaling characteristics of rock fracture, 2005, J. Stat. Mech. — P06012.
17. Lei X. and Satoh T. Indicators of critical point behavior prior to rock failure inferred from pre-failure damage, 2007, Tectonophys., Vol. 431. — P. 97 – 111.
18. Chen Y. Observation of microcracks patterns in Westerly granite specimens stressed immediately before failure by uniaxial compressive loading, Chinese Rock. Mech. Eng., 2008, Vol. 27. — P. 2440 – 2448.
УДК 622.02:539.2
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ НАРУШЕНИЙ СПЛОШНОСТИ НА СКОРОСТИ УПРУГИХ ВОЛН В НАПРЯЖЕННЫХ ОБРАЗЦАХ ГОРНЫХ ПОРОД С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ИНТЕРФЕРОМЕТРИИ
П. В. Николенко, М. Г. Зайцев
Национальный исследовательский технологический университет “МИСиС”,
Е-mail: p.nikolenko@misis.ru, Ленинский проспект, 4, 119049, г. Москва, Россия
Проведено экспериментальное исследование скоростей распространения упругих волн в образцах горных пород до и после образования горизонтальной магистральной трещины. Показано, что в ненарушенных образцах не наблюдается существенного изменения скоростей продольных волн при увеличении осевого давления от 0 до 20 МПа. Наличие трещины приводит к росту скоростей за счет постепенного сближения ее берегов. Для повышения чувствительности кинематических ультразвуковых параметров к механическим напряжениям реализован алгоритм интерферометрии на кодах волн, заключающийся в анализе времен первого вступления многократно рассеянных волн. Применение указанного алгоритма приводит к существенному увеличению чувствительности ультразвукового контроля даже в однородных образцах.
Напряженно-деформированное состояние, горные породы, ультразвук, кода волны, трещина, контроль
DOI: 10.15372/FTPRPI20220608
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Winkler K. W. and Liu X. Measurements of third-order elastic constants in rocks, J. Acoust. Soc. Am., 1996, Vol. 100, No. 3. — P. 1392 – 1398.
2. Johnson P. A. and Rasolofosaon P. N. J. Nonlinear elasticity and stress induced anisotropy in rock, J. Geophys. Res., 1996, Vol. 101, No. B2. — P. 3113 – 3124.
3. Kusznir N. J. and Whitworth K. R. Use of synthetic fracture logs derived from borehole geophysics to assess mine roof and floor quality, Int. J. Min. Eng., 1983, Vol. 1, No. 3. — P. 253 – 260.
4. Nazarov L. A. Determination of properties of structured rock mass by the acoustic method, J. Min. Sci., 1999, Vol. 35, No. 3. — P. 240 – 249.
5. Oyler D. C., Mark C., and Molinda G. M. In situ estimation of roof rock strength using sonic logging, Int. J. Coal Geol., 2010, Vol. 83, No. 4. — P. 484 – 490.
6. Shkuratnik V. L. and Danilov G. V. Investigation into the influence of stresses on the velocities of elastic waves in the vicinity of an elliptical mine working, J. Min. Sci., 2005, Vol. 41, No. 5. — P. 195 – 201.
7. Шкуратник В. Л., Николенко П. В., Кошелев А. Е. Зависимость скорости распространения и амплитуды продольных упругих волн от напряжений при различных режимах нагружения образцов каменного угля // ФТПРПИ. — 2016. — № 5. — С. 48 – 53.
8. Ржевский В. В., Ямщиков В. С. Акустические методы исследования и контроля горных пород в массиве. — М.: Наука, 1973. — 224 с.
9. Chakravarty A., Misra S., and Rai C. S. Visualization of hydraulic fracture using physics-informed clustering to process ultrasonic shear waves, Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 2021, Vol. 137. — 104568.
10. Santos C. A., Urdaneta V., Jaimes G., and Trujillo L. Ultrasonic spectral and complexity measurements on brine and oil saturated rocks, Rock Mech. Rock Eng., 2010, Vol. 43, No. 3. — P. 351 – 359.
11. Shamina O. G. and Palenov A. M. Elastic wave spectra and fracture, Izvestiya, Physics of the Solid Earth, 2000, Vo. 36, No. 3. — P. 196 – 203.
12. Николенко П. В., Зайцев М. Г. Оценка шероховатости поверхности и идентификация типа горных пород ультразвуковыми и оптическими методами // ГИАБ. — 2022. — № 3. — С. 5 – 15.
13. Nur A. Effect of stress on velocity anisotropy in rocks with cracks, J. Geoph. Res., 1971, Vol. 76. — P. 2022 – 2032.
14. Nur A. and Simmons G. Stress-induced velocity anisotropy in rocks, an experimental study, J. Geoph. Res., 1969, Vol. 74. — P. 6667 – 6676.
15. Туранк К., Фурментро Д., Денни A. Распространение волн и границы раздела в породах // Механика горных пород применительно к проблемам разведки и добычи нефти. — М.: Мир, 1994. — C. 176 – 184.
16. Roberts P. M., Phillips W. S., and Fehler M. Development of the active doublet method for measuring small velocity and attenuation changes in solids, J. Acoust. Soc. Am., 1992, Vol. 91, No. 6. — P. 3291 – 3302.
17. Gret A., Snieder R., and Scales J. Time-lapse monitoring of rock properties with coda wave interferometry, J. Geophys. Res., 2006, Vol. 111. — B03305.
18. Pacheco C. and Snieder R. Time-lapse travel time change of multiply scattered acoustic waves, J. Acoust. Soc. Am., 2005, Vol. 118, No. 3. — P. 1300 – 1310.
19. Stahler S. C., Sens-Schonfelder C., and Niederleithinger E. Monitoring stress changes in a concrete bridge with coda wave interferometry, J. Acoust. Soc. Am., 2011, Vol. 129, No. 4. — P. 1945 – 1952.
20. Lobkis O. I. and Weaver R. L. Coda-wave interferometry in finite solids: Recovery of P-to-S conversion rates in an elastodynamic billiard. Phys. Rev. Lett., 2003, Vol. 90. — P. 1 – 4.
21. Jiang H., Zhang J., and Jiang R. Stress evaluation for rocks and structural concrete members through ultrasonic wave analysis: Review. J. Mater. Civil Eng., 2017, Vol. 29, No. 10. — 04017172.
22. Niederleithinger E., Sens-Schonfelder C., Grothe S., and Wiggenhauser H. Coda wave interferometry used to localize compressional load effects in a concrete specimen, 7th European Workshop on Structural Health Monitoring, EWSHM 2014, 2nd European Conf. Prognostics and Health Management (PHM) Society, 2014. — P. 1427 – 1433.
23. Wang X., Chakraborty J., Bassil A., and Niederleithinger E. Detection of multiple cracks in four-point bending tests using the coda wave interferometry method, Sensors (Switzerland), 2020, Vol. 20, No. 7.
24. Niederleithinger E. and Wunderlich C. Influence of small temperature variations on the ultrasonic velocity in concrete, AIP Conf. Proc., 2013, Vol. 1511. — P. 390 – 397.
25. Larose E. and Hall S. Monitoring stress related velocity variation in concrete with a 2·10-5 relative resolution using diffuse ultrasound (L), J. Acoust. Soc. Am., 2009, Vol. 125, No. 4. — P. 1853–1856.
26. Wiggenhauser H. and Niederleithinger E. Innovative ultrasonic techniques for inspection and monitoring of large concrete structures, EPJ Web of Conf., 2013, Vol. 56. — 04004.
27. Wang X., Niederleithinger E., and Hindersmann I. The installation of embedded ultrasonic transducers inside a bridge to monitor temperature and load influence using coda wave interferometry technique, Structural Health Monitoring, 2022, Vol. 21, No. 3. — P. 913 – 927.
28. Zhang Y., Larose E., Moreau L., and d’Ozouville G. Three-dimensional in-situ imaging of cracks in concrete using diffuse ultrasound, Structural Health Monitoring, 2018, Vol. 17, No. 2. — P. 279 – 284.
УДК 622.235.674.3 + 626.862 + 622.023.623
ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ ВЗРЫВНОЙ ОТБОЙКИ В ПРИКОНТУРНОЙ ЗОНЕ КАРЬЕРА
С. Н. Жариков, В. А. Кутуев
Институт горного дела УрО РАН,
E-mail: 333vista@mail.ru, ул. Мамина-Сибиряка, 58, 620075, г. Екатеринбург, Россия
Описаны принципы принятия решений, позволяющие системно проводить буровзрывные работы при разработке сложноструктурных месторождений открытым способом. Рассмотрены подходы к определению допустимого сейсмического воздействия в породах с различными прочностными свойствами.
Разрушение горных пород, взрывные работы, контурное взрывание, отрезная щель, трещиноватость, зоны повышенной фильтрации, сейсмика взрыва, адаптация технологии буровзрывных работ
DOI: 10.15372/FTPRPI20220609
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Бротанек И., Вода Й. Контурное взрывание в горном деле и строительстве. — М.: Недра, 1983. — 144 с.
2. Зотеев В. Г., Морозов В. Н., Ялунин В. В., Сазонов В. А., Кампель Ф. Б. Опыт заоткоски скальных уступов на предельном контуре карьера Ковдорского ГОКа // Черн. металлургия. — 1988. — № 7. — С. 39 – 42.
3. Жариков С. Н., Тимофеев И. Н., Гуленков Э. В., Бушков В. К. Совершенствование буровзрывных работ на предельном контуре карьера // Горн. журн. — 2018. — № 1. — С. 48 – 55.
4. Методические указания по обеспечению устойчивости откосов и сейсмической безопасности зданий и сооружений при ведении взрывных работ на карьерах. — Л.: ВНИМИ, 1977. — 17 с.
5. Антоненко Л. К., Зотеев В. Г. Опыт применения специальной технологии заоткоски скальных уступов в СССР и за рубежом. — М., 1986. — 27 с.
6. Антоненко Л. К., Зотеев В. Г., Деев Е. А., Смирнов В. А. Опыт внедрения специальной технологии заоткоски скальных уступов на Оленегорском ГОКе // Горн. журн. — 1985. — № 3. — С. 25 – 28.
7. Адушкин В. В., Спивак А. А. Геомеханика крупномасштабных взрывов. — М.: Недра, 1993. — 319 с.
8. Кук М. А. Наука о промышленных взрывчатых веществах. — М.: Недра, 1980. — 453 с.
