Отдельные статьи ГИАБ (Препринты)

Разработаны модель управления предприятием и последующая реализация программного обеспечения, позволяющего смоделировать варианты развития предприятия в долгосрочном периоде, комплекс программ на MATLAB, реализующих метод авторегрессии, спектрального и корреляционного анализа, программа на языке программирования Python для оценки платежеспособности заемщиков банка на основе модели с использованием нейронных сетей, исследованы характеристики стохастического временного ряда, предложены программы реализации алгоритмов масштабирования изображений с использованием параллельно-поточных вычислений, распознавания и идентификации лиц на документах.

Под общей редакцией кандидата технических наук, доцента Национального исследовательского университета Высшей школы экономики А.А. Внукова

Приведены результаты исследования режима предохранительного торможения шахтных подъёмных машин и даны рекомендации по применению режима одновременного действия двух тормозов (механического и электрического), позволяющего повысить эффективность аварийной остановки.

Осуществлена оценка условий возбуждения устойчивой детонации в эмульсионных взрывчатых веществах (ЭВВ), сенсибилизированных газовыми порами, под действием линейного промежуточного детонатора, не содержащего в своём составе индивидуальных бризантных ВВ, с учётом структуры и химического состава ЭВВ, а также кинетики детонационного процесса. Показано, что при скользящем ударе продуктов детонации, образующихся при взрыве линейного эмульсионного ПД, по окружающему ПД инициируемому ЭВВ, в последнем может быть возбуждена только малоустойчивая недосжатая детонация. Для возбуждения устойчивой детонации необходимо использовать: эффект усиления давления в отражённых волнах (от стенок скважин или от специально введённых твёрдых объектов); возрастание давления в области взаимодействия с ударными волнами, вызванными другими ПД (использованием сближенных многозарядных систем возбуждения); системы инициирования на основе кумуляции энергии ПД. Полученные результаты представляются полезными при проектировании и применении линейных ПД.

Рассмотрена задача проведения постоянного контроля контактных нагрузок в системе «подъёмный сосуд — жёсткая армировка» вертикальных шахтных стволов. Приведены данные аппаратурных динамических испытаний в промышленных условиях, результаты измерений обработаны с помощью компьютера, представлены в графическом виде. Изучен характер и диапазон изменения динамических нагрузок от движущихся подъёмных сосудов по всей длине шахтного ствола. На основе проведённых исследований разработана система контроля плавности движения скипов. Обоснована необходимость разработки и внедрения систем мониторинга плавности движения скипов, с целью более объективной оценки её работоспособности и динамической устойчивости.

Рассмотрены преимущества и недостатки способа пневмозаряжания при ведении взрывных работ. Электризация в зарядном шланге может привести к воспламенению аэровзвеси. Следствием этого может стать незапланированный взрыв. Основные параметры, которые необходимо контролировать в процессе транспортирования, — это электрический заряд и термодинамическая температура гранулированного ВВ. В статье приведена взаимосвязь этих величин и дана таблица максимальных значений электрического заряда, потенциала и максимальной энергии электрического поля для некоторых аэровзвесей.

Приведено решение задачи о напряжённом состоянии многослойной крепи, подкрепляющей тоннель кругового поперечного сечения, сооружаемого в технологически неоднородном массиве. Крепь тоннеля и вмещающий массив пород рассматриваются как элементы единой деформируемой системы.

Описана методика изучения методом индукционного зондирования затухания поля высокочастотного вертикального магнитного диполя в слое годовых теплооборотов криолитозоны Якутии. На примере Лено-Амгинского междуречья Центрально-Якутской равнины выполнен сравнительный анализ значений параметра амплитудного ослабления вертикальной и горизонтальной составляющих поля, полученных теоретически и экспериментально. Показана удовлетворительная сходимость этих значений в широком диапазоне изменения эффективного электрического сопротивления мёрзлых дисперсных грунтов. Предложены уравнения для математического моделирования по теоретическим данным процесса затухания поля в слое годовых теплооборотов.

Достижение безопасных условий трудового процесса в современном мире неразрывно связано с проведением мероприятий по оценке рисков и управления ими. В статье произведён обзор методов анализа и оценки рисков, в наибольшей степени, используемые в системах управления охраной труда и промышленной безопасности. Рассмотрена классификация методов оценки риска.

