Современные подходы к решению проблем энергозатрат при разрушении горных пород Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

Посвящается светлой памяти профессора Бориса Ивановича Кондырева

ОСВОЕНИЕ ГЕОРЕСУРСОВ ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА РОССИИ И СТРАН АЗИАТСКО- ТИХООКЕАНСКОГО РЕГИОНА ГОРНЫЙ ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ БЮЛЛЕТЕНЬ № 12 СПЕЦИАЛЬНЫЙ ВЫПУСК 38

МОСКВА л ИЗДАТЕЛЬСТВО / \ «ГОРНАЯ КНИГА» / \ 2016

УДК 622

Д 91

Д 91

Книга соответствует «Гигиеническим требованиям к изданиям книж^ю-ным для взрослых» СанПиН 1.2.1253-03, утвержденным Главным государственным санитарным врачом России 30 марта 2003 г. (ОСТ 29.124—94). Санитарно-эпидемиологическое заключение Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека № 77.99.60.953.Д. 014367.12.15

Под общей редакцией канд. техн. наук, действительного члена РАЕН А. В. Андреева

Дышин А.В., Тонких А.И., Белов В.А., Лушпей В.П., Макишин В.Н., Усольцева Л.А., Григорьев А.А., Голосов А.М., Опанасюк Н.А., Жабыко Л. Л., Котякова Д.А., Петько Д. Д., Дорошев А.Ю., Николайчук Д.Н., Бабарыка А. С., Шепета Е.Д., Саматова Л. А., Андреев А.В., Кинаев Н.Н., Сагуленко Е.А., Непомнящий А.А., Малков А.А., Яценко С.Н., Яценко М.А.

Освоение георесурсов Дальнего Востока России и стран Азиатско-Тихоокеанского региона. Отдельные статьи: Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). — 2016. — № 12 (специальный выпуск 38). — 64 с. — М.: Издательство «Горная книга»

ISSN 0236-1493

Представлены результаты исследований по обоснованию перспективных направлений развития топливно-энергетического комплекса Российского Дальнего Востока и стран Азиатско-Тихоокеанского региона. Рассмотрены методические аспекты перспектив сотрудничества России и Японии в области освоения топливно-энергетических ресурсов Дальнего Востока. Предложен минерально-сырьевой кластер Дальневосточного федерального университета, в котором рассматриваются перспективные направления развития горного образования в рамках взаимодействия с горными предприятиями, ведущими Российскими и зарубежными вузами, совместные проекты с Российской академией наук. Представлены перспективные инновационные тренды в горно-металлургической промышленности Дальневосточного Федерального округа.

Кроме того, представлены научные работы, связанные с техническими, технологическими и геомеханическими проблемами при добыче и переработке минерального и углеводородного сырья.

УДК 622

ISSN 0236-1493 ©

©

©

Приморское отделение РАЕН, 2016 Издательство «Горная книга», 2016 Дизайн книги. Издательство «Горная книга», 2016

УДК 339.924:622.33

© А.В. Дышин, А.И. Тонких, 2016

ПЕРСПЕКТИВЫ СОТРУДНИЧЕСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ И ЯПОНИИ В ОБЛАСТИ ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ НА ДАЛЬНЕМ ВОСТОКЕ РОССИИ

Рассмотрены перспективы сотрудничества России и Японии в области разработки месторождений энергетических углей Эльгинского месторождения, расположенного в южной части Республики Саха (Якутия). Небольшие по объему месторождения энергетических углей в Японии были выработаны в 80-ых годах прошлого века. Обе стороны могли бы сотрудничать в освоении топливно-энергетических ресурсов на Дальнем Востоке России. Ключевые слова: Дальний Восток, Япония, топливно-энергетический комплекс, коксующийся и энергетический уголь, сотрудничество.

Начиная с заседания Совета безопасности Российской Федерации, которое состоялось в декабре 2006 года, в средствах массовой информации активно обсуждается тема развития территорий Дальнего Востока России. Доля районов Дальнего Востока России в общероссийском валовом региональном продукте (ВРП) составляет примерно 6 %, доля в товарообороте страны составляет примерно 5,2 % [3]. Понятно, что за этими цифрами скрывается экономическая отсталость огромных территорий.

Ситуация может измениться за счет так называемого «поворота на восток», который позволит решить проблемы Дальнего Востока, которые накапливались веками. Ситуация усугубляется тем, что центральные министерства и ведомства рассматривают Дальний Восток в качестве сырьевого придатка, фактически имеет место «точечное освоение» отдельных месторождений и отдельных видов ресурсов, при этом уровень развития социальной и производственной инфраструктуры в районах Дальнего Востока значительно уступает соответствующим показателям в западных районах страны.

Международный опыт показывает, что в настоящее время существуют страны, богатые природными ресурсами, которые достаточно эффективно развивают экономику так называемого «ресурсного типа», к числу этих стран относятся Австралия и Канада. Плотность населения в некоторых районах этих стран

достаточно небольшая, прежде всего в районах канадского Севера, она сопоставима с районами Дальнего Востока России. Опыт освоения территорий, богатых природными ресурсами в этих странах, представляет определенный интерес и для нашей страны. Одним из перспективных партнеров в данной области являются страны АТР, в том числе и Япония.

Несмотря на замедление темпов экономического развития, промышленности Японии в особенности после аварии на АЭС Фукусима-1 и фактическому возврату к выработке большей части электроэнергии на ТЭС требуется много энергоносителей, в особенности угля. Собственного угля практически нет, его добыча была прекращена в 80-ых годах прошлого века, когда были закрыты последние шахты на о.Хоккайдо.

Дефицит энергоносителей, в том числе угля, приходится покрывать потребности за счет импорта из соседних стран, в том числе из России. В табл. 1 представлены данные по импорту углей компаниями Японии из России.

Из представленных данных видно, что растет объем углей, импортируемых из России, растет доля России в импорте углей, увеличивается доля углей, импортируемых для энергетических нужд, и данный процесс будет продолжаться, так как после аварии на АЭС Фукусима-1 альтернативы производству электроэнергии на ТЭС нет. Это соэдает определенные предпосылки для сотрудничества, которое уже осущевляется.

С нашей точки зрения, география объектов сотрудничества в области топливно-энергетического комплекса может быть расширена. Имеются хорошие возможности для сотрудничества сторон

Таблица 1

Импорт углей компаниями Японии из России и доля импорта из России в общем импорте Японии

Наименование 2013 г. 2014 г. 2015 г.

Доля России в импорте углей в Японию 6,5 % 7,1 % 8,9 %

Общий объем импорта углей из России (млн.т) 12,4 14,9 16,2

Импорт углей из России для энергетических нужд (млн.т) 6,8 9,7 14.5

Источник: рассчитано по данным [2],[4].

в развитии угольной промышленности в районах Дальнего Востока России, в особенности в области освоения месторождений угля в Южной Якутии.

Республика Саха (Якутия) занимает основное место по энергетическому потенциалу среди районов Дальнего Востока России. Разведанные запасы угля в районах Южной Якутии составляют 4609,5 млн т, в том числе запасы углей коксующихся марок составляют 4056,5 млн т, запасы энергетических углей составляют 553,0 млн т [1, с. 96]. Якутия обладает значительными прогнозными запасами различных марок углей, которые можно рассматривать в качестве базы для развития не только угольной, но и химической и металлургической промышленности страны в целом.

Данные баланса углей, составленного по Дальневосточному федеральному округу, показывают, что на период до 2020 года на Дальнем Востоке прогнозируется рост добычи угля, однако не прогнозируется рост его потребления, тем более, что уже сейчас на Дальнем Востоке наблюдается избыток производимой электроэнергии, а ТЭС являются основными потребителями угля. По этой причине объем экспорта угля за рубеж, прежде всего в страны АТР, может увеличиться до 34 млн т к 2020 году, при этом речь идет о высококачественных углях, являющихся дефицитными за рубежом [5, с. 48].

Крупнейшим месторождением высококачественного коксующегося угля в Якутии является Эльгинское месторождение. Его прогнозные запасы превышают 2,2 млрд т. Особенностью данного месторождения является его геологическая структура, которая включает пласты угля шириной до 15 метров с промежуточными отложениями шириной в несколько метров. Расположено данное месторождение в Юго-Восточной Якутии, в центральной части Токинского угольного бассейна на расстоянии 415 километров восточнее города Нерюнгри.

Данное месторождение соединено железнодорожной веткой с Байкало- Амурской магистралью, длина ее составляет 321 километр. На месторождении имеется вся необходимая производственная инфраструктура. Эльгинское месторождение можно разрабатывать открытым способом, в этом случае себестоимость продукции будет гораздо дешевле, чем при использовании шахтного способа добычи.

Для сотрудничества двух стран имеются определенные предпосылки, поскольку в настоящее время решается вопрос о создании в Южной Якутии территорий опережающего развития, одна из которых будет включать Эльгинское месторождение.

Для иностранных предпринимателей, действующих на данных территориях, будут предоставлены соответствующие льготы. Дополнительные льготы будут предоставляться на местном уровне по линии Правительства Республики Саха (Якутия).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ембулаев В.Н., Тонких А.И. Научно-методические основы организационно-управленческой деятельности в угольной промышленности Дальневосточного экономического региона. Владивосток, Дальнаука, 2011, — 490 с.

2. Информационно-аналитический сайт Министерства торговли РФ: http://www.ved.gov.ru/exportcountries/jp/jp-ru-relations/jp-ru-trade (дата обращения: 25.11.2016г.).

3. Романов И.А. Как избежать потери Дальнего Востока. Интернет- ресурс: http://www.rusk.rutm (дата обращения 16.11.2016г.).

4. Таможенная статистика внешней торговли. Режим доступа: customs.ru/ index2.php?option=com_content&view=article&id=23059&itemid=1977/(дата обращения: 13.11.2016г.).

5. Хафизов И.В. Роль Эльгинского проекта в развитии Республики Саха (Якутия)// Аналитический вестник, 2012, №38, с. 47-50.

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ

Дышин Алексей Викторович - доцент, Тонких Анатолий Иванович - профессор, Дальневосточный федеральный университет.

UDC 339.924:622.33

PROSPECTS OF COOPERATION BETWEEN THE RUSSIAN FEDERATION AND JAPAN IN THE FIELD OF FUEL AND ENERGY RESOURCES IN THE FAR EAST OF RUSSIA

DyshinA.V., associate Professor, far Eastern Federal University, Russia, TonkikhA.I., Professor, far Eastern Federal University, Russia.

The article considers the prospects of cooperation of Russia and Japan in the fields development of the Elga coal Deposit, located in the southern part of the Republic of Sakha (Y akutia). Small-volume deposits of coal in Japan was developed in the 80s of the last century. Both sides could cooperate in the development of fuel and energy resources in the far East of Russia.

Key words: far East, Japan, the fuel and energy complex, metallurgical and steam coal, cooperation.

REFERENCES

1. Embulaev V.N., Tonkih A.I. Nauchno-metodicheskie osnovy organizacionno-upravlencheskoj dejatel'nosti v ugol'noj promyshlennosti Dal'nevostochnogo jekonomicheskogo regiona (Scientific-methodological bases of organizational-administrative activity in the coal industry of the far Eastern economic region). Vladivostok, Dal'nauka, 2011, 490 p.

2. Informacionno-analiticheskij sajt Ministerstva torgovli RF: http://www.ved.gov.ru/ ex-portcountries/jp/jp-ru-relations/jp-ru-trade (data obrashhenija: 25.11.2016 g.).

3. Romanov I.A. Kak izbezhat'poteri Dal'nego Vostoka (How to avoid the loss of the Far East). Internet- resurs: http://www.rusk.rutm (data obrashhenija 16.11.2016g.).

4. Tamozhennaja statistika vneshnej torgovli. Rezhim dostupa: customs.ru/ in-dex2.php?option=com_content&view=article&id=23059&itemid=1977/(data obrashhenija: 13.11.2016g.).

5. Hafizov I.V. Rol' Jel'ginskogoproekta v razvitii Respubliki Saha (Jakutija) (Role of the Elga project in the development of the Republic of Sakha (Yakutia)) // Analiticheskij vestnik, 2012, No 38, pp. 47-50.

УДК 622

© В. А. Белов, В .П. Лушпей, В.Н. Макишин, Л. А. Усольцева, А. А. Григорьев, 2016

МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ КЛАСТЕР ДАЛЬНЕВОСТОЧНОГО ФЕДЕРАЛЬНОГО УНИВЕРСИТЕТА (ДВФУ)

Проанализированы основные этапы становления горного образования и реорганизации вуза; формирование специальностей и специализаций, создание профильных лабораторий, соответствующих развитию горнодобывающей промышленности страны. Рассматриваются перспективные направления развития горного образования в рамках взаимодействия с горными предприятиями, ведущими вузами как в России, так и за рубежом, совместные проекты с Российской академией наук.

Ключевые слова: подготовка горных инженеров, специализация, аспирантура и докторантура, практика, научные школы, конкурсы, инновационные направления.

Начало высшего горного образования на Дальнем Востоке было положено в 1918 г., когда на техническом факультете Владивостокского высшего политехникума силами профессоров и преподавателей Екатеринбургского горного института было создано горное отделение. Подготовка горных инженеров продолжилась на горном факультете Владивостокского политехнического института (1919-1930 гг.), в Дальневосточном политехническом институте (1930-1992 гг.), Дальневосточном государственном техническом университете - ДВГТУ (1992-1995 гг.), Горном институте ДВГТУ (1995-2011 гг.) и далее в Дальневосточном федеральном университете [1, 2, 3].

В данное время ДВФУ является крупнейшим на Дальнем Востоке образовательным, исследовательским и инновационный центром, включает в себя 9 школ, сегодня в вузе обучается более 33000 студентов, образовательный и научный процесс осуществляют 3350 высококвалифицированных профессоров и преподавателей, в том числе более 70 ведущих профессоров из-за рубежа. Структура университета состоит из школ разной направленности, и одна из самых крупных школ в ДВФУ - это Инженерная школа, где в настоящий момент осуществляется подготовка кадров для горнодобывающей промышленности, а ее кафедры стали основой минерально-сырьевого кластера ДВФУ.

Подготовка кадров и проведение научно - инновационной деятельности для развития минерально-сырьевой и нефтегазовой отрасли исторически обусловлено самим географическим положением университета. ДВФУ находится в регионе Дальнего Востока, территория которого занимает 36 % территории России, и который является одним из важнейших мест локализации природных ресурсов страны. В регионе сосредоточено 98 % запасов российских алмазов, 80 % олова, 90 % борного сырья, 50 % золота, 14 % вольфрама, 1/3 российских запасов угля, до 30 % запасов углеводородов страны и многие другие полезные ископаемые, представленные всей таблицей Менделеева, имеющие важное значение для экономики, обеспечения национальной безопасности и развития экспортного потенциала страны.

