ВЕСТНИК КУЗБАССКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

Джижикрутское месторождение, расположенное в Зеравшано-Гиссарском сурьмяно-ртутном поясе, представляет собой уникальное джаспероидное месторождение с ярко выраженными штокверкообразными рудными телами и сложной многослойной структурой, включающей доломитовые брекчии. Проведенные исследования по обогащению руд нижних горизонтов показали возможность эффективного извлечения сурьмы и ртути методом флотации. В результате была получена сурьмяная концентратная марка КСуФ-3 с содержанием сурьмы 46,5% и степенью извлечения 89,9%. Однако значительная часть золота остается в хвостах флотации, что указывает на необходимость разработки дополнительных технологических процессов для его извлечения. В работе предложена технологическая схема флотации, адаптированная для условий Анзобской обогатительной фабрики (ТА ООО СП «Анзоб). Схема включает тонкое измельчение руды до 75% класса -0,063 мм, основную флотацию, две контрольные флотации и многоступенчатую перечистку концентрата. Такой подход обеспечивает оптимальное использование минерального сырья и максимальное извлечение сурьмы и ртути, а также сопутствующих ценных элементов, таких как таллий, селен и теллур. Особое внимание уделено геологическим и минералогическим особенностям месторождения, которые влияют на выбор методов переработки. Уникальный состав руд, характеризующийся высоким содержанием тонковкрапленного золота и сложной ассоциацией минералов сурьмы и ртути, требует специализированных технологий обогащения. Несмотря на успешное извлечение сурьмы и ртути, остающееся в хвостах золото представляет потенциальный резерв для повышения экономической эффективности разработки месторождения. Таким образом, проведенные исследования подтверждают перспективность использования флотационного метода для обогащения золото-сурьмяно-ртутных руд Джижикрутского месторождения и подчеркивают необходимость дальнейших исследований по извлечению золота из хвостов флотации.

Исследование посвящено критической задаче транспортировки твердеющих закладочных смесей в подземных горных выработках, от эффективности которой зависит не только устойчивость горных массивов, но и общий уровень производительности добычных операций. Особое внимание уделено основным проблемам, связанным с использованием традиционных технологий, среди которых чрезмерная вязкость материалов, усиленный износ оборудования вследствие абразивного воздействия и ограниченные возможности транспортировки на большие расстояния. Эти ограничения существенно сказываются на экономической оправданности и технологической устойчивости процессов. Цель работы заключалась в создании инновационного подхода к транспортировке смесей, предполагающего применение технологии мелкодисперсной аэрации. Использование аэратора, насыщавшего смесь мельчайшими пузырьками воздуха, обеспечило значительное снижение плотности и вязкости материала. Это позволило уменьшить сопротивление потоку, расширить расстояние доставки и сократить затраты на энергообеспечение. В ходе реализации метода удалось удвоить протяженность самотечного транспортирования без ущерба для нормативных показателей текучести смеси. Предложенная технология показала свою эффективность в минимизации эксплуатационных расходов, повышении надежности систем и обеспечении качественного заполнения выработанного пространства. Выводы исследования свидетельствуют о высокой перспективности применения мелкодисперсной аэрации в горнодобывающей отрасли, направленной на повышение технологической и экономической результативности.

Актуальность применения современных программных комплексов для обоснования устойчивости бортов карьеров обусловлена необходимостью повышения безопасности, точности прогнозов и эффективности горных работ. Несмотря на это, многие инженеры не считают использование таких решений обязательным, что связано с рядом факторов. Во-первых, нормативные документы не всегда обязывают выполнять сложные геомеханические расчеты с применением численных методов, а во-вторых, существующие программные комплексы имеют высокую сложность и узкую направленность, что ограничивает их использование. Эти обстоятельства приводят к недостаточной распространенности более точных технологий прогнозирования поведения горного массива, которые могут значительно усилить контроль за устойчивостью формируемых бортов карьеров. Целью данной работы является исследование возможностей применения современных программных комплексов для более точного обоснования устойчивости бортов карьера, что продемонстрировано на примере Горевского свинцово-цинкового месторождения. В статье рассмотрены основные причины, ограничивающие внедрение сложных математических методов в практику прогнозирования устойчивости, и проанализированы различные программные решения, которые позволяют учитывать литологические разности, неоднородность массива и рассчитывать коэффициенты запаса устойчивости. Выполнены моделирование и расчеты устойчивых параметров бортов карьера с применением различных программных комплексов. Результаты работы показали, что использование современных программных решений значительно повышает точность расчетов устойчивости, способствует детализированию моделей горных массивов и улучшает прогнозирование. Это, в свою очередь, способствует повышению безопасности горных работ, снижению рисков и увеличению экономической эффективности горнодобывающих процессов, что подчеркивает необходимость их широкого применения в инженерной практике.

