/

 

ISSN 0536-1028 (Print)              ISSN 2686-9853 (Online)  
УДК 622.341.14;622.7;622.778.2;622.788 DOI: 10.21440/0536-1028-2021-7-55-68


Download

 

Введение. В настоящее время основным сырьем для производства чугуна и стали на металлургических комбинатах являются железные концентраты, получаемые из магнетитовых или железистых кварцитов, титаномагнетитовых и скарновых руд. Существующие технологии переработки этих типов руд, включающие в основном процессы разделения по магнитным свойствам, крупности, равнопадаемости и смачиваемости, позволяют получать как рядовые железные концентраты, так и высококачественные. Использование таких схем при переработке бурых железняков не обеспечивает высокие показатели обогащения. Одним из способов переработки подобного типа руд является обжиг-магнитная схема обогащения, которая позволяет перевести слабомагнитные (немагнитные) формы железа в сильномагнитные.
Цель. Разработка режима магнетизирующего обжига бурожелезняковой руды, технологии обогащения обожженного продукта для получения железного концентрата и окисленных окатышей.
Методика. Определены продолжительность термообработки шихты, состоящей из железной руды месторождения Абаил и угля Экибастузского месторождения, и необходимая массовая доля углерода твердого, находящегося в составе угля. Проведены технологические исследования обожженного продукта с целью получения концентрата с массовой долей железа не менее 67 %. По разработанной технологии наработана партия железного концентрата с целью получения и исследования сырых и окисленных окатышей.
Результаты. Разработаны режимы магнетизирующего обжига окисленной железной руды месторождения Абаил и охлаждения обожженного материала. Разработана схема обогащения обожженного материала с целью получения концентрата с массовой долей железа не менее 67 %. Изучен процесс получения прочных сырых и обожженных окатышей из железного концентрата.
Выводы. Разработанный режим термообработки шихты, состоящей из угля и руды месторождения Абаил, позволяет получить обожженный продукт со степенью магнетизации 93 %. Использование предварительной дешламации обожженного продукта позволяет удалить из переработки магнитные флокулы, снижающие качество концентрата, и получить в последней стадии магнитного обогащения концентрат с массовой долей железа не менее 67 %. Из полученного железного концентрата возможно получение окисленных окатышей с прочностью не менее 200 кг/ок. при температуре обжига 1325 °C.

Ключевые слова: магнетизирующий обжиг; железный концентрат; окисленная железная руда; гетит и гидрогетит; окатыши; степень магнетизации; мокрая магнитная сепарация; дешламация.

