• Коновалова Юлия Павловна

УДК 528.48:622.83:621.049
DOI: 10.21440/0536-1028-2018-6-6-17

КОНОВАЛОВА Ю. П.
Институт горного дела Уральского отделения РАН
(Россия, г. Екатеринбург, ул. Мамина-Сибиряка, 58)

Введение. Вопросы безопасного размещения и эксплуатации особо ответственных объектов недропользования являются исключительно актуальными. Безопасное функционирование любого объекта зависит не только от его конструктивных особенностей, но и от достоверной и обоснованной оценки явлений, происходящих в среде, где он создан, т. е. в массиве горных пород. Современные геодинамические движения являются одним из факторов, определяющих напряженно-деформированное состояние массива. Однако проведение специальных изысканий, направленных на выявление и учет геодинамических движений, не нашло должного отражения при проектировании и строительстве особо ответственных объектов. Несовершенство нормативной базы и сложности учета пространственно-временного распределения параметров геодинамических движений являются основными причинами отсутствия методики геодинамической диагностики горного массива, пригодной для массовой реализации в практике инженерных изысканий.
Целью работы является исследование распределения деформаций как основного параметра, определяющего состояние объекта, обусловленных современными геодинамическими движениями, в иерархически блочном массиве горных пород на разных пространственно-временных уровнях для совершенствования методики учета геодинамических факторов при выборе безопасных площадок размещения.
Методика проведения исследований. В исследованиях были использованы результаты геодезического мониторинга трендовых и цикличных короткопериодных геодинамических движений, полученных на локальных геодинамических полигонах на базах от десятков метров до 25 км, а также данные постоянно действующих станций глобальной навигационной спутниковой системы на территории площадью 70 x 90 км. Для различных пространственно-временных баз измерений были рассчитаны деформационные параметры геодинамических движений, отстроены поля деформаций.
Результаты. По данным повторных геодезических измерений на базах от десятков метров до 90 км за временной интервал от нескольких часов до 40 лет установлены зависимости модуля относительных деформаций от длины реперного интервала. На основании зависимостей получены максимальные значения деформаций, которые могут быть использованы в качестве критических деформационных критериев при исследовании территорий различной площади и выборе параметров мониторинговой сети. При сопоставлении деформационных параметров трендовых и короткопериодных движений одних и тех же реперов наблюдательной сети установлена взаимосвязь в ориентации главных осей тензоров деформаций, рассчитанных по данным измерений за длительный промежуток времени и за суточный сеанс непрерывных измерений с дискретностью замера 10–20 мин.
Область применения результатов. Выявленная закономерность может быть использована для экспресс-диагностики напряженно-деформированного состояния массива за непродолжительное время по результатам измерений непрерывных короткопериодных движений.
Выводы. Полученные результаты позволяют повысить достоверность оценок состояния массива горных пород по геодинамическому фактору при выборе безопасных мест размещения ответственных объектов недропользования.