В статье рассмотрена концепция Майнинга 6.0 как будущей технологической платформы развития отраслей горнодобывающего комплекса в условиях усиления призывов и действий разных стран - производителей и потребителей угля - к сокращению до нулевого уровня выбросов парниковых газов и борьбе с изменением климата, наряду с усилиями по обеспечению доступа развивающихся стран к дешевой энергии (цели устойчивого развития ООН). Выделены технологические отличия Майнинга 6.0 от платформ Майнинг 5.0 (с характерной человекоцентричностью развития) и Майнинг 4.0 (ориентированного на максимальный рост производительности), связанные с природоцентричным вектором цифровой трансформации. Соединение цифровых технологий Майнинга 6.0 с традиционной геотехнологией (открытой, подземной) рассматривается в статье как возможность достижения во многом взаимоисключаемых целей устойчивого развития ООН - борьбы с изменением климата и справедливым обеспечением доступной энергией развитых и развивающихся стран. Авторы обосновывают неизбежность перехода к человекоцентричному, а затем и к природоцентричному технологическому развитию добычи угля в будущем результатами анализа динамики добычи угля в России и в мире, а также производительности труда и воздействия на окружающую среду. Авторы связывают перспективы сохранения роли угля как доступного энергоносителя в будущем с ростом производительности добывающих предприятий и экологическим вектором развития технологий его добычи на новой цифровой основе.

Подземные транспортные коммуникации (тоннели и метрополитены) в современном мире являются неотъемлемой частью городской и междугородней инфраструктуры. С каждым годом потребность в сооружении подобных объектов возрастает и на этом фоне происходит рост реализации все новых проектов. Технология проходки напрямую влияет на качество, стоимость, скорость и безопасность ведения работ. В данной статье речь пойдет про особенности горного способа с применением буровзрывных работ (БВР), на примере строительства железнодорожного тоннеля. Будет обозначена проблематика, с которой сталкиваются строители, в первичном обобщении сформулированы задачи по каждому рассмотренному аспекту и намечены пути их решения. Рассмотрены факторы, которые влияют на выбор способа проходки тоннелей и сопутствующих горных выработок, с кратким описанием каждой применяемой технологии. Показаны проблемные ситуации, возникающие при производстве проходческих работ. Выполнен анализ влияния обозначенной проблематики на циклограмму производства работ и описаны причины ее возникновения с приложением фотоматериалов. Рассмотрен каждый параметр применяемого паспорта БВР, варианты его корректировки в различных горно-геологических условиях, а также показана зависимость его составления от современного уровня научно-технического прогресса. На основании рассмотренных данных сформированы критерии, которым должны удовлетворять применяемые методы, для исключения обозначенных недочетов. Спрогнозированы перспективы развития различных отраслей науки с качественным изменением методологического подхода для достижения представленной модели ведения горных работ. Внедрение предложенных мероприятий предполагает комплексное повышение эффективности применения способа БВР при прохождении любых горных выработок, а не только подземных транспортных коммуникаций.

В общей технологической политике производства открытой угледобычи существуют устойчивые тенденции к рациональному сочетанию добычи твердых полезных ископаемых и бережливому отношению к окружающей среде. Тем не менее, к существенным недостаткам применяемых систем и технологий относят отсыпку внешних отвалов, влекущих отчуждение земель и большую дальность транспортирования вскрышных пород карьерным автотранспортом. В целом это приводит к росту затрат на добычу. Значительная доля угольных месторождений, отрабатываемых открытым способом, в Кузбассе представлена наклонными и крутопадающими свитами пластов. Выполненные проекты для некоторых разрезов предусматривают применение ресурсосберегающих технологических решений с внутренним отвалообразованием, основывающихся на применении транспортных способов разработки забойной стороны карьерного поля, при которых вся вскрыша из забоев перевозится во внутренний отвал автосамосвалами, что снижает эффективность горных работ. В данной публикации рассматривается возможность применения для вышеуказанных условий менее затратной бестранспортной технологии. Использование данного способа как в производственной, так и в проектной практике сдерживается отсутствием всесторонней методической базы. К примеру, не даны рекомендации по оценке глубины сооружения первоначальной выработки под внутренний отвал, не определен режим горных работ и т. п. В статье решаются промежуточные задачи установления предварительных технических границ бестранспортной технологии перемещения вскрышных пород из забоя во внутренний отвал при углубочно-сплошной системе открытой разработки наклонных и крутопадающих угольных залежей, определенных посредством выполнения горно-геометрического анализа.