В регионе также сосредоточены крупные предприятия добывающей и перерабатывающей промышленности, традиционно являющиеся потребителями кадров и новых технологий. Как и во многих отраслях, на ряде предприятий в последние 20 лет наблюдался спад, сопровождающийся снижением инвестиций, закрытием производств, оттоком и старением кадров. В целом, в этой ситуации кадровые потребности минерально-сырьевой отрасли региона в отношении специалистов удовлетворялись, в основном за счет региональных вузов, в том числе и ДВФУ.

Но в соответствии с новыми стратегическими задачами государства, когда Правительством Российской Федерации принят вектор на развитие Дальнего Востока России, Государственная программа развития региона предполагает инвестиции в регион 10,6 трлн. рублей до 2025 года. Часть этого ресурса включают инвестиции на реализацию масштабных проектов в добывающей и перерабатывающей промышленности региона. Многие производства, такие как АО «Ургалуголь», СУЭК (Хабаровский край), уже сейчас расширяют масштабы производств и строят амбициозные планы на перспективу. Кроме уже реализуемых, в регионе планируется ряд новых крупных проектов, в том числе:

• Строительство угольного комплекса Эльгауголь, Республика Саха (Якутия), с потребностью в кадрах до 5000 чел.

• Строительство Селигдарского горно-химического комплекса по производству апатитового концентрата и фосфорных удобрений, Республика Саха (Якутия), с потребностью в кадрах до 3500 чел.

• Освоение месторождений Бамской рудной зоны, Чукотский АО, с потребностью в кадрах до 3900 чел.

• Освоение Гаринского месторождения железных руд, строительство горно-обогатительного комбината и развитие золотодобычи в Селемджинском районе Амурской области, с потребностью в кадрах до 4000 чел.

В целом, в соответствии с данными, предоставленными Агентством по развитию человеческого капитала на Дальнем Востоке, потребность в специалистах до 2021 года составит:

Добыча угля: управленческий персонал - 1143 чел.; специалисты — 2896 чел.; рабочие — 9064 чел.

Добыча нефти и природного газа: управленческий персонал -421 чел.; специалисты — 1067 чел.; рабочие — 3340 чел.

Добыча металлических руд: управленческий персонал — 829 чел.; специалисты — 2099 чел.; рабочие — 6570 чел.

В соответствии с этими прогнозами, уже в ближайшие 5 лет в горнодобывающей и нефтегазовой отрасли Дальнего Востока будут необходимы 2963 специалиста управленческого персонала, 6062 специалиста для инженерных вакансий, 18974 чел. должны закрыть потребности в рабочих вакансиях. При этом на всех горных производствах региона сейчас внедряются современные технологии, новое дорогостоящее добычное и технологическое оборудование мирового уровня, принципиально новые компьютеризированные системы автоматизации производств, новые подходы к организации и культуре труда на участках, ужесточаются требования к безопасности.

Это ставит новые задачи в области подготовки специалистов -внедрение иных наборов компетенций, учебно-методических материалов, лабораторной и учебной базы, базы практик и современных технологий обучения.

Грядущий столетний юбилей Горного образования в 2018 году ДВФУ встречает с новыми планами, проектами и инновациями. Минерально-сырьевой кластер в вузе обеспечивают ряд базовых кафедр, в том числе: Горного дела и комплексного освоения георесурсов, Геологии, геофизики и геоэкологии, Нефтегазового дела и нефтехимии, Геодезии, землеустройства и кадастра, Безопасности жизнедеятельности в техносфере, Безопасности в чрезвычайных ситуациях и охраны окружающей среды.

Программы подготовки специалистов для минерально-сырьевой отрасли в ДВФУ ведутся по программам бакалавриата, специалитета и магистратуры и включают:

Специалитет:

• Горное дело (специализации — Подземная разработка месторождений полезных ископаемых, Подземная разработка рудных месторождений, Открытые горные работы, Маркшейдерское дело, Шахтное и подземное строительство);

• Прикладная геодезия.

Программы бакалавриата и магистратуры:

• Нефтегазовое дело

• Геология

• Техносферная безопасность.

Общий контингент обучающихся по программам минерально-сырьевого кластера в настоящий составляет около 1500 чел.

Для подготовки кадров высшей квалификации в вузе реализуются программы аспирантуры:

• 21.06.01 «Геология, разведка и разработка полезных ископаемых» (Горнопромышленная и нефтегазопромысловая геология, геофизика, маркшейдерское дело и геометрия недр; Геомеханика, разрушение горных пород, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика); Геотехнология (подземная, открытая и строительная);

• 05.06.01 «Науки о Земле» (Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых. Геоэкология (по отраслям)).

В рамках Программы развития ДВФУ, утвержденной Постановлением Правительства РФ, в вузе реализуются перспективные программы научных исследований (более 50 направлений), в том числе в области добычи и освоения минеральных ресурсов:

• Технологии добычи твердых полезных ископаемых в сложных горно-геологических условиях;

• Изучение опасных геологических процессов для исключения экологических рисков при освоении территорий Дальнего Востока;

• Геомеханика сильно сжатых горных пород и массивов;

• Подземная и наземная газификация угля;

• Комплексное освоение георесурсов и технологии управления отходами;

• Технологии добычи и транспорта углеводородов;

• Исследование влияния тяжелых металлов и микроразмерных частиц на окружающую природную среду и человека;

• Комплексное геоэкологическое исследование и мониторинг окружающей среды районов освоения месторождений;

• Технологии освоения ресурсов континентального шельфа.

В ДВФУ сконцентрирована уникальная лабораторная база

для исследований в интересах горнодобывающей и нефтегазовой отрасли. Это лаборатории надежности и безопасности объектов инфраструктуры территорий и континентального шельфа, глубокой переработки углей, геомеханики и геодинамики, научно-конструкторская лаборатория проектирования морских инженерных сооружений, гидратного транспорта и ряд других. Вуз располагает фондами собственного геологического музея, одного из первых учебных музеев на Дальнем Востоке, основанного в 1925 году.

Ряд исследований уникален, например, ДВФУ один из немногих исследовательских центров в России, выполняющих исследования по подземной газификации угля, не имеют аналогов исследования, проводимые в области изучения предвестников геодинамических явлений, исследования в части расчета ледовых нагрузок для платформ, осуществляющих добычу углеводородов на континентальном шельфе.

В ДВФУ создана Международная лаборатория геомеханики сильно сжатых горных пород и массивов, задачами которой являются развитие нового научного направления геомеханики сильно сжатых горных пород и массивов, экспериментальные и теоретические исследования закономерностей формирования и развития мезотрещинных структур горных пород на различных иерархических уровнях блочной геосреды, разработка надежных предвестников геодинамических явлений и методов их обнаружения, подготовка специалистов в области геомеханики сильного сжатия.

На базе Лаборатории газификации угля в ДВФУ ведутся исследования в области чистых угольных технологий. Совместно с зарубежными исследователями коллектив университета выполняет теоретические и прикладные экспериментальные исследования в области технологий подземной и наземной газификации уг-

ля, создания горных энергохимических комплексов на базе современных угольных технологий, исследования методов сокращения выбросов CO2 (CCS, Carbon Capture & Storage Technology) в технологиях глубокой переработки угля, выполняются прикладные разработки в области технологий модульных полигенерационных комплексов малой мощности на основе газификации топлив для удаленных объектов энергетики, ведутся исследования по нетопливному использованию углей (производство гума-тов), исследуются современные подходы к обоснованию и оценке экономической эффективности чистых угольных технологий.

Наиболее интересными разработками коллектива кафедры последнего времени являются проекты освоения подземного пространства города Владивостока [4] и Геолого-маркшейдерского мониторинга территории Приморского края [5,6].

Один раз в два года кафедрой проводится международная конференция «Проблемы освоения георесурсов стран АТР». Три раза эта конференция проводилась в Цзилиньском университете, г. Чаньчунь, КНР. В этом году в рамках международной конференции «Современные технологии и развитие политехнического образования» прошла девятая конференция.

В области освоения подземного пространства кафедрой проведены международные научные конференции с изданием сборников трудов:

• IV Международн. Сем. «Проблемы освоения подземных пространств крупных мегаполисов», июль 2013 г.

• Нелинейные геомеханико-геодинамические процессы при отработке месторождений полезных ископаемых на больших глубинах: материалы 4-й Российско-Китайской научной конференции, 27-31 июля, 2014, Владивосток / отв. ред. В.В. Макаров.

Ученые Инженерной школы в 2014 году приняли активное участие в обсуждении транспортных проблем г. Владивостока в мэрии города, а также в круглом столе «ВКАД и перспективы комплексного развития Владивостокского транспортно-логисти-ческого узла» (проф. В.В. Макаров, апрель 2014 г.),

Коллективы лабораторий ежегодно участвуют в конкурсах крупнейших научных международных и российских фондов, Федеральных целевых программ, в том числе Российского научного фонда, Федеральной целевой программы «Исследования и разра-

ботки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014—2020 годы РФФИ, БРИКС, Erasmus.

Ряд лабораторий и научно-образовательные центров, решающих задачи в интересах добывающих отраслей промышленности, имеют международный статус и могли бы стать одними из центров взаимодействия Ресурсных университетов из разных стран.

Созданные в ДВФУ международные научно-образовательные центры и лаборатории, несомненно, создают условия для расширения международных научных связей и интернационализации образования. Уже сейчас ДВФУ развивает задачи минерально-сырьевого кластера с зарубежными партнерами из Австралии, КНР, Индии, Бразилии, Японии, Германии, ЮАР, Италии, Норвегии и других стран. Для реализации этих задач осуществляется эффективное взаимодействие с такими вузами, как Китайский университет Горного дела и технологии (CUMT), Цзилинь-ский университет, Хейлудзянскй научно-технологический университет, Дрезденский технический университет (Германия), Университет Тушия (Италия), Институт сейсмологии и вулканологии Хоккайдского университета, г. Саппоро (Япония) и другими. С зарубежными партнерами реализуются образовательные проекты, научные исследования, программы академической мобильности, проводятся ежегодные научные мероприятия. Ряд преподавателей минерально-сырьевого кластера ДВФУ являются почетными профессорами зарубежных университетов.

Для решения задач развития минерально-сырьевого кластера ДВФУ активно развивается взаимодействие с российскими вузами, исследовательскими организациями и промышленными партнерами, среди которых ведущие компании отрасли. Становление сотрудничества с предприятиями успешно развивается не только через традиционные схемы взаимодействия в части подготовки кадров и развития исследований, но и через механизм Эндаумент фонда ДВФУ (Фонда целевого капитала), основанного в 2014 г. Первым партнером Фонда, сделавшим целевой взнос в Эндаумент фонд ДВФУ стала компания СУЭК. Особо следует отметить, что первые в истории Эндаумент Фонда ДВФУ средства были перечислены именно на развитие образовательной программы «Горное дело». Средства направлены на проект «Центр

тьюторских компетенций СУЭК», задача которого — совершенствование преподавателей, обучающих студентов для конкретных производств компании, формирование новой учебно-методической базы, поддержка научно-исследовательской работы студентов, развитие программ академической мобильности. Проект «Центр тьюторских компетенций СУЭК» занял первое место на всероссийском конкурсе «Золотой кадровый резерв СУЭК» и реализуется в ДВФУ с 2016 г.

Так же важными партнерами Эндаумент фонд ДВФУ в части формирования минерально-сырьевого кластера ДВФУ являются компании Роснефть и Газпром, целевой капитал которых направлен на проведение Арктических исследований.

ДВФУ имеет значительный потенциал и сформировавшийся авторитет как вуз, осуществляющий подготовку кадров и развитие научных исследований для добывающих и перерабатывающих отраслей Дальнего Востока.

В качестве перспектив и приоритетов развития минерально-сырьевого кластера ДВФУ следует отметить:

• открытие новых специальностей подготовки в области горного и нефтегазового дела;

• рост контингента обучающихся и увеличение контрольных цифр приема;

• развитие программ дополнительного образования и переподготовки кадров;

• расширение связей с российскими и зарубежными компаниями отрасли - корпоративными партнерами университета;

• развитие международных образовательных программ;

• развитие программ международного сотрудничества и академической мобильности;

• поддержку и развитие кадрового потенциала профессорско-преподавательского состава вуза;

• развитие центров тьюторских компетенций преподавателей для компаний отрасли;

• развитие лабораторной базы;

• развитие международных центров коллективного пользования и сетевых лабораторий;

• поддержку проведения международных научных мероприятий, школ, членства ДВФУ в международных профессиональных сообществах и ассоциациях;

• участие в работе «Международного центра компетенций в горно-техническом образовании» в структуре рабочих органов ЮНЕСКО. Цели Центра связаны с осуществлением влияния на формирование политики в области горно-технического образования на национальном и межгосударственном уровнях, продвижением инноваций, организацией научно-технического сотрудничества, созданием благоприятных условий для реализации глобальной мобильности студентов, аспирантов, преподавателей и ученых, расширением межвузовского взаимодействия в сфере академических и научно-исследовательских программ.

Предложена инициатива по созданию единой системы международной профессиональной аттестации инженерных кадров компаний минерально-сырьевого комплекса и создание системы непрерывного профессионального образования, которые обеспечат подготовку компетентных специалистов мирового уровня, специалистов, интегрированных в международную профессиональную среду.

Важной задачей представляется формирование единого подхода к оценке качества подготовки и минимальных пороговых знаний специалистов горно-технического профиля через создание сети центров международной профессиональной аттестации.

При этом ДВФУ готов выступить региональной базовой площадкой Центра международной профессиональной аттестации в Дальневосточном регионе России, в том числе используя имеющиеся ресурсы университета, учитывая чуть ли не 100-летний опыт подготовки кадров для приоритетных отраслей экономики, опыт сетевого взаимодействия с региональным и зарубежными вузами-партнерами, опыт взаимодействия с работодателями, федеральными и региональными органами власти.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Лушпей В.П., Макишин В.Н. Подготовка горных инженеров в Дальневосточном федеральном университете. «Горный журнал» 2015, № 3, С. 96-99 — М, изд-во «Горная книга».

2. Емельянов Б.И., Кавтаськин А.А., Макишин В.Н. К 80-летию кафедры Разработки месторождений полезных ископаемых // Проблемы геологии, разведки и разработки месторождений полезных ископаемых / Под ред. А.В. Зинь-кова, А.А. Кавтаськина. Тр. ДВГТУ; Вып.121, сер.4. - Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 1999. - С. 5-9.

3. Гарбузов С.П. и др. Горный институт ДВГТУ: История и современность /С.П. Гарбузов, Ю.С. Дорошев, Г.П. Турмов, В.И. Чеботкевич; под ред. Г.П. Турмова. - Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 2000. - 88 с.

4. Valery Makishin, Vladimir Makarov, A.C. Malikov, J. Hrulev. Resourse-saving problem of megalopolises and its decision on a base of underground infrastructure formation. 15-th World Conference of Associated Research Centers for the Urban Underground Space, St. Petersburg, 2016 pp. 297-301.

