CC BY
6
11. Rosenberg L.D. Cavitation area // Physics and technology of powerful ultrasound. Powerful ultrasonic fields. M.: Nauka, 1968. Vol. 2. pp. 221-266.
12.Flin G. Physics of acoustic cavitation in liquids // Physical Acoustics. M.: 1967. Vol.1. pp. 7-138.
13. Herring C. Theory of the pulsation of the gas bubbles produced by an underwater explosion. N.Y.: O.S.R.D. 1941. Rept. N 236.
14. Gilmore F.R. The growth or collapse of a spherical bubble in a vis-cous compressible liquid // Hydrodynamic Lab. Rep. 26-4 Calif. Inst. Technol. 1952.
15. Shestakov S.D. Fundamentals of cavitation disintegration technology. M. 2001.
16. Frolov Yu. G. Course of colloidal chemistry. Surface phenomena and dispersed systems. M.: Chemistry, 1982. 399 p.
17. Method of cavitation-hydrodynamic microdezintegration of the mineral component of the hydraulic mixture: pat. No. 2634153 of the Russian Federation; publ. 24.10.2017. Byul. No. 30.
УДК.622.271
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ РАЗРАБОТКИ СЛОЖНОСТРУКТУРНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ МАШИН ПОСЛОЙНОГО ФРЕЗЕРОВАНИЯ
А.Ю. Чебан
Повысить эффективность массового механического рыхления легко разрабатываемых скальных пород позволяют технологии, использующие предварительное разупрочнение массива с применением растворов поверхностно-активных веществ. В статье предлагается технико-технологическое решение по безвзрывной разработке сложноструктурного массива, сложенного породами, существенно различающимися по прочности, с применением усовершенствованной машины послойного фрезерования, снабженной комбинированным рабочим оборудованием. Подготовка участков массива, сложенных относительно прочными породами, осуществляется посредством нарезания щелей и подачи в них раствора поверхностно-активных веществ для разупрочнения пород перед рыхлением фрезерным рабочим органом.
Ключевые слова: раствор поверхностно-активных веществ; разупрочнение массива; породы; рыхление; рудная масса; мелкие фракции; производительность.
Введение. В связи со снижением качества запасов минерально-сырьевых ресурсов в отработку вовлекаются месторождения (или их отдельные участки) сложной структуры со все более низким содержанием полезных компонентов в руде. Неравномерное распределение и низкое содержание полезного компонента в рудном массиве в ряде случаев требует применения ресурсосберегающих технологий с ведением качественной селективной выемки и обеспечением минимально возможного примешивания некондиционных руд и пустых пород при добыче [1-3]. В настоящее время подготовка к выемке массивов, сложенных полускальными и скаль-
ными породами, в основном осуществляется с использованием буровзрывных работ. Применение взрывного рыхления ведет к смещению границ контуров кондиционных и некондиционных руд, а также пустых пород, величина которого зависит от многих факторов оценить совокупное влияние которых весьма сложно, при этом несоответствие проектных и фактических параметров буровзрывных работ может приводить к непрогнозируемому смещению границ контуров с вариативностью до нескольких метров от взрыва к взрыву [4 - 5]. Это ведет к увеличению пересортицы и разубоживания при последующей селективной выемке одноковшовыми экскаваторами и погрузчиками, что в негативно сказывается на процессе последующей переработки, приводя к дополнительным потерям полезного компонента при обогащении, перерасходу реагентов и снижению производительности оборудования обогатительной фабрики [6 - 9]. Таким образом сохранение природного качества минерального сырья в процессе добычи за счет обеспечения качественной селективной выемки является важным фактором обеспечения эффективности горно-обогатительного производства.