9. Read J. and Stacey P. Guidelines for open pit slope design. CRC Press, Balkema, 2009. — 509 р.
10. Зотеев В. Г., Макаров А. Б., Эпштейн И. В. Оценка возможности использования “Руководства по проектированию бортов карьеров” при проектировании открытой разработки рудных месторождений в условиях современной России // Золото и технологии. — 2018. — № 1. — С. 52 – 57.
11. Zharikov S. N. and Kutuev V. A. About order of comprehensive solving the seismic and pre-splitting issues for drill-and-blastin open-pits, Trigger Effects in Geosystems: 5th Int. Conf., Moscow: Springer Nature, 2019. — P. 437 – 445.
12. Жариков С. Н., Кутуев В. А. Построение номограммы для определения параметров БВР в приконтурной зоне карьера // Изв. ТулГУ. Науки о Земле. — 2020. — № 3. — С. 161 – 171.
13. Козырев А. А., Каспарьян Э. В., Рыбин В. В. Геомеханическое обоснование устойчивости бортов глубоких карьеров в массивах иерархично-блочной структуры // Глубокие карьеры: сб. докл. Всеросс. науч.-техн. конф. с междунар. участием — Апатиты: Реноме, 2012. — С. 307 – 316.
14. Козырев А. А., Каспарьян Э. В., Федотова Ю. В. Концепция единой системы комплексного геомеханического мониторинга при ведении горных работ в скальных массивах горных пород // ГИАБ. — 2016. — № 4. — С. 168 – 191.
15. Кузнецов Н. Н. Исследование энергоемкости разрушения скальных горных пород с целью оценки их удароопасности (на примере месторождений Кольского региона): автореф. дис. ... канд. техн. наук. — Апатиты: ФИЦ КНЦ РАН, 2021. — 25 с.
16. Балек А. Е., Панжин А. А. Мониторинг деформационных процессов в породном массиве донских хромитовых месторождений: учет влияния иерархической блочности // Современные проблемы механики. — 2018. — № 33. — С. 83 – 91.
17. Панжин А. А., Панжина Н. А. Оценка напряженно-деформированного состояния горного массива Олимпиадинского месторождения при комбинированной геотехнологии // Изв. ТулГУ. Науки о Земле. — 2021. — № 3. — С. 202 – 213.
18. Садовский М. А., Кочарян Г. Г., Родионов В. Н. О механике блочного горного массива // ДАН СССР. — 1988. — Т. 302. — № 2. — С. 306 – 307.
19. Сашурин А. Д., Балек А. Е., Далатказин Т. Ш., Мельник В. В., Замятин А. Л., Коновалова Ю. П., Усанов С. В. Экспериментальное исследование процессов самоорганизации иерархически-блочных массивов горных пород // Деструкция земной коры и процессы самоорганизации в областях сильного техногенного воздействия. — Новосибирск: СО РАН, 2012. — С. 119 – 145.
20. Сашурин А. Д. Формирование напряженно-деформированного состояния иерархически блочного массива горных пород // Проблемы недропользования. — 2015. — № 1. — С. 38 – 44.
21. Харисов Т. Ф., Балек А. Е. Оценка геодинамической активности иерархически блочного породного массива // Проблемы недропользования. — 2021. — № 3. — С. 30 – 38.
22. Савченко С. Н., Козырев А. А., Мальцев В. А. Напряженное состояние пород блочного строения // ФТПРПИ. — 1994. — № 5. — С. 38 – 47.
23. Савченко С. Н., Козырев А. А., Мальцев В. А. Напряженное состояние пород блочного строения различных масштабных уровней // ФТПРПИ. — 1994. — № 6. — С. 24 – 29.
24. Brady B. H. G. and Brown E. T. Rock mechanics for underground mining, Springer Science, Business Media, 2005 — 628 p.
25. Li J., Chen W., Shi C., and Wang M. Calculation method of irreversible displacement region radius based on block hierarchical structure under large-scale underground explosion, Baozha Yu Chongji, Explosion and Shock Waves, 2018, Vol. 38, No. 6. — P. 1271 – 1277.
26. Qi C. Z., Qian Q. H., Wang M. Y., and Dong J. Structural hierarchy of rock massif and mechanism of its formation, Yanshilixue Yu Gongcheng Xuebao, Chinese J. Rock Mech. and Eng., 2005, Vol. 24, No. 16. — P. 2838 – 2846.
27. Jiang H., Li J., and Wang M. Development of a test system for dynamic characteristics of blocky rock mass and its application, Zhendong yu Chongji, J. of Vibration and Shock, 2018, Vol. 37, No. 21. — P. 29 – 34.
28. Методические указания по оценке рисков развития деформаций, мониторингу и управлению устойчивостью бортов и уступов, карьеров, разрезов и откосов отвалов. — М.: ИПКОН РАН, 2022. — 90 с.
29. ФСЭТАН РФ Приказ № 439. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности “Правила обеспечения устойчивости бортов и уступов карьеров, разрезов и откосов отвалов” от 13.11.2020. URL: http://enis.gosnadzor.ru/about/documents/normativnye-dokumenty-reglamentiruyushchie-deyatelnost-rostekhnadzora-vstupayushchie-v-silu-s-01-01-/439.pdf (дата обращения 18.10.2022 г.).
30. Кутуев В. А. Изучение детонационных характеристик промышленного эмульсионного взрывчатого вещества порэмит-1А, с использованием регистратора данных “DATATRAPII™” // ГИАБ. — 2016. — № S21. — С. 101 – 109.
31. Кутуев В. А., Флягин А. С., Жариков С. Н. Исследование детонационных характеристик ПЭВВ НПГМ с различными исходными компонентами эмульсии при инициировании зарядов разными промежуточными детонаторами // Изв. ТулГУ. Науки о Земле. — 2021. — № 3. — С. 175 – 187.
32. Меньшиков П. В., Жариков С. Н., Кутуев В. А. Определение ширины зоны химической реакции промышленного эмульсионного взрывчатого вещества порэмит 1А на основе принципа неопределенности в квантовой механике // ГИАБ. — 2021. — № 5 – 2. — С. 121 – 134.
33. Жариков С. Н., Меньшиков П. В., Синицын В. А. Определение взаимосвязи между плотностью, скоростью детонации и диаметром заряда на примере эмульсионного взрывчатого вещества “нитронит” // Горн. журн. — 2015. — № 6. — C. 35 – 39.
34. Жариков С. Н., Кутуев В. А. Схемы инициирования зарядов для обеспечения высокопроизводительной работы цикличного звена ЦПТ // Изв. УГГУ. — 2017. — № 3. — С. 76 – 79.
УДК 622.235
ОПЫТ ПРОВЕДЕНИЯ БУРОВЗРЫВНЫХ РАБОТ НА АЛМАЗОНОСНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЯХ ЯКУТИИ
С. В. Ковалевич, И. В. Зырянов, В. И. Чернобай
Институт “Якутнипроалмаз” АК “АЛРОСА” (ПАО),
Е-mail: institut-yna@alrosa.ru, ул. Ленина, 39, 678174, г. Мирный, Республика Саха (Якутия), Россия
Политехнический институт (филиал) Северо-Восточного федерального университета им. М. К. Аммосова,
ул. Тихонова, 5/1, 678174, г. Мирный, Республика Саха (Якутия), Россия
Санкт-Петербургский горный университет,
Е-mail: chernobay_vi@pers.spmi.ru, Васильевский остров, 21 линия, 2, 199106, г. Санкт-Петербург, Россия
Приведены данные опытно-промышленных испытаний различных средств и технологий, обеспечивающих производительность труда и качество алмазосодержащей руды на требуемом уровне. Использование колонковых зарядов взрывчатого вещества с радиальным зазором и зарядов эмульсионных взрывчатых веществ с воздушными промежутками позволяет управлять напряженным состоянием массива и сокращает зоны повышенного риска повреждений кристаллов. Гирляндные заряды оказались удачной технологической находкой для сложных условий добычи. Выполнен анализ современных методов ведения буровзрывных работ на горнодобывающих площадках АК “АЛРОСА” (ПАО).
Рудник, карьер, кимберлитовая руда, взрывное разрушение, скорость детонации, отрезная щель, гранулометрический состав, забойка, запирающее устройство, формирование зарядов, затухание ударной волны, радиальный зазор, удерживающее приспособление, обводненные скважины
DOI: 10.15372/FTPRPI20220610
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Айгистов М. Р., Герасимов Е. Н., Бондаренко И. Ф., Зырянов И. В. Современные технологии при добыче и переработке алмазосодержащего сырья // ГИАБ. — 2022. — № 5-2. — С. 6 – 21.
2. Викторов С. Д. Взрывное разрушение породы — основа прогресса в горном деле // ГИАБ. — 2015. — № 1. — С. 63 – 75.
3. Чебан А. Ю., Секисов А. Г., Хрунина Н. П., Васянович Ю. А. Технологии комбинированной выемки руд при разработке месторождений кристаллосырья // ГИАБ. — 2022. — № 7. — С. 55 – 67.
4. Fitsak V. V., Lomakina E. S., Strakhova A. A., and Chernobai V. I. Determination of room-and-pillarsystemparameters for transition to greater depths, Int. J. Appl. Eng. Res., 2017, Vol. 12, No. 22. — P. 12322 – 12331.
5. Жариков С. Н., Кутуев В. А. Анализ сейсмического эффекта в различных породах и грунтовых условиях // ГИАБ. — 2020. — № 12. — С. 44 – 53.
6. Afanasev P. I., Sergey K., and Valentin I. The equation of state for explosive detonation products, Int. J. Mech. Eng. Technol., 2018, Vol. 9, No. 13. — P. 865 – 868.
7. Paramonov G. P., Kovalevskiy V. N., and Mysin A. V. Impact of multicharge detonation on explosion pulse value, Paper presented at the IOP Conf. Series: Earth Env. Sci., 2018, Vol. 194, No. 8. — 082031.
8. Лапин А. А. Определение параметров способа щадящего взрывания обводненных трещиноватых массивов с целью повышения сохранности кристаллосырья: автореф. дисс. … канд. техн. наук. — СПб., 1993. — 20 с.
9. Масаев Ю. А., Мильбергер Н. В. Механизм взаимодействия взрыва заряда ВВ с гидрозабойкой и формирования импульса взрыва // Вестн. КузГТУ. — 2013. — № 4 (98). — С. 27 – 31.