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

  1. Пелевин А. Е. Повышение эффективности обогащения железорудного сырья путем сепарации в переменном магнитном поле // Черные металлы. 2021. № 5. С. 4–9.
  2. Пелевин А. Е., Сытых Н. А. Применение тонкого гидравлического грохочения для стадиального выделения титаномагнетитового концентрата // Обогащение руд. 2021. № 1. С. 8–14.
  3. Пелевин А. Е. Получение гематитового концентрата из гематит-магнетитовых руд // ГИАБ. 2020. № 3-1. С. 422–430.
  4. Прокопьев С. А., Пелевин А. Е., Напольских С. А., Гельбинг Р. А. Стадиальное выделение магнетитового концентрата с использованием винтовой сепарации // Обогащение руд. 2018. № 4. С. 28–33.
  5. Опалев А. С. Повышение качества магнетитовых концентратов на основе магнитно-гравитационной сепарации // Горный журнал. 2020. № 9. С. 72–77.
  6. Panda L., Biswal S. K., Venugopal R., Mandre N. R. Recovery of ultra-fine iron ore from iron ore tailings // Transactions of the Indian Institute of Metals. 2018. Vol. 71. No. 2. P. 463–468.
  7. Sadeghi M., Bazin C., Renaud M. Radial distribution of iron oxide and silica particles in the reject flow of a spiral concentrator // International Journal of Mineral Processing. 2016. Vol. 153. P. 51–59.
  8. Idres A., Bounouala M., Benselhoub A., Bouhedja A. New method of electrostatic separation of the oxidized iron ore // Mining Science. 2016. Vol. 23. P. 33–42.
  9. Stupnik M. I., Morkun V. S., Oliinyk T. A., Peregudov V. V., Korolenko M. K. Development of concentration technology for medium-impregnated hematite quartzite of Kryvyi Rih iron ore basin // Science and Innovation. 2021. Vol. 16. No. 6. P. 56–71.
  10. Sharkovsky D. O., Gubin S. L., Ignatova T. V., Levshin A. V. Collecting agents for flotation upgrade of Mikhailovsky gok's magnetite iron ore concentrate // IMPC 2018 – 29th International Mineral Processing Congress Proceedings. 2019. P. 2141–2152.
  11. Avdokhin V. M., Gubin S. L. Production of high-grade iron-ore concentrates in column-type flotation cells at Mikhailovsky gok // IMPC 2006 – 23rd International Mineral Processing Congress Proceedings. 2006. P. 1935–1939.
  12. Stafeev A. A. Iron-ore enrichment by magnetic hydroseparation // Steel in Translation. 2011. Vol. 41. No. 10. P. 823–825.
  13. Козин В. З., Комлев А. С., Волков П. С. Эффективность использования операций обогащения в схемах подготовки проб // Известия вузов. Горный журнал. 2017. № 3. С. 3–12.
  14. Прокопьев С. А., Пелевин А. Е., Прокопьев Е. С., Иванова К. К. Повышение комплексности использования железорудного сырья с помощью винтовой сепарации // Известия вузов. Горный журнал. 2019. № 6. С. 70–80.
  15. Юсфин Ю. С. Металлургия железа. М.: Академкнига, 2007. 464 с.
  16. Железорудная база России / под ред. В. П. Орлова, М. И. Беригина, Н. И. Головкина. М.: Геоинформация, 1998. 842 с.
  17. Мухтар А. А., Момынбеков А. Д., Нускабеков Ж. С., Коровушкин В. В. Обжигмагнитное обогащение бурожелезняковой руды Абаильского месторождения // Обогащение руд. 2015. № 4. С. 13–16.
  18. Мухтар А. А., Мухымбекова М. К., Макашев А. С., Нускабеков Ж. С., Момынбеков А. Д., Касымова Б. К. Обжигмагнитное обогащение лимонитизированной руды месторождения Кок-Булак // ГИАБ. 2015. № 10. С. 88–93.
  19. Мухтар А. А., Мухымбекова М. К., Нускабеков Ж. С., Макашев А. С., Коровушкин В. В. Исследование влияния термической обработки бурожелезняковой руды Абаильского месторождения на качество получаемых продуктов // ГИАБ. 2015. № 4. С. 129–133.
  20. Мухтар А. А., Мухымбекова М. К., Макашев А. С., Нускабеков Ж. С., Момынбеков А. Д., Касымова Б. К. Обжигмагнитное обогащение бурожелезняковой руды Абаильского месторождения // ГИАБ. 2015. № 10. С.113–117.
  21. Дмитриева Е. Г., Газалеева Г. И., Братыгин Е. В., Власов И. А. Особенности вещественного состава и термических свойств окисленных железных руд месторождения Абаил // Горный журнал. 2019. № 9. С. 15–20.
  22. Справочник по обогащению руд. Обогатительные фабрики / под ред. О. С. Богданова, Ю. Ф. Ненарокомова. М.: Недра, 1984. 358 с.
  23. Шинкоренко С. Ф., Белецкий Е. П. Справочник по обогащению руд черных металлов. М.: Недра, 1980. 527 с.
  24. Кармазин В. И., Губин В. И., Юров П. П. Обжигмагнитное обогащение железных руд. М.: Недра,1969. 168 с.
  25. Тациенко П. А. Подготовка труднообогатимых железных руд. М.: Недра, 1979. 208 с. 

Для цитирования: Лопатин Ю. Н., Мушкетов А. А., Дмитриева Е. Г. Комплексные исследования по получению окисленных окатышей из бурожелезняковой руды // Известия вузов. Горный журнал. 2021. № 7. С. 55–68. DOI: 10.21440/0536-1028-2021-7-55-68

 

 

Юрий Николаевич Лопатин родился 15 мая 1947 года в г. Риге Латвийской ССР, где провел детство и юность. Позже переехал в г. Свердловск (ныне г. Екатеринбург), где в 1970 году окончил Уральский политехнический институт им. С. М. Кирова по специальности «Физико-химические исследования металлургических процессов».

