В условиях рыночной экономики особое значение приобретают показатели качества добываемого сырья. Уменьшение потерь и разубоживания руд может быть достигнуто путем управления напряжениями и деформациями при использовании остаточной несущей способности разрушенных пород с приоритетным условием сохранения земной поверхности от разрушения. Целью исследования является обоснование рациональных параметров технологий по критерию геодинамической безопасности. Цель достигается решением комплекса горнотехнических задач, обеспечивающих корректность полученных результатов, от оценки геомеханического состояния до разработки мер профилактики воздействия горных работ на окружающую среду. Методы исследования включают систематизацию и анализ теории и практики, результаты экспериментальных исследований и научное прогнозирование. Обосновано значение критерия оптимальности технологий разработки в виде сохранения земной поверхности от разрушения как гарантии от контакта зоны разрушения массива горными работами и зоны обитания живого вещества, флоры, фауны и человека. Детализированы представления о механизме взаимодействия структурных блоков в дискретном гравитационно-тектоническо-структурном поле. Уточнен механизм проявления остаточной несущей способности разрушенных структурных отдельностей пород путем ограничения величины пролетов, оптимизации прочности смесей и размеров целиков при создании геомеханически сбалансированных участков с минимизацией затрат на управление состоянием земной поверхности. Предложена типизация методов расчета пролетов плоской кровли. Дана классификация способов управления массивом, отличающаяся оценкой состояния выработанного пространства на время окончания работ по погашению, а не во время очистной выемки. Приведен пример сохранения земной поверхности при разработке пологопадающего месторождения с сохранением земной поверхности без заполнения пустот. Процессы управления состоянием массивов и земной поверхности над ними адекватны, что позволяет обеспечить мониторинг разработки месторождения на всех этапах существования предприятия. Использование геомеханических факторов при организации добычи минерального сырья является инструментом реализации ресурсосберегающих и природоохранных тенденций в горном производстве и резервом повышения качества добываемых руд при обеспечении конкурентоспособности предприятий

Рассмотрены методологические аспекты применения искусственных нейронных сетей для задач геодинамического районирования территорий при выборе мест размещения экологически опасных объектов (на примере объектов ядерного топливного цикла). Для преодоления неопределённости, обусловленной сложностью анализа информации о свойствах, процессах и строении геологической среды, используется системный подход анализа информации. Геологическая среда представляется как система взаимодействующего антропогенного объекта и окружающей среды, между которыми организованы связи. При оценке безопасности эксплуатации такого рода системы важным является мониторинг индикаторов состояния среды. Согласно современным нормативным требования и международных и отечественных организаций одним из главных, и в то же время сложных для определения индикаторов состояния площадок размещения объектов ядерно-топливного цикла, являются современные движения земной коры. В работе мы изложили метод прогноза современных движений земной коры на основе искусственных нейронных сетей. На основе прогнозных кинематических характеристик земной коры можно выявить опасные по проявлению геодинамических процессов зоны: растяжения, сжатия, зоны накопления упругой энергии и так далее. Предварительные результаты, полученные на представленной архитектуре нейронной сети, показали положительную перспективу применения данной методологии для задач геодинамического районирования.

Рассматриваются способы оценки качества контурного взрывания при проходке горных выработок. Одним из главных критериев является достижение «гладкого» контура выработки. Показано, что линия контура выработки представляет собой фрактальный объект, геометрия которого адекватно оценивается дробной фрактальной размерностью. Определение фрактальной размерности основано на законе Ричардсона, связывающего длину бесконечно изломанной линии с шагом измерения. Приводится алгоритм вычислений фрактальной размерности в компьютерной программе. Анализ реальных контуров подземных выработок, образующихся в процессе буровзрывных работ, позволил установить статистически надежную связь коэффициента шероховатости поверхности выработки с величиной ее фрактальной размерности. Предложен критерий качества контурного взрывания - фрактальный коэффициент формы горной выработки. Его величина представляет собой отношение площади эквивалентного сечения выработки к квадрату ее периметра, определяемого фрактальной размерностью контура. Полученные соотношения позволяют надежно оценивать качество контурного взрывания при проходке горных выработок.

Исследование и оптимизация замкнутого цикла дробления медно-молибденовой руды Для оптимизационного управления процессами рудоподготовки предложен адаптированный к условиям замкнутого цикла дробление-грохочение комплексный критерий «выход продуктивного класса −2…+10 мм», отражающий эффективность всех процессов в целом. Установленные зависимости выходов отдельных классов руды и предложенного оптимизационного критерия от параметров процесса дробления показывают их связь с энергоемкостью процесса. Показано, что увеличение нагрузки на грохот вызывает снижение эффективности грохочения и повышение массовой доли класса +2 мм в циркулирующей руде. Чрезмерное увеличение ширины разгрузочной щели дробилки вызывает рост выхода циркулирующего продукта и увеличение энергозатрат. Уменьшение разгрузочной щели менее 7,5 мм приводит к увеличению выхода класса −2 мм. Предложены и испытаны усовершенствованная система и алгоритм визиометрического анализа крупности руды. Датчики контроля гранулометрического состава руды расположены над конвейерами транспортировки надрешетного и подрешетного продуктов операции грохочения. Режим визиометрического анализа предусматривает последовательное включение-выключение питающих конвейеров и дробилок, за счет чего обеспечивается поступление в зону измерений дробленого продукта с одной дробилки. Общая продолжительность анализа крупности руды от 6 дробилок составляет 12 минут, что не влияет на конечную производительность. Применение разработанного алгоритма позволяет существенно повысить точность анализа крупности дробленой руды и снизить расход электроэнергии на переделе рудоподготовки.

С целью создания более эффективного диалкилдитиофосфатного собирателя, применяемого в комбинации с бутилксантогенатом калия при флотации серебряных руд (м.р. Дукат), изучено действие ряда диалкилдитиофосфатных собирателей в зависимости от их поверхностно-активных свойств и гидрофобизирующей способности. Показано, что их собирательная сила при близкой гидрофобизирующей способности возрастает по мере увеличения их поверхностно-активных свойств и достигает максимума при величине поверхностного натяжения 42–45,3 мН/м, а затем начинает снижаться. Уменьшение гидрофобизирующей способности даже при их высоких поверхностно-активных свойствах, например для гидролизованных образцов, заметно снижает извлечение серебра. С учетом изученного влияния поверхностной активности и гидрофобизирующей способности реагентов разработан более эффективный диалкилдитиофосфатный собиратель, увеличивающий извлечение серебра по сравнению со стандартным реагентом на 1,8–3,4 % в зависимости от обогатимости руды. Повышению извлечения серебра без снижения селективности процесса способствует также оптимальное соотношение расходов предложенного диалкилдитиофосфатного собирателя и ксантогената.