Анонс журнала № 3 «Проблемы недропользования» за 2025 год

В результате проведенных исследований установлено, что при системах разработки с обрушением руд и вмещающих пород, в связи с переизмельчением при отбойке рудного массива и последующими сегрегационно-концентрационными процессами при выпуске, наносится значительный ущерб, обуславливающий снижение эффективности функционирования горнотехнической системы. Результаты оценки экономического ущерба от потерь обогащенных металлом мелких фракций позволяют говорить о целесообразности разработки и реализации технических решений, которые позволили бы повысить полноту извлечения запасов недр. Определенные в настоящей работе направления преобразования элементов горнотехнической системы для снижения ущерба от переизмельчения руды являются основой для разработки и совершенствования конструкции системы разработки, геотехнологических процессов очистной выемки и применяемого технологического оборудования. Технические решения по снижению отрицательных последствий переизмельчения должны осуществляться на принципах синергии с технологией извлечения основной части запасов. Изменения в структуре горнотехнической системы не должны приводить к значительному увеличению объемов проведения подготовительно-нарезных выработок, продолжительности отработки выемочной единицы и усложнению технологических процессов очистной выемки, тем самым обеспечивая необходимую эффективность, интенсивность и безопасность подземной геотехнологии.

Автор: Рожков А.А. (ИГД УрО РАН, г. Екатеринбург).

• «Развитие конструкций полустационарных дробильно-перегрузочных установок для тяжелых условий».

В условиях наращивания производительности крупных горнодобывающих предприятий актуальным становится внедрение высокопроизводительных комплексов циклично-поточной технологии (ЦПТ), обеспечивающий снижение эксплуатационных затрат на транспортирование до 4 раз. Важным элементом дробильно-конвейерных комплексов, применяемых в ЦПТ, являются дробильно-перегрузочные установки (ДПУ), поскольку они определяют подготовку материала к транспортировке конвейером, а производительность установленной в них дробилки (дробилок) лимитирует производительность комплекса в целом. Статья посвящена описанию выработанных в рамках выполненных НИОКР особенностей проектирования современных высокопроизводительных ДПУ. Приведена систематизация условий применения ДПУ разных типов в составе дробильно- конвейерных комплексов. Результатами расчетов показано рациональное количество разгрузочных мест для автосамосвалов в зависимости от производительности ДПУ. Показано, что в условиях высокопроизводительной ДПУ, реализованной на базе единственной дробилки, рационально адаптировать ее параметры (в частности камеру дробления) под физико-механические свойства и гранулометрический состав подаваемой руды. Отражен принцип модульности при разработке компоновки ДПУ, которая может быть адаптирована под конкретные горно-технологические условия карьера. В заключении сформулированы принципы рационального по металлоемкости проектирования высокопроизводительных полустационарных дробильно-перегрузочных установок.

Авторы: Журавлев А.Г., Чендырев М.А. (ИГД УрО РАН, г. Екатеринбург).

Статья посвящена анализу методов расчета крепи подземных горных выработок в условиях запредельного напряженно-деформированного состояния (НДС) массива. Рассматриваются ключевые факторы, влияющие на устойчивость выработок: геомеханические свойства пород, горное давление, зоны разрушения и дилатансионные процессы. Особое внимание уделено аналитическим моделям (Феннера, Лабасса, Либермана, Шашенко, Литвинского и др.), используемым для прогнозирования параметров крепи.

Показано, что традиционные методы, основанные на упрощенных статических моделях, не учитывают реальное НДС массива, что приводит к завышению коэффициентов запаса и ограничивает их применение в сложных горно-геологических условиях. Подчеркивается важность учета дилатансии, временных и пространственных изменений прочности пород, а также взаимодействия крепи с массивом.

Отмечается, что современные методики, несмотря на теоретическую строгость, обладают существенными недостатками: сложность определения параметров разрушенного массива (остаточная прочность, модуль спада), противоречия в оценке влияния отпора крепи, ограниченная применимость в инженерной практике. Наиболее перспективными признаны подходы, сочетающие аналитические решения с эмпирическими коэффициентами (например, метод Литвинского).