Угольные месторождения Кузнецкого бассейна, разрабатываемые открытым способом, характеризуются сложными условиями с большой протяженностью при значительной глубине залегания свиты пластов, различной их мощностью и углом падения, высокой крепостью вмещающих пород и других. В геолого-экономических районах бассейна в основном представлены месторождения с залеганием свиты пластов от пологого до крутопадающего. Общей чертой недостатков существующих технологий служит рост текущего коэффициента вскрыши при углублении горных работ, что предполагает для поддержания достигнутых технико-экономических показателей деятельности горнодобывающих предприятий увеличение числа горнотранспортного оборудования, но это не всегда при существующих принципах организации работ внутри рабочей зоны карьерного поля позволяет изменить ситуацию. В настоящей публикации основное внимание направлено на выполнение анализа горнотехнических условий отработки свиты пологих пластов, который показал, что существующие подходы не в полной мере удовлетворяют сформулированным требованиям к технологии разработки для обеспечения полной, экономически эффективной и безопасной отработки запасов угля в граничных контурах разреза. Это послужило основанием для выполнения исследования, направленного на создание условий эффективной и максимально возможной экологической безопасности при оптимизации интегральных показателей эффективности при отработке месторождения в граничных контурах разреза посредством обоснования режима горных работ. Объектом графоаналитического моделирования являются пологопадающие залежи, расположенные в центральной и южной части бассейна. Таким образом, целью настоящего исследования является разработка основных принципов формирования структурных схем очередности отработки карьерных полей угольных разрезов.

Предложен вариант системы подэтажной отработки с торцовым выпуском руды в условиях применения на глубоких горизонтах, разработана модель и дано геомеханическое обоснование геотехнологии на этапах развития фронта очистных работ с учетом максимального количества влияющих параметров выемки. Рассмотрены поля концентрации напряжений при различных горнотехнических ситуациях по критериям Кулона-Мора и Друкера-Прагера с учетом нарушенности массива горных пород. Для установления зон возможных разрушений массива горных пород использовались значения сцеплений и угла внутреннего трения пород с учетом их структурного ослабления. Показано, что формируемое напряженно-деформированное состояние в конструктивных элементах геотехнологии не является критическим, так как величины действующих напряжений не превышают пределы их деформационно-прочностных характеристик по условиям сжатия, растяжения и сдвига горных пород. Выявлены прогнозируемые участки потерь устойчивости горных пород в районе эксплуатируемых участков при изменении направления фронта выемки руды относительно ориентации природных тектонических напряжений. Установлено, что при переходе на большие глубины следует за критический признак обоснования геотехнологии принять условие достаточной устойчивости массива. Предложены конструктивные параметры и элементы геотехнологии в условиях Кукисвумчоррского и Юкспорского месторождений. Выполнен комплекс исследований по геомеханическому обоснованию системы разработки подэтажного обрушения с торцовым выпуском руды применительно к горно-геологическим условиям Кукисвумчоррского и Юкспорского месторождений. Предложены безопасные параметры освоения системы разработки с торцовым выпуском руды (в крест и по простиранию рудных тел) и фронта горных работ вышележащего горизонта относительно нижнего. В случаях уточнения физико-механических и деформационно-прочностных свойств руд и пород, а также литологии массива при переходе работ на глубокие горизонты параметры геотехнологии следует скорректировать в соответствии с полученными данными

В настоящее время на открытых горных работах уникальным и практически единственным высокоэффективным способом подготовки скальных пород к выемке является их разрушение энергией взрыва. Забойка скважин является одной из составляющих конструкции скважинных зарядов. В статье приводится обоснование актуальности забойки скважин в зависимости от параметров буровзрывных работ и свойств горного массива посредством проведения производства экспериментальных взрывов на открытых горных работах. В целях уточнения актуальности забойки скважин на разрезе «Буреинский-2» АО «Ургалуголь» и «Маломырском руднике» ГК «Атлас Майнинг» проведена серия опытно-промышленных взрывов, где были зафиксированы основные данные исследуемых блоков (производительность экскаватора, глубина скважин, длина заряда и недозаряда скважин, скорость детонации заряда ВВ, вычислена скорость продольной волны в горном массиве). Исследования показали, что применение забойки становится менее эффективным при определенных условиях, а именно при балансе факторов - увеличении скорости распространения продольных волн в горном массиве, снижении скорости детонации заряда взрывчатого вещества, уменьшении длины свободной от заряда верхней части скважины, увеличении длины верхней части столба заряда, начиная от места установки боевика, и удельного интервала замедления по диагонали сетки скважин, равного или превышающего 4,9 мс/м. На основании проведенных экспериментов установлено, что при удельном диагональном интервале замедления 4,9 мс/м и выше эффективность забойки снижается, особенно если коэффициент эффективности забойки (nэз) превышает единицу. Для определения целесообразности использования забойки необходимо учитывать различные горно-геологические условия и параметры буровзрывных работ. В ходе работы получена зависимость производительности экскаватора от показателя эффективности забойки.

