Работа посвящена решению задачи обеспечения устойчивости бортов карьера криолитозоны путем управления теплообменными процессами на поверхностях уступа с применением гидро- и теплоизоляции. Разработана двухмерная математическая модель теплообменных процессов в фильтрующем горном массиве уступа карьера, учитывающая фазовый переход влаги и перенос теплоты фильтрацией воды. Математическая модель позволяет прогнозировать процесс формирования температурного поля в массиве горных пород уступа карьера в зависимости от таких параметров, как климатические условия (динамики изменения температуры атмосферного воздуха, толщина снега, скорость ветра, интенсивность дождя), теплофизические и фильтрационные свойства горных пород, конструктивные особенности уступа (геометрические размеры уступа, угол откоса склона), теплофизические свойства и геометрические размеры теплоизоляции поверхностей уступа. Разработанная математическая модель решается численным методом, а именно конечно-разностным методом, и реализована в виде приложения для ОС Microsoft Windows. Приведены результаты исследования влияния параметров гидро-теплоизоляции бровки уступа на сокращение разрушающего температурного и влажностного воздействия окружающей среды на уступ карьера. Исследования показали, что управляя параметрами гидро-теплоизоляции бровки можно сохранить в течение года мерзлое состояние массива горных пород под бровкой уступа.
The work is dedicated to cryolitezone pit wall stability problem solution by heat mass exchange processes controlling on quarry face surface with hydro and thermal isolation application. Two-dimensional mathematic model of heat exchanging processes in filtration quarry face rock mass is worked out, considering moisture phase change and heat transfer by water filtration. Mathematical model allows to forecast temperature field forming process in quarry face rock mass depending on parameters: climatic conditions (ambient air temperature change dynamics, snow thickness, wind speed, rain intensity), rock thermophysical and filtrational properties, quarry face constructional features (quarry face geometry, slope angle), thermophysical properties and geometrical dimensions of quarry face surface thermal isolation. Developed mathematical model solved by numerical method, namely finite-difference method, and realized in the form of Microsoft Windows OS-based application. The research results of bench edge hydro-thermal insulation parameters influence to reduction of wrecking temperature and humidity influence of environment to opencast bench are presented. Studies showed, that by controlling of edge hydro-thermal insulation parameters it is possible to keep frozen state of rock mass under bench edge during a year.

Описано применение нанокомпозита кубического нитрида бора (далее наноКНБ) в буровых коронках для проходки геологоразведочных скважин на твердые полезные ископаемые. Экспериментально показано, что копирование конструкций известных твердосплавных инструментов с выступающими резцами не может быть принято как путь совершенствования буровых коронок. Также показано, что более предпочтительна, как аналог, конструкция импрегнированных алмазных коронок, где алмазные зерна вкраплены в объеме матрицы буровой коронки и в какой-то степени защищены ею от ударных воздействий. Исходя из этого, предложено устанавливать резцы, чтоб они не выходили за рамки контура корончатого кольца буровой коронки. В этом случае резцы обнажаются, как алмазы в импрегнированных коронках, по мере износа торца коронки в соответствии со свойствами пород забоя и параметрами режима бурения. Эта идея воплощена в новой коронке, резцы которой представляют собой сменяемые четырехугольные пластины из наноКНБ, закрепленные в корпусе буровой коронки клиновым зажимом. Коронка предназначена для бурения геологоразведочных скважин в породах крепостью VII-IX категорий по буримости.
Article is devoted to application of a nanocomposite of cubic Boron Nitride (further nanoСNB) in drill bits for a driving of prospecting wells on solid minerals. It is experimentally shown that copying of designs of known hard-alloy tools with the acting cutters can't be accepted as a way of improvement of drill bits. It is also shown that is more preferable as analog, a design impregnated diamond bits, where diamond grains are interspersed in volume of a matrix of a drill bit and are to some extent protected by it from shock loadings. Accordingly, it is proposed to install the cutters, so they do not go beyond the path of the shell drill bits. In this case, the cutters are uncovered, as diamonds impregnated ceramic crowns, as the butt drilling bits in accordance with the properties of rocks of face and drilling parameters. This idea is embodied in a new drill bits which cutters represent the replaced quadrangular plates from nanoСNB, fixed in the case of a drill bit by wedge clamp. The drill bit is intended for drilling of prospecting wells in breeds with strength of VII-IX categories on drilling capacity.