5. Usoltseva LA, Lushpei, VP Vasjanovich YA, Muratov NA, Murzin VA Surveying methods to ensure the monitoring of public works as a factor of industrial safety. Problems of georesources Far East. Issue 3. Mining informational and analytical bulletin (scientific and technical journal). Individual articles. (Special Edition). 2013 pp.91-102 — M, the publishing house «book mountain».

6. Usoltseva L., Lushpei V., Vasyanovich Y., Murzin V. Monitoring of surveying work for opencast mining development on Primorsky Region. «Geoinformation sciences and environmental development: New approaches, methods, technologies» — Collection of articles of the II International Conference — Limassol, Cyprus, May 5-9 2014, pp. 56-61.

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ

Белов В.А. - кандидат технических наук, доцент, Лушпей В.П. - доктор технических наук, профессор, Макишин В.Н. - доктор технических наук, доцент, зав. кафедрой, Усольцева Л.А. - кандидат географических наук, доцент, Григорьев А.А. - кандидат технических наук, профессор, Дальневосточный федеральный университет.

UDC 622

MINERAL RESOURCES CLUSTER OF THE FAR EASTERN FEDERAL UNIVERSITY (FEFU)

Belov V.A., candidate of technical Sciences, associate Professor, far Eastern Federal University, Russia,

Lushpey V.P., doctor of technical Sciences, Professor, far Eastern Federal University, Russia,

Makyshyn V.N., doctor of technical Sciences, associate Professor, head. the Department, far Eastern Federal University, Russia,

UsoltsevaL.A., candidate of geographical Sciences, associate Professor, far Eastern Federal University, Russia,

Grigoriev A.A., candidate of technical Sciences, Professor, far Eastern Federal University, Russia.

Analyzes the main stages of formation of the rock formations and the reorganization of the University; and the development of specialties and specializations, the establishment of specialized laboratories relevant to the development of the mining industry of the country. Promising directions of development of mining education within the framework of cooperation with the mining industry, leading universities in Russia and abroad, joint projects with the Russian Academy of Sciences.

Key words: training of mining engineers, specialization, postgraduate and doctoral studies, internships, research schools, competitions, innovative directions.

REFERENCES

1. Lushpej V.P., Makishin V.N. Podgotovka gornyh inzhenerov v Dal'nevostochnom fed-eral'nom universitete (Training of mining engineers in the far Eastern Federal University). «Gornyj zhurnal» 2015, No 3, pp. 96-99. Moscow, izd-vo «Gornaja kniga».

2. Emel'janov B.I., Kavtas'kin A.A., Makishin V.N. K 80-letiju kafedry Razrabotki mestorozhdenij poleznyh iskopaemyh (On the 80th anniversary of the Department of mineral Development) // Problemy geologii, razvedki i razrabotki mestorozhdenij poleznyh iskopaemyh / Pod red. A.V. Zin'kova, A.A. Kavtas'kina. Tr. DVGTU; Vyp.121, ser.4. Vladivostok: Izd-vo DVGTU, 1999. pp. 5-9.

3. Garbuzov S.P., i dr. Gornyj institut DVGTU: Istorija i sovremennost' (Mining Institute DVGTU: History and modernity) /S.P. Garbuzov, Ju.S. Doroshev, G.P. Turmov, V.I. Chebotke-vich; pod red. G.P. Turmova. Vladivostok: Izd-vo DVGTU, 2000. 88 p.

4. Valery Makishin, Vladimir Makarov, A.C. Malikov, J. Hrulev. Resourse-saving problem of megalopolises and its decision on a base of underground infrastructure formation. 15-th World Conference of Associated Research Centers for the Urban Underground Space, St. Petersburg, 2016, pp. 297-301.

5. Usoltseva LA, Lushpei, VP Vasjanovich YA, Muratov NA, Murzin VA Surveying methods to ensure the monitoring of public works as a factor of industrial safety. Problems of georesources Far East. Issue 3. Mining informational and analytical bulletin (scientific and technical journal). Individual articles. (Special Edition). 2013 pp.91-102. M., the publishing house «book mountain».

6. Usoltseva L., Lushpei V., Vasyanovich Y., Murzin V. Monitoring of surveying work for opencast mining development on Primorsky Region. «Geoinformation sciences and environmental development: New approaches, methods, technologies», Collection of articles of the II International Conference — Limassol, Cyprus, May 5-9 2014, pp. 56-61.

УДК 622.83

© А.М. Голосов, Н.А. Опанасюк, 2016

ИССЛЕДОВАНИЕ СВЯЗИ АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ И РЕВЕРСИВНОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ ОБРАЗЦОВ ГОРНЫХ ПОРОД*

В результате проведенных ранее исследований был установлен реверсивный характер деформирования различных областей образцов горных пород в предразрушающем состоянии [1]. Разработанные деформационные методы позволяли контролировать состояние образцов во время нагружения, но причины образования областей реверсивного деформирования оставались невыясненными. Проведение дополнительных акустических исследований позволило установить эти причины, связанные с интенсивным трещи-нообразованием в образце во время нагружения.

Ключевые слова: образец, реверсивные деформации, акустическая эмиссия, очаговая область.

Исследования проводились в лаборатории Геодинамики ДВФУ на цилиндрических образцах гарнодиорита диаметром 56 мм и высотой 112 мм. Использовалось следующее оборудование: пресс сервоуправляемый MTS816, тензометрическая станция УИУ2002, акустико-эмиссионный (АЭ) комплекс InterUnis A-Line 32D, датчики АЭ MSAE P-500. Производилось одноосное нагру-жение образца горной породы с прикреплёнными к нему тензоре-зисторами и датчиками АЭ. Комплекс InterUnis A-Line 32D фиксировал изменение интенсивности АЭ и средних амплитуд АЭ сигналов в ходе нагружения. По этим показаниям был зафиксирован момент начала формирования очаговой области по методике, представленной в работе [2]. Очаговая область сформировалась при напряжении в 201 МПа.

Параллельно с работой АЭ комплекса фиксировались показания тензометрической станции для определения момента реверса деформаций. Реверс деформаций первого и второго типов, а так же формирование области разуплотнения фиксировались по методике описанной в работе [1]. Момент реверса деформаций обоих типов совпал с моментом формирования очаговой области -при напряжение в 201 МПа.

* Работа выполнена при поддержке гранта Министерства образования и науки РФ №5.2535.2014/К и гранта РФФИ №26 16-35-00122\16.

Рисунок. Взаимное расположение зоны разуплотнения и зон реверсивного деформирования первого и второго типов относительно очага разрушения:

1 — зона разуплотнения; 2 — зона реверсивного деформирования первого типа; Ш — зона реверсивного деформирования второго типа

Данная одновременность протекания процессов позволила сформулировать предположение о формировании областей реверсивного деформирования как о реакции на интенсивное тре-щинообразование в момент формирования очаговой области. Для проверки данного предположения были сопоставлены данные о взаимном расположении очаговой области, области разуплотнения и областей реверсивного деформирования (см. рисунок).

Как видно из рисунка, положение очаговой области совпадает с положением зоны разуплотнения, а зоны реверсивного деформирования находятся в непосредственной близости от очаговой области. Таким образом можно сделать вывод, что области реверсивного деформирования - это области сжатия горной породы вокруг очаговой вследствие трещинообразования и разуплотнения горной породы непосредственно в очаговой области.

Понимание механизма формирования реверсивных областей и их связи с очаговой областью позволяет использовать реверс деформаций как надёжный предвестник разрушения горных пород.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Макаров В.В., Ксендзенко Л.С., Голосов А.М., Опанасюк Н.А. О механизме явления реверсивного деформирования образцов сильно сжатых горных

пород / Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал), №53; Из-во: Горная книга (Москва), 2015, с. 3-15

2. Lockner D.A. et al. Quasi-static fault growth and shear fracture energy in granite / Nature, №350 (6313), 1991, p. 39-42

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ

Голосов Андрей Михайлович - инженер, [email protected] Опанасюк Николай Александрович - старший преподаватель, Дальневосточный федеральный университет.

UDC 622.83

RESEARCH OF CORRELATION OF ACOUSTIC EMISSION WITH REVERSIBLE DEFORMATION PHENOMENA IN ROCK SAMPLES

GolosovA.M., engineer, Far Eastern Federal University, Russia. Opanasiuk N.A., lector, Far Eastern Federal University, Russia.

Reversible deformation phenomena of various areas of stressed rock samples has been established as a result ofprevious researches [link]. The developed deformations methods of nondestructive control allowed to control a conditions of rock samples during loading, but the reason of reversible deformation phenomena remained obscure. Additional acoustic research has allowed to establish this reasons correlated with an intensive cracking in rock sample during loading.

Key words: sample, reversible deformation, acoustic emission, source of failure

REFERENCES

1. Makarov V.V., Ksendzenko L.S., Golosov A.M., Opanasjuk N.A. O mehanizme jav-lenija reversivnogo deformirovanija obrazcov sil'no szhatyh gornyh porod (On the mechanism of the phenomenon of reversible deformation of samples of highly compressed rocks) / Gornyj in-formacionno-analiticheskij bjulleten' (nauchno-tehnicheskij zhurnal), No 53; Iz-vo: Gornaja kniga (Moscow), 2015, pp. 3-15.

2. Lockner D.A. et al. Quasi-static fault growth and shear fracture energy in granite / Nature, №350 (6313), 1991, p. 39-42

УДК 622

© Л.Л. Жабыко, Д.А. Котякова, Д.Д. Петько, 2016

ИННОВАЦИИ В ГОРНО-МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ НА ТЕРРИТОРИИ ДАЛЬНЕВОСТОЧНОГО ФЕДЕРАЛЬНОГО ОКРУГА

Рассмотрена проблема низкой инновационной активности в горно-металлургической промышленности Дальневосточного федерального округа. Ключевые слова: инновации, инновационная деятельность, горно-металлургическая промышленность.

Горно-металлургическая промышленность является одной из важнейших отраслей экономики, обеспечивающая само существование и уровень развития цивилизации.

Особое место в развитии этого направления промышленности занимает Дальневосточный Федеральный округ (ДВФО). Это связано с тем, что именно на территории данного округа сконцентрирована большая часть природных ресурсов: около 80 % общероссийских запасов алмаза, 70 % золота, 85 % запасов свинца и платины, 80 % угля, 71 % никеля, свыше 70 % запасов общероссийской нефти, исландского шпата, горного хрусталя, слюды, серы, поваренной соли и других полезных ископаемых. Такое большое количество природных ресурсов позволяет региону развивать инновационные направления в области горного дела.

Тем не менее, уровень внедрения передовых научно-технических разработок остается невысоким, о чем свидетельствует проведенный анализ статистических данных региона. Инновационная активность предприятий ДВФО предоставлена на рис. 1 [2].

Исходя из данных диаграммы, можно сделать вывод о том, что ДВФО обладает очень низкой инновационной активностью предприятий по сравнению с другими округами РФ.

Одной из причин, объясняющих такую ситуацию, может быть слишком высокий удельный вес затрат на технологические инновации, приведенный в табл. 1 [2].

Затраты на технологические инновации в целом по РФ и ДВФО выросли по сравнению с 2010г. Самый большой их удельный вес приходится на Сахалинскую область (7,7 долей), а наименьший — на Приморский край и Республику Саха (Якутия).

Инновационная активность предприятий за 2015 г.

12 10,в 9 6

10* ЪШ -^Д 7.2 -8-''■» .

; !!■■■■■

У У / / / / / / / / / /

с? С- ч4

Рис. 1. Сравнительный анализ инновационной активности горнорудных предприятий за 2015 г.

Таблица 1

Удельный вес затрат на технологические инновации в общем объеме отгруженных товаров, выполненных работ, услуг, по субъектам Российской Федерации (2010-2015 гг.)

2010 2011 2012 2013 2014 2015

Российская Федерация 1,6 2,2 2,5 2,9 2,9 2,6

Дальневосточный федеральный округ 2,2 2,1 2,8 2,8 3,1 3,3

Республика Саха (Якутия) 0,3 0,4 0,8 1,2 0,9 0,4

Камчатский край 0,6 1,6 2,3 0,9 1,2 1,0

Приморский край 0,6 1,3 4,1 3,4 0,8 0,4

Хабаровский край 2,6 2,8 2,6 3,3 2,7 2,8

Амурская область 1,7 2,8 3,3 3,0 3,3 1,9

Магаданская область 3,0 1,2 0,8 0,5 0,4 1,1

Сахалинская область 4,2 3,3 3,8 3,8 6,0 7,7

Еврейская автономная область 1,5 7,2 1,8 4,1 0,9 0,8

Чукотский автономный округ - 0,2 0,1 0,2 0,1 0,9

Как пример успешной инновационной деятельности и внедрения передовых технологий можно привести горно-металлургический комплекс «Дальполиметалл»[3], занимающийся разведкой, добычей и переработкой полиметаллических руд в Приморском крае РФ, на территории Дальнегорского городствого округа и Кавалеровского районов.

ОАО ГМК «Дальполиметалл» — современный горнометаллургический комплекс с передовой технологией, высокопроизводительной техникой и квалифицированными инженерно-техническими кадрами.

В его состав входят: Николаевский, 2-й Советский, Приморский и Верхний рудники, обогатительная фабрика, транспортный и стивидорный цеха, а также многочисленные вспомогательные подразделения, обеспечивающие нужды предприятия.

Предприятие выпускает свинцовые и цинковые концентраты. Все концентраты, содержащие в небольших количествах драгоценные металлы, экспортируются в страны АТР.

ОАО ГМК «Дальполиметалл» обеспечен минерально-сырьевыми ресурсами на период 20 лет. В районе деятельности предприятия имеется ряд рудных полей, требующих проведения поисковых работ, при проведении которых возможно открытие новых месторождений свинца и цинка с повышенным содержанием серебра.

Обладая значительными перспективами, «Дальполиметалл» стремится развиваться и внедряет на своих производствах передовые технологии.

Стратегия этого горно-металлургического комплекса базируется на следующих принципах:

• Расширение минерально-сырьевой базы за счёт обеспечения прироста запасов на действующих месторождениях и освоение новых объектов в пределах северо-востока Приморского края;

• Внедрение передового опыта управления производством, добычи минеральных ресурсов и их переработки;

• Увеличение экономической эффективности за счёт снижения издержек производства и повышения производительности труда, ориентирование на высокие стандарты безопасности и качества труда.

