Условия устойчивого функционирования минерально-сырьевого комплекса России. Выпуск 4

В сборнике представлены результаты исследований, выполняемых в рамках государственного контракта Российского научного фонда — грант № 14-17-00255. Показана возможность преобразования возобновляемой природной техногенной энергии в электрическую, направляемую в рудничную сеть, предложен комплекс мер для воспроизводства электроэнергии от потоков текущего в производственных условиях подземного рудника, разработана независимая система дополнительного электроснабжения рудника с аккумуляторной станцией для накопления электроэнергии внутри шахты, описаны теоретические основы возобновления энергии в ходе реализации геотехнических процессов с использованием теплового поля Земли, предложена логистическая концепция управления производственными процессами утилизации отходов добычи и переработки руд.

Каплунов Д.Р., Рыльникова М.В. РАСШИРЕНИЕ КЛАССИФИКАЦИИ ГЕОРЕСУРСОВ
Впервые показано, что в ходе реализации различных процессов преобразования недр Земли формируется возобновляемая природная техногенная энергия, которая может быть преобразована в электрическую, направляемую в рудничную сеть для повышения энергоэффективности добычи минерального сырья. Доказано, что при перемещении твёрдых, жидких и газообразных масс, собственных и наведённых колебаниях горного массива возникает энергия, которая может быть собрана и преобразована в электрическую. Эти ресурсы представляют собой, с одной стороны, самостоятельную группу техногенных энергетических георесурсов, которые могут быть реализованы и полезно использованы только в рамках горнотехнической системы, с другой — новую группу возобновляемых источников энергии (ВИЭ), потенциал которых ранее в мировой энергетике не учитывался. Это — энергия потоков рудничных систем осушения и водоотлива, вентиляции, закладочной смеси, пульпы обогащения руд, размещаемой в выработанном пространстве подземных камер и карьеров, большегрузного горнодобычного оборудования и транспорта, перемещаемой вниз горной массы, деформации горного массива. Приведены примеры преобразования в горнотехнической системе техногенной возобновляемой энергии в электрическую.

Рыльникова М.В., Олизаренко В.В., Корнеев С.А., Мажитов А.М. ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ И ВОЗМОЖНОСТЕЙ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЭНЕРГИИ ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ ПОТОКОВ (НА ПРИМЕРЕ КАМАГАНСКОГО МЕДНО-КОЛЧЕДАННОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ)
Техническое решение проблемы воспроизводства электрической энергии путём использования потоков воздуха в вентиляционной сети вентилятора главного проветривания рудника обеспечивается обоснованным выбором участков вентиляционной сети с резервом энергии движущегося воздушного потока. Установка на участке горной выработки, имеющей резерв энергии воздушного потока, генераторной установки малой мощности позволяет обеспечить воспроизводство электроэнергии, направляемой во внутреннюю электросеть без изменения расчётных и эксплуатационных параметров режима проветривания горных выработок подземного рудника.

Рыльникова М.В., Олизаренко В.В., Линьков С.А., Зубков А.А. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЁМОВ ПОТОКОВ ТЕКУЧЕГО В ГОРНОТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ «РУДНИК—КАРЬЕР—ФАБРИКА» КАК ИСТОЧНИКОВ ВОЗОБНОВЛЯЕМОЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
Обоснован объём потоков текучего в горнотехнической системе «рудник—карьер—фабрика» для оценки возможностей воспроизводства электроэнергии в ходе реализации геотехнологических процессов. Обоснованы места установки устройств для сбора и преобразования энергии. Разработаны конструкции моделей для воспроизводства электроэнергии. Предложен комплекс мер для воспроизводства электроэнергии от потоков текущего в производственных условиях подземного рудника.

Рыльникова М.В., Олизаренко В.В., Линьков С.А., Зубков Ар.А. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОТЕНЦИАЛА ЭНЕРГИИ ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ РУДНИЧНЫХ ПОТОКОВ В КАЧЕСТВЕ ВОЗОБНОВЛЯЕМОГО ИСТОЧНИКА ЭНЕРГИИ
Технические решения по воспроизводству электрической энергии за счёт использования потоков воздуха во внешней вентиляционной сети от вентилятора главного проветривания рудника обеспечиваются обоснованным выбором участков вентиляционной сети, имеющих резерв энергии движущего воздушного потока. Установка на участке движущегося воздушного потока генераторной установки малой мощности обеспечивает возможность получения электроэнергии, которая может быть направлена во внутреннюю шахтную электросеть без изменения расчётных и эксплуатационных параметров режима проветривания горных выработок подземного рудника и нарушения технологии ведения горных работ.