Постановка проблемы и состояние вопроса. При разработке сложноструктурных массивов, в которых чередуются кондиционные руды различных сортов, а также некондиционные руды и пустые породы, целесообразно для уменьшения пересортицы, разубоживания и потерь полезного ископаемого осуществлять механическое рыхление с последующей селективной выемкой. Механическое рыхление используется при разработке месторождений кимберлитов, фосфоритов, апатитов, известняков, угля и других полезных ископаемых [10 - 12]. Бульдозерно-рыхлительные агрегаты (БРА) и машины послойного фрезерования (карьерные комбайны, фрезерные машины) осуществляют массовое рыхление полускальных и отчасти легко разрабатываемых скальных пород прочностью на сжатие до 40...70 МПа, при этом себестоимость механического рыхления сопоставима с себестоимостью буровзрывных работ, а при прочности пород 20.. ,40МПа - существенно ниже [13 - 14].
Необходимо отметить, что машины послойного фрезерования обеспечивают более глубокую селекцию при выемке руд в сравнении с БРА. Так на Джерой-Сардинском месторождении фосфоритов (Узбекистан) при отработке двух пластов малой мощности (по 0,35 - 1,0 м) после перехода от использования БРА к карьерным комбайнам потери и разубоживание уменьшились соответственно с 10 до 9 % и с 22,4 до 15 %, а содержание полезного компонента в добытой руде возросло с 13 до 20 % [15]. Известна технология разработки сложноструктурного месторождения апатитов с применением карьерного комбайна, оснащенного контрольно -измерительным комплексом, осуществляющим в процессе загрузки автосамосвала не менее 60 измерений, по которым определяется среднее содержание полезного компонента в рудной массе в кузове, после чего авто-
самосвал получает адрес разгрузки [16]. Недостатком данной технологии является валовая погрузка разносортной рудной массы в автосамосвал, при этом контрольно-измерительный комплекс обеспечивает лишь более точное определение среднего содержания полезного компонента в кузове. Общими недостатками технологических схем, предусматривающих выемку рудной массы комбайнами с погрузкой в автосамосвалы, являются простои выемочной машины при замене транспортных средств, составляющие 15.20 % от времени фрезерования [11], а также значительное пыление и потери мелких фракций при выемке, погрузке и транспортировке руды.
Дополнительно повысить извлечение полезного компонента при добыче позволяют технико-технологические решения, предусматривающие выделение при выемочно-погрузочном процессе части некондиционных руд с последующим направлением их на переработку. Так в исследовании [17] предлагается технология разработки сложноструктурных месторождений апатитов с применением выемочно-сортировочного комплекса, оснащенного фрезерным рабочим органом, транспортно-сортировочным агрегатом, контрольно-измерительным устройством и другим оборудованием. Апатитовые руды имеют неравномерное распределение основного полезного компонента (Р2О5) в рудной массе различной крупности. Исследование технологических проб руд месторождения «Олений ручей» показало, что в рядовых рудах при среднем содержании Р 2О5 равном 10,1 % во фракциях -20+10 мм и -10 мм содержание апатита составляло соответственно 16,5 и 18,05 % [18], а в бедной руде при среднем содержании Р2О5 равном 5,4 % во фракциях -20+10 мм и -10 мм содержание апатита составляло соответственно 4,16 и 7,22 %. Технология предусматривает выделение из некондиционной руды мелкой фракции с кондиционным содержанием Р2О5 посредством транспортно-сортировочного агрегата, а также мелкой фракции кондиционных руд, что обеспечивает увеличение извлечения полезного компонента из недр и снижает потери от выдувания мелких фракций руды при их погрузке и транспортировке. Недостатком данного технико-технологического решения, как и технологий с применением карьерных комбайнов, является многократное снижение производительности фрезерования при рыхлении участков, сложенных прочными рудами. Так, по оценке [14], при разработке апатитов Ошурков-ского месторождения со средней прочностью на сжатие 27.32 МПа техническая производительность карьерного комбайна 2500БМ будет составлять 230.250 м3/час, а при рыхлении участков апатитовых руд с прочностью на сжатие 94 МПа - всего 53 м3/час. Таким образом, существенно возрастает себестоимость рыхления, кроме того, при разработке прочных пород на рабочий орган, трансмиссию и металлоконструкцию выемочной машины действуют повышенные динамические нагрузки, которые могут привести к поломке оборудования, в связи с чем, скальные
породы прочностью на сжатие выше 70...80 МПа рыхлятся преимущественно с использованием взрыва.