Свой трудовой путь в институте «Уралмеханобр» начал в 1972 году с должности младшего научного сотрудника. Параллельно с работой в институте Юрий Николаевич защитил диссертацию, и в 1985 году ему было присвоено ученое звание кандидата технических наук.

В тяжелые годы перестройки Юрий Николаевич ушел из института, но в 2007 году все же вернулся. Его приняли на должность старшего научного сотрудника отдела окускования руд и концентратов.

Юрий Николаевич Лопатин был высококвалифицированным специалистом и хорошим экспериментатором, способным решать задачи любой сложности. Он с особенной ответственностью и щепетильностью выполнял методики измерений. Порученная ему работа всегда была выполнена в срок и профессионально.

Юрий Николаевич Лопатин ушел из жизни 14 августа 2020 года.

Последними и очень значимыми для «Уралмеханобра» работами стали проведенные при непосредственном участии Юрия Николаевича исследования в области магнетизирующего обжига, которые ранее в институте не выполнялись. Результаты разработки режима магнетизирующего обжига бурожелезняковой руды, технологии обогащения обожженного продукта для получения железного концентрата и окисленных окатышей, которыми занимался Ю. Н. Лопатин, опубликованы в № 7–2021 «Известия вузов. Горный журнал» в статье «Комплексные исследования по получению окисленных окатышей из бурожелезняковой руды».

 

УДК 622.1+528 DOI: 10.21440/0536-1028-2021-7-69-79


Download

 

Введение. На месторождениях нефти используется большое количество стальных вертикальных  резервуаров для хранения нефти и других жидкостей. Их строительство требует непрерывного маркшейдерского контроля, но методики измерений, обработки результатов, исправления отклонений и документирования не отличаются универсальностью и не подходят по точности для резервуаров с объемом менее 3000 м3, а процесс исправления обнаруженных отклонений неровностей днища плохо обоснован и является интуитивным.
Цель работы. Выполнение исследований, направленных на повышение точности и достоверности исполнительной съемки днища металлического стального резервуара малого объема, обоснование минимальной высоты его неровностей, повышение объективности и производительности обработки измерений, разработка однозначного способа прогнозируемого по времени исправления неровностей днища и обоснование оптимального состава исполнительной схемы его рельефа.
Методология. Метод геометрического нивелирования съемки профиля днища, не обеспечивающий надлежащей точности, заменен методом тригонометрического нивелирования. Создан метод определения отклонений реального профиля днища резервуара от проектного положения посредством алгебраических действий с поверхностями топографического порядка. Выполнена оценка точности определения наименьшей высоты неровностей днища при тахеометрическом способе съемки. Предложена методика контроля исправления неровностей днища резервуара, основанная на оценочных расчетах деформаций днища методом конечных элементов.
Результаты работы. Все разработки проиллюстрированы на конкретном производственном примере. Установлено, что для полного завершения работы достаточно двух итераций исправления отклонений неровностей днища резервуара. Представлены способы оптимального оформления исполнительных схем объекта.
Выводы. Разработана простая, точная, малозатратная, производительная, прогнозируемая по времени выполнения методика маркшейдерской съемки, математической обработки и исправления отклонений профиля днища резервуара, сокращающая сроки его строительства и увеличивающая время эксплуатации.

Ключевые слова: резервуар; днище; картирование; обработка измерений; исправление отклонений; метод конечных элементов; исполнительная схема.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

