Институт горного дела Севера им. Н. В. Черского

В 1971 г. в Институте физико-технических проблем Севера ЯФ АН СССР был организован отдел физико-технических проблем горного дела, в мае 1980 г. на его базе основан Институт горного дела Севера ЯФ СО АН СССР. В 2002 г. Институту присвоено имя академика Н. В. Черского. Основные направления научной деятельности: проблемы комплексного освоения минеральных ресурсов в условиях криолитозоны; теплофизика и геомеханика многолетнемерзлых пород и массивов с учетом антропогенных факторов. В структуру института входят 7 лабораторий: обогащения полезных ископаемых, механики геоматериалов, комплексного использования углей, открытых горных работ, проблем рационального освоения минерально-сырьевых ресурсов, горной теплофизики, георадиолокации.

131.

Количество страниц: 2 с.

Васильев, П. Н. Геотехнологии комбинированной разработки кимберлитовых месторождений / П. Н. Васильев, В. П. Зубков // Геомеханические и геотехнологические проблемы эффективного освоения месторождений твердых полезных ископаемых северных и северо-восточных регионов России : труды Всероссийской научно-практической конференции, посвященной памяти чл.-кор. РАН Новопашина М. Д. (г. Якутск, 13-15 сентября 2011 г.). — Якутск : Издательство Института мерзлотоведения им. П. И. Мельникова СО РАН, 2011. — С. 109-110.

132.

Количество страниц: 12 с.

Обоснована проблема восполнения ресурсов золотосодержащих россыпных месторождений Северо-Востока РФ за счёт вовлечения в оборот мерзлых техногенных и природно-техногенных россыпей. Выявлены предпосылки для развёртывания масштабных работ по повторной добыче глубокопогребенных золотосодержащих песков из целиков ранее отработанных россыпных шахт криолитозоны, которые нерентабельно и небезопасно извлекать традиционными технологиями по целому ряду причин. Рассмотрены, проанализированы и выявлены недостатки ранее используемых способов и технологий отработки техногенных запасов. В качестве альтернативы, предложено применение нескольких новых запатентованных способов вторичной отработки подобных месторождений открытым и подземным способами, приведено подробное описание их организационной и технической реализации. Подчёркивается, что кроме пополнения золотовалютных резервов страны при их реализации, возможно решение ряда задач экологического плана: освобождение земной поверхности от имеющихся отвалов; восстановление прежних ландшафтов и рельефа местности; обеспечение замкнутого цикла обращения твёрдых геоматериалов, находящихся в техногенных песках; восстановление целостности горного массива, ранее нарушенного горными работами.
Russian Federation North-East gold-bearing placer deposits resources recovery problem, due to technogenic and naturally-technogenic frozen placers involving into circulation, substantiated. Prerequisites for repeated mining of deeply buried gold-bearing sands scale works developing, from pillars of previously worked out cryolitezone placer mines, which are unprofitable and unsafe to extract for a variety of reasons by conventional technologies, educed. Disadvantages of technogenic reserves mining methods and technologies used earlier considered, analyzed and revealed. Several new patented methods of repeated mining of similar deposits by surface and underground methods application proposed as an alternative, organizational and technical realization detailed description listed. It is accentuated, that besides gold and foreign currency reserves resupply realization, it is possible to solve number of ecological problems: surface releasing from dump; landscape and relief restoration; solid geomaterial, being in technogenic sands, circulation closed cycle providing; disrupted by mining rock mass reintegration.

Киселев, В. В. Перспективные способы вторичной подземной разработки глубокопогребенных остаточно-целиковых россыпных месторождений криолитозоны=Repeated underground operation perspective methods of cryolitezone deeply buried residual pillar placer deposits / В. В. Киселев, Ю. А. Хохолов // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2015. – N S30. – C. 173-184.

133.

Количество страниц: 9 с.

Изложен методический подход к экспериментальным исследованиям прочности смерзшихся дисперсных пород отличающийся тем, что испытания производятся на искусственно созданных образцах, структурно сопоставимых с взорванным массивом при варьируемой влажности, температуре, плотности упаковки, времени смерзания и гранулометрическом составе. Такой подход позволяет оценить динамику прочности смерзшихся вскрышных пород, различного гранулометрического состава, от влажности, температуры, времени смерзания и плотности упаковки, что может быть использовано для разработки мероприятий борьбы со смерзанием взорванных горных пород, и представляет собой определенный вклад в развитие теории исследования физико-механических свойств горных пород.
The article describes the methodological approach to laboratory tests of strength of frozen overburden rock wherein the rock shear tests carried out on artificial samples are structurally comparable with exploded in their array of different humidity, temperature, density, packing, freezing time and particle size distribution. This approach allows us to estimate the dynamics of the strength of frozen overburden, various grain sizes, from the humidity, temperature and time of freezing and packing density that can be used to develop preventive measures to combat freezing of exploded rocks, and is a definite contribution to the development of the theory of physical research is mechanical properties of rocks.

Алькова, Е. Л. Методический подход к экспериментальным исследованиям прочности смерзшихся дисперсных пород / Е. Л. Алькова // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2015. – N S30. – C. 356-364.

134.

Количество страниц: 7 с.

Как известно, одним из способов повышения прочностных показателей строительных материалов на цементном вяжущем является введение в их состав различных армирующих наполнителей, в том числе базальтового волокна (фибры диаметром 10-20мкм). Приведены результаты лабораторных исследований по определению предела прочности при изгибе и сжатии, удельной энергоемкости разрушения и ударной вязкости цементного камня в зависимости от содержания базальтового волокна (диаметром 13 мкм., длиной 12 мм). В ходе проведенных исследований установлено, что армирование цементного камня базальтовой фиброй является эффективным средством повышения его прочности при изгибающих нагрузках, максимальный прирост прочности (до 50-57%) достигается при содержании волокна в количестве от 2 до 3% от массы вяжущего; при испытаниях на сжатие значительного изменения предела прочности не выявлено. Удельная энергоемкость разрушения цементного камня при содержании волокна от 1 до 3% возрастает до 23.1%, а ударная вязкость до 22,1%. Полученные закономерности могут быть использованы при составлении рекомендаций по разработке композиционных материалов для возведения бетонных конструкций с высокими эксплуатационными свойствами, например базальто-фибро-армированного торкрет-бетона более стойкого к нагрузкам от горных ударов и взрывных работ.
As it is known, one of the methods of building material strength characteristics increase based on cement astringent is implantation to it’s structure of different reinforcing fillers, including basalt fiber. (fiber diameter 10-20 mkm). The article presents the results of laboratory research on bending and pressure breaking point determination, destruction energy intensity and impact elasticity of cement stone depending on basalt fiber contents (diameter 13 mkm, length 12 mm.). It is determined during research carried out, that cement stone reinforcement by basalt fiber is effective method of strength increase under bending loading, maximum strength growth (up to 50-57%) reaches under fiber content in an amount from 2 to 3% of astringent mass; during pressure testing there were no significant breaking point change discovered. Cement stone destruction energy intensity at fiber content from 1 to 3% increases up to 23,1%, and impact elasticity up to 22,1%. Obtained regularities may be used to recommendation forming of composite materials development assigned to concrete structure erection with high performance attributes, for example basalt-fibro-reinforced gunite more stable to loading from mountain bumps and blasting operations.

Алексеев, К. Н. Некоторые особенности влияния базальтовой фибры (Æ13 МКМ) на прочностные и энергетические параметры разрушения цементного камня / К. Н. Алексеев, А. С. Курилко // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2015. – N S30. – C. 349-355.

135.

Количество страниц: 7 с.

Предложена формула для расчета функционального критерия шахты при решении вопросов управления качеством угля. В качестве функционального критерия для оценки влияния технологии подземных горных работ на качество (зольность) добываемого угля было принято произведение коэффициента изменения качества полезного ископаемого в процессе добычи и коэффициента использования проектной мощности шахты. Введенный критерий отражает меру выполнения шахтой своего основного назначения - эффективной добычи угля в конкретных условиях с наилучшим качеством и может применяться для оценки по безэкспертной методике эффективности технологии подземной добычи при решении вопросов управления качеством угля. Произведен расчет и сравнительная оценка теоретического и эксплуатационного функциональных критериев шахт, работающих в северных условиях.
The article proposes formula to calculate the functional test mine in matters of quality management of coal. As a functional criterion to assess the effect of underground mining technology on the quality (ash content) of coal mined was made multiplying of coefficient change in the quality of minerals during the extraction to utilization of mine design capacity. The resulting criterion reflects a measure of implementation the mine to its primary purpose - the effective productions of coal in the specific conditions with the best quality and can be used to assess the expertise of not-expert method of underground mining technology in addressing quality management of coal. The calculation of the theoretical and comparative evaluation of the functional and operational criteria mines operating in the northern conditions was made.

Артемова, Е. А. Определение функционального критерия шахт для решения вопросов управления качеством / Е. А. Артемова, Т. В. Москаленко, Е. В. Ворсина // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2015. – N S30. – C. 430-436.

136.

Количество страниц: 8 с.

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.

Романова, Е. К. Регулирование теплового режима прибортового породного массива карьера криолитозоны с помощью гидро- и теплоизоляции / Е. К. Романова, А. С. Курилко, Ю. А. Хохолов // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2015. – N S30. – C. 379-386.

137.

Количество страниц: 8 с.

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.

Федоров, Л. Н. Разработка конструкций буровых коронок с резцами из нанокомпозита марки CBN MBR 7010 / Л. Н. Федоров, С. А. Ермаков // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2015. – N S30. – C. 371-378.

138.

Количество страниц: 5 с.

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).

Соколов, К. О. Опыт применения георадиолокации для исследования разрывных нарушений на россыпных месторождениях криолитозоны / К. О. Соколов, Н. Д. Прудецкий // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2015. – N S30. – C. 333-337.

139.

Количество страниц: 8 с.

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.

Основы информационно-программного обеспечения георадиолокационных исследований состояния грунтов автодорог криолитозоны в режиме мониторинга / Л. Л. Федорова, М. П. Федоров, А. С. Стручков, Д. В. Саввин // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2015. – N S30. – C. 325-332.

140.

Количество страниц: 5 с.

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.

Слепцов, В. И. Численное моделирование процесса деформирования многолетнемерзлого массива вблизи выработки круглого сечения при изменении деформационных и прочностных свойств горных пород от температуры=Numerical simulation the deformation of a permafrost array near the generation of circular cross-section when you change the deformation and strength mining properties rocks on temperature / В. И. Слепцов // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2015. – N S30. – C. 320-324.