10. Лещинский А. В., Шевкун Е. Б. Забойка взрывных скважин на карьерах. — Хабаровск: Изд-во ТОГУ, 2008. — 224 с.
11. Moldovan D., Chernobai V., and Kovalevskyi V. Solving the issue of regulating the granulometric composition of shattered rock mass depending on the quality of locking explosion products in the explosion cavity, Int. J. Mech. Eng. Technol., 2017, Vol. 8, No. 11. — P. 133 – 1142.
12. Ефремов Э. И., Никифорова В. А. Влияние диаметра скважины на площадь контакта взрывчатого вещества с разрушаемой породой и на выход мелких фракций // Современные ресурсоэнергосберегающие технологии горного производства. — 2012. — № 2 (10). — С. 9 – 15.
13. Шевкун Е. Б., Гоманюк Д. С. Скважинные заряды с воздушными промежутками // Ученые заметки ТОГУ. — 2017. — Т. 8. — № 4. — С. 520 – 531.
14. Пат. 2664281C1 РФ, МПК E21C 41/22, E21F 15/08, E21F 16/00. Способ разработки кимберлитовых месторождений / И. Ю. Рассказов, Г. В. Секисов, А. Г. Секисов, А. Ю. Чебан, Н. П. Хрунина: № 2017136355, заявл. 13.10.2017 г. // Опубл. в БИ. — 2018. — № 23.
15. Marinin M. A., Evgrafov M. V., and Dolzhikov V. V. Production of blasting operations for a given granulometric composition of ore within the framework of the “mine-to-mill” concept: Current state and prospects, Geo Assets Eng., 2021, Vol. 332, No. 7. — P. 65 – 74.
16. Таннант Д. Д., Петерсон Д. Развитие взрывных работ на алмазном руднике ЭКАТИ (EKATI™) // Взрывное дело. — 2019. — № 125-82. — С. 157 – 180.
17. Кульминский А. С., Калмыков В. Н., Котик М. В., Петрова О. В. Моделирование и опытно-промышленные испытания взрывной отбойки зарядами с водяным кольцевым зазором // Изв. ТГУ. Науки о Земле. — 2019. — № 3. — С. 225 – 237.
18. Еременко А. А., Еременко В. А., Ермак Г. П., Эйсмонт С. Н., Терещенков А. А. Опыт ведения буровзрывных работ на карьере Тейского месторождения // Горн. пром-сть. — 2004. — № 5. — С. 59 – 61.
19. Козырев С. А., Аленичев И. А. К вопросу влияния обводненности карьера на механизм разрушения апатит-нефелиновых руд и параметры буровзрывных работ // Взрывное дело. — 2018. — Вып. 114/71. — С. 160 – 177.
20. Ефремов Э. И. Особенности и методы взрывного разрушения обводненных горных пород // Металлургическая и горнорудная пром-сть. — 2010. — № 2. — С. 151 – 156.
21. Павловский М. Н., Хищенко К. В., Жерноклетов М. В. и др. Фазовые превращения и сжимаемость алмаза и графита в ударных волнах // Изв. КБГУ. — 2017. — Т. 7. — № 4. — С. 28 – 30.
22. Зотеев В. Е. Параметрическая идентификация диссипативных механических систем на основе разностных уравнений // Машиностроение. — 2009. — 344 с.
23. Menjulin M. G., Kazmina A. J., and Afanasew P. I. Die Einwirkung der Sprengarbeiten auf den Erhaltungszustand des Massivs ausserhalb der Sprengzone mit und ohne Vorspaltenbilding, Scientific Reports on Resource Issues, Freiberg, Int. University of Resources, 2011, Vol. 1. — P. 184 – 187.
24. Хищенко К. В., Чарахчьян А. А., Милявский В. В., Фортов В. Е., Фролова А. А., Шуршалов Л. В. Об усилении сходящихся ударных волн в пористых средах // Хим. физика. — 2007. — Т. 26. — № 12. — С. 46 – 56.
25. Sher E. N. Modeling the axially symmetric fracture evolution in deep-hole blasting, IOP Conf. Series: Earth and Environmental Sci., 2020. — P. 012008.
26. Господариков А. П., Выходцев Я. Н., Зацепин М. А. Математическое моделирование воздействия сейсмовзрывных волн на горный массив, включающий выработку // Зап. ГИ. — 2017. — Т. 226. — С. 405 – 411.
27. Шер Е. Н., Александрова Н. И. Исследование влияния конструкций скважинного заряда на размер зоны разрушения и время ее развития в горных породах при взрыве // ФТПРПИ. — 2007. — № 1. — С. 76 – 85.
28. Власов В. М., Андросов А. Д., Бескрованов В. В. Уровень современных кристаллосберегающих технологий добычи алмаза на Севере // ГИАБ. — 2001. — № 8. — С. 5 – 6.
29. Дугарцыренов А. В., Заровняев Б. Н., Шубин Г. В., Николаев С. П. Взрывное разрушение сложноструктурных мерзлых массивов с разнопрочными слоями // Взрывное дело. — 2016. — № 115/72. — С. 71 – 76.
30. Шадрин А. И., Ященко Д. А. Энергоемкость основных и вспомогательных процессов добычи алмазов // Горн. журн. — 2010. — № 5. — С. 70 – 75.
31. Шехурдин В. К., Несмотряев В. И., Федоренко П. И. Горное дело. — М.: Недра, 1987. — 440 с.
32. Пат. 210477U1 РФ, МПК F42D 1/08, F42D 3/04. Устройство для формирования скважинного заряда / С. В. Ковалевич, С. И. Ким, А. А. Кожемякин и др.: № 2021134393, заявл. 24.11.2021 г. // Опубл. в БИ. — 2022. — № 11.
33. Зырянов И. В., Бондаренко И. Ф., Ковалевич С. В., Ким С. И. Влияние взрыва скважинного заряда с радиальным зазором на качество разрушения алмазоносной руды // ГИАБ. — 2022. — № 5-2. — С. 57 – 70.
34. Мосинец В. Н. Дробящее и сейсмическое действие взрыва в горных породах. — М.: Недра, 1976. — 271 с.
35. Кочанов А. Н. К вопросу о выборе интервалов замедления при короткозамедленном взрывании // Физические проблемы разрушения горных пород. — Новосибирск, 2003. — С. 162 – 164.
36. Митюшкин Ю. А., Лысак Ю. А., Плотников А. Ю., Ружицкий А. В., Шевкун Е. Б., Лещинский А. В. Оптимизация параметров взрывных работ увеличением интервалов замедления // ГИАБ. — 2015. — № 4. — С. 341 – 347.
37. Боровиков В. А., Лексовский А. М. Особенности амплитудно-временных характеристик волны при взрыве гранулита малой плотности // Физические проблемы разрушения горных пород — М.: ИПКОН РАН, 2005. — С. 255 – 258.
38. Волох А. С. Основы управления действием взрыва с помощью экранирования. — М.: Наука. — 1989. — 222 с.
УДК 622.83
РАЗВИТИЕ ЗОН СЕЙСМИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ В ПОДРАБОТАННОЙ ТОЛЩЕ ПОРОД ПРИ КОМБИНИРОВАННОЙ ОТРАБОТКЕ МЕСТОРОЖДЕНИЙ КИРОВСКОГО РУДНИКА
И. Э. Семенова, С. А. Жукова, О. Г. Журавлева
Горный институт Кольского научного центра РАН,
E-mail: i.semenova@ksc.ru, ул. Ферсмана, 24, 184209, г. Апатиты, Россия
Представлены результаты анализа параметров сейсмической активности в подработанной толще пород на одном из рудников Хибинского массива за период 2008 – 2020 гг. Выявлены факторы, оказывающие значимое воздействие на процессы деформирования, прорастания трещин отрыва и обрушения подработанного массива. Выделены три зоны с различным характером и скоростью деформирования подработанных пород на Кировском руднике: зона в районе стыковки подземных горных работ с карьерной выемкой; зона с консольным типом зависания пород; зона двух- и трехстороннего опирания в краевых областях отрабатываемых месторождений. Уставлено негативное влияние ведения горных работ встречными фронтами с формированием опорного целика и зависанием необрушенной консоли. Последующее разрушение целика и деформирование опирающейся на него толщи при отбойке стыковочных секций на подэтажах происходит в динамическом режиме, сопровождаясь высокой сейсмической активностью как по числу событий, так и по параметрам энерговыделения. Выявлена зависимость ширины полосы сейсмической активности и шага обрушения консольной части массива от высоты подработанной толщи.
Управление геодинамическими рисками, напряженно-деформированное состояние, сближенные месторождения, крупномасштабные горные работы, численное моделирование, тектонически напряженные массивы горных пород, сейсмический мониторинг
DOI: 10.15372/FTPRPI20220611
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Сидоров Д. В., Потапчук М. И., Сидляр А. В. Прогнозирование удароопасности тектонически нарушенного рудного массива на глубоких горизонтах Николаевского полиметаллического месторождения // Зап. горн. ин-та. — 2018. — Т. 234. — С. 604 – 611.
2. Липин Я. И., Криницын Р. В. Актуальные вопросы оценки напряжений при прогнозе удароопасности на современном этапе // Современные проблемы механики. — 2018. — № 33 (3). — С. 410 – 418.
3. Рассказов М. И., Гладырь А. В., Терёшкин А. А., Цой Д. И., Васянович Ю. А. Проведение экспериментальных исследований удароопасности горных пород на Расвумчоррском месторождении с применением специальных технических средств // ГИАБ. — 2019. — № S30. — С. 98 – 105.
4. Еременко А. А., Мулев С. Н., Штирц В. А. Мониторинг геодинамических явлений микросейсмическим методом при освоении удароопасных месторождений // ФТПРПИ. — 2022. — № 1. — С. 12 – 22.
5. Смирнов О. Ю. Оценка влияния природных и техногенных факторов на механизм формирования удароопасности рудных месторождений // Горн. журн. — 2011. — № 8. — С. 4 – 9.
6. Козырев А. А., Семенова И. Э., Журавлева О. Г., Пантелеев А. В. Гипотеза происхождения сильного сейсмического события на Расвумчоррском руднике 09.01.2018 г. // ГИАБ. — 2018. — № 12. — С. 74 – 83.
7. Батугин А. С., Батугина И. М., Юй Л., Чжао Ц., Ван Ч. Взаимосвязь высокой удароопасности и процессов сдвижения на шахте Хуафэн в Китае // Современные проблемы в горном деле и методы моделирования горно-геологических условий при разработке месторождений полезных ископаемых. Сб. материалов всеросс. науч.-техн. конф. с междунар. участием. — 2015. — С. 15.