Ключевые слова: современные геодинамические движения; ответственные объекты недропользования; атомная станция; иерархически блочный массив; самоорганизация; деформация; геодинамическая диагностика.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Кузьмин Ю. О. Современная геодинамика и оценка геодинамического риска при недропользовании. М: Агентство экологических новостей, 1999. 220 с.
2. Гуляев А. Н., Дружинин В. С., Демина А. Ю., Гладышева Р. М., Осипов В. Ю., Косолапов А. А. Современные активные зоны нарушения сплошности верхней части земной коры на территории Екатеринбурга // Инженерная геология. 2008. № 2. С. 13–16.
3. Тагильцев С. Н., Осипова А. Ю., Лукьянов А. Е. Выделение активных тектонических структур на территории г. Екатеринбурга // Геомеханика в горном деле: докл. науч.-техн. конф. 14–15 октября 2009 г. Екатеринбург: ИГД УрО РАН, 2009. С. 28–36.
4. Сашурин А. Д. Геодинамические истоки крупнейших природно-техногенных катастроф // ГИАБ. 2011. № 11. С. 225–236.
5. Учитель И. Л. Разрушительные свойства геодеформаций. Одесса: Астропринт, 2010. 222 с.
6. Селюков Е. И., Стигнеева Л. Т. Краткие очерки практической микрогеодинамики. СПб.: Питер, 2010. 175 с.
7. Nikoladis R. Observation of geodetic and seismic deformation with the global positioning system. University of California, San Diego, Calofornia. 2002. 249 p.
8. Серебрякова Л. И. Оценка геодинамической активности территории строительства Крымской АЭС по геодезическим данным // Геодезия и картография. 2012. № 6. С. 46–52.
9. Серебрякова Л. И. Закономерности и особенности вертикальных движений земной поверхности территории Игналинской АЭС // Геодезия и картография. 2012. № 7. С. 57–63.
10. Татаринов В. Н. Ново-Воронежская АЭС. GPS-наблюдения в районе АЭС. М.: ГЦ РАН, 2000. 12 с.
11. Татаринов В. Н., Морозов В. Н. Прогнозирование устойчивости геологической среды при выборе мест размещения и эксплуатации объектов ядерного топливного цикла // Инженерная экология. 2008. № 5. С. 10–16.
12. Cruikshank Kenneth M., Peterson Curt D. Current state of strain in the central cascadia margin derived from changes in distance between GPS stations // Open Journal of Earthquake Research. 2015. Vol. 4. P. 23–36.
13. Сашурин А. Д. Современная геодинамика и техногенные катастрофы // Геомеханика в горном деле: докл. науч.-техн. конф. 19–21 ноября 2002 г. Екатеринбург: ИГД УрО РАН, 2003. С. 180–191.
14. Bos M.S., Bastos L., Fernandes R. M. S. The influence of seasonal signals on the estimation of the tectonic motion in short continuous GPS time-series // Journal of Geodynamics. 2010. Vol. 49. P. 205–209.
15. Biessy G., Moreau F., Dauteuil O., Bour O. Surface deformation of an intraplate area from GPS time series // Journal of Geodynamics. 2011. Vol. 52. P. 24–33.
16. He Xiaoxing, Hua Xianghong, Yu Kegen, Xuan Wei, Lu Tieding, Zhang W., Chen X. Accuracy enhancement of GPS time series using principal component analysis and block spatial filtering // Advances in Space Research. 2015. Vol. 55. P. 1316–1327.
17. Gülal Engin, Erdogan Hediye, Tiryakioglu Ibrahim. Research on the stability analysis of GNSS reference stations network by time series analysis // Digital Signal Processing. 2013. Vol. 23. P. 1945–1957.
18. Панжин А. А. Исследование короткопериодных деформаций разломных зон верхней части земной коры с применением систем спутниковой геодезии // Маркшейдерия и недропользование. 2003. № 2. С. 43–54.
19. Коновалова Ю. П. Исследование цикличных короткопериодных геодинамических деформаций территорий при выборе площадки под строительство атомных станций // ГИАБ. 2010. № 7. С. 269–274.
20. Пустуев А. Л. Исследование трендовых геодинамических деформаций при выборе площадок для строительства атомных станций // ГИАБ. 2011. № 1. С. 282–290.
    
    

УДК 378:622.341.1 DOI: 10.21440/0536-1028-2018-5-117-123

ГОНЧАРОВ С. А.
В статье на примере цепочки технологических процессов добычи и переработки руды пред-
приятий железорудной промышленности изложено описание задач, которые должен уметь
решать инженер по специальности «Физические процессы горного производства». Обоснова-
но, почему необходимо изучать физические процессы в горном производстве – геомеханические,
термодинамические, гидро- и газодинамические, электромагнитные, а также физическую
сущность технологических процессов добычи и переработки полезных ископаемых с учетом
фактора энергозатрат по всей цепочке технологических процессов горного производства.
Обосновано мнение, что сущность технологических процессов добычи и переработки полез-
ных ископаемых сводится к двум процессам: разрушение горных пород и перемещение горной
массы. Сформулированы актуальные задачи, которые необходимо решать специалистам,
получившим образование по специальности «Физические процессы горного производства».
К л ю ч е в ы е с л о в а : инженер; подготовка; образование; технологические процессы; энерго-
емкость.