Показана актуальность изучения трещин горного массива на россыпных месторождениях криолитозоны. Отмечены недостатки существующих методов оценки трещиноватости горных пород. Для получения достоверной и оперативной информации о трещиноватости исследуемого массива горных пород предлагается использование георадиолокации (метод высокочастотной электроразведки). Приведены примеры результатов георадиолокационных зондирований трещин разного порядка (шириной 2 см и 10 м), перекрытых рыхлыми отложениями и находящихся на глубине 10 см и 6 м. Исследования проводились георадаром ҺОКО-2Мһ с АБ-1200 МГц и АБ-50 МГц. Представлен георадиолокационный разрез, полученный на россыпном месторождении алмазов расположенном в пределах Оленекского поднятия Республики Саха (Якутия), который иллюстрирует возможность картирования кровли коренных пород, нарушенной в результате тектонических движений. При этом выявлены различные типы разрывных нарушений (микрограбены, микрогорсты, трещины, разрывы).
The article shows the relevance of studying the cracks of the rock mass in the alluvial deposits of the permafrost zone. Noted drawbacks of existing methods for assessing fracture rocks. For accurate and timely information about the fracturing of the rock mass under study proposes the use of GPR (the method of high-frequency electrical). Examples of the results of GPR sounding crack of a different order (2 cm wide and 10 m), covered with loose sediments and located at a depth of 10 cm and 6 m. The studies were conducted GPR ҺOKO-2Mһ with AB-1200 and AB-MHz to 50 MHz. Presented georadar cut resulting from the alluvial diamond deposit located within Olenek uplift the Republic of Sakha (Yakutia), which illustrates the possibility of mapping bedrock roof, broken as a result of tectonic movements. This revealed the different types of faults (mikrograbeny, mikrogorsty, cracks, faults).

Рассмотрен разработанный комплекс программного обеспечения для георадиолокационных исследований в режиме мониторинга. Комплекс ориентирован на использование для обследования дорожного полотна георадара ОКО-2 (ООО ҺЛогиСһ). Привязка георадиолокационной информации к системе координат осуществляется GPS приемником. Запись и обработка полевых материалов производится программным обеспечением (ПО) ҺGeoScan 32һ (ООО ҺЛогиСһ). Получены результаты тестирований разработанного программного обеспечения по данным разносезонных георадиолокационных исследований на участке автодороги ҺВилюйский трактһ (г.Якутск). Оценены уровень взаимодействия отдельных блоков разработанного комплекса и произведена его доработка для повышения точности географической привязки анализируемых данных. Показана возможность работы комплекса при мониторинге и картографировании о фактическом состоянии земляного полотна на протяженном участке автомобильной дороги, позволившая выявить сезонные изменения свойств грунтов земляного полотна и разрушение дорожной одежды на ранних стадиях.
In this study, the developed complex software for GPR studies in monitoring mode is considered. The complex is focused for use for examination of the roadway by GPR OKO-2 (LLC ҺLogisһ). Binding GPR data to the coordinate system is carried out by the GPS receiver. Recording and processing of field materials is the software (SOFTWARE) ҺGeoScan 32һ (LLC ҺLogisһ). The results of testing the developed software according to seasonal GPR investigations on the highway ҺVilyui tractһ (Yakutsk) are received. The level of interaction of separate blocks of the developed complex is estimated and its completion is made for increase of accuracy of a geographical binding of the analyzed data. The possibility of work in monitoring and mapping of the actual condition of the subgrade on a long stretch of road, which allowed to reveal seasonal changes of properties of soil subgrade and the destruction of the pavement at early stages is shown. The developed complex software for GPR studies in monitoring mode allows you to automate the process of collecting, storing and processing information, including GPR, gridded for qualitative analysis of soil bases of highways, operated in permafrost.