Повысить производительность механического рыхления возможно за счет предварительной пропитки массива горных пород раствором поверхностно-активных веществ (ПАВ), молекулы ПАВ адсорбируются на поверхности разрушаемой породы, понижая поверхностную энергию и оказывая влияние на ее механические характеристики. Известен ряд исследований по разупрочнению известняков, песчаников, аргиллитов, аллевро-литов, березитов и других горных пород растворами ПАВ. Так в работе [19] выявлено, что на Талдинском угольном месторождении при пропитке массива раствором ПАВ в течение двух суток через сеть (1,3х1,3 м) специально пробуренных скважин прочность аргиллитов и алевролитов на сжатие снизилась с 90 до 70 МПа, а у мелкозернистых песчаников с 93 до 60 МПа. Исследование [20] показало, что при пропитке в течение двух суток образцов скальных вскрышных пород Эльгинского угольного месторождения растворами ПАВ в условиях отрицательных температур прочность пород на сжатие снизилась на 30.50 %. Снижение прочности горных пород на сжатие с 90.100 до 60.70 МПа обеспечивает существенное повышение производительности карьерных комбайнов и дает возможность вести эффективную массовую выемку пород горного массива посредством карьерных комбайнов [19]. Недостатками известных технологических схем по разупрочнению сложноструктурных массивов, предполагающих бурение специальной сети скважин для заливки раствора ПАВ, являются многооперационность и необходимость использования различного оборудования, что ставит под вопрос экономическую целесообразность их применения для массовой выемки минерального сырья относительно невысокой стоимости.
В работе [21] предлагается технико-технологическое решение по разработке кимберлитовых руд с применением усовершенствованного самоходного колесного скрепера, обеспечивающего предварительное разупрочнение, рыхление и выемку пород. Скрепер снабжен рыхлитель-ным оборудованием с зубьями, в которые встроены форсунки системы подачи природного рассола, при движении холостым ходом к месту начала загрузки ковша производится рыхление зубьями поверхностного слоя кимберлитов с одновременной подачей через форсунки природного рассола для снижения силы трения между зубьями и породой, а также для пропитки нижележащего слоя кимберлитов. После разворота скрепера производится загрузка в ковш разрыхленной кимберлитовой руды и ее транспортировка к перегрузочному пункту. Данная технология имеет ограниченное применение и может использоваться для разработки массивов, сложенных породами прочностью на сжатие не более 10.20 МПа.
Целью исследования является разработка технико-технологического решения, обеспечивающего возможность эффективного массо-
вого послойного механического рыхления сложноструктурных массивов, сложенных породами существенно различающихся по прочности, включая легко разрабатываемые скальные породы прочностью на сжатие до 80.100 МПа.
Результаты исследований. В институте горного дела ДВО РАН разработана безвзрывная технология селективной выемки руд сложно-структурных месторождений, сложенных породами, существенно различающимися по прочности. Отработка сложноструктурного массива переменной прочности ведется усовершенствованной машиной послойного фрезерования с комбинированным рабочим оборудованием. Предлагаемая конструкция машины послойного фрезерования включает гусеничную ходовую часть 1, силовую установку 2, фрезерный рабочий орган 3, транс-портно-сортировочный агрегат 4, накопитель 5, систему пневмотранспор-тирования 6 мелких фракций, желоб 7 для спуска рудной массы в отрытую траншею 8, автоматическую систему управления, а также устройство для предварительного разупрочнения 9 участков относительно прочных пород массива (рис.).
Схема разработки сложноструктурного массива усовершенствованной машиной послойного фрезерования
Устройство для предварительного разупрочнения 9 состоит из поворотной рамы 10 с приводом 11, вращающим диски 12 для нарезания ще-
лей 13, а также форсунок 14 для подачи раствора ПАВ из специальной емкости 15. Автоматическая система управления включает блок контроля параметров фрезерования, контрольно-измерительное устройство 16 для определения содержания полезного компонента в рудной массе, поступающей на транспортно-сортировочный агрегат 4, блок позиционирования машины 17 и блок управления устройством для предварительного разупрочнения 9.