8. Мельников Н. Н., Козырев А. А., Демидов Ю. В., Енютин А. Н., Мальцев В. А., Свинин В. С. Геомеханическое обоснование эффективной технологии отработки мощных месторождений на больших глубинах // Горн. дело в Арктике. Тр. VIII междунар. симпозиума. — Апатиты – СПб., 2005. — C. 26 – 34.
9. Демидов Ю. В., Козырев А. А., Мальцев В. А., Енютин А. Н., Семенова И. Э. Отработка горизонта с применением протяженных разгрузочных зон в удароопасном массиве // Геодинамика и напряженное состояние недр Земли. — 2004. — С. 413 – 418.
10. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности “Правила безопасности при ведении горных работ и переработке твердых полезных ископаемых” Приказ Ростехнадзора от 08.12.2020 г. № 505.
11. Козырев А. А., Семенова И. Э., Аветисян И. М. Исследование особенностей процесса обрушений подработанных пород с увеличением глубины горных работ на месторождениях ОАО “Апатит” // Проблемы и тенденции рационального и безопасного освоения георесурсов. Сб. докладов Всеросс. науч.-техн. конф. с междунар. участием, посвященной 50-летию ГИ КНЦ РАН. — 2011. — С. 400 – 405.
12. Корчак П. А., Жукова С. А., Меньшиков П. Ю. Становление и развитие системы мониторинга сейсмических процессов в зоне производственной деятельности АО “Апатит” // Горн. журн. — 2014. — № 10. — С. 42 – 46.
13. Адушкин В. В., Кишкина С. Б., Куликов В. И., Павлов Д. В., Анисимов В. Н., Салтыков Н. В., Сергеев С. В., Спунгин В. Г. Построение системы мониторинга потенциально опасных участков коробковского месторождения Курской магнитной аномалии // ФТПРПИ. — 2017. — № 4. — С. 3 – 13.
14. Кочарян Г. Г., Будков А. М., Кишкина С. Б. Об инициировании тектонических землетрясений при подземной отработке месторождений // ФТПРПИ. — 2018. — № 4. — С. 34 – 43.
15. Логинов Г. Н., Яскевич С. В., Дучков А. А., Сердюков А. С. Совместная обработка данных поверхностных и подземных систем микросейсмического мониторинга при добыче твердых полезных ископаемых // ФТПРПИ. — 2015. — № 5. — С. 100 – 107.
16. Семенова И. Э., Журавлева О. Г., Жукова С. А. Сейсмичность как отражение изменений напряженно-деформированного состояния массива горных пород в процессе ведения горных работ // ГИАБ. — 2021. — № 6. — С. 46 – 58.
ТЕХНОЛОГИЯ ДОБЫЧИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
УДК 622.271.3.45
УСЛОВИЯ И ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ВНУТРЕННИХ ОТВАЛОВ ПРИ ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКЕ УГОЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ БРАХИСИНКЛИНАЛЬНОГО ТИПА
В. Л. Гаврилов, В. И. Ческидов, Е. А. Хоютанов, А. В. Резник, Н. А. Немова
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН,
E-mail: cheskid@misd.nsc.ru, Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
Институт горного дела Севера им. Н. В. Черского СО РАН,
E-mail: khoiutanov@igds.ysn.ru, просп. Ленина, 43, 677980, г. Якутск, Россия
Выполнен анализ области применения и параметров внутреннего отвалообразования вскрышных пород при открытой разработке угольных месторождений брахисинклинального типа. Выделены особенности реализации данного технологического процесса. Установлены факторы, от которых зависят объемы пород, складируемых в выработанном карьерном пространстве. Отмечены возможные пути увеличения объемов складирования вскрышных пород во внутренних отвалах. Выделены способы и средства, направленные на повышение приемной способности внутренних отвалов. Рассмотрены экономические и экологические преимущества внутреннего отвалообразования.
Угольные месторождения брахисинклинального типа, открытая разработка, вскрышные породы, внутреннее отвалообразование, способы, экологическая безопасность
DOI: 10.15372/FTPRPI20220612
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Селюков А. В., Лопаткин А. В. Организационно-методические аспекты проектирования технологий внутреннего отвалообразования на разрезах Центрального и Северного Кузбасса // Материалы X Междунар. науч.-практ. конф. Современные тенденции и инновации в науке и производстве. — 2021. — С. 165.1 – 165.8.
2. Rudrajit M. and Serkan S. Surface coal mining methods in Australia, Min. Methods, 2012. — P. 1 – 22.
3. Peng H. and Zhang D. Research on inpit dumping height during tracing mining period between two adjacent surface coal mines, Advances Civil Eng., 2018. — P. 1 – 8.
4. Ческидов В. И., Гаврилов В. Л., Хоютанов Е. А., Резник А. В., Немова Н. А. Особенности открытой разработки брахисинклинальных угольных месторождений // ФТПРПИ. — 2022. — № 4. — С. 40 – 51.
5. Kelly M. and Roxburgh A. Waste dump optimisation at the Mt Arthur North Coal Project, Hunter Valley, Proc. Fourth Biennial Conf. Strategic Mine Planning, 26 – 28 March, 2001, Austral. Inst. Min. Metall. publication series, 2001, No. 1. — P. 1 – 6.
6. Tubed Coal Mining Project (6.0 MTY), Jharkhand, India. Pre-Feasibility Report. — P. 1 – 14. http://environmentclearance.nic.in/writereaddata/Online/TOR/09_Jun_2017_160753283GHK1ERKSprefeasibilityReport.pdf.
7. Левченко Я. В. Закономерности изменения транспортной работы по подъему горной массы по высотным зонам карьера // ГИАБ. — 2015. — № S5 – 18. — С. 3 – 14.
8. Ческидов В. И., Норри В. К. К вопросу разработки мульдообразных месторождений твердых ископаемых // ФТПРПИ. — 2013. — № 3. — С. 92 – 98.
9. Заровняев Б. Н., Ильин А. А., Шубин Г. В. Интегрированная геотехнология разработки угольного месторождения // Успехи современного естествознания. — 2021. — № 12. — С. 114 – 119.
10. Гаврилов В. Л., Ткач С. М. О цифровых технологиях горных предприятий в условиях нестабильности, неопределенности, сложности и неоднозначности // ГИАБ. — 2019. — № 11 (спец. выпуск 37). — С. 112 – 121.
11. Мелехов Д. П., Супрун В. И., Пастихин Д. В., Радченко С. А., Левченко Я. В., Панченко О. Л. Порядок и принципы отработки крупных угольных брахисинклиналей // Уголь. — 2013. — № 6. — С. 22 – 26.
12. Бурцев С. В., Матвеев А. В., Супрун В. И., Радченко С. А., Левченко Я. В. Определение параметров и зон использования капитальных траншей, закладываемых со стороны рабочих бортов карьеров // Уголь. — 2018. — № 3. — С. 43 – 49.
13. Супрун В. И., Радченко С. А., Левченко Я. В., Ворошилин К. С., Минибаев Р. Р., Морозова Т. А. Закономерности формирования отвальных массивов при отработке крупных угольных месторождений // Уголь. — 2017. — № 7. — С. 32 – 38.
14. Ческидов В. И., Резник А. В. Особенности внутреннего отвалообразования вскрышных пород при открытой разработке месторождений полезных ископаемых // ФТПРПИ. — 2022. — № 2. — С. 61 – 68.
15. Фисенко Г. Л. Устойчивость бортов карьеров и отвалов. — М.: Недра, 1965. — 378 с.
16. Кутепов Ю. И., Кутепова Н. А., Мухина А. С., Мосейкин В. В. Инженерно-геологические и геоэкологические проблемы восстановления нарушенных земель при отвалообразовании на открытой угледобыче в Кузбассе // ГИАБ. — 2022. — № 5. — С. 5 – 24.
17. Васильева А. Д. Об устойчивости высоких отвалов Кузбасса // Материалы Междунар. молодеж. науч. форума “ЛОМОНОСОВ-2017”. — М.: МАКС Пресс, 2017.
18. О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2020 г. Государственный докл. — М.: Минприроды России; МГУ им. М. В. Ломоносова. — 2021. — 864 с.
19. Наумов И. В. Исследование пространственных диспропорций в процессах нарушения и рекультивации земельных ресурсов в России // Изв. УГГУ. — 2019. — Вып. 4. — С. 142 – 151.
УДК 622.272/275.34; 504.05/06:622.34
ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОДЭТАЖНОЙ ВЫЕМКИ С ТВЕРДЕЮЩЕЙ ЗАКЛАДКОЙ В ОСЛАБЛЕННЫХ ЗОНАХ МАССИВА ПОРОД
В. И. Голик, О. З. Габараев, А. О. Кудря
Северо-Кавказский государственный технологический университет,
Е-mail: v.i.golik@mail.ru, ул. Николаева, 44, 362021, г. Владикавказ, Россия
Московский политехнический университет,
ул. Б. Семеновская, 38, 107023, г. Москва, Россия
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН,
Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
Для разработки рудных залежей сложноструктурных месторождений в ослабленных зонах массива пород предложен вариант технологии выемки подэтажами с твердеющей закладкой. На основе натурных данных приведены аналитические зависимости, с помощью которых определяются устойчивость искусственной кровли и стенок очистных камер. Установлено, что закладочный массив с прочностью на одноосное сжатие 3 МПа будет устойчив как при выемке смежных камер, так и запасов нижерасположенного этажа. Даны рекомендации по технологии ведения закладочных работ.
Месторождение, подземная разработка, напряжения, руда, порода, закладка, массив, малая мощность, контурное взрывание
DOI: 10.15372/FTPRPI20220613
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Валиев Н. Г., Пропп В. Д., Вандышев А. М. Кафедре горного дела УГГУ — 100 лет // Горн. журн. — 2020. — № 8. — С. 130 – 143.
2. Golik V., Komashchenko V., Morkun V., and Burdzieva O. Simulation of rock massif tension at ore underground mining, Metal. Min. Industry, 2016, No. 7. — P. 76 – 79.
3. Huang P., Zhang J., Spearing A. J. S., Li M., Yan X., and Liu S. Deformation response of roof in solid backfilling coal mining based on viscoelastic properties of waste gangue, Int. J. Min. Sci. Technol., 2021, Vol. 31, No. 2. — Р. 279 – 289.
