CC BY
7Fig. 2. Microstructure near fusion zones: a) columnar structure of the zone (x200); b) pronounced dendritic segregation in the fusion points on both sides of the seam (x400); pronounced subsurface hot crack over the heat-affected zone (x200)
Based on the results of the studies carried out, the following technological measures are recommended:
- to introduce into the technological process of welded bellows expansion joints the operation of incoming inspection of incoming materials for compliance with the chemical composition, structure and mechanical properties of regulatory requirements;
- to weld using the mode parameters that ensure the optimal plastic properties of welded joints;
- to reduce stresses and prevent the appearance of weld defects, use recrystallization annealing after rolling, which will reduce the stresses and ultimate strength of the material, which will lead to a redistribution of thermal stresses after welding.
References
1. Ivanov, V., Morgay, F. & Lavrova, E. (2020) Influence of the deformation degree on the corrosion resistance of AISI 304 and AISI 316 steels in various environments, Paradigmatic view on the concept of world science: Proc. Int. Sci. and Pract. Conf. (V.1), 75-76. doi: 10.36074/21.08.2020.v1.30
2. Solidor, N.A., Ivanov, V.P., Morgay, F.V. & Nosovsky, B.I. (2015) Investigation of corrosion resistance welds metal hose made of steels AISI 304 and AISI 316, Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 76(4/5), 33-39. doi: 10.15587/ 17294061.2015. 47035.
ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ПЕРИОДИЧНОСТЬ ОЧИСТКИ ВОДОСБОРНИКОВ В СИСТЕМАХ ВОДООТЛИВА ПОДЗЕМНЫХ КИМБЕРЛИТОВЫХ РУДНИКОВ
Овчинников Н.П.
Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова,
директор Горного института, к.т.н.
Чемезов Е.Н.
Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова, зав. кафедрой техносферной безопасности Горного института, д.т.н.
Аммосова М.Н.
Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова, старший преподаватель кафедры техносферной безопасности Горногоинститута FACTORS AFFECTING ON THE FREQUENCY OF WATER RESERVOIRS CLEANING IN THE DRAINAGE SYSTEMS OF UNDERGROUND KIMBERLITE MINES
Ovchinnikov N.
North-Eastern federal university, director of Mining institute,
candidate of technical science Chemezov E. North-Eastern federal university, head of department of technosphere safety of Mining institute, doctor of technical science
Ammosova M. North-Eastern federal university, senior lecturer of department of technosphere safety of Mining institute
Аннотация
В настоящей статье приведена оценка влияния различного рода факторов на периодичность очистки водосборников в системах водоотлива подземных кимберлитовых рудников Российской Федерации. Abstract
This article is provides an assessment of the influence of various factors on the frequency of cleaning water reservoirs in the drainage systems of underground kimberlite mines in the Russian Federation.
Ключевые слова: Шахтная вода, подземный рудник, водосборник, заиливание, плотность. Keywords: Mine water, underground mine, water reservoir, silting, density.
Введение. Практика показывает, что разработка подземным способом месторождений твердых полезных ископаемых, сосредоточенных на территории Российской Федерации, обычно сопровождается поступлением большого объема шахтной воды в горные выработки подземных рудников и шахт [1].
Шахтные воды, поступающие в водосборники подземных кимберлитовых рудников, которые эксплуатируются АК «АЛРОСА» (ПАО), содержат значительное количество твердых частиц (5...50 г/л) различной крупности (0,001.2 мм), что объясняет частое заиливание данных горных выработок [1-11].
Таблица 1
Средневзвешенная периодичность очистки водосборников водоотливных установок ПКР РФ
Название водоотливной установки Средневзвешенная периодичность очистки, в сутках
КГВУ, ПКР «Удачный» 30
УНС-650, ПКР «Удачный» 30
КГВ-1, ПКР «Мир» 21
УНС-310, ПКР «Мир» 21
ВНС-210, ПКР «Мир» 150
Как известно, в случае своего заиливания водосборники теряют свою изначальную аккумулирующую способность, а также ускоряется износ эксплуатируемого насосного оборудования вследствие засорения сетчатых фильтров приемных устройств, в результате чего может возникнуть аварийная ситуация, вплоть до затопления горного объекта. Таким образом, видно, что водосборники обязательно нуждаются в периодической чистке от осевшего шлама (ила).