Рассмотрено влияние оттаивания на устойчивость горной выработки круглого сечения в условиях криолитозоны с учетом зависимости упругих и прочностных свойств горных пород от их температуры. Математическое моделирование показало, что оттаивание скальных карбонатных пород способствует разгрузке напряжений на контуре выработки и устойчивость горной выработки, пройденной в многолетнемерзлых породах, повышается.
Examines the impact of thawing on the stability of mine workings circular cross-section in permafrost considering the variation of elastic and strength properties of rocks on their temperature. Mathematical modeling showed that the dissolution of carbonate rock rocks facilitates unloading of stresses on the contour generation and stability of mine workings, passed in permafrost increases.

Представлены результаты математического моделирования процессов сопровождающих инфильтрацию высокоминерализованного раствора в мерзлый массив горной породы. Моделирование проведено с учетом фазового равновесия высокоминерализованного раствора и дефекта объема при плавлении порового льда. Установлено, что процесс перемещения линзы рассола сопровождается деструкцией льда цемента в породе. Скорость перемещения линзы определяется диффузионным проникновением раствора в окружающую линзу ледовую оболочку. Влияние рассола проявляется в увеличении свободного обьема порового пространства за счет фазового превращения лед-вода. Этот фактор определяет и деструктивные процессы в мерзлых горных породах.
This article presents the results of mathematical modeling of processes accompanying infiltration of highly mineralized solutions in frozen rock mass. Simulation is carried out taking into account the phase equilibrium highly mineralized solutions and the volume defect caused by ice melting into pores. It is found that the process of moving the lens brine accompanied by destruction of ice formation. The speed of the lens is determined by the diffusion penetration of the solution in the ice shell surrounding the lens. Influence of brine results in increased free of volume within the pores by phase transformation of ice-water. This factor determines the destructive processes in the frozen rocks.

Предложена математическая модель процессов тепломассообмена вентиляционного воздуха с горными породами в протяженных горных выработках шахт и рудников криолитозоны с учетом испарения и конденсации влаги. Вводится эквивалентный радиус выработки, уравнения выводятся в цилиндрических координатах. Внутренний радиус области соответствует радиусу выработки, а внешний радиус выбирается из условия распространения зоны теплового влияния вокруг выработки на расчетный временной период. Уравнение сохранения энергии в выработке выводится с учетом скорости движения воздуха и теплообмена со стенкой выработки. Если температура воздуха в выработке станет ниже, чем температура точки росы, то будет происходить конденсация влаги. Испарительные процессы с поверхности выработки рассчитываются с учетом соотношения Льюиса. Учитываются фазовые переходы влаги в горных породах вокруг выработки. Математическая модель численно реализована методами конечных разностей. Показано, что неучет массообменных процессов в летний период приводит к значительным погрешностям в расчетах. Численная реализация разработанной модели позволяет рассчитать динамику изменений температуры вентиляционного воздуха и его относительной влажности в зависимости от термовлажностных условий выработки, что важно для прогноза теплового режима шахты и обеспечения безопасности ведения горных работ.
Mathematical model of ventilation air and rocks heat mass exchange processes in cryolitezone extensive mine workings, with moisture vaporization and condensation taken into account is proposed. Working’s equivalent radius sets, equation derived in cylindrical coordinates. Internal radius of the area corresponds to working’s radius, while outer radius is taken from spreading condition of heat influence zone around the working for taken temporal period. Energy conservation equation in working derived with air velocity and ribside heat exchange taken into consideration. In case working’s air temperature drops below dew point, moisture condensation occurs. Working’s surface vaporizing processes calculated with Lewis correlation taken into account. Moisture phase change in rocks around the working taken into consideration. Mathematical model is numerically solved by finite difference method. It is shown, that mass exchange processes in summer neglecting leads to significant miscalculation. Developed model numerical implementation allows to calculate ventilation air temperature and it’s relative humidity variations dynamics subject to working’s hydrothermal conditions, that is important to mines thermal conditions prognosis and mining safety providing.

При гравитационном обогащении золота практически во всех его проявлениях характерно влияние формы частиц, особенно таких трудноизвлекаемых форм, как уплощенные и чешуйчатые. Выявление закономерностей поведения уплощенных частиц в потоке жидкости необходимо для оптимизации процессов обогащения полезных ископаемых в водной среде. При изучении поведения плоских частиц в потоке жидкости в изогнутой трубке в ИГДС СО РАН было выявлено явление, когда при достижении определенного положения в изогнутой части трубки, частицы разворачивались поперек потока и уносились за пределы трубки. В данной работе разрабатываются физические и математические модели такого явления. Получено условие предельного равновесия плоской пластинки на наклонной плоскости в потоке жидкости. Получено условие возникновения колебаний пластинки на наклонной плоскости в потоке жидкости перед разворотом и условие начала разворота пластинки.
To identify behavior of solid particles in the fluid flow is necessary for optimization of mineral processing in the aquatic environment. When studying the behavior of flat particles in the fluid flow in a curved tube the researchers of the Mining Institute SB RAS revealed a phenomenon where upon reaching a certain position in the curved part of a tube, the particles turned across the stream and were carried away outside of the tube. In this work, we developed physical and mathematical models of such phenomena. The condition of limit equilibrium of a flat plate on an inclined plane in the fluid was obtained. We also obtained the conditions for the occurrence of oscillations of the plate on an inclined plane in the fluid flow before the reversal and the beginning of a reversal of the plate.

Предложен способ переработки магнитных шлихов, заключающийся в отделении золота при отсадке в магнитных полях. В предложенном способе в отсадочной машине осуществляется комбинация гравитационного обогащения и магнитной сепарации, в результате в процессе комбинированного обогащения существенно уменьшается выход продукта обогащения и повышается качество золотосодержащего камерного концентрата.
A method for processing of concentrates magnetic which consists in separating the gold when jigging in magnetic fields. In the proposed method in the jig by a combination gravity concentration and magnetic separation, resulting in a combined enrichment significantly reduced the volume and quality of gold-bearing concentrate chamber.

Процессы окисления твердых горючих ископаемых тесно связаны с вопросами изменения качества данного вида топлива. Самопроизвольное окисление не только снижает качественные характеристики ископаемых углей, но и приводит к их самовозгоранию. Однако проводимые в последние десятилетия исследования показывают, что направленное окисление угольного сырья с применением различных реагентов и методов может рассматриваться как предварительная обработка и приводит к заметным изменениям их структуры и состава. Направленное окисление позволяет не только расширить условия процессов переработки, но и получить продукты с более разнообразными свойствами. Отмечено, что трудность изучения механизма окисления органической массы углей заключается в сложности и неоднозначности строения состава и структуры вещества углей (органического и неорганического), а способ изучения данного процесса приобретает экспериментально-статистический характер с выделением общих закономерностей. Приведены результаты экспериментальных исследований влияния процесса предварительного окисления органической массы бурых углей Кангаласского угольного месторождения различными химическими реагентами с целью определения степени влияния данного процесса на эффективность их переработки в гуминовые вещества. В качестве реагентов применялись неорганические и органические окислители различной концентрации. Наибольший эффект по повышению выхода гуминовых кислот отмечен при использовании для окисления пероксида водорода при концентрации 6-10 %, а так же соляной кислоты при концентрации 10 %.
Oxidation of solid fuels closely connected with the questions of changes in the quality of this type of fuel. Spontaneous oxidation not only reduces the quality characteristics of coals, but also lead to their self-ignite. However, in recent decades conducted studies show that the directional oxidation raw coal with different reagents and methods may be regarded as the pretreatment and leads to a noticeable changes in their structure and compositions. Directed oxidation makes it possible not only to expand the the conditions of the recycling process, but also to obtain products with a variety of properties. The article notes that the difficulty of studying the mechanism of oxidation of the organic mass of coal consists in the complexity and ambiguity of the structure of the composition and structure of matter coals (organic and inorganic) and the method of studying this process becomes an experimental statistical character with the release of the general laws. The results of experimental studies of the effect of preliminary oxidation the organic mass of brown coal of Kangalassky deposit various chemicals to determine the degree of influence of this process on the efficiency of their processing into humic substances. The reagents were used as inorganic and organic oxidizers in different concentrations. The greatest effect is to increase the yield of humic acids marked when used the oxidation of hydrogen peroxide at a concentration of 6-10%, as well as hydrochloric acid at a concentration of 10%. The results of experimental studies on the effect of preliminary oxidation of coal may be the basis for developing a new method of processing of brown coal in humic substances.