Рассмотрены вопросы совершенствования дегазационных работ. Определены основные способы дегазации, обеспечивающие комплексное освоение ресурсов, и предложены мероприятия по совершенствованию дегазации. Приведены результаты обзора НИОКР и публикаций за период 2010-2024 гг. в России и в США. Показано, что реструктуризация угольной отрасли привела к кардинальному росту технико-экономических показателей добычи угля и, как следствие, к усилению обратной связи в системе «технология - окружающая среда»; использование высокопроизводительной техники, обеспечивающее рост производительности труда и приводящее к снижению численности рабочих мест, приводит к существенному повышению требований к уровню безопасности. В основном это определяется снижением уровня резерва при планировании добычных и подготовительных работ. Одной из основных проблем современного этапа развития технологии угледобычи в нашей стране является обострение противоречия между темпами ведения подготовительных и очистных работ, которое усложняет применение предварительной дегазации разрабатываемых пластов. Приведены причины низкого уровня метанобезопасности, например, такая, как продолжающееся ухудшение горно-геологических условий отработки запасов, связанное в первую очередь с углублением горных работ. При высоких нагрузках все большее значение приобретают источники, которым ранее не уделяли большого внимания, такие как надрабатываемые спутники или разрабатываемый угольный пласт. Отмечены направления совершенствования способов дегазации. На современных глубинах разработки в пластовых условиях газ угольных месторождений имеет кондиции, превышающие качество газа газовых месторождений, в первую очередь за счет отсутствия соединений серы. Эффективное извлечение кондиционного метана возможно только при условии повышения проницаемости угольного пласта, которое может быть достигнуто либо за счет воздействия на пласт, либо горнотехническими способами.

В зоне действия отрицательных температур среды охлаждения, при перевозках и складировании влажных сыпучих материалов происходит его частичное или полное, в зависимости от длительности воздействия отрицательных температур, смерзание. В этом случае возникает необходимость принятия различных превентивных мер, обеспечивающих возможность сохранения сыпучих свойств используемых материалов в условиях складирования и транспортировки. В настоящее время существует достаточно широкий спектр различных мероприятий, включающих применение различных солей, снижающих температуру замерзания груза, гидрофобных добавок, замещающих непосредственный контакт между смоченными частицами груза масляными прослойками, а также использование реагентов, имеющих более высокую степень адгезии к частицам сыпучего груза и замещающим контакт с ними водных пленок. Крайним и труднодостижимым мероприятием является полное устранение из рассматриваемых систем смерзающего компонента - воды. Практическим аналогом данного способа выбрано промораживание слоя влажного материала с последующим рыхлением (перемешиванием) как наиболее доступный и простой в технической реализации. В рамках метода динамического программирования составлена математическая модель процесса промораживания слоя влажного сыпучего материала. В качестве управляющего воздействия принята процедура рыхления (перемешивания) слоя материала и момент ее применения. Составлена программа - цифровой двойник процесса промерзания слоя материала, с помощью которой определен оптимальный момент применения процедуры рыхления (перемешивания) для слоев груза различной толщины, при разных значениях температуры среды охлаждения. Данный подход позволяет существенно, в 2-3 раза, сократить сроки предварительного промораживания груза при подготовке к перевозкам или складированию по сравнению с естественным ходом процесса промерзания (без перемешивания

Эффективность и безопасность строительства и эксплуатации любого горного предприятия, а тем более склонного и опасного по горным ударам, напрямую зависит от степени детализации и достоверности прогноза напряженного состояния массива на каждом участке. Статья содержит результаты исследований, направленных на разработку надежного и применимого на практике подхода к изучению и прогнозу напряженного состояния породного массива при строительстве подземных рудников. Приведен анализ последних достижений в области изучения напряженно-деформированного состояния массива горных пород и определены основные проблемы, с которыми сталкиваются исследователи при натурной оценке напряжений. В основу разработанного подхода заложены принципы массовости, точности и подобия измерений, предложенные Ю. Н. Огородниковым. С учетом этих принципов предложен комплексный подход, позволяющий обеспечить глубокий анализ и обобщение геомеханических процессов, происходящих на месторождении, склонном и опасном по горным ударам. Приведена последовательность этапов измерений и обработки информации, а также результаты апробации подхода на примере апатит-нефелинового месторождения Олений ручей, расположенного в Хибинском массиве на Кольском полуострове. Применение подхода позволило дать качественную и количественную оценку начального поля напряжений на месторождении в пределах горного отвода рудника, найти закономерности изменения поля напряжений при увеличении глубины, а также спрогнозировать эти процессы на вновь строящихся и проектируемых горизонтах. Полученные данные совпадают с результатами инструментальных измерений напряжений на руднике, что позволяет сделать вывод об эффективности использования данного подхода.