• Дзюбло Александр Дмитриевич
• Савинова Маргарита Сергеевна

Введение. В статье рассмотрены основные риски (технологические, геологические, социальные и экологические), которые возникают при освоении, обустройстве и эксплуатации морских месторождений с применением подводной системы добычи углеводородов.
Целью исследования является анализ основных рисков при реализации морских нефтегазовых проектов, связанных с суровыми природно-климатическими условиями шельфа о. Сахалин, влияние их на объекты подводного обустройства морских месторождений и разработка мероприятий, компенсирующих выявленные риски.
Методика. Анализ рисков позволил выявить основные риск-факторы при разработке шельфовых проектов и предложить компенсирующие мероприятия, которые являются первоочередными при освоении морского месторождения на стадии проектирования и, главное, на стадии реализации проекта.
Анализ и обсуждение. Углубленный анализ основных рисков, основанный на фактических данных освоения крупных нефтегазовых месторождений, связанных с климатическими условиями шельфа о. Сахалин, показал, что основными геологическими рисками в регионе являются сейсмичность, приповерхностный газ, ледовое выпахивание морского дна и разжижение грунтов. В силу этого необходимо применение безопасных современных технологий подводной добычи нефти и газа на основе успешно реализованных проектов зарубежных стран и опыта освоения шельфа России.
Выводы. Эффективное освоение нефтегазовых месторождений на шельфе о. Сахалин возможно при условии учета и управления в ходе реализации проекта геологическими, технологическими, социальными и экологическими рисками на основе разработанных компенсирующих мероприятий.

Ключевые слова: шельф; риски; сейсмичность; газовые аномалии; разжижение грунта; ледовое выпахивание.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Амирагян А. С. Освоение УВ-ресурсов шельфа // Neftegaz.ru. 2017. № 8. С. 16–22.
2. Косарева Ю. В., Бесхижко В. В., Симакова С. В., Чесноков А. А. Подводные добычные комплексы как перспективный тренд в освоении арктических месторождений и некоторые вопросы их электроснабжения // Neftegaz.ru. 2019. № 11. С. 26–34.
3. Дзюбло А. Д., Савинова М. С. Опасные природные явления при освоении нефтегазовых месторождений на шельфе Охотского моря // Актуальные проблемы нефти и газа. 2018. № 4(23). С. 57.
4. Нуриев М. Ф., Шевелев М. Б., Семенов Ю. В., Ершов Н. А., Лисковый П. Н. Геологические условия верхней части разреза на месторождениях северо-восточного шельфа Охотского моря // Газовая промышленность. 2019. № 8. С. 56–65.
5. Дзюбло А. Д., Воронова В. В. Исследование механизмов возникновения опасных природных явлений при освоении нефтегазовых месторождений на шельфе арктических и субарктических морей // Безопасность труда в промышленности. 2019. № 4. С. 69–77.
6. Bogoyavlensky V. I., Bogoyavlensky I. V., Bogoyavlenskaya O. V., Nikonov R. A. Perspectives of petroleum potential of sedimentary basins and basement of the Circum-Arctic Region // Geologiya nefti i gaza = Russian Oil and Gas Geology. 2017. No. 5. P. 5–20.
7. Andreassen K., Hubbard A., Winsborrow M., Patton H., Vadakkepuliyambatta S., Plaza-Faverola A., Gudlaugsson E., Serov P., Deryabin A., Mattingsdal R., et. al. Massive blow-out craters formed by hydratecontrolled methane expulsions from the Arctic seafloor // Science. 2017. 356. P. 948–953.
8. Петренко В. Е., Оганов Г. С., Свиридова Т. А. Технико-технологические аспекты проектирования и строительства морских скважин при наличии в разрезе приповерхностного газа на шельфе Охотского моря // Вестник Ассоциации буровых подрядчиков. 2017. № 1. С. 29–35.
9. Петренко В. Е., Оганов Г. С., Свиридова Т. А. Проектные решения для строительства скважин на морском шельфе в условиях наличия приповерхностного газа // Проектирование и разработка нефтегазовых месторождений. 2017. № 1. С. 42–47.
10. Наумов М. А., Онищенко Д. А. Требования к исходным данным, необходимым для моделирования воздействия ледовой экзарации на заглубленные трубопроводы // Арктика: экология и экономика. 2013. № 2. С. 4–17.
11.  Новиков А. И., Новиков А. А., Голубин С. И., Савельев К. Н. Особенности проведения инженерных изысканий при определении потенциала разжижения грунтов в основании объектов морской добычи шельфа острова Сахалин (Россия) // Газовая промышленность. 2018. № 3. С. 18–25.
12. Воронина Е. П. Анализ рисков при реализации проектов освоения нефтегазовых ресурсов арктического шельфа // Региональные проблемы преобразования экономики. 2012. № 1. С. 159–168.