Для разработки сложноструктурного массива фрезерный рабочий орган 3 заглубляется посредством гидроцилиндра 18 с одновременным поступательным движением усовершенствованной машины послойного фрезерования. Рыхление пород невысокой прочности 19 осуществляется без предварительного разупрочнения с относительно высокой производительностью. Полученная рудная масса поступает на транспортно-сортировочный агрегат 4, где посредством контрольно-измерительного устройства 16 определяется содержание полезного компонента, а также ведется отделение обогащенных мелких фракций с направлением их в накопитель 5 и последующей подачей системой пневмотранспортирования 6 в бункер специального транспортного средства (на рисунке не показан). Надрешетный продукт 20 (крупные и средние фракции) направляется к желобу 7, по которому спускается в отрытую траншею 8. При достижении машиной послойного фрезерования участка относительно прочных пород 21 (поверхностный слой 22 которых предварительно разупрочнен путем нарезания щелей 13 и заливки в них раствора ПАВ в процессе предыдущего прохода) нагрузки на фрезерный рабочий орган 3 возрастают, автоматическая система управления подает сигнал для опускания поворотной рамы 10 с дисками 12 с целью нарезания в приповерхностном слое 23 массива щелей 13 и заливки в них раствора ПАВ. При переходе машины послойного фрезерования с участка относительно прочных пород 21 на участок пород невысокой прочности 19 поворотная рама 10 с дисками 12 поднимается и нарезание щелей 13 для разупрочнения массива прекращается. Автоматическая система управления обрабатывает данные с контрольно-измерительного устройства 16 (по содержанию полезного компонента в рудной массе) и блока позиционирования машины 17 (по месту ее нахождения на рабочей площадке) с составлением карты-схемы расположения надрешетного продукта по сортам в траншее 8. Одноковшовый погрузчик, оборудованный системой позиционирования, с учетом составленной карты-схемы ведет селективную выемку и погрузку кондиционной и некондиционной руды, а также пустых пород в автосамосвалы (на рисунке не показаны).
Предлагаемое технико-технологическое решение может быть использовано при разработке Ошурковского месторождения апатитов в сложноструктурном массиве которого прочные руды (со средней прочностью на сжатие 94МПа) составляют 19 % объема, а большая часть рудного
массива представлена мягкими рудами, имеющими среднюю прочность на сжатие около 30МПа. После пропитки поверхностного слоя участков прочных руд раствором ПАВ в течение 2-3 суток можно ожидать снижения их средней прочности на сжатие с 94 до 60...65МПа, что согласно [14] позволит увеличить производительность фрезерования в 1,5...1,7раз. Столь существенное увеличение производительности машины послойного фрезерования позволит на 30.40 % уменьшить себестоимость рыхления участков прочных руд.
Выводы. Предлагаемая технология с применением усовершенствованной машины послойного фрезерования при разработке сложнострук-турных месторождений, сложенных породами, существенно различающимися по прочности, позволяет осуществлять эффективное массовое послойное рыхление горного массива. Посредством транспортно-сортировочного агрегата из некондиционных руд выделяется обогащенная полезным компонентом мелкая фракция, что повышает извлечение, а также уменьшает пыление при ведении добычных работ. Применение устройства для разупрочнения участков относительно прочных пород посредством нарезания в поверхностном слое щелей с последующей подачей в них раствора ПАВ для пропитки массива обеспечивает существенное снижение прочности пород. Повышение производительности усовершенствованной машины послойного фрезерования при рыхлении участков, сложенных относительно прочными горными породами, позволяет уменьшить себестоимость добычи полезных ископаемых и повысить рентабельность горного производства.
Исследования проводились с использованием ресурсов Центра коллективного пользования научным оборудованием «Центр обработки и хранения научных данных Дальневосточного отделения Российской академии наук», финансируемого Российской Федерацией в лице Министерства науки и высшего образования РФ по проекту № 075-15-2021-663.
Список литературы
1. Научное обоснование технологий комплексного ресурсосберегающего освоения месторождений стратегического минерального сырья / К.Н. Трубецкой [и др.] // ГИАБ. 2014. №12. С. 5-12.