4. Голик В. И., Качурин Н. М., Стась Г. В., Лискова М. Ю. К природо- и ресурсосберегающим технологиям подземной разработки месторождений сложной структуры // Безопасность труда в пром-cти. — 2022. — № 9. — С. 22 – 27.
5. Голик В. И., Титова А. В. Моделирование показателей разработки рудных месторождений Садона // Горн. пром-сть. — 2022. — № 4. — С. 82 – 87.
6. Ляшенко В. И., Хоменко О. Е., Голик В. И. Развитие природоохранных и ресурсосберегающих технологий подземной добычи руд в энергонарушенных массивах // Горн. науки и технологии. — 2020. — Т. 5. — № 2. — С. 104 – 118.
7. Валиев Н. Г., Беркович В. Х., Пропп В. Д., Боровиков Е. В. Практика совершенствования системы разработки горизонтальными слоями с гидрозакладкой при отработке крутопадающего жильного месторождения // Изв. ТГУ. Науки о Земле. — 2020. — № 1. — С. 171 – 182.
8. Еремеева Ж. В., Шарипзянова Г. Х., Ниткин Н. М., Крихтин В. В., Тер-Ваганянц Ю. С., Дахнова Т. В. Влияние технологических факторов смешивания и природы наноразмерных частиц на механические свойства порошковой легированной стали СП60ХГС // Нанотехнологии: наука и производство. — 2016. — № 3. — С. 57 – 76.
9. Панов В. С., Еремеева Ж. В., Иванов С. А., Скориков Р. А., Шарипзянова Г. Х., Ниткин Н. М., Тер-Ваганянц Ю. С. Влияние природы наноразмерных частиц и способа смешивания на трибологические свойства порошковой стали СП70ХНМ // Нанотехнологии: наука и производство. — 2016. — № 4. — С. 15 – 21.
10. Панов В. С., Еремеева Ж. В., Скориков Р. А., Михеев Г. В., Шарипзянова Г. Х., Тер-Ваганянц Ю. С. Влияние наноразмерных частиц и способа смешивания на механические свойства порошковой стали СП70 // Перспективные материалы. — 2015. — № 7. — С. 30 – 41.
11. Протосеня А. Г., Куранов А. Д. Методика прогнозирования напряженно-деформированного состояния горного массива при комбинированной разработке Коашвинского месторождения // Горн. журн. — 2015. — № 1. — С. 67 – 71.
12. Неверов А. А., Неверов С. А., Тапсиев А. П., Щукин С. А., Васичев С. Ю. Обоснование геотехнологий выемки рудных месторождений на основе развития модельных представлений об изменении параметров природного поля напряжений // ФТПРПИ. — 2019. — № 4. — С. 74 – 90.
13. Шапошник Ю. Н., Неверов А. А., Неверов С. А., Никольский А. М. Оценка влияния накопившихся пустот на безопасность доработки Артемьевского месторождения // ФТПРПИ. — 2017. — № 3. — С. 108 – 118.
14. Качурин Н. М., Стась Г. В., Корчагина Т. В., Змеев М. В. Геомеханические и аэрогазодинамические последствия подработки территорий горных отводов шахт Восточного Донбасса // Изв. ТГУ. Науки о Земле. — 2017. — Вып. 1. — С. 170 – 182.
15. Батугин А. С., Шевчук С. В., Шерматова С. С., Головко И. В., Бямбасурэн Зундуйжамц. К вопросу мониторинга геоэкологической опасности при геодинамическом взаимодействии объектов освоения недр // ГИАБ. — 2021. — № 10-1. — С. 63 – 73.
16. Rybak J., Gorbatyuk S., Bujanovna-Syuryun K., Khairutdinov A., Tyulyaeva Y., and Makarov P. Utilization of mineral waste: A method for expanding the mineral resource base of a mining and smelting company, Metallurgist, 2021, Vol. 64. — Р. 851 – 861.
17. Zaalishvili V. B., Melkov D. A., Dzeranov B. V., Morozov F. S., and Tuaev G. E. Integrated instrumental monitoring of hazardous geological processes under the Kazbek volcanic center, Int. J. Geomate, 2018, Vol. 15, No. 47. — Р. 158 – 163.
18. Zuev B. Yu., Zubov V. P., and Fedorov A. S. Application prospects for models of equivalent materials in studies of geomechanical processes in underground mining of solid minerals, Eurasian Min., 2019, No. 1. — P. 8 – 12.
19. Фисенко Г. Л. Предельные состояния горных пород вокруг выработок. — М.: Недра, 1976. — 272 с.
20. Фисенко Г. Л. Прочностные характеристики массива горных пород // Механика горных пород и маркшейдерское дело. — М.: Углетехиздат, 1959. — С. 91 – 100.
21. Рогинский В. М. Проведение горноразведочных выработок. — М.: Недра, 1987. — 296 с.
22. Слесарев В. Д. Механика горных пород и рудничное крепление. — М.: Углетехиздат, 1952. — 260 с.
23. Aizhong Lu, Ning Zhang, and Guisen Zeng. An extension failure criterion for brittle rock, Deep Rock Behaviour Eng. Env., 2020, Vol. 2020. — Р. 1 – 12.
24. Wang Li and Zhang Xiu-feng. Correlation of ground surface subsidence characteristics and mining disasters under super-thick overlying strata, J. China Coal Soc., 2009, Vol. 34, No. 8. — Р. 1048 – 1051.
25. Freeman A. M., Herriges J. A., and Kling C. L. The measurement of environmental and resource values, Theory and Methods, New York, USA, RFF Press, 2014. — 235 р.
26. Shabanimashcool M. and Li C. Analytical approaches for studying the stability of laminated roof strata, Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 2015, No. 79. — P. 99 – 108.
УДК 622.83
АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПРОЦЕССОВ ОБРУШЕНИЯ ПОДРАБОТАННЫХ ПОРОД НА ХИБИНСКИХ АПАТИТОВЫХ РУДНИКАХ
И. Э. Семенова, И. М. Аветисян, О. Г. Журавлева, О. В. Белогородцев
Горный институт Кольского научного центра РАН,
E-mail: i.semenova@ksc.ru, ул. Ферсмана, 24, 184209, г. Апатиты, Россия
Показана актуальность исследования процессов деформирования, сдвижения и обрушения подработанной толщи пород на удароопасных месторождениях Хибинского массива с учетом геодинамических и геомеханических рисков. Проанализированы особенности развития обрушения подработанных пород в условиях действия тектонических напряжений, заключающиеся в препятствии субгоризонтального сжатия процессу трещинообразования в них. Установлено, что с уменьшением мощности рудных тел и с ростом их угла падения на больших глубинах происходит увеличение шага обрушения. Обоснован перечень задач, решение которых позволит продолжить отработку запасов месторождений апатит-нефелиновых руд при минимизации опасности негативных техногенных явлений и сохранении экономической эффективности разработки месторождений.
Тектонически напряженные массивы горных пород, удароопасные месторождения, процессы обрушения подработанных покрывающих пород, напряженно-деформированное состояние, сейсмическая активность, системы подземной разработки
DOI: 10.15372/FTPRPI20220614
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Волченко Г. Н., Серяков В. М., Фрянов В. Н. Геомеханическое обоснование ресурсосберегающих вариантов разработки рудных месторождений системой этажного принудительного обрушения // ФТПРПИ. — 2012. — № 4. — С. 144 – 154.
2. Герман В. И. Прогноз обрушений на рудниках по данным сейсмического мониторинга // ФТПРПИ. — 2014. — № 2. — С. 99 – 109.
3. Еременко А. А., Машуков И. В., Еременко В. А. Геодинамические и сейсмические явления при обрушении блоков на удароопасных месторождениях Горной Шории // ФТПРПИ. — 2017. — № 1. — С. 70 – 76.
4. Громов Е. В., Билин А. Л., Белогородцев О. В., Наговицын Г. О. Обоснование вида и параметров горнотранспортных систем при освоении рудных месторождений в условиях Кольского полуострова // ФТПРПИ. — 2018. — № 4. — С. 70 – 78.
5. Козырев А. А., Панин В. И., Семенова И. Э., Журавлева О. Г. О геодинамической безопасности горных работ в удароопасных условиях на примере Хибинских апатитовых месторождений // ФТПРПИ. — 2018. — № 5. — С. 33 – 44.
6. Barton N., Lien R., and Lunde J. Engineering classification of rock masses for design of tunnel support, Rock Mech., 1974, No. 6. — P. 189 – 236.
7. Bieniavski Z. T. Classification system in used to predict rock mass behavior, World Construction, 1976. Vol. 29, No. 5. — P. 45.
8. Laubscher D. H. Cave mining — the state of the art, J. South African Institute of Min. and Metallurgy, 1994, No. 94 (10). — P. 279 – 293.
9. Козырев А. А., Семенова И. Э., Аветисян И. М. Исследование изменений характера обрушений подработанной толщи с увеличением глубины горных работ на Кукисвумчоррском месторождении ОАО “Апатит” // ГИАБ. — 2011. — № 5. — С. 11 – 20.
10. Семенова И. Э., Аветисян И. М., Земцовский А. В. Геомеханическое обоснование отработки запасов глубокого горизонта в сложных горно-геологических и геодинамических условиях // ГИАБ. — 2018. — № 12. — С. 65 – 73.
11. Zhukova S., Korchak P., Streshnev A., and Salnikov I. Geodynamic rock condition, mine workings stabilization during pillar recovery at the level + 320 m of the Yukspor deposit of the Khibiny massif, Problems of Complex Development of Georesources. electronic resource, E3S Web of Conf., 2018, Vol. 56.
12. Козырев А. А., Лукичев С. В., Наговицын О. В., Семенова И. Э. Геомеханическое и горно-технологическое моделирование как средство повышения безопасности отработки месторождений твердых полезных ископаемых // ГИАБ. — 2015. — № 4. — С. 73 – 83.
13. Описание системы Rig Control System. Режим доступа: https://www.miningandenergy.ca/technology/article/atlas_copcos_new_rig_control_system_wins_international_design_excellence_aw/, LKAB Magazine, 2013. — № 5. — С. 18 – 19.
14. Дик Ю. А., Котенков А. В., Танков М. С. Практика опытно-промышленных испытаний технологий разработки рудных месторождений. — Екатеринбург: УрФУ, 2014. — С. 480.