  1. Стальные вертикальные резервуары низкого давления для нефти и нефтепродуктов / Н. В. Николаев [и др.]. Тюмень: Академия, 2001. 767 с.
  2. Алешкина А. А., Бурков П. В., Буркова С. П. Исследование состояния днища резервуаров вертикальных стальных // ГИАБ. 2011. № 2. С. 92–98.
  3. Сафина И. С., Каузова П. А., Гущин Д. А. Оценка технического состояния резервуаров вертикальных стальных // ТехНАДЗОР. 2016. № 3(112). С. 40–41.
  4. Leica FlexLine TS02/TS06/TS09. User manual. Leica Geosystems AG, Heerbrugg, Switzerland, 2009. 342 p.
  5. AutoCAD 2013. User's Guide. San Ravel: Autodesk, 2012. 872 p.
  6. Поклад Г. Г., Гриднев С. П. Геодезия. М.: Академический проект, 2007. 592 с.
  7. Букринский В. А. Геометрия недр. М.: Горная книга, 2016. 550 с.
  8. Маркшейдерское дело / Д. Н. Оглоблин [и др.]. М: Недра, 1981. 704 с.
  9. Koutromanos Ioannis. Fundamentals of finite element analysis: linear finite element analysis. NY: Wiley, 2017. 715 p.
  10. Елманов Г. Н., Исаенкова М. Г., Смирнов Е. А. Физические свойства металлов и сплавов. М.: МИФИ, 2014. 136 с.
  11. Шутов В. Е., Сенцов С. И. Руководство к проведению лабораторных работ по дисциплине «Механика грунтов». М.: РГУ нефти и газа, 2002. 74 с.
  12. Барулин А. И., Рахимов З. Р. Оценка устойчивости откосов слабых горных пород методом конечных элементов // Труды университета. 2006. № 4. С. 26–31.
  13. Бате К.-Ю. Методы конечных элементов. М.: Физматлит, 2010. 1024 с.
  14. Барулин А. И. Деформирование пород отвала при разгрузке автосамосвала под откос // Известия вузов. Горный журнал. 2013. № 3. С. 60–68.
  15. Stolarski T., Nakasone Y., Yoshimoto S. Engineering analysis with ANSYS Software. Butterworth-Heinemann: Elsivier, 2018. 553 p.

Для цитирования: Барулин А. И. Методика маркшейдерской съемки и устранения деформаций днища стальных резервуаров // Известия вузов. Горный журнал. 2021. № 7. С. 69–79. DOI: 10.21440/0536-1028-2021-7-69-79

 

УДК 504.55.054:622(470.6) DOI: 10.21440/0536-1028-2021-7-92-98


Download

 

Цель работы. Разработать методику оценки работоспособности буровых долот шарошечного типа по кинетическим критериям.
Введение. Определить абсолютные критерии работоспособности породоразрушающих инструментов затруднительно. Поэтому в качестве технологических критериев принимаются относительные величины износостойкости вооружения буровых шарошечных долот и их относительные механические скорости бурения.
Методика. Вычисление и анализ разных кинетических критериев оценки работоспособности буровых долот имеют существенные различия. Их учет важен при изучении различных модификаций породоразрушающих инструментов. Совокупность кинетических критериев дает картину относительной эффективности работы долота на модели забоя скважины, близкой к реальной. Совокупность кинетических характеристик (критериев) условно названа кинетическим паспортом бурового долота. Рассмотрены узловые моменты построения аналитической модели работы бурового долота на деформируемом забое скважины.
Область применения. Данная методика позволяет осуществлять сравнительную оценку буровых шарошечных долот различных модификаций, находить обратные связи, т. е. по заданным кинетическим характеристикам вести поиск соответствующего сочетания геометрических параметров породоразрушающего инструмента. Разносторонний подход, предполагаемый к использованию при осуществлении исследования работоспособности породоразрушающих инструментов, позволяет максимально полно и точно оценить влияние того или иного фактора на конечный результат.

Ключевые слова: кинетические критерии; оценка работоспособности; буровые шарошечные долота; эффективность работы; породоразрушающий инструмент.