Горно-металлургический комплекс уделяет особое внимание качеству своей товарной продукции, которое широко известно в странах АТР. «Дальполиметалл» отличает высокий человеческий потенциал и ориентация на прогресс, следовательно, инвестиции в производство и внедрение инноваций - неотъемлемая часть работы комплекса. Так, в 2016 году были внедрены следующие передовые технологии:

• Для рудника «Николаевский» были приобретены 3 самоходных буровых станка Sandvik DL321 предназначенных для бурения вертикальных и наклонных параллельных веерных взрывных скважин;

• Два новых вахтовых автобуса «НефАЗ» въехали в ворота транспортного цеха, чтобы горняки с отдалённых рудников добирались на работу с комфортом;

• Приобретен буровой станок на гусеничном ходу с автоматизированным контролем за процессом бурения Sandvik DX800, позволяющий машинисту бурить больше скважин без дополнительных перемещений;

• Приобретено два буровых проходческих станка Sandvik DD 210, позволяющие оператору точно позиционировать податчик и экономить время для бурения;

• Приобретен станок для колонкового бурения Diamec-232 производства шведской машиностроительной компании «Atlas Copco», который является отличным помощником при доразвед-ки на действующих месторождениях;

• На руднике «Южный» впервые в истории ГМК «Дальпо-лиметалл» для крепления подземной горной выработки применены расширяющиеся инъекционные анкеры Swellex, произведённые «Atlas Copco»;

• В ГМК «Дальполиметалл» для нужд рудников приобретён итальянский наплавочно-расточной комплекс «Sir Meccanica «WS2» — это многофункциональный мобильный металлообрабатывающий станок, способный быстро и качественно восстанавливать посадочные места для подшипников и втулок.

И это далеко не полный перечень нововведений, улучшений и инноваций только за 2016 год.

Кроме того, «Дальполиметалл» всерьез беспокоится об экологии и принимает различные меры по её сохранности.

Например, в этом году на трёх основных рудниках предприятия проделана большая работа по снижению концентрации вредных веществ в шахтных сточных водах, а инспекторы Приморского территориального управления Росрыболовства, посетившие «Дальполиметалл» в 2015 году, никаких серьезных нарушений не выявили.

Горно-металлургический комплекс наглядно показывает, как важно грамотное внедрение передовых технологий и инноваций для успешного производства.

Но в целом инновационное развитие предприятий горной металлургии нельзя назвать успешным.

Основными причинами недостаточного внедрения инноваций в горно-металлургической промышленности Дальневосточного Федерального округа являются следующие факторы:

• высокий уровень затрат для обеспечения инновационного развития горно-металлургической промышленности;

• недостаточный уровень финансирования;

• географическое положение, а именно, отдаленность от центра России;

• неблагоприятные климатические и погодные условия;

• нарастающий отток населения в центральные регионы;

• невозможность обеспечения реализуемых или планируемых проектов квалифицированными кадрами.

Для того, чтобы вывести горно-металлургическую промышленность на более новый и высокий уровень развития, эффективности и производительности, необходимо решение целого ряда вопросов и выполнения условий, таких как:

• техническое перевооружение, введение и использование нового, более современного, производительного, мощного оборудования;

• внедрение новых технологий в процесс добычи и переработки добытых полезных ископаемых;

• повышение квалификации рабочих кадров и кадров на руководящих позициях на горно-металлургических предприятиях.

Выполнение этих условий возможно при взаимосвязи науки и производства. Инновационная деятельность, основанная на процессе объединения этих составляющих в единое целое, направлена на поиск и реализацию инноваций в целях организации производства для более продуктивной работы горно-металлургической промышленности.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Федеральная служба государственной статистики - Росстат - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.gks.ru

2. ОАО «ГМК «Дальполиметалл»» — [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.dalpolimetall.ru/

3. Научно-технический специализированный журнал «Горная Промышленность» — [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://mining-media.ru

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ

Жабыко Людмила Ливерьевна - доцент,

Котякова Диана Андреевна - студентка, [email protected],

Петько Дарья Дмитриевна - студентка,

Школа экономики и менеджмента, Дальневосточный федеральный университет.

UDC 622

INNOVATIONS IN MINING AND METALLURGICAL INDUSTRY ON THE TERRITORY OF THE FAR EASTERN FEDERAL DISTRICT

Jabyko L.L., associate Professor, Far Eastern Federal University, Russia,

Kotyakova D.A., student of the School of Economics and management, Far Eastern Federal

University, [email protected], Russia,

Pet'ko D.D., student, Far Eastern Federal University, Russia.

This article deals with the problem of low innovation activity in the mining and metallurgical industry of the far Eastern Federal district.

Key words: innovations, innovative activity, the mining and metallurgical industry.

REFERENCES

1. Federal'naja sluzhba gosudarstvennoj statistiki. Rosstat. [Jelektronnyj resurs]. Rezhim dostupa: http://www.gks.ru.

2. OAO «GMK «Dal'polimetall»», [Jelektronnyj resurs]. Rezhim dostupa: http://www.dalpolimetall.ru/

3. Nauchno-tehnicheskij specializirovannyj zhurnal «Gornaja Promyshlennost'». [Jelektronnyj resurs]. Rezhim dostupa: http://mining-media.ru.

УДК 534-6/-8

© А.Ю. Дорошев, Д.Н. Николайчук, 2016

ВИБРОДИАГНОСТИКА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПОДШИПНИКОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН КАРЬЕРНЫХ ЭКСКАВАТОРОВ

В аварийности экскаваторов наибольшую долю составляют отказы вращающегося оборудования и, в частности, подшипников. Увеличение эффективности, надежности и ресурса, а также обеспечение безопасной эксплуатации машин и механизмов тесно связано с необходимостью оценки их технического состояния. Превентивная вибрационная диагностика определяет дефекты вращающихся узлов оборудования по высокочастотной вибрации (5-25 кГц). В статье представлены результаты исследования технического состояния более 300 подшипников преобразовательных агрегатов карьерных экскаваторов с помощью виброанализатора СД-12М и программного комплекса Dream for Windows (продукция фирмы ВАСТ — виброакустические системы и технологии).

Ключевые слова: техническое состояние, срок службы, дефект, подшипники, вибродиагностика, карьерные экскаваторы.

Одной из наиболее важных и актуальных проблем современности является повышение качества и надежности механизмов, машин и оборудования в любой отрасли промышленности. Известны традиционные пути увеличения надежности и ресурса, такие как оптимизация систем, совершенствование конструкции и технологии изготовления отдельных элементов, резервирование механизмов, машин и оборудования, увеличение коэффициента запаса (работа не на полную мощность, не на номинальном режиме и т.п.). Эти пути наиболее эффективны для систем ограниченной мощности. Однако во многих областях промышленности конструкция и технология изготовления отдельных узлов механизмов, претерпели в течение последних десятилетий незначительные изменения. Поэтому потребовалось изыскание новых путей для решения проблемы повышения надежности и ресурса.

На фоне повышенной аварийности экскаваторов наибольшую долю составляют отказы вращающегося оборудования [1]. Безусловно, особого внимания заслуживают проблемы дисбаланса и расцентровки валопроводов. Что же касается подшипниковых узлов, то здесь проблема сложнее — зависит и от качества поставляемого оборудования и от качества его эксплуатации.

Очевидно, что увеличение эффективности, надежности и ресурса, а также обеспечение безопасной эксплуатации машин и механизмов тесно связано с необходимостью оценки их технического состояния. Это и определило формирование нового научного направления — технической диагностики, которое получило особо широкое развитие в последнее десятилетие.

Современные технологии контроля и диагностики состояния оборудвания, использующие вибрационную диагностическую информацию, можно разделить на три основные группы [2, 3]:

• технологии комплексного контроля и управления оборудованием;

• технологии вибрационной наладки, т.е. поддержания вибрации оборудования в пределах, определенных стандартами и/или техническими условиями;

• технологии превентивной диагностики, т.е. глубокой диагностики, обеспечивающей долгосрочный прогноз состояния оборудования.

Технологии комплексного контроля и управления вращающегося оборудования развиваются по пути совершенствования вибрационных систем аварийного отключения и сигнализации, в которых в качестве информационного параметра используются величины низкочастотной вибрации в полосе частот от 2(10) Гц до 1000(2000) Гц и скорость ее нарастания.

Технологии вибрационной наладки используются для обеспечения безопасных уровней вибрации высокооборотных машин и включают в себя ряд сервисных работ, таких как центровка, балансировка, изменение колебательных свойств (отстройка от ре-зонансов) машины, устранение дефектов в узлах машины или фундаментных конструкциях.

Технологии превентивной диагностики машин являются наиболее сложными из диагностических технологий. Основными задачами превентивной диагностики является обнаружение в машине всех потенциально опасных дефектов на ранней стадии развития, наблюдение за их развитием и на этой основе долгосрочный прогноз состояния машины. Определение вида каждого из обнаруженных дефектов позволяет резко повысить достоверность прогноза, так как каждый вид дефекта имеет свою скорость развития. Превентивная вибрационная диагностика реализует,

прежде всего, диагностику узлов оборудования по высокочастотной вибрации (5-25 кГц), так как зарождающиеся дефекты не являются источником значительной колебательной энергии, достаточной для заметного изменения вибрации всей машины на низких и средних частотах.

На Лучегорском угольном разрезе проводился вибромониторинг технического состояния подшипниковых узлов преобразовательных агрегатов карьерных экскаваторов с помощью виброанализатора СД-12М и программного комплекса Dream for Windows. В течение 9 месяцев были охвачены мониторингу 38 карьерных и шагающих экскаваторов из 53 и, соответственно, более 300 подшипников преобразовательных агрегатов.

Анализ результатов исследований показал, что бездефектных подшипников в выборке всего 20 %, основная масса подшипников имеет слабые и средние дефекты — 73 %, нуждающихся в срочной замене — 7 %.

По видам дефектов наибольшее распространение (49 %) имеют дефекты наружного кольца — обкатывание, износ и раковины, далее — тела качения и сепаратор — самые слабые звенья подшипника (42 %).

Наибольший вклад в повреждаемость практически всех подшипников привносит обкатывание наружного кольца. Поскольку обкатывание является результатом либо дисбаланса, либо дефекта муфты, то следует в процессе эксплуатации оборудования обращать особое внимание на балансировку роторов в собственных опорах, центровку валопроводов и качество их соединений.

Такой дефект, как неоднородный радиальный натяг, может быть устранен качественной посадкой подшипника с применением динамометрических ключей.

Таким образом, превентивная диагностика позволяет эффективно оценивать техническое состояние подшипников, заблаговременно предотвращать серьезные аварии, выявлять причины возникновения дефектов и предотвращать их появление.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Дорошев Ю.С. Повышение технологической надежности карьерных экскаваторов [Текст]: монография /Ю.С. Дорошев, С.В.Нестругин. — Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 2009. — 232 с.

2. Баркова Н.А. Введение в виброакустическую диагностику роторных машин и оборудования [Текст]: Учеб. Пособие / Н.А.Баркова. — СПб.: Изд. центр СПбГМТУ, 2003. — 160 с.

3. Баркова Н.А. Неразрушающий контроль технического состояния горных машин и оборудования [Текст]: учеб.пособие / Н.А.Баркова, Ю.С.Дорошев. — Владивосток: Из-во ДВГТУ, 2009. -173 с.

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ

Дорошев Александр Юрьевич — магистр, [email protected], Николайчук Дмитрий Николаевич — старший преподаватель, [email protected],

Дальневосточный федеральный университет.

UDC 534-6/-8

VIBRODIAGNOSTIKA A TECHNICAL CONDITION OF THE BEARINGS OF ELECTRICAL MACHINES MINING SHOVELS

DoroshevA.U., master, [email protected], Far Eastern Federal University, Russia NikolaychukD.N., senior lecturer, [email protected], Far Eastern Federal University, Russia.

In accidents excavators greatest proportion of failures of rotating machinery and, in particular, of the bearings. Increase efficiency, reliability and lifetime, as well as ensuring safe operation of machines and mechanisms is closely linked to the need to assess their technical condition. Preventive vibration diagnostics detects faults of the rotating equipment units on high frequency vibration (5-25 kHz). The article presents the results of the research of technical condition of bearings more than 300 of Converter units of mining excavators by using the vibration analyzer SD-12M and software Dream for Windows (the products of the company Wust — vibroacoustic systems and technologies).

Key words: technical state, lifetime, defect, bearings, vibrodiagnostics, mining shovels

REFERENCES

1. Doroshev Ju.S. Povyshenie tehnologicheskoj nadezhnosti kar'ernyh jekskavatorov (Improving process reliability shovels) [Tekst]: monografija /Ju.S.Doroshev, S.V.Nestrugin. Vladivostok: Izd-vo DVGTU, 2009. 232 p.

2. Barkova N.A. Vvedenie v vibroakusticheskuju diagnostiku rotornyh mashin i oborudo-vanija (Introduction to vibroacoustic diagnostics of rotating machines and equipment) [Tekst]: Ucheb. Posobie / N.A.Barkova. SPb.: Izd. centr SPbGMTU, 2003. 160 p.

3. Barkova N.A. Nerazrushajushhij kontrol' tehnicheskogo sostojanija gornyh mashin i oborudovanija (Non-destructive control of technical condition of mining machinery and equipment) [Tekst]: ucheb.posobie / N.A.Barkova, Ju.S.Doroshev. Vladivostok: Iz-vo DVGTU, 2009. 173 p.

УДК 622 © А. А. Григорьев, Л. А. Усольцева, А.С. Бабарыка, 2016

ИССЛЕДОВАНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ БАРЬЕРНЫХ ЦЕЛИКОВ НА ПАРТИЗАНСКОМ КАМЕННОУГОЛЬНОМ МЕСТОРОЖДЕНИИ

Рассматривается вопрос важности рациональной оценки и перерасчёта барьерных целиков для обеспечения максимального извлечение угля из барьерных целиков, при сохранении должного уровня безопасности и минимально влияния на соседние выработки.

Ключевые слова: барьерный целик, устойчивость, водоприток, ликвидация выработок, затопление.

Впервые вопрос оценки устойчивости барьерных целиков между отработанной и затопленной шахтой №1 и действующей шахтой «Глубокая» возник в 1961 году по следующим причинам. К этому времени была осуществлена сбойка выработок шахты «Глубокая» и бывшей шахты № 2/5, отрабатывающей в 1930-40-х годах те же пласты что и шахта «Глубокая».

Для уточнения фактической ширины барьерных целиков по пластам п16, п20 и п21 на горизонтах 220 м и 334 м маркшейдерами шахты «Глубокая» была сделана съемка старых выработок, направленных в сторону затопленной шахты №1. Выявлено, что минимальная ширина барьерного целика по пласту п16 мощностью 0,8 -1 м и углом падения 45° составляет 25 м. По действующей в тот период методике расчета, согласно «Инструкции по безопасному ведению горных работ у затопленных выработок» [1], ширина барьерного целика должна быть 46,5 м. В связи с этим, органами Госгортехнадзора был поставлен вопрос о приостановке работы шахты «Глубокая». Кроме того, положение усугублялось тем, что в 1961 году ряд пластов шахты «Глубокая», в том числе п16, п20 и п21, были отнесены к опасным по горным ударам.

Меры по обеспечению безопасной работы шахта «Глубокая», разработанные специалистами шахты и согласованные с ВНИ-МИ, заключалась в следующем.

С целью выявления возможных деформаций барьерного целика по пласту п16 была пройдена присечка вдоль груди забоя остановленной ранее лавы. При этом, в стенке присечки, ближайшей к затопленным выработкам, не отмечено увлажнения угля и

был сделан вывод об отсутствии фильтрации через целик. Положение контура затопленных выработок проверялось посредством бурения вертикальной скважины с поверхности. Скважина пробурила угольный пласт п16 в 6 метрах от затопленных выработок, при этом поступления воды в скважину не было зафиксировано. В дальнейшем статический уровень воды в скважине установился на 140 м выше пласта п16 на горизонте 220 м.