15. Нестеров Ю. В., Петрухин Н. П. Создание и развитие минерально-сырьевой базы отечественной атомной отрасли. — М.: ООО “Атлант-С”, 2017. — С. 402.
16. Кузьмин Е. В. Пластовая закладка выемочных камер на основе хвостов переработки урановых руд ПАО “ППГХО” // Технологии подземной разработки месторождений полезных ископаемых”. — 2016. — С. 27.
ГОРНОЕ МАШИНОВЕДЕНИЕ
УДК 621.313.282.2
ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ В ЭЛЕКТРОМАГНИТНОМ УДАРНОМ УЗЛЕ СКВАЖИННОГО ИМПУЛЬСНОГО ВИБРОИСТОЧНИКА
Б. Ф. Симонов, А. О. Кордубайло, А. Е. Грачев, А. А. Леуткин, Е. М. Позднякова
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН,
E-mail: Simonov_bf@mail.ru, Красный проспект, 54, 630090, г. Новосибирск, Россия
Исследованы тепловые процессы электромагнитного ударного узла скважинного импульсного виброисточника, работающего в номинальном энергетическом режиме в воздушной среде при естественном охлаждении и различных способах теплопередачи тепловой энергии от катушки к корпусу. Установлена взаимосвязь между температурой катушки и корпуса, внешним охлаждением, продолжительностью включения и тепловым зазором между катушкой и корпусом при заполнении его воздухом или маслом. На основании полученных результатов выполнен расчет продолжительности включения виброисточника при его работе в скважине, когда корпус электромагнитного ударного узла охлаждается проточной водой.
Корпус, боек, катушка, электромагнит, тепловой зазор, средний ток, теплопроводность, теплоотдача
DOI: 10.15372/FTPRPI20220615
ПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Дыбленко В. П., Марчуков Е. Ю., Туфанов И. А., Шарифуллин Р. Я., Евченко В. С. Волновые технологии и их использование при разработке месторождений нефти с трудноизвлекаемыми запасами. Кн. 1. — М.: РАЕН, 2012. — 338 с.
2. Опарин В. Н., Симонов Б. Ф., Юшкин В. Ф., Востриков В. И., Погарский Ю. В., Назаров Л. А. Геомеханические и технические основы увеличения нефтеотдачи пластов в виброволновых технологиях. — Новосибирск: Наука, 2010. — 404 с.
3. Курленя М. В., Пеньковский В. И., Савченко А. В., Евстигнеев Д. С., Корсакова Н. К. Развитие метода повышения притока нефти к скважине в процессе разработки месторождения // ФТПРПИ. — 2018. — № 3. — С. 62 – 71.
4. Кордубайло А. О., Симонов Б. Ф. Исследование конструкций скважинного электромагнитного импульсного виброисточника // ФТПРПИ. — 2020. — № 5. — С. 146 – 153.
5. Симонов Б. Ф., Кордубайло А. О., Нейман В.Ю., Полищук А. Е. Рабочие процессы в импульсном линейном приводе скважинного виброисточника // ФТПРПИ. — 2018. — № 1. — С. 71 – 78.
6. Мирошниченко А. Н., Шленкин О. Г. Исследование теплоотдачи корпусных деталей электромагнитных машин ударного действия // Электрические машины ударного действия. — Новосибирск: Наука, 1969. — С. 53 – 64.
7. Жуковский В. С. Основы теории теплопередачи. — Л.: Энергия, 1969. — 224 с.
8. Залесский А. М., Кукеков Г. А. Тепловые расчеты электрических аппаратов. — Л.: Энергия, 1967. — 380 с.
9. Филиппов И. Ф. Теплообмен в электрических машинах. — Л.: Энергоатомиздат, 1986. — 256 с.
ОБОГАЩЕНИЕ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
УДК 622.7
ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВЕННОГО СОСТАВА ФЛЮОРИТОВЫХ КОНЦЕНТРАТОВ ПРИ ВТОРИЧНОМ ОБОГАЩЕНИИ ТЕХНОГЕННОГО СЫРЬЯ
Л. А. Киенко, О. В. Воронова, С. А. Кондратьев
Хабаровский федеральный исследовательский центр ДВО РАН,
Е-mail: kienkola@rambler.ru, ул. Тургенева, 51, 680000, г. Хабаровск, Россия
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН,
Е-mail: kondr@misd.ru, Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
Рассмотрены проблемы получения флюоритовых концентратов из техногенного сырья Ярославской горнорудной компании. Отходы, накопленные в хвостохранилище за продолжительный период работы предприятия, содержат 11.6 – 20.7 % флюорита. Лежалые хвосты обладают отличительными технологическими свойствами из-за физико-химических воздействий на минеральные компоненты при первичной переработке руд и длительного пребывания материала в хвостохранилище. Обосновано применение комплекса сбалансированных воздействий, обеспечивающих селективное извлечение флюорита. Получены концентраты с массовой долей СаF2 до 95 %. Исследована проблема получения флюоритовых концентратов, максимально очищенных от двуокиси кремния, являющейся строго лимитируемой вредной примесью. Предложены направления совершенствования схемы обогащения и установлена эффективность использования электрохимической обработки жидкой фазы пульпы на заключительных этапах перечисток концентратов. Показана возможность снижения содержания двуокиси кремния в концентратах до 1.25 – 0.99 %.
Техногенное сырье, тонкая вкрапленность, флюорит, флотация, экранирующие покрытия, слюдистые включения, тонкое измельчение, электролизная обработка
DOI: 10.15372/FTPRPI20220616
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Киенко Л. А., Воронова О. В. К проблеме расширения сырьевой базы для производства флюоритовых концентратов в Приморском крае // Горн. журн. — 2015. — № 2. — С. 69 – 71.
2. Чантурия В. А., Шадрунова И. В. Инновационные процессы глубокой и экологически безопасной переработки техногенного сырья в условиях новых технологических вызовов // Проблемы комплексной и экологически безопасной переработки природного и техногенного минерального сырья: материалы Междунар. совещ. (Плаксинские чтения). — Владикавказ, 2021. — С. 3 – 8.
3. Горлова О. Е., Шадрунова И. В. Развитие методологических оснований и обоснование параметров ресурсосберегающей экологически ориентированной переработки горно-промышленных отходов по комбинированным технологиям // Проблемы комплексной и экологически безопасной переработки природного и техногенного минерального сырья: материалы Междунар. совещ. (Плаксинские чтения). — Владикавказ, 2021. — С. 454 – 459.
4. Киенко Л. А., Воронова О. В., Кондратьев С. А. Влияние состава собирательных комплексов на результаты флотационного обогащения техногенных отходов Ярославской горнорудной компании // ФТПРПИ. — 2021. — № 4. — С. 153 – 161.
5. Кондратьев С. А., Ростовцев В. И., Коваленко К. А. Развитие экологически безопасных технологий комплексной переработки труднообогатимых руд и техногенного сырья // Горн. журн. — 2020. — № 5. — С. 39 – 46.
6. Киенко Л. А., Саматова Л. А., Воронова О. В., Плюснина Л. Н. Применение смесей собирателей при флотации тонковкрапленных карбонатно-флюоритовых руд // Обогащение руд. — 2009. — № 3. — С. 25 – 28.
7. Шепета Е. Д., Игнаткина В. А., Кондратьев С. А., Саматова Л. А. Флотация кальциевых минералов сочетанием реагентов разной молекулярной структуры // ФТПРПИ. — 2019. — № 6. — С. 124 – 139.
8. Секисов А. Г., Лавров А. Ю., Рассказова А. В. Фотохимические и электрохимические процессы в геотехнологии. — Чита: ЗабГУ, 2019. — 306 с.
9. Нефедов В. Г., Атапин А. Г. Анализ условий образования зародыша пузырька при электролизе воды // Вопросы химии и хим. технологии. — 2019. — № 4. — С. 120 – 126.
10. Чантурия В. А., Медяник Н. Л., Шадрунова И. В., Мишурина О. А., Муллина Э. Р. Исследование условий формирования пузырьков газа в процессе электролитической флотации // ФТПРПИ. — 2019. — № 3. — С. 80 – 86.
11. Герасимов А. М., Арсентьев В. А. Слоистые силикаты и их влияние на процессы обогащения полезных ископаемых // Обогащение руд. — 2018. — № 5. — С. 22 – 28.
12. Киенко Л. А., Воронова О. В. Проблемы снижения содержания двуокиси кремния во флюоритовых концентратах при обогащении техногенного сырья // ГИАБ. — 2019. — Вып. 30. — С. 50 – 56.
13. Zhang G., Gao Y., Chen W., and Liu D. The role of water glass in the flotation separation of fine fluorite from fine quartz, Miner., 2017, Vol. 7, No. 9. — P. 157 – 168.
14. Zhou W., Moreno J., Torres R., Valle H., and Song S. Flotation of fluorite from ores by using acidized water glass as depressant, Miner. Eng., 2013, Vol. 45. — P. 142 – 145.
15. Копылова А. Е., Прохоров К. В. Исследование возможности переработки техногенного минерального сырья электрофлотационным методом // Проблемы освоения недр в XXI веке глазами молодых: материалы Междунар. науч. школы молодых ученых и специалистов. — М., 2021. — С. 259 – 263.
16. Пат. 2744685 РФ, МПК B03D 1/02 В03В 7/00. Способ флотационного обогащения склонных к шламо-образованию руд / К. В. Прохоров, А. Г. Секисов; заявитель и патентообладатель ФГБУН ХФИЦ ДВО РАН, № 2020128840; заявл. 31.08.2020 г. // Опубл. в БИ. — 2021. — № 2.
УДК 550.4.02 + 622.7'1
МАССОПЕРЕНОС ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ ПРИ ВОСХОДЯЩЕЙ ФИЛЬТРАЦИИ РАСТВОРОВ В МАССИВЕ ХВОСТОХРАНИЛИЩА
А. Г. Михайлов, И. И. Вашлаев, Е. В. Морозов
Институт химии и химической технологии СО РАН,
E-mail: mag@icct.ru, Академгородок, 50, стр. 24, 660036, г. Красноярск, Россия
Институт физики им. Л. В. Киренского СО РАН,
Академгородок, 50, стр. 38, 660036, г. Красноярск, Россия
Представлены результаты исследования процесса восходящего фильтрационного массопереноса в массиве флотационных отходов с использованием водных растворов. Рассмотрен быстротекущий геологический процесс с пошаговой магнитно-резонансной томографией обстановки в массиве. Изучена кинетика водорастворимых полезных компонентов и структурно-вещественного преобразования массива для обоснования направленного формирования зон концентрации in situ у поверхности.