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

  1. Современные шарошечные долота, проблемы их совершенствования и повышения надежности / А. В. Торгашов [и др.]. Самара: Самарский научный центр РАН, 2000. 190 с.
  2. Торгашов А. В. Повышение надежности бурового породоразрушающего инструмента конструкторско-технологическими методами // Проблемы машиностроения и автоматизации. 1997. № 3. С. 83–88.
  3. Блинков О. Г., Бикбулатов И. К., Попов А. Н., Трушкин Б. Н. Экспериментальное обеспечение математических методов определения равномерности нагружения вооружения и опор буровых шарошечных долот // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. 2007. № 7. С. 17–21.
  4. Бикбулатов И. К., Блинков О. Г., Торгашов А. В. Определение динамических нагрузок на твердосплавные зубки шарошек буровых долот // Проблемы машиностроения и автоматизации. 2000. № 2. С. 51–54.
  5. Блинков О. Г., Сухов Р. И. К вопросу создания шарошечных долот для конкретных условий бурения // IV Междунар. конф. по буровзрывным работам: сб. докладов. М.: ИПКОН РАН. 1999. С. 14–15.
  6. Сериков Д. Ю., Серикова У. С. Повышение эффективности очистки шарошечных буровых долот // Территория «НЕФТЕГАЗ». 2018. № 4. С. 18–22.
  7. Маслин А. И., Новиков А. С., Сериков Д. Ю. Повышение эффективности нефтепромыслового оборудования // Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. 2018. № 4. С. 9–15.
  8. Третьяк А. Я., Гроссу А. Н., Борисов К. А. Инновационные подходы к конструированию высокоэффективного породоразрушающего инструмента // ГИАБ. 2017. № 8. С. 225–230.
  9. Богомолов Р. М. Совершенствование вооружения одношарошечного бурового инструмента // Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. 2020. № 3. С. 35–38.
  10. Симисинов Д. И., Шестаков В. С., Афанасьев А. И. Моделирование напряженно-деформированного состояния одношарошечного бурового долота с раздельной конструкцией корпуса // Известия вузов. Горный журнал. 2015. № 7. С. 74–79.
  11. Huang Z., Li Gang. Failure analysis of roller cone bit bearing based on mechanics and microstructure // Journal of Failure Analysis and Prevention. 2018. P. 342–349. DOI: 10.1007/s11668-018-0419-3
  12. Simisinov D. I., Afanasiev A. I., Shestakov V. S., Valiev N. G. Back-to-back endurance design procedure for elements of roller bit bearing // Gornyi Zhurnal. 2019. No. 9. P. 97–101. DOI: 10.17580/gzh.2019.09.14
  13. Simisinov D. I., Afanasiev A. I., Shestakov V. S., Valiev N. G. Loading of bearing retaining pin of tricone drill bit // Gornyi Zhurnal. 2020. No. 12. P. 64–66. DOI: 10.17580/gzh.2020.12.14
  14. Pelfren G., Stab O., Tilleman D., Gallifet T., Cuillier B., and Julien Carlos. Modelling the 3D bitrock interaction helps designing better PDC bits // SPE/IADC International Drilling Conference and Exhibition. Netherlands, Hague. March 2019. DOI: 10.2118/194134-MS
  15. Han C., Yu C., Li Y. Mechanical performance analysis of hollow cylindrical roller bearing of cone bit by FEM // Petroleum. 2015. Vol. 1. No. 4. P. 388–396.
  16. Franca L. F. P. A bit-rock interaction model for rotary-percussive drilling // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2011. No. 48(5). P. 827–835. DOI: 10.1016/j.ijrmms.2011.05.007
  17. Naganawa S. Feasibility study on roller-cone bit wear detection from axial bit vibration // Journal of Petroleum Science and Engineering. 2012. No. 82–83. P. 140–150. DOI: 10.1016/j.petrol.2012.01.014
  18. Сериков Д. Ю. Повышение эффективности шарошечного бурового инструмента с косозубым вооружением: дис. … д-ра техн. наук. Ухта, 2018. 433 с.

Для цитирования: Блинков О. Г. Кинетические критерии оценки работоспособности буровых долот шарошечного типа // Известия вузов. Горный журнал. 2021. № 7. С. 92–98. DOI: 10.21440/0536-1028-2021-7-92-98

УДК 504.55.054:622(470.6) DOI: 10.21440/0536-1028-2021-7-80-91


Download

 