Выводы статьи подчеркивают необходимость дальнейших исследований, включающих численное моделирование, лабораторные и натурные эксперименты, для разработки более точных и практико-ориентированных методик расчета крепи. Оптимизация баланса между детализацией модели и ее практической реализуемостью остается ключевой задачей в обеспечении устойчивости подземных выработок.

Авторы: Балек А.Е., Коптяков Д.А., Масальский Н.А., Прищепа Д.В., Харисов Т.Ф. (ИГД УрО РАН, г. Екатеринбург).

• «Результаты исследований по определению зависимости между деформационными параметрами по данным геодезии и радонометрии».

Представлены результаты аналитических исследований по определению эмпирической зависимости между деформационными показателями растяжения и сжатия по данным радонометрии и значениями горизонтальных деформаций по данным геодезического мониторинга для массива горных пород участка промплощадки шахты Северопесчанская. В исследованиях использовались результаты радонометрических и геодезических исследований 2023 г., выполненных для определения возможности использования соотношения содержания долей объемной активности в почвенном воздухе радона-222 и торона для выявления участков деформаций растяжения и участков деформаций сжатия в пределах промплощадки ш. Северопесчанская. Результаты геодезического мониторинга за восьмимесячный период наблюдений использовались как параметрические. Результаты геодезического мониторинга подтвердили достоверность выявления зон деформаций разуплотнения и деформаций сжатия в горном массиве с использованием радонометрии. В результате выполненных аналитических исследований установлены зависимости между значениями деформаций, определенных с использованием геодезии и деформационными показателями, определенными с использованием радонометрии. Полученные зависимости позволили определить количественные значения горизонтальных деформаций в радонометрических точках измерения. С использованием метода аппроксимации построена карта распределения горизонтальных деформаций в пределах промплощадки. Опробованная методика, уступая в точности геодезическим исследованиям, позволяет получить общую картину распределения деформаций не только вдоль профильной геодезической линии, но и по площади исследуемого горного массива с минимальными материальными затратами.

Авторы: Далатказин Т.Ш., Зуев П.И. (ИГД УрО РАН, г. Екатеринбург).

• «Геодинамическая диагностика подработанного  горного массива с использованием радонометрии».

В работе представлены результаты геофизических исследований, посвященных оценке перспективности применения радонометрии в качестве метода для выявления и оконтуривания деформационных участков, а также установления генезиса структурно-геодинамических образований, формирующихся в пределах подработанных массивов горных пород. Исследования проводились на ограниченном по площади участке, расположенном непосредственно над малозаглубленной, погашенной подземной горной выработкой, наличие которой было установлено по результатам предварительных исследований методами электротомографии и сейсморазведки. В ходе работ были установлены закономерности, связывающие показатели растяжения и сжатия, определяемые по данным радонометрии, с уровнем геодинамической активности исследуемого массива. Полученные зависимости позволили разработать методику выявления и классификации деформаций, возникающих в горном массиве, с выделением следующих типов: 1) малоглубинные объекты разуплотнения, характеризующиеся повышенными значениями радона; 2) активные дизъюнктивные нарушения (разрывные геологические структуры), отличающиеся специфическими аномалиями радонового поля; 3) зоны деформаций сжатия, характеризующиеся пониженными значениями радона и специфическими особенностями его распределения.

Авторы: Далатказин Т.Ш., Зуев П.И. (ИГД УрО РАН, г. Екатеринбург).

• «Систематизация геомеханических рисков нарушения устойчивости бортов и уступов карьеров».