УДК 37.026.9:378 DOI: 10.21440/0536-1028-2018-5-124-128

КАРДАПОЛЬЦЕВА В. Н.
В статье рассматривается место и роль художественной составляющей в контексте обра-
зовательного процесса будущих специалистов разных направлений подготовки. Отмечается,
что способность глубокого эмоционального сопереживания, в том числе восприятия явлений
искусства и художественных достижений, способствует формированию специалистов
с большим творческим потенциалом, развитию у них более широкого вектора системы цен-
ностных ориентаций. Благодаря художественной культуре наиболее концентрированно обна-
руживается совокупный опыт выражения духовной культуры человечества и отдельной твор-
ческой личности, осуществляется гармоничный синтез техники и искусства. Содержание
художественно-творческого потенциала студента зависит от объективных факторов, та-
ких, как представления о мире, национальные традиции, историко-культурное своеобразие,
и субъективных, к числу которых относят принадлежность к субкультуре и индивидуальный
опыт.
К л ю ч е в ы е с л о в а : художественная культура; социокультурное пространство; формиро-
вание личности; духовная культура; мировоззренческие установки; эмоциональное сопережи-
вание; историко-культурное своеобразие; национальные традиции; художественно-эстети-
ческие ценности.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Распутин В. Г. Ученье: свет и тьма // Современное прочтение русской классической литера-
туры. М.: Пашков дом, 2007. 516 с.
2. Кардапольцева В. Н. Теория творчества: учеб. пособие. Екатеринбург: УГГУ, 2017. 184 с.
Поступила в редакцию 18 февраля 2018 года

УДК 622 23.05 DOI: 10.21440/0536-1028-2018-5-111-116

ТАУГЕР В. М., КАЗАКОВ Ю. М., ВОЛКОВ Е. Б., ЛЕОНТЬЕВ А. А.
В статье рассмотрено движение порожнего скипа в спускном трубопроводе пневмоподъемной
установки. Проинтегрированы дифференциальные уравнения движения, на основе которых
получены основные кинематические параметры порожнего скипа в период его спуска, необхо-
димые для расчета длительности рабочего цикла и выбора комплектующих скиповой пневмо-
подъемной установки. Рассчитано асимптотическое значение скорости для установившегося
движения скипа. Особенность работы такой установки состоит в спуске порожнего скипа
под собственным весом. Для проектирования установок необходима математическая модель
системы: «сосуд–вмещающая среда–трубопровод», отражающая кинематику скипа в спуск-
ном трубопроводе. При расчетах систем с газообразной транспортирующей средой возника-
ют проблемы с определением влияния на параметры системы физических свойств среды,
в частности ее сжимаемости. Особую сложность представляет математическое описание
установок с напряженным режимом работы, когда цикл движения строго детерминируется.
Системы рудничного пневмоподъема должны функционировать ритмично, с высокой энерге-
тической нагрузкой, причем длина трубопроводов составляет сотни метров. В таких услови-
ях учет физических эффектов, связанных со свойствами воздуха вмещающей и транспортиру-
ющей среды, в математической модели системы необходим.
К л ю ч е в ы е с л о в а : подъемная установка; скип; пневмосистема; трубопровод; управление
движением; дифференциальные уравнения движения; пневмотранспорт; рудничный пневмо-
подъем.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Шахтный подъем: науч.-произв. изд. / В. Р. Бежок [и др.] Донецк: Юго-Восток Лтд, 2007.
624 с.
2. Спиваковский Л. О., Гончаревич И. Ф. Специальные транспортирующие устройства в горно-
добывающей промышленности. М.: Недра, 1985. 128 с.
3. Таугер В. М., Волков Е. Б., Холодников Ю. В. Скиповая пневмоподъемная установка повы-
шенной энергоэффективности // Известия вузов. Горный журнал. 2017. № 2. С. 77–83.
4. Таугер В. М., Волков Е. Б., Кожевников А. О. Разработка скиповой трубопроводной пневмо-
подъемной установки // Уральская горная школа – регионам: сб. докл. Междунар. науч.-практ.
конф. Екатеринбург: УГГУ, 2017. С. 275–276.
5. Таугер В. М., Казаков Ю. М., Волков Е. Б., Кожевников А. О. Кинематика скипа в спускном
трубопроводе пневмоподъемной установки // Известия вузов. Горный журнал. 2017. № 7.
С. 96–101.
6. Энциклопедия физики и техники. URL: http://www.femto.com.ua/articles/part_1/0913.html
(дата обращения 15.01.2018)
Поступила в редакцию 5 февраля 2018 года