Массоперенос, восходящий капиллярный подъем, растворение, выщелачивание, флюид, фильтрация
DOI: 10.15372/FTPRPI20220617
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Смирнов В. В. Геология полезных ископаемых. — М.: Недра, 1976. — 688 с.
2. Аренс В. Ж. Физико-химическая геотехнология. — М.: МГГУ, 2001. — 656 с.
3. Секисов А. Г., Рубцов Ю. И., Лавров А. Ю. Активационное кучное выщелачивание дисперсного золота из малосульфидных руд // Зап. ГИ. — Т. 217. — 2016. — С. 96 – 101.
4. Гурман М. А., Щербак Л. И., Рассказова А. В. Извлечение золота и мышьяка из продуктов обжига упорных пирит-арсенопиритовых концентратов // ФТПРПИ. — 2015. — № 3. — С. 145 – 150.
5. Зосин А. П., Приймак Т. И., Кошкина Л. Б. Экологические аспекты процессов геохимической трансформации минеральных отходов от переработки сульфидных медно-никелевых руд // Экологическая химия. — 2003. — № 12. — С. 133 – 140.
6. Чантурия В. А., Макаров Д. В., Макаров В. Н., Васильева Т. Н. Окисление нерудных и сульфидных минералов в модельных экспериментах и в реальных хвостохранилищах // Горн. журн. — 2000. — № 4. — С. 155 – 158.
7. Маева С. Г. Основы геохимии. — Тирасполь, 2016. — 120 с.
8. Вашлаев И. И., Михайлов А. Г., Харитонова М. Ю., Свиридова М. Л. Изучение вертикальной зональности осаждения солей цветных металлов на испарительном барьере // ФТПРПИ. — 2019. — № 1. — С. 148 – 155.
9. Пешков А. А., Брагин В. И., Михайлов А. Г., Мацко Н. А. Геотехнологическая подготовка месторождений полезных ископаемых. — М.: Наука, 2007. — 286 с.
10. Чантурия В. А., Макаров В. Н., Макаров Д. В. Экологические и технологические проблемы переработки техногенного сульфидсодержащего сырья. — Апатиты: КНЦ РАН, 2005. — С. 196 – 213.
11. Ma Y., Feng S., Zhan H., Liu X., Su D., Kang S., and Song X. Water infiltration in layered soils with air entrapment: modified Green – Ampt model and experimental validation, J. Hydrol. Eng., 2011, Vol. 16, No. 8. — Р. 628 – 638.
12. Meiers G. P., Barbour S. L., Qualizza C. V., and Dobchuk B. S. Evolution of the hydraulic conductivity of reclamation covers over sodic / saline mining overburden, J. Geotech. Geoenviron, 2011, Vol. 137, No. 10. — P. 968 – 976.
13. Михайлов А. Г., Харитонова М. Ю., Вашлаев И. И., Свиридова М. Л. Способ формирования техногенного месторождения путем накопления полезных компонентов // ФТПРПИ. — 2016. — № 3. — С. 150 – 154.
14. Demco D. E. Current opinion in solid state and materials science, 2001, No. 5. — P. 195 – 202.
15. Коптюг И. В., Сагдеев Р. З. Применение метода ЯМР-томографии для исследования процессов транспорта вещества // Успехи химии. — 2002. — Т. 71. — С. 899 – 949.
16. Морозов Е. В. Авиационные материалы и технологии // Успехи химии. — 2014. — Т. 72 (2). — С. 183 – 212.
17. Abragam A. The Principles of Nuclear Magnetism, Oxford Clarendon Press, 1961. — 599 p.
18. Ernst R. R., Bodenhausen G., and Wokaun A. Principles of nuclear magnetic resonance in one and two dimensions, Clarendon Press, Oxford, 1987. — 610 p.
19. Callaghan P. Principles of nuclear magnetic resonance microscopy, Oxford University Press, 1991. — 512 p.
20. Mikhailov A. G., Vashlaev I. I., Kharitonova M. Y., and Sviridova M. L. Upward capillary leaching, Hydrometallurgy, 2018, Vol. 175. — P. 273 – 277.
ГОРНАЯ ЭКОЛОГИЯ И НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЕ
УДК 622.882 + 622.883 (470 + 571)
ПРОБЛЕМЫ РЕКУЛЬТИВАЦИИ СКЛАДИРОВАННЫХ ОТХОДОВ ГОРНОРУДНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ В РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
А. В. Еделев, Н. В. Юркевич, В. Н. Гуреев, Н. А. Мазов
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН,
E-mail: EdelevAV@ipgg.sbras.ru, просп. акад. Коптюга, 3, 630090, г. Новосибирск, Россия
Новосибирский государственный технический университет,
ул. Немировича-Данченко, 136, 630087, г. Новосибирск, Россия
Представлен обзор научных публикаций и нормативных актов, связанных с рекультивационными мероприятиями на местах складирования отходов горнорудной промышленности в Российской Федерации. Рассмотрены вызываемые горными работами экологические, экономические и социальные проблемы. Показана роль рекультивации в восстановлении как продуктивности нарушенных земель, так и экосистемы в целом, обозначены методы и этапы проводимых мероприятий. Выявлены основные препятствия для успешной рекультивации. Отмечается, что основное внимание при повышении эффективности восстановительных мероприятий должно быть направлено на совершенствование правовых основ в области рекультивации.
Рекультивация, нарушенные земли, отвал, хвостохранилище, вскрышная порода, вмещающая порода, экология, экологический ущерб, обзор
DOI: 10.15372/FTPRPI20220618
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Фролова Ю. К. Причины возникновения и перспективы использования техногенных месторождений // ГИАБ. — 2007. — № 7. — С. 24 – 32.
2. Месяц С. П., Волкова Е. Ю. Современный взгляд на рекультивацию породных отвалов горнодобывающей отрасли // ГИАБ. — 2015. — № S56. — С. 467 – 478.
3. Максимович Н. Г., Черемных Н. В., Хайрулина Е. А. Экологические последствия ликвидации Кизеловского угольного бассейна // Географ. вестн. — 2006. — № 2. — С. 128 – 134.
4. Хрисанов В. А., Бахаева Е. А. Современные геоморфологические процессы на территории Белгородской области и их антропогенная активизация // Региональные геосистемы. — 2011. — Т. 16. — № 15. — С. 209 – 216.
5. Арчегова И. Б., Лиханова И. А. Проблема биологической рекультивации и ее решение на европейском северо-востоке на примере Республики Коми // Изв. Коми НЦ УрО РАН. — 2012. — № 1. — С. 29 – 34.
6. Бортникова С. Б., Девятова А. Ю., Шевко Е. П., Гаськова О. Л., Еделев А. В., Огудов А. С. Перенос элементов в газоаэрозольной фазе из отвалов Комсомольского золотоизвлекательного завода (Кемеровская обл.) // Химия в интересах устойчивого развития. — 2016. — Т. 24. — № 1. — С. 11 – 22.
7. Бессонова Е. А. Экономическая оценка различных видов биологической рекультивации нарушенных земель // Вестн. ОГАУ. — 2011. — № 1. — С. 97 – 99.
8. Рафиков С. Ш., Сулейманов Р. А., Валеев Т. К., Рахматуллин Н. Р., Бактыбаева З. Б., Рахматуллина Л. Р. Влияние предприятий горнорудной промышленности на состояние окружающей среды и здоровье населения (обзор литературы) // Медицина труда и экология человека. — 2021. — № 3. — С. 62 – 75.
9. Капелькина Л. П. О естественном зарастании и рекультивации нарушенных земель Севера // Успехи современного естествознания. — 2012. — № 11. — С. 98 – 102.
10. Кожевников Н. В., Заушинцена А. В. Отечественный и зарубежный опыт биологической рекультивации нарушенных земель // Вестн. КемГУ. Биологические, технические науки и науки о Земле. — 2017. — № 1. — С. 43 – 47.
11. Тимофеева Ю. Р., Степанова Е. А., Богданов В. Л. Биологическая рекультивация нарушенных земель горно-промышленным комплексом (на примере ОАО “Апатит”) // Изв. СПбГАУ. — 2016. — № 42. — С. 294 – 299.
12. Государственный (национальный) доклад о состоянии и использовании земель в РФ в 2020 г. — М.: Росреестр, 2021. — 197 с.
13. Пыталев И. А., Гапонова И. В. Анализ способов формирования и рекультивации горнотехнических сооружений, обеспечивающих эффективность их реализации в краткосрочной перспективе // ГИАБ. — 2015. — № S4 – 2. — С. 39 – 47.
14. Мансурова М. С., Старостина Н. Н. Анализ существующих способов переработки и рекультивации отвалов горного производства // Экология и научно-технический прогресс. Урбанистика. — 2015. — Т. 1. — С. 219 – 225.
15. Липски С. А. Нарушение и рекультивация земель, отражение соответствующих сведений в государственных информационных системах // Никоновские чтения. — 2019. — № 24. — С. 95 – 97.
16. Михайлова А. И. Анализ современной ситуации в области лесохозяйственной рекультивации отвалов горных пород // ГИАБ. — 2008. — № S3. — С. 291 – 298.
17. Архипов А. В., Земцовская Е. В. Возможность рекультивации породных отвалов в условиях Заполярья и влияние рекультивации на отвалообразование // ГИАБ. — 2016. — № 4. — С. 110 – 121.
18. Кобечинская В. Г., Ярош О. Б. Рекультивация на карьерно-отвальных комплексах техногенных территорий в предгорном Крыму // Экономика строительства и природопользования. — 2021. — № 1. — С. 43 – 52.
19. Петрова Т. В., Корабель Л. Я. Анализ возможности использования механизмов финансовых гарантий для финансирования работ по рекультивации // ГИАБ. — 2015. — № 7. — С. 250 – 254.
20. Калыбеков Т., Байгурин Ж. Л., Рысбеков К. Б., Толеуов Б. Т. Разработка технологических схем селективного формирования внешних отвалов с учетом рекультивации // ГИАБ. — 2014. — № 10. — С. 87 – 81.
21. Назаренко Е. Б., Гамсахурдия О. В. Биологическая рекультивация техногенных ландшафтов // Вестн. МГУЛ. Лесной вестн. — 2013. — № 4. — С. 183 – 187.
