РАЗРАБОТКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
An analysis of appropriateness of room-and-pillar method for extracting medium-thick inclined coal seams in Quang Ninh Coal Basin taking into account existing mining and geological conditions was carried out. Corresponding foreign experience of applying room-and-pillar method was considered in relation to the mines of Vietnam. Process flow sheet of first mining and extraction of medium-thick inclined coal seams by room-and-pillar method in complicated mining and geological conditions was developed, and optimal block length along the strike to provide the production safety and efficiency was determined.
Horizontal boreholes were adapted for using in mine dewatering systems. Efficient and economically sound application of this new method of dewatering requires using perforated or slotted pipes as filters when installing casing. Pressure drop along a horizontal borehole is a major factor that affects the borehole performance. The pressure drop is caused by four separate effects: wall friction, perforation roughness, inflow acceleration, and mixing effects. This paper is devoted to studying the effects of these two former factors in perforated or slotted pipes. Numerical analysis was carried out using different types of perforation holes and slots. The simulation model was constructed using ANSYS Fluent 14.5 software. The results showed that at high Reynolds number, roughness friction factor values in perforated pipes with circular holes are significantly higher than those in slotted pipes with axially elongated slots and slotted pipes with perpendicular (to pipe axis) slots.
В условиях Жезказганского медного месторождения, отрабатываемого подземным способом, потери руды в оставляемых целиках колеблются от 12 до 25 %, достигая иногда 40 %. За период разработки Жезказганского месторождения в разного рода потерях оставлены десятки миллионов тонн богатой руды. Ежегодный прирост потерь руды в различных целиках с учетом увеличивающейся добычи равен примерно годовой производительности целого рудника. Также в процесс добычи до сих пор не привлечены богатые по содержанию пропластки медных руд малой мощности. Поэтому изыскание наиболее эффективных методов добычи потерянных, забалансовых и бросовых руд имеет первостепенное значение. Одним из таких методов является подземное выщелачивание, позволяющее осуществлять их вторичную разработку и максимально полно использовать богатства недр. Цель исследований состояла в экспериментальном исследовании процессов выщелачивания окисленных, смешанных и сульфидных медных руд старых отработанных шахт Жезказганского месторождения с использованием различных растворителей. Выщелачивание оксидных и сульфидных руд проводилось в 2 этапа, при этом длительность кратковременных экспериментов составила 35 сут, а длительных – 294 сут. За 10 мес. из окисленно-сульфидной руды крупностью менее 20 мм можно выщелочить 50–80 % меди. За тот же период из халькозиновой руды получено 30–50 % меди, а из борнит-халькопиритовой всего 5–12 %, что свидетельствует о малой эффективности переработки последней методом выщелачивания. Лучшими растворителями являются серная кислота ((5-10 г/л) и подкисленный сульфат окиси железа (5 г/л). Расход серной кислоты по мере выщелачивания и развития окислительных процессов снижается до 1,6–3,2 т/т меди для окисленной руды и до 2,5–4,1 т/т для халькозиноволй руды, что делает сернокислотное выщелачивание вполне приемлемым для этих руд по технико-экономическим показателям.
В отечественной практике подсчета запасов рудных месторождений, в том числе на стадии технико-экономического обоснования кондиций рассчитываются рудные интервалы (композиты) с учетом условий кондиций. К условиям кондиций относятся: бортовое содержание полезного компонента; минимальная мощность рудного тела; максимально допустимая мощность прослоев пустых пород или некондиционных руд, включаемых в контур рудного тела; минимальный метропроцент (метрограмм), рассчитываемый как произведение бортового содержания на минимальную мощность рудного тела. В последнее время в практике подсчета запасов месторождений полезных ископаемых стали появляться варианты автоматизации данного процесса в специализированных программах по обработке геолого-маркшейдерской информации. Основным предметом для создания автоматизации процесса создания рудных интервалов в программе Micromine и темой настоящей статьи является определение границ рудного тела в направлении мощности с использованием параметров технико-экономических кондиций. Рассматриваемая ситуация возникает в случаях отсутствия внешних геологических границ и характерна для рудных тел различной морфологии: оруденелые дайки, минерализованные зоны, штокверки, скарны, рудные столбы и др. Ранее, до изучения настоящей проблемы, в программе «Micromine» были реализованы расчеты композитов для следующих сценариев: вдоль скважин, по уступам, по интервалам, по геологии, по содержанию. Разработчиками программы, начиная с версии 16 решено алгоритм расчета рудных интервалов по кондициям реализовать самостоятельным методом в отдельной вкладке меню «Скважины/Расчет композитов/По содержанию (ГКЗ)». К основным разновидностям (параметрам) алгоритма построения рудных интервалов относятся: Смягченные правила и Строгие правила. Приведены общие положения при рассмотрении рядовых рудных интервалов, сходство и отличия в работе основных разновидностей (параметров) алгоритма. Формально для расчета рудных интервалов согласно кондицям нужно применять тот алгоритм, который максимально полно учитывает все условия. В программе «Micromine» таким алгоритмом является применение Строгих правил с включенной опцией «Запретить смежные рудные интервалы». На практике возникает многовариантность «увязки» и оконтуривания рудных тел по выделяемым рудным интервалам. В статье приведено несколько формализованных примеров, объясняющих правомерность применения того или иного способа выделения рудных интервалов. Автоматизация процесса расчета рудных интервалов приводит к значительному увеличению скорости обработки данных. Описанные алгоритмы позволяют за очень короткие отрезки времени и при условии подготовленных и выверенных данных рассчитать и статистически обработать многочисленные варианты получения рудных интервалов на основе вводимых переменных данных кондиций: Сб, Мп, Мр, МС.
ГЕОЛОГИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
The main economic activity in the Jiu Valley is mining, which produces valuable mineral raw materials required for the region development and progress, representing the main link in the value producing chain. The majority of mining operations and other economic activities existing within the East Jiu basin produce negative environmental impact (more or less severe), as well as and positive effects such as those related to increasing employment, staff training, creating infrastructure, etc. In most cases, the negative impact of the human activities can be considerably mitigated or even completely eliminated through remedial measures, particularly through the environment rehabilitation in the affected areas. But if a water body is strongly affected by pollutants generated by the human activities, the pollution impact is especially heavy near the water body bottom, with significant negative changes of the aquatic ecosystems and impossibility of consumption and use of the water resources by the riparian population. The main objective of this paper consists in identification and description of all human activities presented within East Jiu basin and analysis of their impact on the river (and other water bodies) water quality. For assessing the East Jiu water quality and monitoring its variations with time, water quality index (WQI) was used, aggregating individual quality indicators (expressed in physical units) into a single unique water quality measure.
СВОЙСТВА ГОРНЫХ ПОРОД. ГЕОМЕХАНИКА И ГЕОФИЗИКА
Обеспечение эффективного развития отраслей промышленности на базе природных ресурсов с учетом необходимого качественного научного обоснования, балансирующего на разумном уровне научно-технического прогресса, обосновывается созданием новых материалов с заданными характеристиками. Для этого необходимы фундаментальные исследования физико-химических и термодинамических свойств различных систем, в частности интерметаллидов (ИМ), являющихся важной прикладной задачей. В настоящее время особенно актуальной становится изучение металлических систем на основе алюминия с участием редкоземельных металлов. Рассматривается вопрос установления зависимостей изменения термохимических характеристик ИМ систем алюминий-лантаноиды составов α- Al11Ln3, β-Al11Ln3 и Al3Ln, путем уточнения значений величин температуры и энтальпии плавления с использованием полуэмпирических и расчетных методов, позволяющих получить достаточно полные характеристики по температуре и энтальпии плавления ИМ составов, богатых алюминием, имеющих спрос в современных областях техники.
Рассматриваются вопросы оценки устойчивости южного борта карьера при отработке выхода угольного пласта Д6. Для оценки устойчивости южного борта карьера при отработке выходов угольных пластов применены современные методы исследований: изучение геологического строения и анализ состояния прибортового массива, создание наблюдательной станции и производство наблюдений, выполнение расчетов устойчивости прибортового массива южного борта карьера и анализ результатов выполненных исследований. Южный борт карьера сложен глинистыми отложениями мощностью до 5 м, далее алевролитами и аргиллитами мощностью до 10–20 м и угольным пластом мощностью до 5 м. Выполнено обоснование расчетных прочностных характеристик горных пород, слагающих откосы уступов карьера, которые определяют напряженное состояние откосов, возникающих под воздействием внутренних и внешних сил. Инструментальные наблюдения по заложенной станции и съемка трещин на борту карьера позволили определить контуры зоны деформации и размеры оползневой призмы. Создана геомеханическая модель прибортового массива карьера и проведена оценка устойчивости по геологическому разрезу по линии максимальной глубины разработки. После выполненных мероприятий по пригрузке откосов южного борта карьера коэффициент запаса устойчивости составляет nу =1,69–173, что говорит о прекращении активной фазы деформирования борта и устойчивом его состоянии.
ОПЫТ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОЕКТОВ В ГОРНОПРОМЫШЛЕННОМ СЕКТОРЕ ЭКОНОМИКИ
Применение горно-геологических информационных систем получает все большее распространение на современных горных предприятиях, поэтому грамотное использование функционала программных комплексов и разработка соответствующих методик является очень важной и актуальной проблемой. В статье описана методика среднесрочного планирования подземных горных работ на примере меднорудного месторождения с камерно-столбовой системой отработки в горно-геологической информационной системе Micromine. Особое внимание уделено учету различных экономических показателей при определении последовательности и технологии отработки месторождения. Представлен перечень необходимых данных для реализации данной методики при планировании подземных горных работ в программном продукте Micromine. Использование предлагаемой методики позволяет на этапе планирования определить основные технико-экономические показатели, а также оценить эффективность выбранного направления ведения горных работ. В статье приводятся иллюстрации результатов работы разработанной методики, а также представлены примеры отчетной документации в горно-геологической информационной системе Micromine.