Целью работы является обоснование актуальности конверсии горного производства на технологии, обеспечивающие более безопасное для окружающей среды использование минеральных запасов недр.
Методика проведения исследований включает анализ теории и практики применения природоохранных технологий и многофакторный эксперимент.
Результаты. Предложен критерий эффективности технологий добычи минерального сырья в виде снижения влияния продуктов деятельности добычных и перерабатывающих предприятий на состояние окружающей природной среды. Рассмотрена проблема минимизации наносимого окружающей среде ущерба от хранения отходов обогащения углей в отвалах и хранилищах путем утилизации их компонентов. Сформулирован механизм загрязнения окружающей среды. Исследованы аспекты извлечения металлов из хвостов обогащения в мельнице-дезинтеграторе.
Дан прогноз уменьшения угрозы живому веществу путем реализации концепции радикальной безотходной переработки некондиционного минерального сырья. Отмечена необходимость совершенствования процессов дробления, тонкого измельчения и классификации минералов в
мельницах для уменьшения вредных для окружающей среды отходов угольного производства.
Выводы и область применения результатов. Показано, что ухудшение условий разработки месторождений минерального сырья повышает опасность техногенного воздействия на окружающую среду в регионах его добычи. Численность населения Земли увеличивается и, соответственно, растут объемы добычи ресурсов для удовлетворения его потребностей. Возрастающую угрозу живому веществу можно снизить радикальными мерами, среди которых приоритетна безотходная переработка некондиционного минерального сырья.
Результаты исследования могут быть востребованы при разработке месторождений твердых металлосодержащих технологически вскрываемых руд.
Ключевые слова: уголь; окружающая среда; отходы обогащения; утилизация; извлечение металлов; мельница-дезинтегратор

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

  1. Валиев Н. Г., Пропп В. Д., Вандышев А. М. Кафедре горного дела УГГУ – 100 лет // Известия вузов. Горный журнал. 2020. № 8. С. 130–143.
  2. Голик В. И., Дмитрак Ю. В., Комащенко В. И., Разоренов Ю. И. Экологические аспекты хранения хвостов обогащения руд в горном регионе // Экология и промышленность России. 2018. Т. 22. № 6. С. 35–39.
  3. Tolvanen A., Eilu P., Juutinen A., Kangas K., Kivinen M., Markovaara-Koivisto M., Naskali A., Salokannel V., Tuulentie S., Similä Ju. Mining in the Arctic environment – A review from ecological, socioeconomic and legal perspectives // Journal of Environmental Management. 2019. Vol. 23.
    P. 832–844.
  4. Domingues Maria S. Q., Baptista Adelina L. F., Diogo Miguel Tato. Engineering complex systems applied to risk management in the mining industry // International Journal of Mining Science and Technology. 2017. Vol. 27. P. 611–616.
  5. Голик В. И., Дмитрак Ю. В., Габараев О. З., Кожиев Х. Х. Минимизация влияния горного производства на окружающую среду // Экология и промышленность России. 2018. Т. 22. № 6. С. 26–29.
  6. Земсков А. Н., Лискова М. Ю., Смирнова Е. В. Анализ условий труда горнорабочих и мероприятия по нормализации пылевого и газового состава атмосферы шахт и рудников // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2017. № 2. С. 58–68.
  7. Ляшенко В. И. Научно-технические предпосылки повышения экологической безопасности в горнодобывающем регионе // Черная металлургия. 2015. № 1. С. 21–30.
  8. Vintróa C., Sanmiquelb L., Freijoc M. Environmental sustainability in the mining sector: evidence from Catalan companies // Journal of Cleaner Production. 2014. Vol. 84. P. 155–163.
  9. Чен Х. Л. Краткий анализ технических моментов об оценке воздействия хвостохранилищ на окружающую среду // Передовые исследования материалов. 2014. Т. 955–959. С. 1685–1689.
  10. Дмитрак Ю. В. Теория движения мелющей загрузки и повышение эффективности оборудования для тонкого измельчения горных пород: автореф. дис. … д-ра техн. наук. Москва, 2000. 44 с.
  11. Doifode S. K., Matani A. G. Effective industrial waste utilization technologies towards cleaner environment // International Journal of Chemical and Physical Sciences. 2015. Vol. 4. Special Issue. NCSC. P. 536–540.
  12. Голик В. И., Комащенко В. И., Страданченко С. Г., Масленников С. А., Пушкина В. В. Исследование технологий выщелачивания металлов из хвостов обогащения // Уголь. 2012. № 9(1038). С. 91–93.
  13. Разоренов Ю. И., Голик В. И., Куликов М. М. Экономика и менеджмент горной промышленности. Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2010. 247 c.
  14. Комащенко В. И. Эколого-экономическая целесообразность утилизации горнопромышленных отходов с целью их переработки // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2015. № 4. С. 23–30.
  15. Голик В. И., Дмитрак Ю. В., Комащенко В. И., Бурдзиева О. Г. Геофизические методы контроля руд при выщелачивании // Геофизика. 2018. № 1. С. 85–91.
  16. Молев М. Д., Армейсков В. Н., Голодов М. А. Геофизическое прогнозирование экологической безопасности угледобывающих регионов на основе решения многокритериальных задач // ГИАБ. 2019. № 3. С. 63–73.
  17. Качурин Н. М., Стась Г. В., Корчагина Т. В., Змеев М. В. Геомеханические и аэрогазодинамические последствия подработки территорий горных отводов шахт Восточного Донбасса // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2017. Вып. 1. С. 170–182.
  18. Gasho E. G., Gasho I. A. Economics and ecology symbiosis: transition to principles of best available techniques // Journal of Physics: Conf. Ser. 2018. Р. 22–24.