Начина с 1961 года до закрытия на шахте «Глубокая» проводились постоянные наблюдения за притоком воды со стороны барьерных целиков из шахты №1. Водопроток со стороны барьерного целика по пласту п16 составлял от 13 до 39 м3/час. Зафиксировано, что в периоды активных атмосферных осадков в результате проникновения воды через подработанный массив вблизи барьерного целика на горизонтах выше 220 м отмечалось некоторое увеличения водопротока.

На случай внезапного прорыва или существенного увеличения притока воды со стороны барьерного целика мероприятиями было предусмотрено по пути возможного движения воды создания в поддерживаемых выработках ёмкостей и специальных способов сигнализации с тем, чтобы была обеспечена возможность вывода людей с нижележащих горизонтов.

Опыт ведения горных работ на шахте «Глубокая» вблизи затопленной шахты №1 показал, что барьерные целики при их ширине 25 метров и давлении воды порядка 14 атм обеспечили надежную защиту шахты от поступления воды непосредственно через эти целики.

Вновь вопрос об устойчивости барьерных целиков возник в связи с закрытием шахты «Глубокая» и решением о её затоплении. Горные работы на шахте «Глубокая» прекращены в 1996 году, полное затопление шахты произошло в 200 году. Шахтное поле шахты «Глубокая» граничит с шахтой «Центральная». На шахтах горные работы велись по одноименным пластам угленосной свиты — п20, п21 и п26. Ширина барьерных целиков по пластам п20 и п21 составляла от 60 до 120 метров, поэтому вопроса об их устойчивости не возникало. Минимальная ширина барьерного целика равна 10 метрам на горизонте 100 метров по пласту п26 (верхнетолстый). Предполагалось что выработки на горизонте 100 метров, подходящие к барьерному целику со стороны шахты «Глубокая» будут затоплены.

Состояние барьерного целика по пласту п26 оценивалось в 1995, 2000 годах специалистами ВНИМИ и ДВГТУ [2; 3]. Барьерный целик на горизонте 100 метров представлен целиком угля со стороны шахты «Центральная» (бывшая шахта № 10/16) от горных выработок до разрывного нарушения шириной около 10 метров и породным целиком по зоне разрывного нарушения порядка 12-14 метров.

Исследованиями, проведенными на шахтах г. Партизанска, установлено, что зона пород и углей вблизи разрывных нарушений, как правило, имеет интенсивную трещиноватость и пониженную прочность. Размер такой зоны (2 + 3)^JN , где N - амплитуда разрывного нарушения [4].

Таким образом, при затоплении шахты «Глубокая» ожидалось возрастание фильтрации по трещинным и тектонически нарушенным породам в шахту «Центральная». По оценкам ВНИМИ переток воды в шахту «Центральная» составит в начальный период порядка 100-150 , т.е. порядка половины водопритока в шахту «Глубокая». В дальнейшем следовало ожидать, что весь водоприток в шахту «Глубокая», порядка 250 м3/ч, будет поступать в погошенные выработки гахты «Центральная».

Для гарантии безопасного ведения горных работ на горизонтах 517 м, 637 м и 757 м шахты «Центральная» от угрозы существенного увеличения водопритоков при затоплении шахты «Глубокая» принято решение о расширении водосборника и увеличение мощности насосной станции на горизонте 517 метров, где должен собираться весь водоприток со стороны барьерного целика.

Замеры водопритоков в шахту «Центральная» со стороны барьерного целика и в целом по шахте показали, что существенного увеличения водопритоков воды после затопления шахты «Глубокая» не произошло. Таким образом, незначительные размеры барьерного целика не создали угрозы для безопасного ведения горных работ от времени затопления шахты «Глубокая» вплоть до завершения работ на шахте «Центральная».

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Инструкция по безопасному ведению горных работ у затопленных выработок. Утв. Госгортехнадзором России 30.05.1995 г.

2. Заключение ВНИМИ «О возможности затопления ликвидируемой шахты «Глубокая» шахтоуправления «Партизанское» ОАО «Приморскуголь». -СПб.: ВНИМИ, 2004 г.

3. Григорьев А.А. Жигалин Ю. И., Чеботкевич В.И. и др. Оценка гидродинамической и геодинамической ситуации в районе барьерных целиков между ликвидируемой шахтой «Глубокая» и шахтой «Центральная». - СПб.: ВНИМИ, 2004 г.

4. Григорьев А.А. Жигалин Ю. И., Чеботкевич В.И. и др. Безопасные условия разработки пластов в зонах тектонических нарушений. - Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 2001 - 187мс.

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ

Григорьев А.А. - кандидат технических наук, профессор, Усольцева Л.А. - кандидат географических наук, доцент, Бабарыка А. С. - студентка,

Инженерная школа Дальневосточный федеральный университета.

UDC 622

STUDIES OF THE STABILITY OF THE BARRIER PILLARS, PARTIZANSKY COAL MINE

GrigorievA.A., candidate of technical Sciences, Professor, school of Engineering, far Eastern Federal University, Russia,

Usoltseva L.A., candidate of geographical Sciences, associate Professor, school of Engineering, far Eastern Federal University, Russia,

Babaryka A.S., student, school of Engineering, far Eastern Federal University, Russia.

Discusses the importance of rational assessment and allocation of barrier pillars to ensure maximum extraction of coal from the barrier pillars, while maintaining an adequate level of safety and minimal impact on the adjacent output.

Key words: barrier pillar, stability, water inflow, liquidation workings, flooding.

REFERENCES

1. Instrukcija po bezopasnomu vedeniju gornyh rabot u zatoplennyh vyrabotok. Utv. Gos-gortehnadzorom Rossii 30.05.1995.

2. Zakljuchenie VNIMI «O vozmozhnosti zatoplenija likvidiruemoj shahty «Glubokaja» shahtoupravlenija «Partizanskoe» OAO «Primorskugol'». SPb.: VNIMI, 2004 g.

3. Grigor'ev A.A. Zhigalin Ju. I., Chebotkevich V.I. i dr. Ocenka gidrodinamicheskoj i geodinamicheskoj situacii v rajone bar'ernyh celikov mezhdu likvidiruemoj shahtoj «Glubokaja» i shahtoj «Central'naja» (Assessment of hydrodynamic and geodynamic situation in the area of barrier pillar between the liquidated mine «Deep» and mine «Central»). SPb.: VNIMI, 2004 g.

4. Grigor'ev A.A. Zhigalin Ju. I., Chebotkevich V.I. i dr. Bezopasnye uslovija razrabotki plastov v zonah tektonicheskih narushenij (Safe conditions of the reservoir in zones of tectonic violations). Vladivostok: Izd-vo DVGTU, 2001, 187 p.

УДК 622.765.061.2

© Е.Д. Шепета, Л.А. Саматова, А.В. Андреев, 2016

ВЛИЯНИЕ ФЛОТАЦИОННОЙ АКТИВНОСТИ СОБИРАТЕЛЕЙ НА ПОКАЗАТЕЛИ ОБОГАЩЕНИЯ И ИЗМЕНЕНИЯ ЦИРКУЛЯЦИОННЫХ НАГРУЗОК ПРИ ФЛОТАЦИИ

Изучены флотационные свойства новых образцов сульфидных собирателей на основе диалкилдитиофосфатов на бедной шеелит-скарново-сульфидной руде месторождения Восток-2. Выделены два селективных образца собирателей 230, 226 и флотоактивный 225-5. На образце 225-5 прирост извлечения в медный концентрат составил 2,9 %, повышение содержания мышьяка на 0,1 %. Увеличение расхода селективных собирателей в 1,4-2 раза позволило получить прирост извлечения меди в сульфидном цикле на 1,5 % относительно ИМА-И413п, но в перечистках снизилась эффективность флотации халькопирита. В медной селекции снижение извлечения меди на 0,7-2,4 % за счет роста циркуляционной нагрузки и распределения в нее меди на 2-17 %. Перспективным направлением в моделировании новых образцов реагентов и их комбинаций для мышьяковистых руд является создание собирателей суммарное действие селективности и собирательной способности, которых не будет увеличивать циркуляционные нагрузки процесса обогащения.

Ключевые слова: скарновые руды, сульфидные минералы, флотация, селективные собиратели, аэрофлоты, ксантогенаты.

Целью исследований являлось изучение флотационных свойств новых образцов собирателей на основе диалкилдитиофосфатов и внедрение более эффективных образцов при флотации медь-, золото- и серебросодержащих руд. При оценке свойств собирателя учитывались не только показатели содержания и извлечения меди и арсенопирита в медный концентрат, но и оценивалось влияние реагентов на циркуляционные нагрузки в технологической схеме обогащения.

При обогащении комплексных бедных шеелит-скарново-сульфидных руд месторождения Восток-2 применяют традиционную коллективно-селективную схему для выделения шеелитового и медного концентрата с извлечением в него золота и серебра. Содержание в руде №03 0,40-0,63 %, Сц 0,11-0,18 %, Au 0,67-0,98 г/т, Ag 1,6-2,38 г/т, А8 0,05-0,2 %, извлечение ценных минералов соответственно 80,9-88,3 %, 51,1-70,3 %, 26,8-37,0 %, 45,0-61,1 %,

качество товарной продукции: шеелитового концентрата 50-52 % №03, медного 15-18 % С^ содержание А8 не более 0,6 %.

Измельчение руды в питании основной сульфидной флотации составляет 58-62 % класса -0,08+0 мм. В коллективном сульфидном цикле естественное рН флотаций 8,3-8,9, регулятор среды не подается. Основные реагенты: жидкое стекло 100-150 г/т, аэрофлот ИМА-И413п 15-20 (а-100 %) г/т, сосновое масло 2,5-3 г/т. Если содержание мышьяка в товарной продукции менее 0,6 %, то для повышения извлечения меди, добавляется бутиловый ксанто-генат 4-6 г/т.

Медная селекция проводится с активным углем, расход 35-40 г/т, и динатрийфосфатом - 80-110 г/т. Для усиления депрессии мышьяка пульпа перечистных операциях подкисляется. Для создания рН пульпы (первой перечистки 7,0-7,5, второй 6,8-7,3) используется железный купорос, расход 75-250 г/т. В основной медной флотации за счет циркуляции промпродуктов рН пульпы 8,0-8,3.

В бедных шеелит-скарново-сульфидных рудах медь представлена на 99 % халькопиритом, 0,9 % — халькозин, ковеллин, 0,1 % — самородная медь. Халькопирит тесно связан с пирротином, образует с ним тонкие срастания, реже развивается по плоскостям спайности пироксенов, пирита, сфалерита, кварца. В руде распределение халькопирита крайне неравномерно [1].

На самородное золото и серебро в сводобной форме приходится 5-15 %, связанное с сульфидными минералами — 60-85 %, на кварцевые прожилки 10-25 %. Золото и серебро находится в тонкодисперсном самородном состоянии (основной размер 5-75 мкм), в кварце в виде тонких примазок на кварцевой поверхности и внутри частиц кварца крупностью 0,01-0,2(0,3) мм. В халькопирите золото и серебро представлено халькопирит — кварцевыми агрегатами в виде примазок, каплевидной вкрапленностью в пирротине, арсенопирите. Серебро в карбонатах тяжелых металлов, кварце, силикатах, и золото в кварце относятся к не извлекаемым формам [2].

При переработке шеелит-скарново-сульфидных руд для технологической схемы сульфидно-медного цикла характерно образование существенных циркуляционных нагрузок (промпродукты перечисток и концентраты контрольных флотаций). Это затруд-

няет получение стабильного кондиционного концентрата по меди и мышьяку, усложняет ведение технологического процесса, обуславливает рост расхода реагентов депрессора ДНФ и адсорбента собирателя из пульпы активного угля. В табл. 1 приводятся данные циркуляционных нагрузок для промышленной схемы обогащения.

Таблица 1

Циркуляционные нагрузки в фабричном питании медной селекции

Медный концентрат Суль< идный концентрат Питание медной селекции

Содержание,% Изв.,% Выход Извлечение, % Циркуляция % по

Си Л8 Си % % Л8 8 выходу Меси МеЛ8 Ме8

Собиратель ИМА-И413п

16,69 0,5 70,5 2,52 76,46 41,18 15,25 207 48 400 240

Смесь соби] рателей ИМА-И41 Зп+бут.Кх

15,98 0,71 72,8 2,97 83,92 68,85 29,67 290 63 750 340

Расчет циркуляции: выход (извлечение Ме) пр.пр селекции: выход (извлечение Ме) 8 к-та*100 %.

Комбинация реагентов, селективного собирателя ИМА-И413п и флотоактивного бутиловного Кх, приводит к значительному накапливанию сульфидных минералов в циркуляции медного цикла. Изменение циркуляции происходит как по выходу продуктов, так и по распределению металлов часто за счет искусственного снижения извлечения меди во второй перечистке, вследствие необходимости увеличения степени депрессии арсенопирита и пирротина для выпуска товарной продукции. На смеси собирателей по второй медной перечистке получены следующие данные по эффективности извлечения меди и депрессии вредных примесей арсенопирита и пирротина 69 %-97 %-68 %, соответственно для собирателя ИМА-И413п 77,8 %-84 %-74 %. Показатель эффективности извлечения меди на селективном собирателе значительно выше, чем для комбинации реагентов.

При определении перспективности применения новых образцов собирателей целесообразно оценивать качественные и количественные параметры циркуляций.

Для анализа флотационной активности ряда сульфидных реагентов лабораторией «Оргсинтез Реагент» передано нам пять новых образцов, которые смоделированы на основе диалкилди-

тиофасфатов за счет изменения длины и конструкции углеводородного радикала и разной концентрации гидрофобизирующего компонента.

Диалкилдитиофосфаты, образующие более слабые комплексы с катионами тяжелых металлов ( Си, N1, 2п, Бе и др.) по сравнению с ксантогенатами, характеризуются большим различием с ними в прочности комплексов с катионами тяжелых металлов, что обеспечивает большую селективность действия диалкилди-тиофосфатов как при разделении сульфидов цветных металлов, так и при отделении от них сульфидов железа [3-5].

Более высокая поверхностная активность диалкилдитиофос-фатов на границе раздела ж-г по сравнению с ксантогенатами способствует образованию мелких пузырьков воздуха и увеличению флотируемости тонких частиц [6].

При тестировании собирательных свойств новых реагентов по замкнутым опытам нами выполнен расчет распределения металлов по всем продуктам схемы для оценки изменения свойств циркуляционных нагрузок. Опыты поставлены на руде с содержанием Си - 0,18 %, А8 - 0,16 %, 8 - 2,83 %. В табл. 2 для изучаемых собирателей представлена характеристика сульфидного концентрата, эффективность флотации халькопирита в перечистке и степень депрессии арсенопирита.

Таблица 2

Собирательные свойства реагентов на стадии перечистки сульфидного концентрата

Реагент Сульфидный концентрат Питание перечистки

Выход % Извлечение, % Степень эффективности, % Выход % Циркуляция, % от выхода

As извлечения Ой депрессии As

Расход реагентов 20+5 г/т

ИМА-И413 9,61 86,32 51,15 94,4 13,4 13,49 28,8

обр.225 9,54 88,11 49,40 95,3 10,7 14,11 32,4

обр.225-5 9,78 88,55 47,96 95,9 12,3 13,27 26,3

обр. 175 9,84 86,62 49,98 93,2 13,6 13,67 28,0

обр.230 7,05 83,71 35,77 94,3 22,4 11,51 38,8

обр.226 6,24 77,39 20,70 93,0 19,5 9,50 34,3

бут.Кх(15+5) 6,89 86,25 62,83 95,5 13,2 9,58 28,1

Окончание табл. 2

Реагент Сульфидный концентрат Питание перечистки

Выход % Извлечение, % Степень эффективности, % Выход % Циркуляция, % от выхода

As извлечения Ой депрессии As

Расход реагентов 30+5 г/т

бут.Кх 8,21 94,14 89,25 96,1 7,3 10,88 24,5

ИМА+Кх 11,14 93,66 75,01 94,7 11,1 14,91 25,3

обр.225+179 9,23 93,27 63.39 91,2 13,1 12,86 28,2

обр.226+Кх 9,60 93,75 74,00 91,8 12,4 12,77 24,8

обр.230 10,88 87,83 41,68 89,6 17,3 15,75 30,9

Расход реагентов 40+10 г/т

обр.226 12,64 87,77 49,25 87,9 15,2 18,43 31,4

При создании новых образцов гидрофобизирующая способность реагентов усиливалась в ряду: 225-5> 225>175>ИМА-И413> 230>226 , а поверхностная активность соответственно в обратном порядке 225<175<230<226. Это позволило создать два селективных реагента (230, 226) относительно стандартного образца ИМА-И413п и три образца с усиленной собирательной способностью.

В сульфидном коллективном цикле снижение извлечения мышьяка на образце 230 сопровождалось падением выхода сульфидного концентрата. Показатель уменьшения активности флотации арсенопирита на единицу выхода сульфидного концентрата изменился незначительно по сравнению с ИМА-И413 соответственно 5,1 и 5,3. По образцу 226 наблюдалось не только уменьшение выхода сульфидного концентрата, который определяется эффективностью флотации пирротина, но и снижение извлечения мышьяка на единицу выхода до 3,3. К сожалению, усиление селективности реагентов, при стандартном суммарном расходе 25 г/т, сопровождалось падением извлечения меди уже на стадии коллективного цикла, соответственно для образца 230 на 2,6 % и образца 226-8,9 %.

Считается, что если увеличить расход селективного, но несколько более слабого собирателя, то можно повысить не только селективность процесса, но, как правило, и извлечение. Это обусловило необходимость проведения исследований по повышению извлечения меди на селективных реагентах за счет изменения расхода. Данные представлены на рис. 1.

1 2 3 4 5

■ ВыходБк-та иИзв.Си вИзв.Аг иОпит.Сифл. ■ Распр.Си вОпит.Си фл.

Собиратель ИМА-И413п-1, обр. 230 2-(25 г/т), 3-(35 г/т); обр. 226 4-(25 г/т), 5-(35 г/т)

Рис. 1. диаграмма изменения показателей обогащения сульфидов (%) при повышении расхода селективных собирателей

Увеличение расхода селективных собирателей в 1,4 (обр.230) и 2,0(обр.226) раза позволило получить прирост извлечения меди на 1,5 % сравнительно с ИМА-И413п, но, к сожалению, это сопровождалось ростов выхода сульфидных и медных продуктов, повышением извлечения мышьяка в сульфидном цикле. При этом извлечение арсенопирита приблизилось к показателям образцов с более сильными флотационными свойствами, но с меньшим расходом. При расходе 25 г/т на активных собирателях получен более высокий уровень извлечения меди с меньшим выходом сульфидного концентрата и циркуляционных нагрузок. Следует отметить, что в промышленных условиях эффективность перечистных операций, значительнее ниже лабораторных показателей, что приводит к большим значениям увеличения объемов циркуляции.

Лучшие показатели по циркуляции получены на бутиловом ксантогенате, но извлечение арсенопирита по отношению к ИМА-И413 возросло в 1,7 раза. Показатели обогащения по медной селекции представлены в табл. 3.

На новых образцах реагентов (производных диалкилдитио-фасфатов) с повышенной собирательной способностью получен прирост извлечения меди в медный концентрат на 0,13-2,9 %, при этом рост содержания мышьяка 0,06-0,13 %. Существенных изменений в циркуляционных потоках не наблюдалось. Тестирование

Таблица 3

Характеристика циркуляционных нагрузок для собирателей в медной селекции

Стандартный расход собирателя 25 г/т, увеличение расходов отмечено в таблице

Наименование собирателя Медный концентрат Питание медной селекции

Содержание, % Извлечение Циркуляция в абсолютных величинах, % по

Си ЛБ Си, % выходу МеСи Мел5

ИМА-И413 18,85 0,72 73,07 10,39 124,64 58,64

обр.225 19,22 0,85 74,39 11,19 121,73 53,68

обр.225-5 17,28 0,81 75,94 10,60 112,79 54,42

обр. 175 20,06 0,78 73,20 10,84 123,6 54,91

Суммарный расход собирателей в сульфидном цикле 35 г/т

обр.230 23,0 0,59 72,34 12,25 126,44 47,27

ИМА-И413+Кх 20,58 1,69 79,77 11,37 109,8 113,84

обр.225+179 20,41 1,24 79,38 9,92 132,95 79,54

обр.226+Кх 21,04 0,87 78,98 10,36 134,47 101,44

обр.226 (50 г/т) 19,0 0,50 70,64 15,13 141,84 57,18

флотационных свойств собирателей показало, что образец 225-5 является перспективным реагентом и может быть рекомендован к промышленным испытаниям.

Повышение расхода селективных собирателей (образцы 230, 226) до 35-50 г/т позволило добиться некоторого повышения извлечения меди в коллективном цикле на 1,5 % и сохранить более низкое содержание мышьяка в конечном концентрате < 0,6 %. Однако, наблюдалось падение извлечения меди в медной селекции соответственно 0,73-2,43 %, за счет прироста циркуляционной нагрузки относительно ИМА-И413 по выходу 1,9-4,7 %, по распределению меди 1,8-17 %.

Комбинация реагентов селективного собирателя, производного диалкилдитиофасфатов (ИМА-И413п, обр.206), и собирателя с сильными флотационными свойствами (бутиловый ксанто-

генат, либо реагент тионоамидной группы — обр.179) даже при незначительных добавках последних позволяют повысить извлечение меди на 6-7 %, но наблюдается рост содержания As на 0,15-0,97 %. Возрастает перераспределение мышьяка, меди в циркуляцию.

Выводы

Увеличение расхода селективного собирателя не позволяет добиться повышения извлечения меди в медный концентрат при сохранении селективности из-за изменений циркуляции (коллективный цикл, селекция) по выходу и распределению ценных минералов.

Применение комбинации реагентов селективного и активного, даже при незначительных расходах последнего приводит к росту извлечения меди, но и к повышению содержания мышьяка в медном концентрате и дополнительному распределению мышьяка и меди в циркуляции медной селекции.

Перспективным направлением в моделировании новых образцов реагентов и их комбинаций для обогащения медно-мышьяковистых руд является создание собирателей суммарное действие селективности и собирательной способности, которых не будет увеличивать циркуляционные нагрузки процесса обогащения.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Гвоздев В.И. Рудно-магматические системы скарновых шеелит-сульфидных месторождений Востока России // Владивосток. Дальнаука. 2010. - С. 230.

2. Саматова Л. А., Шепета Е. Д., Рябой В. И. Повышение извлечения цветных и благородных металлов при флотации шеелит - сульфидных руд // ФТПРПИ - 2013. No. 6. С. 151-157.

3. Игнаткина В.А., Бочаров В.А., Милович Ф.О., Иванова П.Г., Хачатрян Л. С. Селективное повышение флотоактивности сульфидов цветных металлов с использованием сочетаний сульфгидрильных собирателей // Обогащение руд. 2015. No.3. С. 18-24. DOI: http://dx.doi.org/10.17580/or.2015.03.03

4. Ryaboy V., Shepeta E., Kretov V., Golikov V. New dialkyldithiophosphates in flotation of copper,gold and silver containing ores // XXVII Intern. Mineral Processing Congress. Santiago, Chile, 2014. P. 1-8.

5. Рябой В.И., Шепета Е.Д., Кретов В.П., Левковец С.Е., Рябой И.В. Влияние поверхностно-активных свойств реагентов, содержащих диалкилдитиофос-фаты натрия, на флотацию сульфидов // Обогащение руд-2015.№э. 2. С.18-20.

6. Шоу-Цзы Лу. О роли гидрофобного взаимодействия во флотации и фло-куляции // Коллоидный журнал. 1990. Т. 52. С. 858-864.

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ

Шепета Е.Д. - кандидат технических наук, старший научный сотрудник лаборатории ПКПМС ИГД ДВО РАН, [email protected], Саматова Л.А. - кандидат технических наук, доцент, зав.лаборатории ПКПМС ИГД ДВО РАН, [email protected]. Андреев А.В. — доцент, Дальневосточный федеральный университет.

UDC 622

THE INFLUENCE OF FLOTATION ACTIVITY OF COLLECTORS ON THE PERFORMANCE OF THE ENRICHMENT AND CHANGE OF THE CIRCULATING LOAD IN A FLOTATION

Shepeta E.D., PhD. in Engineering, Senior Researcher, Laboratory of complex mineral processing related problems, Institute of Mining FEB RAS, [email protected], Russia, Samatova L.A., PhD. in Engineering, Associate Professor, Head of Laboratory of complex mineral processing related problems, Institute of Mining FEB RAS [email protected], Russia, AndreevA.V., Associate Professor, Eastern Federal University, Russia.

The flotation properties of new samples of sulphide collectors on the basis of dialkyldithiophos-phates poor scheelite-skarn-sulfide ore Deposit Vostok-2. The two selective sample collectors 230, 226 andphotoactivity 225-5. The sample 225-5 increase in the extraction in copper concentrate amounted to 2.9 %, the increase of arsenic content of 0.1 %. The increase in consumption of the selective collectors is 1.4-2 times as allowed to increase of copper recovery in sulphide cycle 1.5 % compared to the IMA-H413n, but in the re-purifications decreased the flotation performance of chalcopyrite. In copper selection reduction extraction of copper 0.7 to 2.4 % due to the increase of the circulating load and the distribution in it of copper by 2-17 %. A promising direction in modeling new types of reagents and their combinations for ARSENICAL ores is the creation of gatherer the sum of the effects of selectivity and collective abilities, which will increase the circulating load of the enrichment process.

Key words: skarn ores, sulphide minerals, flotation, selective collectors, aeroflot agents, xan-

thates.

REFERENCES

1. Gvozdev V.I. Rudno-magmaticheskie sistemy skarnovyh sheelit-sul'fidnyh mestorozhde-nij Vostoka Rossii (The ore-magmatic systems of scheelite-sulfide skarn deposits of the Russian Far East) // Vladivostok. Dal'nauka. 2010. p. 230.

2. Samatova L.A., Shepeta E.D., Rjaboj V.I. Povyshenie izvlechenija cvetnyh i blagorod-nyh metallov pri flotacii sheelit — sul'fidnyh rud (To increase the extraction of nonferrous and noble metals in the flotation of scheelite-sulfide ores) // FTPRPI, 2013. No. 6. pp. 151-157.

3. Ignatkina V.A., Bocharov V.A., Milovich F.O., Ivanova P.G., Hachatrjan L.S. Selektiv-noe povyshenie flotoaktivnosti sul'fidov cvetnyh metallov s ispol'zovaniem sochetanij sul'f-gidril'nyh sobiratelej (Selective grow in flotation activity of nonferrous metal sulfides with the use of combination of sulfhydril collectors) // Obogashhenie rud. 2015. No 3. pp. 18-24. DOI: http://dx.doi.org/10.17580/or.2015.03.03.

4. Ryaboy V., Shepeta E., Kretov V., Golikov V. New dialkyldithiophosphates in flotation of copper,gold and silver containing ores // XXVII Intern. Mineral Processing Congress. Santiago, Chile, 2014. P. 1-8.

5. Rjaboj V.I., Shepeta E.D., Kretov V.P., Levkovec S.E., Rjaboj I.V. Vlijanie poverh-nostno-aktivnyh svojstv reagentov, soderzhashhih dialkilditiofosfaty natrija, na flotaciju sul'fidov (Effect of surface-active properties of reagents with sodiumdialkyldithiophosphates upon flotation of sulfides) // Obogashhenie rud, 2015.No. 2. pp. 18-20.

6. Shou-Czy Lu. O roli gidrofobnogo vzaimodejstvija vo flotacii i flokuljacii (About the role of hydrophobic interaction in flotation and flocculation) // Kolloidnyj zhurnal. 1990. T. 52. pp. 858-864.

УДК 622 © А. А. Григорьев, Л. А. Усольцева, А.С. Бабарыка, 2016

ВЫЕМКА УГЛЯ ИЗ ОХРАННЫХ ЦЕЛИКОВ ПОД ПРОМЫШЛЕННЫМИ ЗДАНИЯМИ И СООРУЖЕНИЯМИ

Анализируется необходимость и возможность выемки части охранных целиков, оставленных под промышленными и природными объектами. Приводится пример фактической отработки по данным перерасчёта на шахтах Приморья.

Ключевые слова: подработка магистральной железной дороги, частичная выемка охранных целиков, горизонтальные деформации, наклоны.

В течении десятилетий на шахтах Приморья в охранных и предохранительных целиках, построенных по известным Правилам безопасности сооружении и природных объектов [3] было сосредоточено до миллиона тонн подготовленных и готовых к выемке запасов угля. Это были запасы под поймами рек, под магистральными железными дорогами, под промышленными зданиями и сооружениями.

В 50-60-х годах прошлого века и в последующие годы на предприятиях горной промышленности все чаще стал возникать вопрос о сокращении потерь угля в охранных целиках.

Так, по инициативе руководителей маркшейдерских служб и комбината «Приморскуголь» были разработаны проекты подработки рек в Сучанском (ныне Партизанском бассейне, полнота магистральной железной дороги Владивосток-Находка, зданий Сучанской обогатительной фабрики, жилых комплексов в городах Артеме и Партизанске. При этом, исследования в соответствии с разработанными проектами проводились по наиболее ответственным работам с участием специалистов ВНИМИ, инструментальные наблюдения осуществлялись силами маркшейдеров предприятий.