22. Малинина Т. А., Дюков А. Н. Противоэрозионная и санитарно-гигиеническая роль лесных насаждений при биологической рекультивации техногенных ландшафтов Курской магнитной аномалии // Изв. Самарского НЦ РАН. — 2012. — Т. 14. — № 1 – 8. — С. 1979 – 1982.
23. Рыбникова Л. С., Рыбников П. А., Тарасова И. В. Геоэкологические проблемы использования выработанных карьерных пространств на Урале // ФТПРПИ. — 2017. — № 1. — С. 171 – 182.
24. Егорова И. В., Астапова В. А. Геоэкологические аспекты рекультивации гидроотвалов и хвостохранилищ горных предприятий // Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология. — 2013. — № 3. — С. 216 – 223.
25. Панков Я. В., Трещевская Э. И., Трещевская С. В. Опыт использования сосны обыкновенной при рекультивации промышленных отвалов Курской магнитной аномалии // Политематический сетевой электронный научный журнал КубГАУ. — 2012. — № 76. — С. 787 – 798.
26. Капитонов Д. Ю. Биологическая рекультивация отвалов вскрышных пород в районе КМА // Политематический сетевой эл. науч. журн. КубГАУ. — 2012. — № 75. — С. 784 – 793.
27. Кисляков В. Е., Бобров С. А., Гузеев А. А. Обоснование параметров работ по террасированию и выполаживанию ярусов отвалов на горнотехническом этапе рекультивации // Горн. журн. — 2014. — № 8. — С. 14 – 21.
28. Опрышко Д. С., Облицов А. Ю. Современные подходы к горно-технической рекультивации // Зап. ГИ. — 2013. — Т. 203. — С. 142 – 145.
29. Зеньков И. В., Жукова В. В., Гильц Н. Е., Юрковская Г. И., Миронова Ж. В., Смирнова Т. А., Горячева О. Е. Разработка технологий отсыпки отвалов угольных разрезов на основе прогнозирования результатов лесной рекультивации // Экология и промышленность России. — 2019. — Т. 23. — № 6. — С. 46 – 51.
30. Алексеенко А. В., Дребенштедт К. Оценка воздействия на окружающую среду и рекультивация отвалов карьера по добыче мергеля // Научн. ведомости БелГУ. Естественные науки. — 2018. — Т. 42. — № 3. — С. 467 – 477.
31. Миронова С. И., Поисеева С. И., Васильев Н. Ф., Кудинова З. А. Опыты биологической рекультивации на отвале № 6 карьера “Мир” // Успехи современного естествознания. — 2012. — № 11. — С. 120 – 121.
32. Тяботов И. А., Гревцев Н. В., Олейникова Л. Н., Горбунов А. В. Рекультивация хвостохранилища обогатительной фабрики с использованием торфа и сапропеля // Агропродовольственная политика России. — 2018. — № 5. — С. 41 – 46.
33. Тихменев Е. А., Тихменев П. Е. Технологические аспекты противоэрозионной рекультивации золоторудных месторождений криолитозоны // Изв. Самарского НЦ РАН. — 2012. — Т. 14. — № 1 – 3. — С. 817 – 821.
34. Юркевич Н. В., Юркевич Н. В., Гуреев В. Н., Мазов Н. А. Проблемы контроля фильтрации вод через гидротехнические сооружения в условиях вечной мерзлоты // Изв. ТПУ. Инжиниринг георесурсов. — 2020. — Т. 331. — № 4. — С. 126 – 138.
35. Белобров В. П., Гребенников А. М., Куленкамп А. Ю., Ряшко А. И., Торочков Е. Л. Особенности биологической рекультивации отвала фосфогипса балаковского филиала АО “Апатит” // Экологический вестн. Северного Кавказа. — 2015. — Т. 11. — № 1. — С. 20 – 25.
36. Малинина Т. А., Дюков А. Н., Голядкина И. В. Применение полимеров для закрепления эродируемых субстратов при рекультивации техногенных ландшафтов Курской магнитной аномалии // Лесотехнический журн. — 2012. — № 3. — С. 50 – 54.
37. Дмитракова Я. А., Абакумов Е. В. Восстановление почвенно-растительного покрова на участках рекультивации кингисеппского месторождения фосфоритов // Почвоведение. — 2018. — № 5. — С. 630 – 640.
38. Ермаков А. Ю., Сенкус В. В., Потокина М. В., Сенкус В. В. Рекультивация открытых горных выработок с использованием твердых бытовых и промышленных отходов, необработанных и переработанных остатков сточных вод // ГИАБ. — 2017. — № 4. — С. 409 – 414.
39. Архипов А. В., Решетняк С. П. Особенности рекультивации породных отвалов на территориях Севера и Заполярья России // Вестн. КНЦ РАН. — 2016. — № 2. — С. 39 – 43.
40. Дмитракова Я. А., Абакумов Е. В., Першина Е. В., Иванова Е. А., Андронов Е. Е. Динамика растительного сообщества и микробиома хроносерий посттехногенных почв в известняковом карьере в условиях рекультивации // Сельскохозяйственная биология. — 2018. — Т. 53. — № 3. — С. 557 – 569.
41. Тохтарь В. К., Мартынова Н. А., Корнилов А. Г., Петин А. Н. Опыт разработки эффективных способов биологической рекультивации отвалов ГОКов на юге среднерусской возвышенности // Проблемы региональной экологии. — 2012. — № 2. — С. 83 – 86.
42. Нуреева Т. В., Куклина Н. А., Чефранова М. Н., Мухортов Д. И. Особенности роста и формирования культур сосны обыкновенной при рекультивации карьеров // Вестн. ПГТУ. Лес. Экология. Природопользование. — 2016. — № 1. — С. 57 – 68.
43. Бекузарова С. А., Бурдзиева О. Г., Качмазов Д. Г., Майсурадзе М. В. Экологические проблемы на территориях с горнодобывающей промышленностью и активная рекультивация токсических почв // Геология и геофизика Юга России. — 2018. — № 4. — С. 7 – 17.
44. Уфимцев В. И. Опыт и современное состояние лесной рекультивации в Кузбассе // Сибирский лесной журн. — 2017. — № 4. — С. 12 – 27.
45. Кожокарь И. П. Правовые проблемы рекультивации земель // Тр. ИГП РАН. — 2021. — Т. 16. — № 3. — С. 69 – 88.
46. Шамордин Р. О. Вопросы правового регулирования проведения рекультивации земель при недропользовании // Журн. росс. права. — 2018. — № 5. — С. 148 – 155.
47. Мисник Г. А. Организационно-правовое обеспечение рекультивации земель // Экологическое право. — 2019. — № 4. — С. 13 – 16.
48. Кодолова А. В. Рекультивация как способ возмещения вреда, причиненного почвам, в натуральной форме: обзор судебной практики // Региональная экология. — 2017. — № 2. — С. 77 – 84.
49. Борзенкова А. В., Синьков Л. С. Механизм финансовых гарантий рекультивации земель при открытых горных работах // Управление экономическими системами. — 2013. — № 10. — С. 1 – 12.
НОВЫЕ МЕТОДЫ И ПРИБОРЫ В ГОРНОМ ДЕЛЕ
УДК 622.234.573 + 681.5.08
ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА ДЛЯ ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ГИДРОРАЗРЫВА
С. В. Сердюков
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН,
E-mail: ss3032@yandex.ru, Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
Рассматривается измерительно-регистрирующая аппаратура для лабораторных исследований гидроразрыва в условиях, имитирующих горное давление. Дано обоснование выбора наблюдаемых величин, частот дискретизации, периодичности наблюдений. Приведены блок-диаграммы программного кода в среде LabView, обеспечивающего синхронный сбор многоточечных замеров деформации, давления разрыва, акустической и сейсмической эмиссий, расхода рабочей жидкости и др. Даны рекомендации по выбору оборудования, датчиков, использованию разработки при создании измерительных комплексов и средств мониторинга геодинамических процессов.
Геомеханика, гидроразрыв, лабораторные исследования, оборудование, измерительная аппаратура на платформе LabView, сбор данных, деформация, давление разрыва, сейсмическая и акустическая эмиссии
DOI: 10.15372/FTPRPI202206019
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Евдокимов Ю. К., Линдваль В. Р., Щербаков Г. И. LabVIEW в научных исследованиях. — М.: ДМК пресс, 2012. — 400 с.
2. Сердюков С. В., Рыбалкин Л. А., Дробчик А. Н., Патутин А. В., Шилова Т. В. Лабораторный стенд для моделирования гидравлического разрыва массива трещиноватых пород // ФТПРПИ. — 2020. — № 6. — С. 193 – 201.
3. Ле Тхань Бинь. Повышение износостойкости рабочего инструмента гидромолотов типа JCB средней серии при разрушении негабаритов в условиях карьеров района Бинь Динь (Социалистическая Республика Вьетнам): дис. ... канд. техн. наук. — СПб.: СПбГУ, 2018. — 150 с.
4. Ефимов В. П., Шер Е. Н. Определение динамической трещиностойкости органического стекла // ПМТФ. — 2001. — Т. 42. — № 5. — С. 217 – 225.
5. Алешин В. И., Аэро Э. Л., Кувшинский Е. Б., Славицкий И. А. Кинетика роста трещин в пластинах из оргстекла // Изв. АН СССР. Механика твердого тела. — 1981. — № 2. — С. 70 – 79.
6. Вавакин А. С., Салганик Р. Л. Исследования трещиностойкости органического стекла // Изв. АН СССР. Механика твердого тела. — 1971. — № 4. — С. 167 – 175.
7. ГОСТ 22520-85. Датчики давления, разрежения и разности давлений с электрическими аналоговыми выходными сигналами. Общие технические условия. — М.: ИПК Изд-во стандартов, 2003. — 24 с.
8. Лагунов В. А., Мамбетов Ш. А. Скорость развития трещин в образцах горных пород // ПМТФ. — 1965. — № 6. — С. 96 – 99.
9. Вайсберг Л. А., Каменева Е. Е. Взаимосвязь структурных особенностей и физико-механических свойств горных пород // Горн. журн. — 2017. — № 9. — С. 53 – 58.
10. Сердюков С. В., Азаров А. В., Рыбалкин Л. А., Патутин А. В. О форме трещин гидроразрыва породного массива в окрестности цилиндрической полости // ФТПРПИ. — 2021. — № 6. — С. 72 – 84.