На подземных кимберлитовых рудниках Российской Федерации традиционно производится дорогостоящая механизированная очистка водосборников с задействованием различной техники. Финансовые затраты на реализацию такого вида очистки водосборников могут исчисляться миллионами рублей [12].
Принято считать, что малая частота очистки водосборников характерна при их больших объемах. В тоже время строительство таких выработок требует значительных капиталовложений.
Целью настоящей работы является установление с помощью различных методов, в том числе и метода статистического анализа, факторов, определенно влияющих на периодичность очистки водосборников Т. Полученные результаты исследований являются востребованными, так как они позволят более обоснованно подходить к размерам водосборников водоотливных установок подземных кимберлитовых рудников, которые будут сооружены в перспективе.
Объектами научных исследований являются водосборники главных и участковых водоотливных установок подземных кимберлитовых рудников «Удачный» и «Мир».
Как известно, скорость осаждения отдельной твердой частицы итв в жидкости можно описать уравнением Стокса [9]:
d2Ag 18ß
(1)
где ё - диаметр твердой частицы, Л - разность плотностей твердой и жидкой фаз, g - ускорение свободного падения, ^ - динамическая вязкость жидкой фазы.
Исходя из формулы (1) видно, что на скорость итв должна влиять плотность жидкости, в нашем случае шахтной воды.
Линейная аппроксимация экспериментальной зависимости между средневзвешенной периодичностью очистки исследованных водосборников Т и средневзвешенной плотностью р шахтной воды (без учета твердых частиц), поступаемой в водосборники, свидетельствует об их сильной взаимосвязи (рис. 1 а). Проверка выведенного уравнения регрессии свидетельствует об его адекватности при уровне значимости g = 0,1 (значимость Е = 0,01).
Формула Стокса справедлива только при условии, когда число Рейнольдса Яе < 1,6, т.е. когда жидкость является ламинарной. Ламинарного течения шахтной воды можно добиться путем ее длительного нахождения в водосборнике. Для этого объем водосборника V должен в достаточной мере превышать часовой водоприток в водосборник ф [14].
Согласно линейной аппроксимации экспериментальной зависимости Т = /(V/ф видно, что в условиях подземных кимберлитовых рудников заиливание водосборника не зависит от его вместительности (рис. 1 б).
Как известно, скорость и и время движения / любого тела зависит от его пути 5".
5
V = — t
В связи с этим, можно утверждать, что твердая частица, движущаяся равномерно, быстро осаждается в шахтной воде, если ее уровень к в водосборнике достаточно мал. Это подтверждается результатами регрессионной статистики (рис. 1 в). Несмотря на доказанность факта заметного влияния И Т, дней 31
на величину Т, выведенное уравнение регрессии использовать в качестве прогнозного будет малоэффективным решением, так как при уровне значимости g = 0,1 значимость Е > 0,1 (0,137). Другими словами, уравнение является недостоверным при заданном уровне значимости.
а)
Т, дней 35 30 25 20 15 10 5 О
Т = -0,4831 V/q+ 27,003 R' = 0,0837
8
V/Q
б)
в)
Рис. 1. Экспериментальные зависимости и их аппроксимация линейным трендом: а - Т = /(р); б - Т = /^/ф; в - Т = /(к)
Проведенные исследования также свидетельствуют, что на величину Т влияет изменчивость величины к (рис. 2). Как видно из рисунка, величина Т возрастает в том случае, когда величина к с тече-
нием времени изменяется в более широких пределах (т.е. является максимально нестабильной). Это объясняется тем, что при значительном снижении к ранее осевший на дне водосборника шлам взмучивается и затем удаляется насосами [15].