Результаты таких совместных работ были весьма заметными. Так, безопасна глубина подработки пойм рек была уменьшена почти в 2 раза - со 120 м до 70 м; из целиков под магистральной железно дорогой шахтами Артема и Сучана извлечено 50 % запасов; промышленные и жилые здания в городе Сучане подработаны безопасно с применением закладки выработанного пространства.

Следует иметь в виду, что на угольных месторождениях Приморья развита интенсивная геологическая нарушенность и угольные пласты Сучана (Партизанска) опасны по горными ударам и выбросами угля и газа. Эти факторы учитывались при разработке проектов подработки и способах выемки охранных целиков.

Опыт подработки сооружений и природных объектов полученные в результате инструментальных наблюдений параметры сдвижения были использованы ВНИМИ при подготовке Инструкций по охране зданий и сооружений на месторождениях Приморского края и соответствующих корректировок общих Правил охраны сооружений [3].

Используя предыдущий опыт уменьшения потерь угля в охранных целиках кафедрой Маркшейдерского дела Дальневосточного политехнического института (ДВПИ) совместно с маркшейдерской службой шахтоуправления «Липовецкое» был разработан проект частичной выемки запасов угля в охранном целике под производственными зданиями Липовецкой автобазы и организованны инструментальные наблюдения на земной поверхности и в конструкциях производственных корпусов. В

пределах охранного целика пласт «Рабочий 2» отрабатывался лавой длинной 90 м, на глубине 190-200 м. При этом, в связи с наличием геологических нарушений возникла необходимость разрезки лавы заново, в результате чего общая площадь целиков в очистном пространстве составила около 30 %. Проектом предусматривались, при необходимости, меры по выравниванию территории автобазы и укрепление конструкции производственных зданий.

Инструментальные исследования, проводившееся кафедрой маркшейдерского дела ДВПИ на наблюдательной станции, заложенной на территории автобазы, показали, что максимальные оседания составили 480 мм, при 560 мм - расчётных, изменения наклонов балок перекрытия гаража большегрузных автомобилей не превысили 2,5 х 10-3, что более чем в два раза меньше допустимых для данного типа сооружений. Все здания и сооружения на территории автобазы не имели заметных повреждений и деформаций, вызванных подработкой.

Таким образом, инструментальные наблюдения подтвердили, что параметры частично отработки охранного целика выбраны правильно и безопасность эксплуатации автобазы была обеспечена.

На этом шахтоуправлении (ныне шахтоуправление «Восточное») в 2001 году возникла необходимость частичной выемки предохранительного целика под площадкой электроподстанции ТП 35\6 на участке «Восток 2» по пласту «Средний-1». Проектом предусматривалась подготовка в районе предохранительного целика лав для комплексно -механизированной выемки. Произведенные расчёты [1, 2] подтвердили возможность частичной выемки предохранительного целика, обеспечив при этом безопасную эксплуатацию электроподстанции. Средняя глубина залегания пласта в районе целика 130 м, мощность пласта 2,2-2,4 м. Первоначально пласт в районе целика отрабатывался лавой № 55, в последующем - лавой № 56. Инструментальные маркшейдерские наблюдения на земной поверхности ведутся по реперам, заложенным по трем линиям на глубину 2,2 м. Результаты наблюдений в таблице.

а) Выкопировка с плана горных работ по пл. «Средний-1»

б) разрез по линии 1-1

Рис. 1. Выкопировка с плана горных работ и разрез по пласту «Средний-1»

Таблица

Показатели Минимальные значения Допусти-

Расчёт по проекту Фактические мые для

Площад- За пределами Площад- За пределами площадки

ка ТП площадки ка ТП площадки ТП

Оседания, 80 1470 50 20 -

мм

Горизон- ±8 ±20 ±4 ±6,5 ±10

тальные де-

формации

е х 10-3

Наклоны ±14 ±16,6 ±9 ±14,2 ±14

1 х 10-2

Из таблицы видно, что фактические определяющие критерии возможности подработки электроподстанции (наклоны и горизонтальные деформации) не превышают допустимых значений.

Они также ниже расчётных в связи с тем, что площадь выемки целика по проекту составляла 35 %, а фактическая 28 %.

Как вывод следует отметить, что за период частичной выемки предохранительного целика по пласту «Средний-1» было извлечено на 6 тыс. т угля больше, чем запланировано по проекту, рассматривается вопрос о частичной выемки предохранительного целика под электроподстанцией по пласту «Рабочий-2», расположенному ниже в 8 м от пласта «Средний-1».

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Проект ведения горных работ в предохранительном целике под площадкой ТП 35\6 шахтоуправления «Восточное» — Липовцы, 2000 г;

2. Григорьев А. А. Заключение о безопасности подработки площадки ТП лавой №56 о пласту «Средний - 1» Шахтоуправления «Восточное»;

3. Правила охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных горных разработок на углевых месторождениях. - Недра, 198 с.

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ

Григорьев А.А. - каедидат технических наук, профессор, Усольцева Л.А. - кандидат географических наук, доцент, Бабарыка А. С. - студентка,

Инженерная школа Дальневосточный федеральный университета.

UDC 622

DREDGING COAL FROM SECURITY PILLARS UNDER INDUSTRIAL BUILDINGS AND STRUCTURES

Grigoriev A.A., candidate of technical Sciences, Professor, Engineering school of far Eastern Federal University, Russia,

Usoltseva L.A., candidate of geographical Sciences, associate Professor, Engineering school of far Eastern Federal University, Russia,

Babaryka A.S., student, Engineering school of far Eastern Federal University, Russia.

Analyzes the necessity and possibility of dredging part of the security pillars left under industrial and natural objects. An example of actual practice according to the terms of the mines of Pri-morye.

Key words: part time mainline rail, partial dredging of the security pillars, horizontal deformation, bending.

REFERENCES

1. Proekt vedenija gornyh rabot v predohranitel'nom celike pod ploshhadkoj TP 35\6 shah-toupravlenija «Vostochnoe», Lipovcy, 2000 g.

2. Grigor'ev A. A. Zakljuchenie o bezopasnosti podrabotki ploshhadki TP lavoj .№56 o plastu «Srednij - 1» Shahtoupravlenija «Vostochnoe».

3. Pravila ohrany sooruzhenij i prirodnyh ob'ektov ot vrednogo vlijanija podzemnyh gornyh razrabotok na uglevyh mestorozhdenijah. Nedra, 198 p.

УДК 622 © А.В. Андреев, А.В. Белов,

Н.Н. Кинаев, Е.А. Сагуленко,

А. А. Непомнящий, А. А. Малков, 2016

УЛЬТРАЗВУКОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ГУМАТОВ

Рассмотрены элементы технологии получения гуминовых биопрепаратов, полученных на основе угля, торфа и других органических соединений, с применением ультразвуковых технологий. Применение таких технологий позволит производить биопрепараты с более высоким качеством по сравнению с теми, которые получены с использованием традиционных технологий. Ключевые слова: гуминовые препараты, уголь, торф, модуль синтеза гу-матов, кавитация, ультразвуковая технология,

Гуминовые препараты (ГП) представляют собой продукты, содержащие водорастворимые гуматы — соли щелочных металлов: натрия, калия (Na, K) и аммония (NH4). Гуматы других металлов и сами гуминовые кислоты, нерастворимы в воде.

Получение ГП является одним из направлений нетопливного использования ископаемых углей.

Гуминовые препараты широко используются как экологически чистые стимуляторы роста растений и животных, находят применение в качестве специфических реагентов и заменителей дорогостоящих и дефицитных синтетических веществ (для модификации свойств буровых растворов, как флотореагенты, коагулянты для счистки сточных вод от тяжелых металлов и пр.)

В общем, технология получения гуминовых препаратов из бурых углей состоит в следующем (рис. 1).

На первом этапе сырье дробится и измельчается, для чего используются различные типы дробилок (щековые, конусные, валковые) в зависимости от физико-механических свойств угля. Затем производится грохочение (рассев) дробленого продукта (грохоты, сита) и, при необходимости, его измельчение (шаровые и стержневые мельницы) до необходимого размера частиц. Размер частиц зависит от ряда факторов.

С одной стороны, чем меньше частица угля, тем выше площадь ее поверхности в пересчете на объем перерабатываемой партии сырья, и, соответственно, эффективность экстракции гу-миновых кислот.

С другой стороны, малый размер частиц угля, поступающего на переработку, приводит к ухудшению процесса фильтрации пульпы и разделения экстракта (полезного продукта) от отходов (хвостов переработки) после экстракции смеси щелочи и измельченного угля в реакторе. Кроме того, дополнительное измельчение исходного сырья ведет повышению затрат на получения конечного продукта.

Помимо установления размера частиц угля, немаловажное значение имеет его состав. В качестве исходного сырья рассматривается угли марок 1Б, 2Б, с содержанием органических соединений не менее 80 %.

Подготовка щелочного раствора осуществляется в специальном реакторе расплава щелочи (поз. 1, рис. 1). Реактор изготавливается из материалов, которые не вступают в реакцию, в том числе при нагревании, с соединениями щелочных металлов (например, №ОН, КОН). Содержание раствора щелочи может колебаться от 2—5 % до 45-50 % в зависимости от производственной необходимости. В данном случае применяется 4 % раствор едкого калия.

Смешивание исходного сырья и раствора щелочи производится в смесителе (поз. 2, рис. 1). Полученная смесь настаивается в течение суток.

Для экстракции гуминовых кислот и получения ГП нами применяются ультразвуковые методы при проведении химических процессов в жидкой поточной фазе, проходящей через зону кавитации. Под кавитацией понимается процесс исчезновения («схлопывания») парогазовых пузырьков, возникающих в жидкости при ее резком растяжении в зоне воздействия ультразвуковых колебаний определенной частоты и интенсивности. Использование ультразвуковых кавитационных реакторов непосредственно в потоке обрабатываемой среды обеспечивает получение продукции с высоким качеством и хорошими технико-экономическими показателями.

В нашем случае используется ультразвуковой Модуль синтеза гуматов проточного типа, который предназначен для получения органических удобрений (гуматов) из торфа, сапропеля, бурого угля путем смешения, гомогенизации, диспергирования сырья со слабощелочным раствором щелочи с помощью ультразвукового поля (поз.3, рис. 1).

©

Рис. 1: 1 - реактор расплава щелочи (120 л); 2 - смеситель (190 л); 3 - модуль синтеза гуматов (80 л); 4 - отстойник (200 л)

В состав Модуля синтеза гуматов входят: реактор ультразвуковой с источником питания; мешалка с электромотором-редуктором; ламинарный насос проточного типа, производительностью 2,5-3,0 м3 в час; рабочая емкость, с объемом 80 литров, шкаф управления. Все оборудование монтируется на одном основании. Модуль синтеза гуматов может работать при температуре окружающего воздуха, 10-35°С и атмосферном давлении, 84106 кПа или 630-800 мм. ртутного столба. Относительная влажность воздуха при температуре 20°С составит 65-80 %. Напряжение электросети — 380 В при частоте переменного тока, 50Гц. Потребляемая мощность, не более 2,0 кВт. Максимальная температура в рабочем объеме реактора (Тртах) - 70 °С.

Режимы непрерывной работы: при Тр=60°С - 4 часа; при Тр=70°С - 1 час, с последующим перерывом на 15 минут в течение 8 часов.

Порция угольно-щелочной пульпы поступает в рабочую емкость модуля синтеза гуматов (80 литров), затем прокачивается через ультразвуковой реактор в замкнутом цикле в течение 12-15 минут. Затем, переработанная масса поступает в отстойник (поз.4,

рис. 1), где полученная масса фильтруется и разделяется на продукт (жидкая фаза), а также отходы (твердая фаза).

Полученный продукт (ГП) обладает меньшими затратами в производстве и обладает более высоким качеством по сравнению с ГП, которые получены с использованием традиционных технологий.

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ

Сагуленко Евгений Александрович - кандидат технических наук, профессор Брисбенского университета, Австралия,

Кинаев Николай Николаевич - директор компании «Strategic Energy Consulting Co», Австралия,

Андреев Андрей Владимирович - кандидат технических наук, доцент, Дальневосточного федерального университета, [email protected], Белов Алексей Викторович - кандидат технических наук, доцент Дальневосточного федерального университета, [email protected], Малков Александр Александрович - студент Дальневосточного феде-

рального университета,

Непомнящий Алексей Александрович рального университета.

- студент Дальневосточного феде-

UDC 622

ULTRASONIC TECHNOLOGY PRODUCING HUMATES

Sagulenko E.A., candidate of technical Sciences, Professor at Brisbane University, Australia, KinaevN.N., Director, «Strategic Energy Consulting Co», Australia,

Andreev A.V., candidate of technical Sciences, associate Professor, Far Eastern Federal University, [email protected], Russia,

Belov A.V., candidate of technical Sciences, associate Professor, far Eastern Federal University, [email protected], Russia,

MalkovA.A., the student of far Eastern Federal University, Russia, NepomnyashchiyA.A., student of the far Eastern Federal University, Russia.

The use of such technologies will produce biological products with higher quality to compare with obtained using traditional technologies.

Key words: humic preparations, coal, peat, humates synthesis module, cavitation, ultrasonic technology.

УДК 622

© С.Н. Яценко, М.А. Яценко, Д.Н. Николайчук, 2016

СОВРЕМЕННЫЕ ПОДХОДЫ К РЕШЕНИЮ ПРОБЛЕМ ЭНЕРГОЗАТРАТ ПРИ РАЗРУШЕНИИ ГОРНЫХ ПОРОД

Рассмотрены подходы к решению проблемы высоких энергозатрат при добыче полезных ископаемых. Предлагаются способы оптимизации энергозатрат путем принятия комплекса мер по энергосбережению, обновления технологического оборудования, разработки принципиально новых технологий разрушения горных пород.

Ключевые слова: энергозатраты, энергосбережение, оптимизация, разрушение горных пород.

Самым энергоемким и дорогостоящим процессом при добыче полезных ископаемых является разрушение горной породы, на долю которого приходится 60—70 % от общих энергозатрат. Себестоимость конечной продукции более чем на половину формируется из операций по разрушению и обогащению горной массы. Следовательно, высокие энергозатраты в условиях повышения цен на электроэнергию приведут к слишком высокой себестоимости продукции, даже без учета труднодоступности месторождения, что негативно сказывается на ее конкурентоспособности. Снижение энергоемкости процесса разрушения горной породы, безусловно, является важной задачей [1].

На сегодняшний день имеется несколько подходов к решению данной проблемы. Первый из них это комплекс мероприятий по энергосбережению. В его основе лежит определение оптимальных электрических нагрузок технологического оборудования, что обеспечивает не только снижение общего и удельного потребления электрической энергии, но и энергозатрат предприятия. При этом решены следующие задачи:

• собраны и систематизированы данные по электропотреблению оборудования;

• определены факторы, влияющие на режим электропотребления оборудования;

• разработана математическая модель электропотребления и энергетических затрат потребителя;

• разработаны алгоритмы определения и оценки эффективных режимов работы технологического оборудования;

• выполнена оптимизация режима работы технологического оборудования по критерию минимума энергозатрат;

• выполнена оценка эффективности работы оборудования при многоставочных тарифах на электроэнергию.