Оценка рисков нарушения устойчивости бортов и уступов карьеров в массивах скальных горных пород должна базироваться на результатах комплексного мониторинга состояния прибортовых массивов, выявлении опасных зон, исследовании причин деформаций с учетом изменяющегося во времени гравитационно-тектонического поля напряжений. Разработана обобщенная систематизация геомеханических рисков нарушения устойчивости бортов и уступов карьеров на основе учета влияния тектонических напряжений в зависимости от масштаба участка деформирования. Для условий конкретного карьера реестр рисков может быть детализирован по результатам пополнения базы данных о деформациях прибортовых массивов, при этом отнесение вероятных деформаций бортов и уступов к соответствующей категории риска должно производиться с учетом возможности тектонической подвижки массива и ухудшения прочностных свойств по протяженной трещине на основе геомеханических расчетов

Авторы: Яковлев В.Л., Яковлев А.В., Шимкив Е.С., Соколов В.В. (ИГД УрО РАН, г. Екатеринбург).

• «Методика проектирования специализированных гидрогеологических ГИС-ориентированных баз данных».

Проблема хранения данных мониторинга состояния недр области влияния горнопромышленных предприятий имеет важное значение, поскольку эти данные используются для оперативного управления процессом добычи. Такие данные являются разнородными: накапливаются различные таблицы и каталоги, графические материалы в виде схем, карт, планов (как растровых, так и векторных). На примере мониторинга гидросферы горнопромышленной территории приведена методика хранения и обработки данных гидрогеологического мониторинга. В качестве основного подхода в реализации методики рассмотрены цифровые технологии. Системы управления базами данных (СУБД) выступают в качестве основного хранилища каталожных и табличных данных, а использование геоинформационных технологий позволяет задействовать в работе растровые и векторные данные. В статье описана методика взаимодействия геоинформационной системы (ГИС) и СУБД для хранения, анализа и интерпретации данных. Такое взаимодействие программных продуктов позволяет получать прогнозные картографические материалы в автоматизированном виде. Для создания СУБД апробировано специализированное программное обеспечение Hydro GeoAnalyst. Установлено, что подход по совместному использованию СУБД и ГИС позволяет получать количественные и качественные прогнозные оценки за счет оптимизации алгоритма взаимодействия с данными и снижения трудозатрат пользователя.

Авторы: Корнилков С.В., Рыбников П.А., Рыбникова Л.С., Смирнов А.Ю. (ИГД УрО РАН, г. Екатеринбург).

• «Проблемы качества и стандартизации исходной геологической и геомеханической информации при геолого-структурном и геотехническом моделировании».

Данная работа посвящена раскрытию проблемы качества исходных геологических и геомеханических данных. Сравнение исторических материалов, используемых для первичной оценки геологической и геомеханической обстановки с современными подходами картирования и документирования горных выработок и обнажений. Рассмотрение современных классификаций для преобразования и стандартизации исторических материалов и современных исследований в единую систему.

За основу принимаются общепринятые и международные сокращения, рейтинговые классификации, такие как: индекс качества выработок по системе Бартона, рейтинговая система массива горных пород Бенявского, показатель геологического индекса прочности Хоека-Брауна. В качестве развернутого примера используется рейтинговая система RMR Бенявского, но похожая сравнительная оценка проводилась и по другим показателям.

В работе описаны основные параметры и переменные для классификации горного массива по его качественным показателям, которые встречаются в исходных исторических материалах и требуются по классификации. Приведены примеры перехода от субъективного качественного описания массива к численным рейтинговым параметрам.

Переход к рейтинговым показателям численной характеристики массива обеспечивает возможность машинного расчета при интерполяции и экстраполяции в блочных моделях, проведение сравнительного анализа между участками и прогнозного анализа на зоны и области интереса с малой информационной обеспеченностью для проектирование дополнительных работ до изучения массива.

Главная цель таких преобразований унификация всех доступных материалов в единую базу данных. Быстрый пересчет между различными системами. Составлением программы исследований для изучения наиболее неустойчивых участков.

Автор: Лысенко Д.Е. (Научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела – межотраслевой научный центр «ВНИМИ», г. Санкт Петербург).

Читайте новый выпуск журнала на нашем сайте, переходя по ссылке: Проблемы недропользования (igduran.ru)

Анонс в формате .pdf