•Водоотлнвнаяустановка КГВ-1. рудник "Мир11, Т — 21 день ■Водоотливнаяусгановка УНС-310. рудник "Мир". I— 21 день
Рис. 2. Уровень воды в водосборниках водоотливных установок в динамике (за 15 дней)
По результатам проведенных авторами научных исследований можно сделать следующие выводы:
1) В условиях подземных кимберлитовых рудников АК «АЛРОСА» (ПАО) периодичность очистки водосборников водоотливных установок во многом зависит от плотности шахтной воды, уровня шахтной воды в водосборнике и степени его изменчивости с течением времени;
2) Между длительностью пребывания шахтной воды в водосборниках водоотливных установок подземных кимберлитовых рудников АК «АЛРОСА» (ПАО) и периодичностью их очистки взаимосвязи не найдено.
Список литературы
1. Vikulov M.A., Ovchinnikov N.P., Makhno D.E. Measurements of section pump of rotor axial position at Udachny mine // Advances in Engineering Research. 2017. V. 133. p. 884-891.
2. Овчинников Н.П., Зырянов И.В. Оценка долговечности секционных насосов подземных кимберлитовых рудников АК «АЛРОСА» // Горный журнал. 2017. № 10. С. 41-44.
3. Ovchinnikov N.P., Portnyagina V.V., Sobakina M.P. Dependence of the mean time failure a hydraulic balancing machine unit on different factors for sectional pumps of the Alrosa JSC // AIP Conference Proceedings. 2017. Vol. 1915. UNSP. 040043.
4. Паламарчук Т.Н. Кавитационные режимы шахтных насосов при положительной и отрицательной высоте всасывания // Известия Тульского государственного университета. 2017. Вып. 4. С. 204-219.
5. Тимухин С.А., Долганов А.В., Попов Ю.В., Чераков Е.О., Еслентьев А.О., Торопов Э.Ю. О разработке шахтных центробежных секционных двух-поточных насосов // Известия Уральского государственного горного университета. 2014. № 2(34). С. 41-44.
6. Стюфляев С.С., Шипулин О.Г. Сравнительный анализ многоступенчатого насоса типа ЦНС с
оппозитным расположением колес и с гидропятой // Молодой ученый. 2017. № 3. С. 165-171.
7. Долганов А.В. Влияние гидроабразивного износа элементов проточной части на эксплуатационные качества центробежных насосов медно-кол-чеданных рудников // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2015. № 8. С. 181-186.
8. Patsera S., Protsiv V., Kosmin V. Feasible Ways To Improve The Durability Of The Pumps' Parts Operating With Hydroabrasive Mixtures // Mechanics, Materials Science & Engineering. 2015. V. 1. p. 133137.
9. Горелкин И.М. Разработка и обоснование способов повышения энергоэффективности насосного оборудования комплексов шахтного водоотлива: дис. ... канд. техн. наук. СПб: СПбГУ 2014. 197 с.
10. Muhammad W., Deen Maijraj K.M. Failure analysis of water pump shaft // Journal of Failure Analysis and Prevention. 2010. V. 10. N. 2. p. 161-166.
11. Wang Y., Liu H.L., Yuan S.Q., Liu D., Wang J. Characteristics of cavitation vibration and noise in centrifugal pumps with different vane wrap angles // Journal of Drainage and Irrigation Machinery Engineering. 2013. V. 31. N. 5. p. 390-400.
12. Тендер: Выполнение работ по очистке водосборников №1, №2, №3, №4, очистке горизонта -650 м от просыпи, очистке водоотливных канавок гор. -380 м, - 480 м, - 580 м. подземного рудника Удачный Удачнинского ГОК. Закупка осуществляется у субъектов малого и среднего предпринимательства. URL: https://www.komtender.ru/re-gion/saha-yakutiya-respublika/udachnyj/2346348; (дата обращения 22.08.2018).
13. Олизаренко В.В., Мингажев М.М. Определение времени заиливания и периодичности очистки главных водосборников подземных рудников // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2010. № 6. С. 27-30.