2. К природо- и ресурсосберегающим технологиям подземной разработки месторождений сложной структуры / В.И. Голик, Н.М. Качурин, Г.В. Стась, М.Ю. Лискова // Безопасность труда в промышленности. 2022. №9. С. 22-27.
3. Sekisov A., Rasskazova A. Assessment of the possibility of hydro-metallurgical processing of low-grade ores in the oxidation zone of the Malmyzh Cu-Au porphyry deposit // Minerals. 2021. Vol. 11. No. 1. P. 1-11.
4. Рахманов Р.А., Лоеб Д., Косухин Н.И. Оценка смещений рудных контуров после взрыва с применением BMM-системы // Записки Горного института. 2020. Т. 245. С. 547-553.
5. Метельский А.А., Гамбаль М.Ю. Сокращение потерь руды и разубоживания. Опыт применения системы BMM на АО «Полюс Красноярск» // Золото и технологии. 2021. №4. С. 148-153.
6. Хакулов В.А., Шаповалов В.А., Игнатов М.В. Исследование и совершенствование текущего управления ритмичностью работы интеллектуального комплекса экскаватор - автосамосвал в смежных экскаваторных забоях // ГИАБ. 2019. №S29. С. 18-33.
7. Чебан А.Ю., Рассказов И.Ю., Литвинцев В.С. Анализ парка горных машин горнодобывающих предприятий Амурской области // Маркшейдерия и недропользование. 2012. №2 (58). С. 41-50.
8. Wu J., Ahn J., Lee J. Comparative leaching study on conichalcite and chalcopyrite under different leaching systems // Korean Journal of Metals and Materials. 2019. Vol. 57. No. 4. P. 245-250.
9. Секисов А.Г., Шевченко Ю.С., Лавров А.Ю. Взрывоинъекцион-ная подготовка руд к выщелачиванию // Фундаментальные проблемы формирования техногенной геосреды: сб. науч. ст. Новосибирск, 2012. С. 125132.
10. Wirtgen surface mining for selective limestone mining in the North Caucasus. Russia // Zement-Kalk-Gips Int. 2014. Vol. 67. No. 10. P. 18-19.
11. Чебан А.Ю. Совершенствование циклично-поточных технологий ведения горных работ с применением карьерных комбайнов // Маркшейдерия и недропользование. 2019. №1. С. 20-22.
12. Mohd Im. Variation of production with time, cutting tool and fuel consumption of surface miner 2200 SM 3.8 // International Journal of Technical Research and Applications. 2016. No 1. P. 224-226.
13. Фирзен А.П. Vermeer T 1255TL - универсальные машины для выполнения вскрышных и добычных работ в карьерах // Горная промышленность. 2012. №3. С. 56-57.
14. Швабенланд Е.Е. О потенциале фрезерных комбайнов непрерывного действия при разработке месторождений открытым способом // Рациональное освоение недр. 2014. №1. С. 54-60.
15. Панкевич Ю.Б., Хартман Г., Долгушин В.Д. Тонкослоевая выемка решает вопросы повышения качества продукции // Горная промышленность. 1997. №2. С. 10-12.
16. Швабенланд Е.Е. Управление грузопотоками при послойно-порционной разработке сложноструктурных месторождений комбайнами фрезерного типа // Рациональное освоение недр. 2016. №3. С. 70-75.
17. Чебан А.Ю. Технология разработки сложноструктурного месторождения апатитов и выемочно-сортировочный комплекс для ее осуществления // Записки Горного института. 2019. Т. 238. С. 399-404.
18. Ресурсосберегающая технология обогащения апатит-нефелиновых руд Хибинского массива / С.В. Терещенко, В.В. Марчевская, Д.Н. Шибаева, В.Н. Аминов // Обогащение руд. 2018. №3. С. 32-38.
19. Перспективы расширения сферы применения безврывных технологий в открытой угледобыче / Ю.И. Анистратов [и др.] // Горная промышленность. 1998. №2. С. 14-19.
