УДК 622.014.2:658.513.011.56:681.3.001.57
DOI: 10.21440/0536-1028-2017-7-87-95

БЕЙСЕМБАЕВ К. М., РЕШЕТНИКОВА О. С., ТЕЛИМАН И. В., АРТЕМОВА А. А.

Новые экономические условия ведут к расширению применения программно-управляемых ма-
нипуляторов. Их конструктивные схемы должны отвечать принципам универсализации кон-
струкций, методов моделирования и проектирования в 3D. Рассмотрен пример расчета и ви-
зуализации силовых и конструктивных параметров на основе табличных процессоров.
Это позволяет исследовать особенности работы манипуляторов и обеспечить тестирование
данных, полученных на основе типового программного пакета Adams. Выявлены особенности
расчета параметров для обеспечения заданной траектории с позиционированием конструк-
ции, которую несет манипулятор. Получены результаты, подтверждающие возможность
создания универсальных конструкций. Исследованы особенности напряженно-деформирован-
ного состояния силовых гидроцилиндров и образования асимметричных контактных зон у
грунд-буксы и поршня при работе с эксцентриситетом, что позволит решить ряд задач про-
ектирования манипуляторов для систем разработки месторождений сложно извлекаемых
полезных ископаемых.
К л ю ч е в ы е с л о в а : манипулятор; гидроцилиндр; уравнения равновесия; контактные давления.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Пискунов М. А., Адамов Д. В. Определение кинематических параметров включения гидроци-
линдров манипулятора форвардера при исполнении заданного движения навесного устройства //
Тракторы и сельхозмашины. 2016. № 4. С. 42–47.
2. Корендясев А. И. Теоретические основы робототехники. В 2 кн. М.: Наука, 2006. Кн. 1. 383 с.
3. Pedro Neto, J. Norberto Pires, A. Paulo Moreira. High-level programming and control for industrial
robotics: using a hand-held accelerometer-based input device for gesture and posture recognition //
Industrial Robot: an International Journal. 2010. Vol. 37, issue 2. P. 137–147.
4. Soleiman Nouri F., Haddad Zarif M., Fateh M. M. Designing an adaptive fuzzy control for robot
manipulators using PSO // Journal of AI and Data Mining. 2014. Vol. 2, no. 2. P. 125–133.
5. Бейсембаев К. М., Жетесов С. С., Абдугалиева Г. Б., Демищук И. Н. К расчету сложно-нагру-
женных конструкций // ГИАБ. 2010. № 6. С. 38–39.
6. Бейсембаев К. М., Демин В. Ф., Жолдыбаева Г. С. и др. Автопроектирование горных машин в
3D: проектно-модельный подход. Караганда: КарГТУ. 2016. 207 с.
7. Бейсембаев К. М., Векслер Ю. А., Жетесов С. С., Каппасов Н., Мендикенов К. К. Исследова-
ние состояния горного массива при подвигании лавы // Изв. вузов. Горный журнал. 2013. № 3.
С. 69–76.
8. Климов Ю. И., Дрижд Н. А., Айдарханов А. М. Компьютерная диагностика гидроприводов
механизированных угледобывающих комплексов // Ресурсовоспроизводящие, малоотходные и при-
родоохранные технологии освоения недр: матер. Восьмой Междунар. конф. Москва, Таллин, 2009.
С. 85–87.
Поступила в редакцию 13 апреля 2017 года

УДК 622.235
DOI: 10.21440/0536-1028-2017-7-70-77

НОРОВ Ю. Д., ЗАИРОВ Ш. Ш.,
НУТФУЛЛОЕВ Г. С., ТАДЖИЕВ Ш. Т., РАВШАНОВА М. Х.
Разработана конструкция скважинного заряда взрывчатых веществ (ВВ) с использованием
кумулятивного эффекта, позволяющая занизить подошву уступа и уменьшить расходы на бу-
ровзрывные работы. Расположение в донной части скважины кумулятивной воронки оказыва-
ет влияние на интенсивность взрывного разрушения горных пород. Определены эффективные
параметры кумулятивной воронки в конструкции скважинного заряда ВВ. Рекомендуется вну-
три заряда ВВ над конусной облицовкой использовать линзу. Линза увеличивает КПД заряда,
она разворачивает детонационную волну на воронку. Без линзы воронка обжимается скользя-
щей детонационной волной, а с линзой – падающей волной. Проведено численное моделирова-
ние действия заряда ВВ с кумулятивным эффектом в двумерной постановке с использованием
эйлерова и совместного эйлерово-лагранжева конечно-разностных алгоритмов. Определены
потенциальные возможности и изучены физические особенности функционирования кумуля-
тивного заряда на разных фокусных расстояниях по горной породе конечной мощности, а так-
же проведено сравнение результатов расчета по двум разным моделям с экспериментальными
данными.
К л ю ч е в ы е с л о в а : скважина; конструкция; заряд ВВ; кумулятивный эффект; подошва
уступа; глубина пробития; высота кумулятивной облицовки; действие детонационной волны;
численное моделирование; эйлеров и эйлерово-лагранжев конечно-разностные алгоритмы.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Воробьев В. В., Пеев А. М., Щетинин В. Т. Снижение динамического воздействия ударных
волн на материал забойки скважинного заряда // Вісник Кременчуцького державного політехнічного
університету. 2004. Вип. 6(29). С. 124–126.
2. Воробьев В. В., Пеев А. М., Славко Г. В. Изменение степени проработки подошвы уступа при
взаимодействии зарядов с различной формой донной части // Науковий вісник гірничого
університету: науково-технічний журнал. 2005. № 3. С. 31–33.
3. Физика взрыва / под ред. Л. П. Орленко. М.: Физматлит, 2004. 488 с.
4. Колпаков В. И., Савенков Г. Г., Мазур А. С., Рудометкин К. А. Численное моделирование
функционирования удлиненного кумулятивного заряда по железобетонной преграде // Журнал тех-
нической физики. 2015. Том 85. Вып. 1. С. 3–10.
5. Бабкин А. В., Колпаков В. И., Охитин В. Н. и др. Численные методы в задачах физики быстро-
протекающих процессов. М.: Изд-во МГТУ, 2006. 520 с.
6. Теоретические и экспериментальные исследования высокоскоростного взаимодействия тел /
под ред. А. В. Герасимова. Томск: Изд-во Томского ун-та, 2007. 572 с.
7. Нох В. Ф. СЭЛ – совместный эйлерово-лагранжев метод для расчета нестационарных двумер-
ных задач // Вычислительные методы в гидродинамике. М.: Мир, 1967. С. 128–184.
8. Физические величины: справочник / под ред. И. С. Григорьева, Е. З. Мейлихова. М.: Энерго-
издат, 1991. 1232 с.
9. Rebecca M., Leelavanichkul B., Leelavanichkul C. Survey of four damage models for concrete //
Sandia Report. SAND 2009–5544. 2009. 80 p.
ISSN 0536-1028 «Известия вузов. Горный журнал», № 7, 2017 77
10. Фомин В. М., Гулидов А. И., Сапожников Г. А. и др. Высокоскоростное взаимодействие тел.
Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1999. 600 с.
Поступила в редакцию 23 апреля 2017 года

УДК 622.23 DOI: 10.21440/0536-1028-2017-7-78-86

ЖАРИКОВ С. Н.
В статье поднимается вопрос о взаимосвязи процессов добычи минерального сырья. Произ-
водственные циклы рассматриваются во взаимосвязи с их энергетическими характеристика-
ми с учетом выемки в забое во времени. Проанализированы ранее опубликованные материалы
по установлению взаимосвязи между процессами бурения и взрывного разрушения массива гор-
ных пород. Рассмотрены энергетические характеристики выемочных работ во взаимосвязи со
взрывным разрушением и предложен подход к определению связи выемки и погрузки горной
массы в транспортные средства, определено перспективное направление изучения технологи-
ческих связей. Представлены результаты анализа смоделированной работы некоторых ка-
натных гусеничных экскаваторов с разной емкостью ковша при работе в одну заходку. Показа-
но, что энергоемкость взрывного разрушения и энергоемкость экскавации характерно связаны
со скоростью перемещения забоя. При этом суммарная энергоемкость взрывного разрушения и
выемочных работ снижается с увеличением скорости перемещения забоя. Последнее указыва-
ет на то, что увеличение интенсивности выемочных работ в карьере ведет к снижению энер-
гозатрат по процессам.
К л ю ч е в ы е с л о в а : разрушение горных пород; энергоемкость выемочных работ; буровзрыв-
ные работы; взаимосвязи между процессами добычи минерального сырья; открытые горные
работы.

Исследования выполнены в рамках Госзадания 007-01398-17-00, а также при
дополнительном привлечении хоздоговорных средств и финансирования по кон-
курсному проекту № 15-11-57.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Тангаев И. А. Энергоемкость процессов добычи и переработки полезных ископаемых. М.:
Недра, 1986. 231 с.
2. Тангаев И. А. Буримость и взрываемость горных пород. М.: Недра, 1978. 184 с.
3. Жариков С. Н. Взаимосвязь удельных энергетических характеристик процессов шарошечно-
го бурения и взрывного разрушения массива горных пород: дис. … канд. техн. наук. Екатеринбург,
2011. 139 с.
4. Жариков С. Н., Шеменев В. Г. Методология оценки энергоемкости технологических процес-
сов в цикле «буровзрывное дробление–механическое дробление–измельчение» при открытой раз-
работке рудных месторождений // Горный журнал. 2013. № 10. C. 83–85.
5. Жариков С. Н. Энергетические характеристики процессов шарошечного бурения и взрывного
разрушения массива горных пород // Маркшейдерия и недропользование. 2017. Т. 1. № 3(89).
С. 46–48.
6. Жариков С. Н., Шеменев В. Г., Кутуев В. А. Способы уточнения свойств горных пород при
производстве буровзрывных работ // Устойчивое развитие горных территорий. 2017. Т. 9. № 1.
С. 74–80.
7. Жариков С. Н. Шарошечное бурение и взрывное разрушение горных пород // Вестник Ассо-
циации буровых подрядчиков. 2016. № 3. С. 36–38.
8. Жариков С. Н. Зависимость энергоемкости взрывания горных пород от энергоемкости их
бурения // Горный журнал. 2009. № 6. С. 60–62.
9. Жариков С. Н. О взаимосвязи между энергоемкостью бурения и взрывания горных пород //
Вестник Магнитогорского государственного технического университета. 2009. № 4. С. 5–8.
10. Физика взрыва / под ред. Л. П. Орленко. 3-е изд., перераб. В 2 т. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2002. 832 с.
11. Кук М. А. Наука о промышленных взрывчатых веществах / под ред. Г. П. Демидюка и
Н. С. Бахаревич. М.: Недра, 1980. 453 с.
12. Покровский Г. И. Взрыв. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Недра, 1980. 190 с.
13. Корнилков М. В. Разрушение горных пород взрывом: конспект лекций. Екатеринбург: УГГУ,
2008. 202 с.
14. Садовский М. А. Избранные труды. Геофизика и физика взрыва / отв. ред. В. В. Адушкин.
М.: Наука, 2004. 440 с.
15. Латышев О. Г. Разрушение горных пород. М.: Теплотехник, 2007. 672 с.
16. Арсентьев А. И. Законы формирования рабочей зоны карьера: учеб. пособие. Л.: ЛГИ, 1986.
54 с.
17. Хмызников К. П., Лыков Ю. В. Горные машины для открытых горных работ. Карьерные экс-
каваторы: учеб. пособие. СПб.: Санкт-Петербургский горный ин-т, 1999. 40 с.
18. Тангаев И. А. Энергетика процессов и систем открытых горных работ и рудоподготовки:
учеб.-метод. пособие. Бишкек, М.: Кыргызско-Российский славянский университет, 2002. 52 с.
19. Жариков С. Н. Энергоемкость экскавации горной массы и взаимосвязь выемки со смежными
процессами горных работ // Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. 2017. Т. 4. № 1.
С. 179–186.
Поступила в редакцию 7 июля 2017 года

УДК 622.83+551.24+556.366
DOI: 10.21440/0536-1028-2017-7-63-69

ТАГИЛЬЦЕВ С. Н., КИБАНОВА Т. Н.
Геодинамическое (тектоническое) напряженное состояние верхней части земной коры проявля-
ется наличием главных нормальных напряжений, которые, как правило, превышают геостати-
ческие напряжения от веса горных пород. Зоны растяжения формируют в геологической среде
участки с пониженными несущими свойствами. С позиции гидрогеологии наиболее водоносны-
ми участками являются зоны растяжения, которые способствуют формированию высоких
фильтрационных свойств на локальном участке массива горных пород. На Урале, в случае пере-
сечения сдвигов, зоны растяжения возникают обычно в северном и южном секторе, а зоны сжа-
тия, соответственно, в западном и восточном. В поле современных тектонических напряже-
ний при пересечении разнонаправленных разломов и разломов различного кинематического типа
могут возникать зоны растяжения и сжатия, которые следует изучать для оценки безопасно-
сти строительства и эксплуатации зданий и сооружений, а также поисков участков в массиве
горных пород с высокими фильтрационными свойствами для целей водоснабжения. Проведение
комплекса геофизических, геодезических и гидрогеомеханических исследований на стадии изы-
сканий или в начальный период эксплуатации позволит своевременно выявить причины дефор-
маций и, возможно, спасти здание или сооружение от разрушения.
К л ю ч е в ы е с л о в а : гидрогеомеханические структуры; зоны растяжения; зоны сжатия; де-
формация здания.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Грязнов О. Н. Инженерно-геологические условия Урала. Екатеринбург: Изд-во УГГУ,
2017. 240 с.
2. Гуляев А. Н. Сейсмичность Урала и прилегающих территорий // Известия УГГУ. 2016.
Вып. 4(44). С. 45–49.
3. Тагильцев С. Н., Лукьянов А. Е. Геомеханическая роль тектонических разломов и закономер-
ности их пространственного расположения // Геомеханика в горном деле: докл. науч.-техн. конф.
(12–14 октября 2011 г.). Екатеринбург, 2012. С. 26–39.
4. Артюшков Е. В. Физическая тектоника. М.: Наука, 1993. 302 с.
5. Tkachuk E. I. Regular vertical changeability of rock massproperties of filtration // Proceeding Sixth
Int. Congress IEAG. 1990. Vol. 2. P. 1249–1252.
6. Тагильцев С. Н. Использование тектонофизического анализа для оценки гидрогеологической
роли разломов // Тектонофизические аспекты разломообразования в литосфере: тез. докл. Всесоюз.
совещания. Иркутск, 1990. С. 169–170.
7. Бачманов Д. М., Рассказов А. А. Активность разрывных нарушений и некоторые черты гео-
динамики области сочленения Южного и Среднего Урала // Геотектоника. 2000. № 4. С. 25–31.
8. Варга А. А. Инженерно-тектонический анализ скальных массивов. М.: Недра, 1998. 216 с.
ISSN 0536-1028 «Известия вузов. Горный журнал», № 7, 2017 69
9. Zoback M. L. First- and second-order patterns of stress in the lithosphere: the world stress map
project // Journal of Geophysical Research. 1992. Vol. 97. № B8. P. 11761–11782.
10. Борисевич Д. В. Неотектоника Урала // Тектонические движения и новейшие структуры
земной коры: матер. совещания по проблемам неотектоники. М., 1967. С. 300–304.
11. Грязнов О. Н., Гуляев А. Н., Савинцев И. А. Инженерно-геологические условия г. Екатерин-
бурга как основа разработки и совершенствования Генерального плана развития города // Сергеевские чтения. Вып. 17: матер. годичной сессии Научного совета РАН по проблемам геоэкологии, инженерной геологии и гидрогеологии (19–20 марта 2015 г.). М.: РУДН, 2015. С. 17–24.
12. Тагильцев С. Н., Осипова А. Ю., Лукьянов А. Е. Активные тектонические структуры и их
выявление на строительных площадках // Уральский строитель. 2012. № 11–12. С. 31–33.

Поступила в редакцию 4 сентября 2017 года