14. Разумный Ю.Т., Рухлова Н.Ю., Рухлов А.В. Повышение энергоэффективости главной водоотливной установки угольной шахты // Научный вестник Национального горного университета. 2013. № 5. С. 67-72.
15. Антонов Э.И. Способ осветления шахтной воды. Авторское свидетельство СССР № 1217992. 1984.
РАСЧЕТ КИНЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГЕЛИОГАЗИФИКАЦИИ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ
БИОМАССЫ И ОТХОДОВ
Саламов О.М.
Институт Радиационных Проблем НАНАзербайджана, Ведущий научный сотрудник, Доктор философии по физики, доцент
Эфендиева Н.Г.
Министерство по Чрезвычайным Ситуациям Азербайджанской Республики.
Начальник отдела управления проектами, Доктор философии по химическим наукам
CALCULATION OF KINETIC CHARACTERISTICS OF HELIOGASIFICATION OF VARIOUS
TYPES OF BIOMASS AND WASTE
Salamov O.
Institute of Radiation Problems of NAS of Azerbaijan, Leading Researcher, Doctor of Philosophy in Physics, Associate Professor
Efendieva N.
Ministry of Emergency Situations of the Republic of Azerbaijan. Head of Project Management, Doctor of Philosophy in Chemical Sciences
Аннотация
В работе приводится результаты расчета кинетических характеристик процесса газификации различных видов биомассы (БМ) с применением солнечной энергии, в частности высокотемпературной солнечной установки (ВТСУ) с параболическим концентратором (ПК). Рассматриваются механизмы изменения скорости реакции БМ растительного происхождения в присутствии различных видов катализаторов, в частности смесей щелочных металлов следующих комбинаций: KQ+K2CO3; K2SO4+Na2SO4; K2SO4+Na2CO3 и K2SO4+NACI. Приведены графические зависимости выхода горючего газа в присутствии катализатора и без катализатора.
Abstract
The paper presents the results of calculating the kinetic characteristics of the gasification process of various types of biomass (BM), using solar energy, in particular, a high-temperature solar installation (HTSI) with a parabolic concentrator (PC). The mechanisms of changes in the reaction rate of BM of plant origin in the presence of various types of catalysts, in particular, mixtures of alkali metals of the following combinations: KQ+K2CO3; K2SO4+Na2SO4; K2SO4+N2CO3 and K2SO4+NACl. The graphical dependences of the yield of combustible gas in the presence of a catalyst and without a catalyst are given.
Ключевые слова: кинетические характеристики, газификация, биомасса, органические отходы, катализаторы, скорость реакции, кинетические уравнения, горючий газ, коэффициенты регрессии
Keywords: kinetic characteristics, gasification, biomass, organic waste, catalysts, reaction rate, kinetic equations, combustible gas, regression coefficients
Введение
Все органические соединения, в том числе БМ, в той или иной мере являются термически нестойкими и при повышении температуры они разлагаются. Термическое разложение углеродосодержа-щих веществ состоит из трех по своей природе различных процессов:
1. Физический процесс прогрева топлива.
2. Химический процесс непосредственного разложения органической массы топлива.
3. Вторичные процессы изменения паро-и газообразных продуктов их удаления.
Исследования [1, 2] показали, что термическое разложение в зависимости от вида твердого топлива начинается при температуре 100-1400С и заканчивается при 900-12000С. Причем, химически
молодые углеродосодержащие вещества разлагаются, тем при более низких температурах.
До температур 100-110°С происходит только сушка углеродосодержащих веществ. В интервале 100-2500С начинается разложение наиболее молодых топлив (древесина, торф, растительных отходы и т.д.), сопровождающееся выделением пирогенной воды и газа, состоящего в основном из углекислоты и окиси углерода.
При нагреве молодых топлив свыше 250-2700С в составе летучих появляются углеводороды, смоляные продукты, различные кислородосодержащее соединения, в том числе уксусная кислота и метиловый спирт (при разложении древесины и растительных остатков). Основная масса летучих из молодых типов выделяется в интервале 350-500°С.