20. Хосоев Д.В. Исследование влияния поверхностно-активных веществ на прочность мерзлых пород Кангаласского месторождения // Горная промышленность. 2013. №5. С. 88-89.
21. Секисов А.Г., Чебан А.Ю. Технология разработки кимберлитов с применением скрепера, оснащенного комбинированным оборудованием // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2023. Вып.1. С. 328-337.
Чебан Антон Юрьевич, канд. техн. наук, доц., вед. науч. сотр., [email protected], Россия, Хабаровск, Институт горного дела Хабаровского Федерального исследовательского центра Дальневосточного отделения Российской академии наук
IMPROVEMENT OF TECHNOLOGY FOR THE DEVELOPMENT OF COMPLEX-STRUCTURED FIELDS WITH THE APPLICATION OF LAYERED
MILLING MACHINES
A.Yu. Cheban
To increase the efficiency of mass mechanical loosening of easily mined rocks, technologies that use preliminary softening of the massif using solutions of surfactants make it possible. The article proposes a technical and technological solution for the non-explosive development of a complex-structured massif, composed of rocks that differ significantly in strength, using an improved layer-by-layer milling machine equipped with combined working equipment. The preparation of sections of the massif, composed of relatively strong rocks, is carried out by cutting slots and supplying a solution of surfactants to them to soften the rocks before loosening with a milling working body.
Key words: solution of surfactants; weakening of the array; breeds; loosening; ore mass; small fractions; performance.
Cheban Anton Yuryevich, candidate of technical sciences, docent, leading researcher, [email protected], Russia, Khabarovsk, Mining Institute of the Khabarovsk Federal Research Center of the Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences
Reference
1. Scientific substantiation of technologies of complex resource-saving development of deposits of strategic mineral raw materials / K.N. Trubetskoy [et al.] // GIAB. 2014. No.12. pp. 5-12.
2. To natural and resource-saving technologies of underground development of deposits of complex structure / V.I. Golik, N.M. Kachurin, G.V. Stas, M.Y. Liskova // Occupational safety in industry. 2022. No.9. pp. 22-27.
3. Sekisov A., Rasskazova A. Assessment of the possibility of hydro-metallurgical processing of low-grade ores in the oxidation zone of the Malmyzh Cu-Au porphyry deposit // Minerals. 2021. Vol. 11. No. 1. P. 1-11.
4. Rakhmanov R.A., Loeb D., Kosukhin N.I. Estimation of displacements of ore contours after an explosion using a BMM system // Notes of the Mining Institute. 2020. Vol. 245. pp. 547-553.
5. Metelsky A.A., Gambal M.Yu. Reduction of ore losses and dilution. The experience of using the BMM system at JSC "Polyus Krasno-Yarsk" // Gold and technologies. 2021. No. 4. pp. 148-153.
6. Khakulov V.A., Shapovalov V.A., Ignatov M.V. Research and improvement of the current management of the rhythmicity of the work of the intelligent excavator - dump truck complex in adjacent excavator faces // GIAB. 2019. No. S29. pp. 18-33.
7. Cheban A.Yu., Rasskazov I.Yu., Litvintsev V.S. Analysis of the mining machinery park mining enterprises of the Amur region // Mark-shaderiya and subsoil use. 2012. No.2 (58). pp. 41-50.
8. Wu J., Ahn J., Lee J. Comparative leaching study on conichalcite and chalcopyrite under different leaching systems // Korean Journal of Metals and Materials. 2019. Vol. 57. No. 4. P. 245-250.
9. Sekisov A.G., Shevchenko Yu.S., Lavrov A.Yu. Explosive injection preparation of ores for leaching // Fundamental problems of formation of technogenic geomedia: Collection of scientific articles Novosibirsk, 2012. pp. 125-132.
10. Wirtgen surface mining for selective limestone mining in the North Caucasus. Russia // Zement-Kalk-Gips Int. 2014. Vol. 67. No. 10. P. 18-19.
11. Cheban A.Yu. Improvement of cyclic-flow technologies of mining operations with the use of quarry combines // Mark-shaderiya and subsurface use. 2019. No.1. pp. 20-22.