Определение оптимальных режимов работы технологического оборудования позволяет:

• наиболее эффективно расходовать электроэнергию при производстве продукции;

• уменьшить затраты на покупку электроэнергии;

• разработать и обосновать прогрессивные нормы расхода электроэнергии в зависимости от производительности;

• определить оптимальный состав работающего оборудования при заданном выпуске продукции;

• определять потенциал энергосбережения при формировании программы по энергосбережению на предприятии.

В результате комплекса оптимизаций для различных предприятий и производств было установлено, что практическая реализация предложенных подходов позволяет снизить электропотребление на 2 %, затраты на покупку электроэнергии на 12 %. При этом наиболее энергоэффективный режим не всегда является наименее энергозатратным и наоборот. Предложенный подход позволяет не только контролировать электропотребление, но и использовать наиболее эффективные режимы работы оборудования, что делает режим электропотребления обоснованным как с энергетической, так и экономической точки зрения.

Следующим подходом является обновление технологического оборудования на предприятии. Переход на новое оборудование также напрямую сказывается на потребление энергии в производственных процессах. На сегодняшний день горнодобывающее оборудование все больше представляет собой комплексы с автоматизируемыми программируемыми процессами, в связи с этим очевидно улучшается и контроль по энергопотреблению. Упрощаются задачи по мониторингу энергозатрат и выбору оптимального режима работы техники, которые были описаны выше [2, 3].

Третий подход это модернизация существующих и разработка принципиально новых способов разрушения горных пород. Целесообразность разработки способов для разрушения горных пород должна быть обоснована, прежде всего, экономически. Сравнением экономических критериев можно выбрать наиболее оптимальный способ разрушения. Оптимизация какого-либо процесса выполняется при наличии критерия оптимизации, который может быть общим или частным. Общим является экономический критерий эффективности. Если принять, что частные критерии имеют прямое отношение к затратам энергии, то количественной мерой эффективности будет минимум энергозатрат на производство единицы конечной продукции.

Традиционные способы воздействия на горные породы, основанные на их механическом разрушении, практически приблизились к пределу своих технических возможностей. В связи с этим в мире возникла проблема разработки новых, более эффективных способов разрушения горных пород, обеспечивающих на длительную перспективу конкурентоспособность таких устройств по сравнению с лучшими в мире образцами буровой техники. В настоящее время существует более 40 способов разрушения горных пород. Анализируя, можно отметить, что в настоящее время на базе традиционных способов практически невозможно создание способа, обладающего способностью разрушать горные породы различной крепости с равной высокой эффективностью. Анализ применяемых механических способов разрушения показывает, что развитие существующих и разработка новых методов идут, главным образом, по пути совершенствования средств воздействия на горную породу. Несмотря на значительный прогресс в области техники и технологии разрушения горных пород, производительность существующих методов разрушения остается низкой при высокой стоимости работ и материалов. Главными причинами этого являются быстрый износ породоразрушающего инструмента, трудности передачи на забой достаточного количества энергии и низкий КПД. Поэтому непрерывно усиливается поиск и исследование новых способов разрушения твердых тел, основанных на современных передовых достижениях науки и техники [4, 5].

Развитие новых видов породоразрушающего инструмента связано в перспективе с новыми принципами разрушения горных пород. Всем известным способам разрушения присущи недостатки, ограничивающие эффективность и технико-экономическую целесообразность их применения, особенно при разрушении крепких и весьма крепких горных пород.

Технико-экономический анализ современных способов разрушения пород показывает невозможность устранения целого ряда присущих им принципиальных недостатков:

• низкий КПД (2-10 %);

• наличие сложных кинематических передач;

• быстроизнашивающийся и недостаточно надёжный поро-доразрушающий элемент;

• резкое уменьшение скорости разрушения с увеличением крепости разрушаемых пород и диаметра скважин;

• высокая себестоимость работ и др.

Одной из проблем в развитии новых технологий является конкуренция с обычными, широко применяемыми устройствами, которые разрабатывались десятки-сотни лет, что принципиально улучшило показатели разрушения пород. Подобные улучшения могут ожидаться и для новых технологий: неэкономичные сегодня, они найдут применение в ближайшие годы, при дальнейшем их развитии [6, 7]. Основными требованиями к новым способам разрушения материалов, являются следующие:

1) бездолотное разрушение горных пород, устраняющее ограничения, накладываемые стойкостью породоразрушающего инструмента, и исключающее потери энергии на трение;

2) разрушение горной породы в импульсном режиме, устраняющее значительный расход энергии на пластическую деформацию, позволяющее концентрировать большие мощности при невысоких исходных количествах энергии;

3) обеспечение регулируемой степени измельчения, устраняющее затраты энергии на переизмельчение продуктов разрушения;

4) нагружение горной породы с преобладанием напряжений разрыва и сдвига, а не сжатия, т. к. прочность на разрыв и сдвиг существенно (в 10-30 раз) ниже прочности на сжатие;

5) отсутствие промежуточных трансформаций энергии, связанных со значительными её потерями;

6) отсутствие значительной зависимости производительности процесса разрушения от крепости горных пород;

7) хорошая управляемость характером и направленностью разрушения.

На наш взгляд, будущее за такими методами разрушения горных пород как при помощи лучевой энергии, электроимпульса и ультразвука. Все они отвечают практически всем перечисленным выше требованиям.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. «Энергоменеджмент. Внедрение программы энергосбережения на предприятии»// [Электронный ресурс]. http://portal-energo.ru/articles/ details/id/54.

2. Сергеев Н.Н. «Проектный подход в реализации политики энергосбережения на промышленном предприятии» — Вестник АГТУ 2011 №1

3. Сергеев Н.Н. «Зарубежный опыт энергосбережения» — Наука и современность, 2010.

4.Способ электротермического бурения и устройство для его осуществления (РФ № 2013514). [Электронный ресурс]. http://www.freepatent.ru/ patents/2013514.

5. Проведение буровых скважин посредством жара. [Электронный ресурс]. http://byrim.com/burenie/20.html.

6. Способ бурения скважин с использованием лазерной энергии и устройство для его реализации (RU 2449106). [Электронный ресурс]. http ://www.findpatent.ru/patent/244/2449106.html.

7. Электроимпульсный способ разрушения горных пород (Патент RU 2232271). [Электронный ресурс]. http://www.findpatent.ru/ patent/223/ 2232271.html.

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ

Яценко Сергей Николаевич — аспирант, [email protected], Яценко Мария Андреевна — студентка,

Николайчук Дмитрий Николаевич - старший преподаватель, [email protected],

Дальневосточный Федеральный университет.

UDC 622

MODERN APPROACHES TO SOLUTION OF PROBLEMS OF ENERGY CONSUMPTION IN THE DESTRUCTION OF ROCKS

Yatsenko S.N., postgraduate student, [email protected], Far Eastern Federal University, Russia,

Yatsenko M.A., student, Far Eastern Federal University, Russia,

NikolaychukD.N., senior lecturer, [email protected], Far Eastern Federal University, Russia.

The approaches to solving the problem of high energy consumption in mining. Suggests ways of optimization of energy consumption through the adoption of a package of measures on energy saving, renewal of technological equipment, development of innovative technologies for the destruction of rocks.

Key words: energy consumption, energy saving, optimization of, destruction of rocks. REFERENCES

1. «Jenergomenedzhment. Vnedrenie programmy jenergosberezhenija na predprijatii»// [Jelektronnyj resurs]. http://portal-energo.ru/articles/ details/id/54

2. Sergeev N.N. Proektnyj podhod v realizacii politiki jenergosberezhenija na pro-myshlennom predprijatii (The project approach in the implementation of energy saving policy in an industrial enterprise). Vestnik AGTU, 2011, No 1.

3. Sergeev N.N. Zarubezhnyj opyt jenergosberezhenija (Foreign experience in energy saving). Nauka i sovremennost', 2010.

4. Sposob jelektrotermicheskogo burenija i ustrojstvo dlja ego osushhestvlenija (RF .№ 2013514). [Jelektronnyj resurs]. http://www.freepatent.ru/ patents/2013514.

5. Provedenie burovyh skvazhin posredstvom zhara. [Jelektronnyj resurs]. http://byrim.com/burenie/20.html.

6. Sposob burenija skvazhin s ispol'zovaniem lazernoj jenergii i ustrojstvo dlja ego reali-zacii (RU 2449106). [Jelektronnyj resurs]. http://www.findpatent.ru/patent/244/2449106.html.

7. Jelektroimpul'snyj sposob razrushenija gornyh porod (Patent RU 2232271). [Jelektronnyj resurs]. http://www.findpatent.ru/ patent/223/ 2232271.html.

СОДЕРЖАНИЕ

Дышин А.В., ТонкихА.И.

ПЕРСПЕКТИВЫ СОТРУДНИЧЕСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ И ЯПОНИИ В ОБЛАСТИ ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ НА ДАЛЬНЕМ ВОСТОКЕ РОССИИ.....................................5

Белов В.А., Лушпей В.П., Макишин В.Н., Усольцева Л.А., Григорьев А.А. МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ КЛАСТЕР ДАЛЬНЕВОСТОЧНОГО ФЕДЕРАЛЬНОГО УНИВЕРСИТЕТА (ДВФУ)........................................10

Голосов А.М., Опанасюк Н.А.

ИССЛЕДОВАНИЕ СВЯЗИ АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ И РЕВЕРСИВНОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ ОБРАЗЦОВ ГОРНЫХ ПОРОД ...............................................................................................................21

Жабыко Л.Л., Котякова Д.А., Петько Д.Д.

ИННОВАЦИИ В ГОРНО-МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ НА ТЕРРИТОРИИ ДАЛЬНЕВОСТОЧНОГО ФЕДЕРАЛЬНОГО ОКРУГА..................................................................................24

Дорошев А.Ю., Николайчук Д.Н.

ВИБРОДИАГНОСТИКА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПОДШИПНИКОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН КАРЬЕРНЫХ ЭКСКАВАТОРОВ...............................................................................................30

Григорьев А.А., Усольцева Л.А., Бабарыка А. С. ИССЛЕДОВАНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ БАРЬЕРНЫХ ЦЕЛИКОВ НА ПАРТИЗАНСКОМ КАМЕННОУГОЛЬНОМ МЕСТОРОЖДЕНИИ...............................................................................................................34

Шепета Е.Д., Саматова Л.А., Андреев А.В.

ВЛИЯНИЕ ФЛОТАЦИОННОЙ АКТИВНОСТИ СОБИРАТЕЛЕЙ НА ПОКАЗАТЕЛИ ОБОГАЩЕНИЯ И ИЗМЕНЕНИЯ ЦИРКУЛЯЦИОННЫХ НАГРУЗОК ПРИ ФЛОТАЦИИ.............................................38

Григорьев А.А., Усольцева Л.А., Бабарыка А. С. ВЫЕМКА УГЛЯ ИЗ ОХРАННЫХ ЦЕЛИКОВ ПОД ПРОМЫШЛЕННЫМИ ЗДАНИЯМИ И СООРУЖЕНИЯМИ....................................47

Андреев А.В., Белов А.В., Кинаев Н.Н., Сагуленко Е.А., Непомнящий А.А., Малков А.А.

УЛЬТРАЗВУКОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ГУМАТОВ.........53

Яценко С.Н., Яценко М.А., Николайчук Д.Н.

СОВРЕМЕННЫЕ ПОДХОДЫ К РЕШЕНИЮ ПРОБЛЕМ ЭНЕРГОЗАТРАТ ПРИ РАЗРУШЕНИИ ГОРНЫХ ПОРОД...................................57

CONTENT

DyshinA.V., TonkikhA.I.

PROSPECTS OF COOPERATION BETWEEN THE RUSSIAN FEDERATION AND JAPAN IN THE FIELD OF FUEL AND ENERGY RESOURCES IN THE FAR EAST OF RUSSIA............................................5

Belov V.A., Lushpey V.P., Makyshyn V.N., Usoltseva L.A., Grigoriev A.A. MINERAL RESOURCES CLUSTER OF THE FAR EASTERN FEDERAL UNIVERSITY (FEFU).......................................................................10

Golosov A.M., Opanasiuk N.A.

RESEARCH OF CORRELATION OF ACOUSTIC EMISSION WITH REVERSIBLE DEFORMATION PHENOMENA IN ROCK SAMPLES..............................................................................................................21

Jabyko L.L., Kotyakova D.A., Pet'ko D.D.

INNOVATIONS IN MINING AND METALLURGICAL INDUSTRY ON THE TERRITORY OF THE FAR EASTERN FEDERAL DISTRICT............................................................................................................24

DoroshevA.U., NikolaychukD.N.

VIBRODIAGNOSTIKA A TECHNICAL CONDITION OF THE BEARINGS OF ELECTRICAL MACHINES MINING SHOVELS............30

Grigoriev A.A., Usoltseva L.A., Babaryka A.S.

STUDIES OF THE STABILITY OF THE BARRIER PILLARS, PAR-TIZANSKY COAL MINE............................................................................34

Shepeta E.D., Samatova L.A., Andreev A.V.

THE INFLUENCE OF FLOTATION ACTIVITY OF COLLECTORS ON THE PERFORMANCE OF THE ENRICHMENT AND CHANGE OF THE CIRCULATING LOAD IN A FLOTATION.................................38

Grigoriev A.A., Usoltseva L.A., Babaryka A.S.

DREDGING COAL FROM SECURITY PILLARS UNDER INDUSTRIAL BUILDINGS AND STRUCTURES.................................................47

Sagulenko E.A., Andreev A.V., Belov A.V., Malkov A.A., Nepomnyashchiy A.A.

ULTRASONIC TECHNOLOGY PRODUCING HUMATES......................53

Yatsenko S.N., Yatsenko M.A., Nikolaychuk D.N. MODERN APPROACHES TO SOLUTION OF PROBLEMS OF ENERGY CONSUMPTION IN THE DESTRUCTION OF ROCKS................57

Коллектив авторов

ОСВОЕНИЕ ГЕОРЕСУРСОВ

ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА

РОССИИ И СТРАН

АЗИАТСКО-ТИХООКЕАНСКОГО

РЕГИОНА

Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал) № 12 (специальный выпуск 38). Отдельные статьи

Режим выпуска «молния»

Выпущено в авторской редакции

Компьютерная верстка и подготовка оригинал-макета И.А. Вершинина Дизайн обложки О.Ю. Долгошеева

Подписано в печать 20.10.2016. Формат 60x90/16. Бумага офсетная № 1. Гарнитура «Times». Печать офсетная. Усл. печ. л. 4,0. Тираж 500 экз. Изд. № 3113

ИЗДАТЕЛЬСТВО «ГОРНАЯ КНИГА»

Отпечатано в типографии издательства «Горная книга»

119049 Москва, ГСП-1, Ленинский проспект, 6, издательство «Горная книга» Телефон (499) 230-27-80; факс (495) 956-90-40; тел./факс (495) 737-32-65 Л