Для цитирования: Валиев Н. Г., Страданченко С. Г., Масленников С. А., Голодов М. А., Армейсков В. Н. К концепции охраны окружающей среды угледобывающего региона // Известия вузов. Горный журнал. 2021. № 7. С. 80–91. DOI: 10.21440/0536-1028-2021-7-80-91

УДК 004.05 DOI: 10.21440/0536-1028-2021-7-99-108


Download

 

Цель работы. Исследование возможности применения метода формального доказательства соответствия программной реализации модели заданным требованиям для систем, модели которых могут быть представлены в виде конечных автоматов.
Актуальность. Разработка программного обеспечения для систем контроля и управления на одном из первых этапов этого процесса предполагает создание модели системы. Эта модель строится на основе технического задания, спецификации и различной априорной информации. Большая часть таких моделей для технических систем, которые эксплуатируются на современных добычных предприятиях (конвейерные системы, системы проветривания и т. п.), может быть описана с помощью модели конечного автомата. Такая модель может быть
использована для решения широкого круга задач. Следующим шагом является программная реализация модели целиком либо какой-то ее части. В связи с этим возникает задача определения соответствия программной реализации модели ее исходному описанию.
Результаты. Один из способов решения данной задачи – это формальное доказательство наличия у программной модели свойств, которые определены в спецификации (описании) исходной модели. В статье на примере шахтной конвейерной системы показано применение метода, состоящего в программной реализации модели соответствующего конечного автомата, формировании предположений о наличии у модели свойств в виде теорем с их последующим доказательством с использованием специальных программных средств.
Выводы. Использование формальных методов для спецификации, разработки и верификации программных реализаций моделей систем в совокупности с другими методами позволит повысить качество и надежность разрабатываемых решений.

Ключевые слова: конечный автомат; формальное доказательство; тестирование; соответствие спецификации; корректность реализации модели; формализация требований; Coq; автоматизация доказательства теорем; конвейерная система шахты.