12. Mohd Im. Variation of production with time, cutting tool and fuel consumption of surface miner 2200 SM 3.8 // International Journal of Technical Research and Applications. 2016. No. 1. P. 224-226.
13. Firzen A.P. Vermeer T 1255TL - universal machines for performing stripping and mining operations in quarries // Mining industry. 2012. No. 3. pp. 56-57.
14. Schwabenland E.E. On the potential of milling combines of continuous action in the development of open-pit deposits // Rational development of the subsoil. 2014. No. 1. pp. 54-60.
15. Pankevich Yu.B., Hartman G., Dolgushin V.D. Thin-layer production solves issues of improving product quality // Mining industry. 1997. No.2. pp. 10-12.
16. Shvabenland E.E. Management of cargo flows during layer-by-layer development of complex-structured deposits by milling combines // Rational development of the subsoil. 2016. No. 3. pp. 70-75.
17. Cheban A.Yu. Technology for the development of a complex-structured apatite deposit and a dredging and sorting complex for its implementation // Notes of the Mining Institute. 2019. Vol. 238. pp. 399-404.
18. Resource-saving technology of enrichment of apatite-nepheline ores of the Khibinsky massif / S.V. Tereshchenko, V.V. Marchevskaya, D.N. Shibaeva, V.N. Aminov // Ore enrichment. 2018. No. 3. pp. 32-38.
19. Prospects for expanding the scope of application of non-explosive technologies in open-pit coal mining / Yu.I. Anistratov [et al.] // Mining industry. 1998. No. 2. pp. 14-19.
20. Khosoev D.V. Investigation of the effect of surfactants on the strength of frozen rocks of the Kangalassky deposit // Mining industry. 2013. No.5. pp. 88-89.
21. Sekisov A.G., Cheban A.Yu. Technology of kimberlite development using a scraper equipped with combined equipment // Proceedings of Tula State University. Earth sciences. 2023. Issue 1. pp. 328-337.
УДК 622.013.3, 2023
ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПО СОХРАННОСТИ И ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ НАДЕЖНОСТИ СУЩЕСТВУЮЩИХ ТОННЕЛЕЙ МЕТРО, ПОПАДАЮЩИХ В ЗОНУ ВЛИЯНИЯ НОВОГО СТРОИТЕЛЬСТВА
А.Н. Панкратенко, Д.А. Цюпа
Обоснована актуальность проведения исследований в области реализации технологий подземного городского строительства, направленных на формирование должного уровня сохранности и эксплуатационной надежности существующих тоннелей метро, попадающих в зону влияния нового строительства. Предлагаемое научно-методическое обеспечение решения геотехнических и геомеханических ситуаций и выбора технологических решений в области сохранности и эксплуатационной надежности существующих тоннелей метро, попадающих в зону влияния нового строительства исключает в рамках доверительного интервала проявления негативных процессов, связанных с формированием в окрестностях ведения подземных строительных работ зон предельных состояний и разрушительных деформаций. Разработанный и сформированный методический аппарат позволяет с достаточной степенью объективности и надежности оценивать и прогнозировать эксплуатационную устойчивость подземных сооружений в грунтовых массивах с физической нелинейностью и расширяет интерпретацию сложившихся гипотез и представлений сопутствующих геомеханических процессов.
Ключевые слова: геомеханические ситуации, математическое моделирование, упругое пластическое деформирование, тоннельные сооружения, метод конечных элементов, технологии подземного строительства.
В современных условиях недропользования и реализации технологий подземного городского строительства возникает спектр трудноразрешимых задач, связанных с плотной городской застройкой и расположением мест объектов нового строительства, соприкасающихся или пересекающихся с действующей подземной инфраструктурой различного функционального назначения. Как правило, данные ситуации характеризуются наличием дополнительных превентивных мер технологической направленности, минимизирующих риски строительства. Все это с полным основанием можно отнести и к строительству новых объектов метрополитена [1, 2].
Следует отметить, что геотехническое и геомеханическое обоснование проектных решений строительства подземных сооружений метропо-