Рыльникова М.В., Олизаренко В.В., Линьков С.А., Зубков Ар.А. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОТЕНЦИАЛА ПЕРЕМЕЩАЕМЫХ ПОТОКОВ В ГОРНОТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ ПОДЗЕМНОГО РУДНИКА ДЛЯ ВОСПРОИЗВОДСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
Исследованы потенциал и параметры воспроизводства в шахтных условиях электроэнергии от использования энергии транспортируемых в шахту хвостовой пульпы, закладочной смеси и шахтной воды. Приведены результаты экспериментальных исследований по оценке перспектив выработки электроэнергии на лабораторной модели. Предложен комплекс мер для технической реализации проекта по энерговоспроизводству на действующих и вновь проектируемых рудниках.

Рыльникова М.В., Линьков С.А., Олизаренко В.В. ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩАЯ СИСТЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ШАХТ С АККУМУЛИРОВАНИЕМ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
Разработана независимая система дополнительного электроснабжения рудника с аккумуляторной станцией для накопления электроэнергии внутри шахты. Система на основе использования возобновляемых в ходе реализации геотехнологических процессов источников энергии позволяет дополнительно вырабатывать электроэнергию для внутреннего потребления. В качестве возобновляемых источников рассматривается энергия подаваемых в выработанное пространство рудника потоков закладочной смеси, пульпы, шахтной воды: разность высотных отметок начала и конца перемещения потоков указанных масс является условием формирования энергии для преобразования её в электрическую. Описана электрическая схема лабораторного стенда, испытания которого позволили разработать схему резервного электроснабжения рудника.

Рыльникова М.В., Беленький А.М., Бурсин А.Н. ОЦЕНКА ПЕРСПЕКТИВНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ГЕНЕРАТОРОВ ДЛЯ ВЫРАБОТКИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В УСЛОВИЯХ ПОДЗЕМНОГО РУДНИКА
Рассмотрены перспективы воспроизводства электроэнергии в рудничных условиях на основе использования термоэлектрического эффекта при разности температур горного или техногенного массива и рудничной атмосферы, либо поверхности. Описаны теоретические основы возобновления энергии в ходе реализации геотехнических процессов с использованием теплового поля Земли, либо техногенного теплового разогрева массива. Определены возможности использования низкотемпературного потенциала в шахтных условиях.

Грязнов М.В., Рыльников А.Г., Абдрахманов Р.И. ЛОГИСТИЧЕСКАЯ КОНЦЕПЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫМИ ПРОЦЕССАМИ УТИЛИЗАЦИИ ОТХОДОВ ДОБЫЧИ И ПЕРЕРАБОТКИ РУД В ВЫРАБОТАННОМ ПРОСТРАНСТВЕ ПОДЗЕМНОГО РУДНИКА
Предложена логистическая концепция управления производственными процессами утилизации отходов добычи и переработки руд в выработанном пространстве подземного рудника, за счёт использования в виде компонентов закладочной смеси хвостов обогатительной фабрики, горной породы от проходческих работ, технической воды шахтного водоотлива. Обосновано влияние типа и местоположения закладочного комплекса на структуру материальных потоков и конфигурацию логистической системы подземного рудника с закладкой выработанного пространства. Предложен комплекс универсальных взаимозависимых критериев качественной и количественной оценки разноресурсных материальных потоков.

Рыльникова М.В., Грязнов М.В., Абдрахманов Р.И. ЭКОНОМИКО-МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НАКОПЛЕННОЙ РЕСУРСОЕМКОСТИ ПОТОКА ЗАКЛАДОЧНОЙ СМЕСИ ПРИ РАЗРАБОТКЕ МЕДНОКОЛЧЕДАННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Предложена методика экономико-математического моделирования для решения задачи утилизации отходов добычи и переработки руд в выработанном пространстве подземного рудника за счёт использования в виде компонентов закладочной смеси хвостов обогатительной фабрики, горной породы от проходческих работ, технической воды шахтного водоотлива. Обосновано влияние горнотехнических параметров работы рудника на параметры материальных потоков его логистической системы. Приведены результаты практической реализации предложенной математической модели, позволяющие определить рациональное местоположение мобильного закладочного комплекса в подземном пространстве рудника и повысить эффективность процесса утилизации отходов добычи и переработки руд в выработанном пространстве подземного рудника.