Поступила в редакцию 7 сентября 2020 года

• Лель Юрий Иванович
• Исаков Сергей Владимирович
• Ганиев Руслан Салаватович
• Буднев Алексей Борисович
• Глебов Игорь Андреевич

УДК 622.684:629.3

DOI: 10.21440/0536-1028-2020-7-21-32

Скачать

Цель работы – обоснование оптимальных уклонов автодорог при эксплуатации полноприводных автосамосвалов и разработка аналитического метода расчета объема дополнительного разноса нерабочих бортов карьера от размещения автотранспортных коммуникаций при вскрытии глубоких кимберлитовых карьеров трассами спиральной формы.
Актуальность исследования. Переход на вскрытие крутонаклонными автосъездами при использовании полноприводных автосамосвалов является одним из основных направлений повышения эффективности отработки глубоких кимберлитовых карьеров. В связи с этим весьма актуальными становятся вопросы обоснования уклонов автодорог и разработка метода расчета дополнительного разноса бортов карьера от размещения автотранспортных коммуникаций.
Методика проведения исследований. При обосновании уклона автодорог для полноприводных автосамосвалов использовался физический принцип наименьшего действия, тягово-динамические, тормозные и топливные характеристики самосвалов, а также экспериментальные данные. Введено новое понятие «удельное действие». Оптимальный уклон по критерию удельного действия соответствует минимальным энергозатратам на подъем горной массы при максимальной производительности транспортных средств. Разработанный аналитический метод расчета объема дополнительного разноса бортов карьера характеризуется комплексным учетом основных технологических параметров вскрытия. Предложен графический метод определения угла нерабочего борта карьера, являющегося контролируемым параметром при вскрытии крутонаклонными автосъездами.
Результаты. Установлено, что оптимальные значения уклонов по физическому критерию удельного действия определяются зависимостями КПД трансмиссии, скоростей движения и
удельного расхода топлива полноприводными автосамосвалами от суммарного сопротивления движению на уклонах. Для автосамосвалов CAT-745С оптимальные значения уклонов автодорог со щебеночным покрытием находятся в диапазоне 0,18–0,24. Установлены закономерности влияния основных горнотехнических факторов на объем дополнительного разноса бортов от размещения автотранспортных коммуникаций. Наибольшее влияние на объем разноса оказывает глубина карьера, уклон спиральных автосъездов и мощность рудного тела. При увеличении мощности рудного тела влияние уклона снижается. Таким образом, внедрение крутонаклонного вскрытия в первую очередь рекомендуется на кимберлитовых карьерах при разработке рудных тел небольшой мощности.
Область применения результатов. Полученные результаты рекомендуется использовать в практике проектирования и эксплуатации глубоких кимберлитовых карьеров при внедрении полноприводных автосамосвалов. Результаты могут найти применение на рудных карьерах при вскрытии глубоких горизонтов спиральными автосъездами.

Ключевые слова: карьер; глубина карьера; полноприводный автосамосвал; уклон автосъезда;
принцип наименьшего действия; расход топлива; дополнительный разнос борта; угол откоса
борта; мощность рудного тела.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Акишев А. Н., Костырин В. Ф. Оптимизация проектных решений по отработке карьера
«Юбилейный» // Горный журнал. 2000. № 7. С. 33–35.
2. Чантурия В. А., Трубецкой К. Н., Каплунов Д. Р., Чаадаев А. С., Махрачев А. Ф. Комплексные
исследования и внедрение инновационных геотехнологий добычи и глубокой переработки
кимберлитов // Горный журнал. 2011. № 1. С. 10–13.
3. Акишев А. Н., Лель Ю. И., Ильбульдин Д. Х., Мусихина О. В., Глебов И. А. Технологические
решения по вскрытию и отработке глубоких горизонтов Нюрбинского карьера АК «АЛРОСА» //
Известия вузов. Горный журнал. 2017. № 7. С. 4–12.
4. Акишев А. Н., Лель Ю. И., Бокий И. Б., Исаков С. В., Глебов И. А. Инновационная технология
открытой разработки кимберлитовых месторождений с изменяемой геометрией нерабочих бортов //
Известия вузов. Горный журнал. 2018. № 8. С. 5–16.
5. Haiyong T., Yanhua S., Wenming Z., Chun J. Slip ratio control for articulated dump truck based on
fuzzy sliding mode // 2011 Int. Conf. on Consumer Electronics, Communications and Networks, CECNet
2011 – Proceedings. 2011. P. 4404–4407.
6. Мариев П. Л., Егоров А. Н., Войтов В. Т. Особенности работы карьерных самосвалов в
условиях глубоких карьеров и повышенных уклонов // Горный журнал. 2011. № 10. С. 63–66.
7. Brown D., Heather R. Development of off-highway articulated dump trucks // SAE Technical Paper,
D. J. B. Engineering Ltd. 1979. 12 c.
8. Зырянов И. В., Цымбалова А. И. Испытания САТ-740 В на крутонаклонных съездах карьера
«Удачный» АК «АЛРОСА» // Горное оборудование и электромеханика. 2013. № 9. С. 22–25.
9. Лель Ю. И., Горшков Э. В., Ермолаев А. И., Ворошилов Г. А., Неволин Д. Г., Довженок А. С.
Обоснование оптимальных уклонов автодорог при разработке нагорно-глубинных карьеров //
Известия вузов. Горный журнал. 2012. № 2. С. 5–12.
10. Веретенников В. Г., Синицын В. А. Метод переменного действия. М.: Физматлит, 2005. 272 с.
11. Артамонов М. Д., Иларионов В. А., Морин М. М. Теория автомобиля и автомобильного
двигателя. М.: Машиностроение, 1968. 283 c.
12. Вилкул Ю. Г., Слободянюк В. К., Максимов И. И. Теоретические основы определения
объемов горнокапитальных работ при вскрытии глубоких карьеров трассами спиральной формы //
ГИАБ. 2007. № 7. С. 17–23.

Поступила в редакцию 3 августа 2020 года

• Яковлев Виктор Леонтьевич
• Гальянов Алексей Владимирович

Постановка вопроса. Что есть горная наука – ремесло, искусство «копарей» или наука? Что лежит в основе учения о добыче полезного ископаемого? Какое место это учение занимает в системе знаний об окружающей среде?
Обсуждение проблемы. На сегодняшний день отсутствует четкое, ясное и общепринятое определение горной науки, ее объекта и предмета. Известные попытки многих ведущих специалистов в области горного дела включиться в обсуждение этой проблемы значительно расширили спектр прикладных задач, но в целом проблема не получила завершающей формы. Идеология рыночных отношений прагматична (товар–деньги–товар), идеология науки лучезарна – познать «необъятное». Совершенно очевидная практическая направленность горного дела всей своей историей убеждает в неразрывной связи эффективности горного производства с широким диапазоном знаний о недрах, свойствах горных пород, законах и формах организации труда.
Резюме. Горная наука должна занять достойное место в науках о Земле не только потому, что горное производство есть локомотив цивилизации, но и по кругу проблем жизнеобеспечения, которые находятся в компетенции горных знаний. Ключевые слова: горная наука; объект; предмет; основополагающие положения; область знаний наук о Земле.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Горные науки. Освоение и сохранение недр / под общ. ред. К. Н. Трубецкого. М.: Изд-во Академии горных наук, 1997. 478 с.
2. Пучков Л. А. О структуре горных наук // Горный журнал. 1995. № 7. С. 22–27.
3. Ржевский В. В., Трубецкой К. Н. Задачи горной науки в области открытой разработки месторождений полезных ископаемых // Горный журнал. 1988. № 1. С. 21–23.
4. Теория и практика открытых разработок / под общ. ред. Н. В. Мельникова. М.: Недра, 1973. 636 с.
5. Трубецкой К. Н., Каплунов Д. Р., Чаплыгин Н. Н. Современные горные науки: предмет, содержание и новые задачи // Горный журнал. 1994. № 6. С. 3–7.
6. Ямщиков В. С. О формировании современных представлений и задач в горных науках // Горный журнал. 1995. № 9. С. 3–5.
7. Батугин С. А., Яковлев В. Л. Закономерности развития горного дела. Якутск: ЯНЦ СО РАН, 1992. 116 с.
8. Гальянов А. В., Гордеев В. А. Развитие научных идей в горном деле. Маркшейдерия: науч. монография. Екатеринбург: УГГУ, 2018. 559 с.
9. Гальянов В. А. Развитие научных идей в горном деле. Геометрия недр: науч. монография. Екатеринбург: УГГУ, 2013. 315 с.
10. Яковлев В. Л., Гальянов А. В. Методологические аспекты стратегии освоения минеральных ресурсов. Екатеринбург: УрО РАН, 2003. 152 с.
11. Ломоносов М. В. Первые основания металлургии и рудных дел. СПб: Императорская Академия Наук, 1763.
12. Агрикола Г. О горном деле и металлургии: в двенадцати книгах. М.: АН СССР, 1962. 600 с.
13. Яковлев В. Л. Исследование переходных процессов – новое направление в развитии методологии комплексного освоения георесурсов. Екатеринбург: УрО РАН, 2019. 284 с.
14. Гальянов А. В. Гносеологические аспекты развития горных наук // Известия вузов. Горный журнал. 2005. № 1. С. 125–128.
15. Мельников Н. В. Проблемы комплексного использования минерального сырья // Горная наука и рациональное использование минерально-сырьевых ресурсов. М.: Наука, 1978. С. 14–28. 

Поступила в редакцию 9 октября 2020 года 

• Кантемиров Валерий Даниилович
• Чиркин Алексей Александрович

УДК 622.271.3.001.63:621.926.2

DOI: 10.21440/0536-1028-2020-7-33-40

Скачать

Введение. На современных горнодобывающих предприятиях в России и за рубежом широко применяется открытый способ разработки рудных полезных ископаемых. При этом эффективно используется циклично-поточная технология c передвижными дробильно-перегрузочными установками (ПДПУ) различной конструкции. Цель работы. Обоснование методики проектирования передвижных дробильно-перегрузочных установок.
Методология. Работа проектировщиков и конструкторов по выбору типа компоновочной схемы ПДПУ и элементов ее конструкции, а также по совершенствованию установки в целом в значительной мере затруднена из-за отсутствия единого методического подхода к проектированию передвижных дробильно-перегрузочных установок в модульном (блочном) исполнении. Многовариантность разработанных компоновочных решений передвижных дробильно-перегрузочных установок требует формулирования общих принципов, предъявляемых к проектированию установок данного типа. В статье выполнены анализ конструкций ПДПУ и обоснование оптимальной компоновочной схемы установки в модульном исполнении в составе транспортной схемы карьера.
Результаты. Выполненные исследования, в том числе в ИГД УрО РАН, позволили разработать исходные требования к проектированию установок данного типа, в соответствии с которыми конструкторами производственного объединения «Уралмашзавод» был разработан технический проект передвижной установки ПДПУ-2000 производительностью 2000 м3/ч, состоящей из трех модулей на базе конусной дробилки ККД 1500/180.
Выводы. К перспективным конструкциям ПДПУ в модульном исполнении, разрабатываемым в настоящее время, следует отнести двух- и трехмодульные установки, оснащаемые щековыми и конусными дробилками крупного дробления. Перенос на новое место модулей установки производится с помощью многоцелевого гусеничного транспортера грузоподъемностью до 1000 т. К этим типам ПДПУ в последнее время проявляется повышенный интерес, о чем свидетельствует большое количество запатентованных технических решений.

Ключевые слова: передвижная дробильно-перегрузочная установка; конусная дробилка; производительность; гусеничный транспортер; ленточный конвейер; открытые горные работы.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Яковлев В. Л. Состояние, проблемы и пути совершенствования открытых горных разработок // Горный журнал. 2009. № 11. С. 11–14.
2. Яковлев В. Л. Перспективные решения в области циклично-поточной технологии глубоких карьеров // Горный журнал. 2003. № 4/5. С. 51–56.
3. Яковлев В. Л. Некоторые перспективные направления исследований в области карьерного транспорта // Матер. междунар. науч.-техн. конф. по карьерному транспорту. Екатеринбург, 2002. С. 15–20.
4. Фаддеев Б. В., Чапурин Н. А. Дробильные установки на карьерах. М.: Недра, 1981. 161 с.
5. Sassos M. P. In pit crushing and conveying sistems // Engineering and Mining Journal. 1984. Vol. 85. Nо. 4. P. 46–59.
6. Muller G. Shenkung der betriebsconsten im Festgesteein – Tagebau durch Einsatz von BrecherBand System // Fordern und Heben. 1986. Bd. 36. N 8. S. 556–559.
7. Engineering Contractors // Mining Magazin. 1998. Vol. 179. Nо. 2. P. 75.
8. Marek T. M. In-pit crushing and conveying-mine planning and operations // Skillings Mining Review. 1985. Vol. 74. No. 22. P. 6–10.
9. Utley R. W. In-pit crushing. In: SME Mining Engineering Handbook, 3rd ed. P. Darling, ed. Society for Mining, Metallurgy and Exploration, 2011. P. 941–957.
10. Londono J. G., Knights P., and Kizil M. Review of in-pit crusher conveyor (IPCC) application. In: 2012 Australian Mining Technology Conference. 2012. P. 63–82.
11. Чиркин А. А. Опыт проектирования и внедрения передвижных дробильно-перегрузочных установок для открытых горных работ // Технологическое оборудование для горной и нефтегазовой промышленности: сб. тр. XIV Междунар. науч.-техн. конф. Чтения памяти В. Р. Кубачека / УГГУ. Екатеринбург, 2016. С. 208–211.
12. Дробильно-перегрузочная установка: пат. 2168631 Рос. Федерация. МПК7 Е 21 С 41/26, В 02 С 21/02. № 98100368/03; заявл. 05.01. 98; опубл. 10.06.01. Бюл. № 16. 3 с.
13. Чиркин А. А., Кантемиров В. Д. Технологические аспекты эксплуатации передвижных дробильно-перегрузочных установок на открытых горных работах // Тяжелое машиностроение. 2003. № 8. С. 28–32.
14. Кантемиров В. Д. Технологические особенности освоения новых сырьевых баз // ГИАБ. 2014. № 6. С. 369–373.

Поступила в редакцию 26 февраля 2020 года