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

  1. Блюмин С. Л., Корнеев А. М. Дискретное моделирование систем автоматизации и управления: монография. Липецк: ЛЭГИ, 2005. 124 с.
  2. Ezhilarasu U. P., Mahapatra R. P., Karthick S. Finite automata problems and solutions. LAP LAMBERT Academic Publishing, 2019. 588 p.
  3. Baranov Samary. Finite state machines and algorithmic state machines: fast and simple design of complex finite state machines. ISBN Canada, 2018. 185 p.
  4. Эванс Э. Предметно-ориентированное проектирование (DDD): структуризация сложных программных систем.: пер. с англ. СПб: Диалектика, 2019. 448 с.
  5. Ларман К. Применение UML 2.0 и шаблонов проектирования: практическое руководство: пер. с англ. М.: И. Д. Вильямс, 2013. 736 с.
  6. Myers Glenford J. The art of software testing. John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey, 2012. 240 p.
  7. Старолетов С. М. Основы тестирования и верификации программного обеспечения. СПб: Лань, 2020. 344 с.
  8. Камкин А. С. Введение в формальные методы верификации программ. М.: МАКС Пресс, 2018. 272 с.
  9. Monin Jean-Francois. Understanding formal methods. London–New York: Springer, 2003. 275 p.
  10. Никешин А. В., Пакулин Н. В., Шнитман В. З. Мутационное тестирование сетевых протоколов с использованием формальных моделей // Научный сервис в сети Интернет: труды XVII Всероссийской научной конференции / ИПМ им. М. В. Келдыша. М., 2015. С. 259–266.
  11. Татарников А. Д. Обзор методов и средств генерации тестовых программ для микропроцессоров // Труды ИСП РАН. 2017. Т. 29. Вып. 1. С. 167–194.
  12. Камкин А. С., Сергеева Т. И., Смолов С. А., Татарников А. Д., Чупилко М. М. Расширяемая среда генерации тестовых программ для микропроцессоров // Программирование. 2014. № 1. С. 3–14.
  13. Гратинский В. А., Новиков Е. М., Захаров И. С. Экспертная оценка результатов верификации инструментов верификации моделей программ // Труды ИСП РАН. 2020. Т. 32. Вып. 5. С. 7–20.
  14. Самонов А. В., Самонова Г. Н. Методика и средства разработки и верификации формальных fUML моделей требований и архитектуры сложных программно-технических систем // Труды ИСП РАН. 2018. Т. 30. Вып. 5. С. 123–146.
  15. Boulanger J.-L. Industrial use of formal methods: formal verification. Wiley-ISTE, 2012. 298 p.
  16. Cofer D. D. et al. Compositional verification of architectural models // NASA Formal Methods: 4th International Symposium, NFM 2012, Proceedings. Norfolk, P. 126–140.
  17. Gnesi S., Margaria T. Formal methods for industrial critical systems: a survey of applications. Wiley-IEEE Press, 2013.
  18. Jackson D. Software abstractions: logic, language and analysis. MIT press, 2012.
  19. Колмогоров А. Н., Драгалин А. Г. Математическая логика. Введение в математическую логику. М.: ЛАНАНД, 2017. 240 с.
  20. Клини С. Введение в метаматематику. М.: Либроком, 2009. 523 c.
  21. Карри Х. Б. Основания математической логики. М.: Мир, 1969. 567 c.
  22. Лапин Э. С., Абдрахманов М. И. Функциональный подход к моделированию динамики систем детерминированных конечных автоматов // Известия вузов. Горный журнал. 2021. № 2. C. 113–121.
  23. Benjamin C. Pierce. Logical foundations. URL: https://softwarefoundations.cis.upenn.edu/lfcurrent/toc.html (дата обращения: 02.04.2021).
  24. Chlipala Adam. Certified programming with dependent types. MIT Press Ltd, 2014. 424 p.
  25. Ilya Sergey. Programs and proofs. URL: https://ilyasergey.net/pnp/ (дата обращения: 02.04.2021).
  26. Bertot Yves, Castéran Pierre. Interactive theorem proving and program development: Coq art: The calculus of inductive constructions. Springer, 2004. 500 p.
  27. Pisetski V. B., Kornilkov S. V., Sashurin A. D., Lapin E. S., Lapin S. E., Balakin V. Y. Concept, system solutions and the results of geotechnical monitoring and forecasting of hazardous geodynamic phenomena in the processes of underground mining // European Association of Geoscientists & Engineers: conference proceedings, 13th Conference and Exhibition Engineering Geophysics 2017, April 2017. Vol. 2017. P. 1–4.
  28. Pisetski V. B., Huang R., Patrushev Y. V., Zudilin A. E., Schneider I. V., Shirobokov M. P., Balakin V. Y. The test results of the seismic monitoring systems state of stability of the rock mass in the process of construction of road tunnels // China European Association of Geoscientists & Engineers: conference proceedings, 13th Conference and Exhibition Engineering Geophysics 2017, April 2017. Vol. 2017. P. 1–7.

 

Язык сайта

Наша электронная почта:
Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Мы индексируемся в: