УДК 621.928:622.273:622.44

МАКАРОВ В. Н., ПОТАПОВ В. Я., МАКАРОВ Н. В., ПАТРАКЕЕВА И. Ю.
С целью повышения качества стратификации компонентов рудных и нерудных материалов
в полочных сепараторах исследованы особенности взаимодействия частиц компонентов с направленным воздушным потоком, проведен анализ и установлены причины недостаточной
эксплуатационной эффективности сепараторов. Определены критерии аэрационного подобия
– аэрационного притяжения и аэрационной инерции, характеризующие вертикальную и горизонтальную перегрузки частиц компонентов материалов под действием аэродинамических
сил для интегральной оценки влияния «парусности» на траекторию их движения и, как результат, на эффективность их аэрационной стратификации. Установлена зависимость критериев аэрационного притяжения и аэрационной инерции от формы, размеров, плотности
обогащаемого материала, а также энергии направленного потока воздуха. С использованием
теории динамики движения двухфазной среды получены критериальные уравнения аэрационной стратификации частиц компонентов материалов в зависимости от их физических
свойств, определяемых формой частиц, их размером, плотностью и объединенных интегральным критерием «парусности», а также параметров управляемого воздушного потока. На базе
критериального уравнения получены формулы для расчета положения приемного бункера узла
аэрационной стратификации фрикционного барабанно-полочного сепаратора, обеспечивающего максимальное качество стратификации исходного сырья разделяемого материала. Раздельный учет влияния скорости движения частиц компонентов материалов и скорости
управляемого воздушного потока позволяет определить оптимальные диапазоны скоростей
воздушного потока в зависимости от диапазона изменения критериев аэрационного подобия
обогащаемого материала. Подтверждена эффективность аэрационной стратификации с использованием управляемого воздушного потока.
К л ю ч е в ы е с л о в а : фрикционный сепаратор; аэрационная стратификация; критерий
аэрационного подобия; физические характеристики частицы; интегральный
критерий «парусности».

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Кравец Б. Н. Специальные и комбинированные методы обогащения. М.: Недра, 1986. 340 с.
2. Ляпцев С. А., Потапов В. Я., Давыдов С. Я., Потапов В. В., Семериков Л. А., Васильев Е. А.
Классификация материалов при ударе о раздельную поверхность // Новые огнеупоры. 2014. № 12.
С. 10–13.
3. Макаров В. Н., Давыдов С. Я. Теоретические основы эффективности вентиляции в технологических процессах стройиндустрии // Новые огнеупоры. 2015. № 2. С. 59–63.
4. Потапов В. Я., Тимухин С. А., Потапов В. В., Конев Я. В. Использование аэродинамического
эффекта в фрикционных сепараторах при разделении минеральных комплексов, обладающих па- русностью // Известия УГГУ. 2011. № 25–26. С. 84–89.
5. Makarov V. N., Davydov S. Ya. Theoretical basis for increasing ventilation efficiency in technological
processes at industrial enterprises // Refractories and Industrial Ceramics. 2015. Vol. 56. No. 1. P. 103–106.
6. Келина И. М., Цыпин Е. Ф., Александрова Е. П. О коэффициентах трения минералов при обо- гащении слюдосодержащих сланцев на полочном воздушном сепараторе // Изв. вузов. Горный жур- нал. 1983. № 4. С. 126–129.
7. Lyaptsev S. A., Potapov V. Ya., Davydov S. Ya., Potapov V. V., Semerikov L. A., Vasil’ev E. A.
Classification of granular material in an impact with a separation surface // Refractories and Industrial
Ceramics. 2015. Vol. 55. No. 6. P. 570–572.
8. Лойцянский Л. Г. Механика жидкости и газа. М.: Дрофа, 2003. 840 с.
9. Макаров Н. В., Белов С. В., Фомин В. И., Волков С. А. Расчет критериев аэродинамического
подобия системы «вентилятор–энергетический направляющий аппарат» // Изв. вузов. Горный журнал. 2008. № 5. С. 66–69.
Поступила в редакцию 14 марта 2017 года

УДК 622.83

ХАРИСОВ Т. Ф.
В работе приведены результаты исследований формирования горного давления на крепь в призабойной части в условиях перехода массива в запредельное состояние. Исследования выполнены
методами натурных измерений деформаций окружающего горного массива в призабойной зоне
на базах измерений, соответствующих параметрам сечения выработки в процессе строительства ствола по совмещенной технологической схеме в массиве скальных пород, находящемся
в запредельном напряженно-деформированном состоянии. На основе полученных экспериментальных измерений, с помощью компьютерной программы построения функционально-факторных уравнений нелинейной регрессии «Тренды ФСП-1» получена математическая модель, описывающая изменение абсолютных деформаций породных стенок при продвижении забоя.
Из полученной модели деформации выделена экспоненциальная зависимость коэффициента, характеризующего конвергенциальные процессы, от отношения расстояния до забоя к радиусу выработки. Полученные значения коэффициента в условиях запредельного напряженно-деформированного состояния вмещающего массива существенно отличаются от значений, определенных
ранее для упругого поведения пород.
К л ю ч е в ы е с л о в а : деформация; вмещающий массив; предел прочности; строительство
ствола; уход забоя; конвергенция.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Боликов В. Е., Харисов Т. Ф., Озорнин И. Л. Напряженно-деформированное состояние бетонной крепи при строительстве вертикальных стволов // ГИАБ. 2011. № 11. C. 77–86.
2. Ручкин В. И., Желтышева О. Д. Влияние техногенной нагрузки на динамику напряженно-деформированного состояния массива горных пород // Проблемы недропользования. 2015. № 1(4).
С. 26–31.
3. Сашурин А. Д. Формирование напряженно-деформированного состояния иерархически
блочного массива горных пород // Проблемы недропользования. 2015. № 1(4). С. 38–44.
4. Булычев Н. С. Механика подземных сооружений. М.: Недра, 1994. 382 с.
5. Афонин И. В., Влох Н. П., Жуков Б. П. и др. Разработка методов и аппаратуры для оценки
напряженного состояния пород в нетронутом массиве. Свердловск: ИГД, 1979. 306 с.
6. Сашурин А. Д., Балек А. Е., Далатказин Т. Ш. и др. Деструкция земной коры и процессы самоорганизации в областях сильного техногенного воздействия. Новосибирск: СО РАН, 2012.
С. 119–178.
7. Харисов Т. Ф., Озорнин И. Л. Формирование напряжений в крепи при строительстве вертикальных стволов в тектонически напряженном горном массиве // Изв. вузов. Горный журнал. 2013.
№ 6. С. 60–67.
8. Харисов Т. Ф., Антонов В. А. Обеспечение устойчивости крепи в процессе строительства
вертикальных стволов // Проблемы недропользования. 2014. № 1. С. 65–69.
Поступила в редакцию 20 марта 2017 года

УДК 622.879

ЛУКАШУК О. А., ЛЕТНЕВ К. Ю., КОМИССАРОВ А. П.
Установлено, что при совместной работе главных механизмов (механизмов подъема и напора)
и механизма рабочего оборудования, входящих в состав передаточного механизма одноковшового экскаватора, режимы работы двигателей механизмов подъема и напора существенно изменяются. Показано, что в процессе копания изменение режимных параметров обусловлено
как ростом сил сопротивления перемещению ковша (силы тяжести породы, поступающей
в ковш, и силы трения), так и изменением относительного положения звеньев механизма рабочего оборудования и, соответственно, плеч действия сил. Определены значения режимных
параметров главных механизмов (скорости, усилия подъема и напора) в зависимости от положения ковша в рабочей зоне экскаватора при постоянных значениях силы сопротивления
копанию и скорости копания. Выявлены участки рабочей зоны экскаватора с форсированными
режимами работы двигателей главных механизмов при перемещении ковша по крутонаклонным траекториям, параллельным откосу уступа. Анализ степени взаимодействия приводов
главных механизмов при реализации заданных энергосиловых параметров на режущей кромке
ковша позволит обосновать адаптивную и самонастраиваемую систему управления рабочим
процессом.
К л ю ч е в ы е с л о в а : одноковшовый экскаватор; главные механизмы; механизм рабочего оборудования; режимы работы двигателей.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Беляков Ю. И. Проектирование экскаваторных работ. М.: Недра, 1983. 349 с.
2. Епифанов А. П., Малайчук Л. М., Гущинский А. Г. Электропривод. СПб.: Лань, 2012. 400 с.
3. Подэрни Р. Ю. Механическое оборудование карьеров. М.: МГГУ, 2007. 680 с.
Поступила в редакцию 15 марта 2017 года

УДК 622.1:528

БАЛЕК А. Е., ЕФРЕМОВ Е. Ю.
Представлены результаты исследований напряженно-деформированного состояния горного
массива алмазного месторождения «Трубка Удачная» (западная Якутия), отрабатываемого
рудником «Удачный» АК «АЛРОСА» открытым и подземным способами. Натурные замеры
деформаций породного массива показали отсутствие существенной тектонической компоненты напряженно-деформированного состояния, но были зафиксированы периодические знакопеременные колебания горизонтальных напряжений породного массива, вмещающего карьер, происходившие в 2000–2014 гг. (с периодом 1 год и менее). Амплитуды колебаний
соизмеримы с трендовыми смещениями массива, обусловленными его упругими деформациями
от выемки карьера, и в среднем составляют ±20 мм. Данный фактор обусловливает 30–60 %
изменчивости «первоначального» напряженного состояния приконтурного массива подземных выработок, что следует учитывать при решении задач геомеханического обеспечения
горных работ.
К л ю ч е в ы е с л о в а : натурные исследования; горный массив; напряженно-деформированное
состояние; подземные выработки; проходка.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Геомеханическое обоснование технических решений по вскрытию и отработке подкарьерных
запасов трубки «Удачная»: отчет о НИР / ВНИМИ; рук. В. Д. Палий. СПб., 2002. 55 с.
2. Разработка технологического регламента для проектирования технологии отработки подкарьерных запасов трубки «Удачная»: отчет о НИР / ИГД СО РАН, ОАО «ВостНИГРИ», ОАО «Сибгипроруда»; рук. В. И. Клишин, Л. М. Цинкер, Н. В. Чиж. Новосибирск–Новокузнецк, 2006. 255 с.
3. Обоснование и выбор геомеханических моделей для прогноза НДС горного массива для рудников АК «АЛРОСА»: отчет о НИР / ИПКОН РАН; рук. М. А. Иофис. М., 2005. 127 с.
4. Сашурин А. Д. Сдвижение горных пород на рудниках черной металлургии. Екатеринбург:
ИГД УрО РАН, 1999. 268 с.
5. Балек А. Е., Сашурин А. Д. Проблема оценки природного напряженно-деформированного
состояния горного массива при освоении недр // ГИАБ. 2016. Спец. вып. 21. С. 9–23.
6. Ефремов Е. Ю., Желтышева О. Д. Метод определения напряжений на протяженных участках
массива горных пород // Изв. вузов. Горный журнал. 2013. № 7. С. 34–39.
7. Ручкин В. И., Коновалова Ю. П. Изменение напряженно-деформированного состояния геологической среды под воздействием комплекса естественных и техногенных геодинамических факторов на горнодобывающих предприятиях // Проблемы недропользования. 2015. № 1(4). С. 32–37.
8. Панжин А. А. Решение проблемы выбора опорных реперов при исследовании процесса сдвижения на объектах недропользования // Маркшейдерия и недропользование. 2012. № 2. С. 51–54.
Поступила в редакцию 15 марта 2017 года