Одним из важных аспектов повышения энергоэффективности на горных предприятиях является организация энергосбережения. В статьях предложен обобщённый алгоритм формирования оптимизированных планов инвестиций в энергосбережение, а также приводятся результаты экспертных оценок влияния человеческого фактора на мотивацию энергосбережения. Результаты исследований направлены на совершенствование организационного механизма управления энергосбережением на горных предприятиях.

Приведено решение упруго-пластической задачи механики деформируемого твёрдого тела, которая возникает при определении напряжённого состояния обделок тоннелей кругового поперечного сечения, сооружаемых при строительстве линий метрополитена г. Хошимин. Решение получено методом упругих решений. С использованием построенной диаграммы равновесных состояний системы «обделка-массив» можно исследовать область применения и технологические параметры конкретной подземной конструкции, а, в случае необходимости — принять обоснованные инженерные решения, связанные с её усилением. Описанное решение задачи реализовано в виде полного алгоритма расчёта и соответствующего компьютерного программного комплекса.

Проведён анализ многомерных статистических методов выделения однородных участков месторождений, применяющихся в практике их геометризации. Рассмотрены особенности районирования залежи полезного ископаемого на однородные районы на основе многомерных математических методах при наличии объектов-эталонов и при отсутствии таковых. Проведён анализ подходов к моделированию теоретических вариограмм пространственной изменчивости показателей при геометризации месторождения. Рассмотрены особенности использования модификаций метода наименьших квадратов (обычного, взвешенного и обобщённого), непараметрических методов, байесовского подхода и функций правдоподобия. Выполнен анализ методов выделения однородных участков месторождений на основе геостатистического подхода к многомерной геометризации горно-геологических показателей.

Представлен подход к повышению уровня безопасности производства на угледобывающем предприятии, основанному на выявлении и устранении опасных производственных ситуаций. Авторами рассмотрены теоретический, методический и практический аспекты данного подхода. Результаты апробации деятельности по выявлению и устранению опасных производственных ситуаций на предприятиях компании СУЭК представлены как работниками компании, так и сотрудниками ООО «НИИОГР», осуществляющими совместную работу по обеспечению безопасности производства.
Для работников горнодобывающих предприятий России, научных и инженерно-технических сотрудников, студентов горных вузов.

Хромомолибденовые стали широко применяются в области нефтегазопереработки, так как именно здесь необходимы материалы, которые способны работать с высокотемпературными технологическими средами под высоким давлением с содержанием агрессивных примесей. На данный момент на отечественных нефтеперерабатывающих заводах при указанных условия закупается и устанавливается импортное оборудование из сталей по ASTM В данной статье произведён подбор отечественных аналогов хромомолибденовых сталей способом сравнения химического состава, физико-механических свойств, наличием сталей в ГОСТ Р 55509-2013 «Арматура трубопроводная. Металлы, применяемые в арматуростроении» и возможностью закупки для отечественного арматуростроения.

Статистическая информация, собранная по разным отраслям промышленности, подтверждает положение о влиянии состояния эксплуатируемой техники на рисковый фон предприятия, а также важность совместного контроля промышленной безопасности со стороны предприятия-владельца, экспертной организации и государства. В современных условиях, когда основные функции контроля оборудования выполняют предприятия совместно с экспертными организациями, особое значение приобретает экспертиза промышленной безопасности.

Приведено критериальное соотношение между влажностью ANFO и массовой доли топливной фазы при которых возможно самоподдерживающее взрывчатое разложение в гранэмите. Показано, что влажность аммиачной селитры в твёрдой фазе оказывает существенное влияние на величину тепловыделения для гранэмитов И-70, а для гранэмитов И-30 влияние влажности незначительно. Полученные результаты представляют интерес для горных предприятий, применяющих ВВ местного производства и расположенных вдали от хорошей транспортной инфраструктуры.

Статьи посвящены вопросам технологического диагностирования трубопроводов в ходе ЭПБ на предприятиях нефтяной и нефтехимической промышленности, включая порядок проведения экспертизы и её особенности для различных видов трубопроводов. Даны рекомендации по оценке остаточного ресурса оборудования. Произведён анализ основных причин и условий возникновения различных дефектов, а также предложены методы выявления дефектов каждого типа.

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.

Складывающаяся под влиянием различных факторов система международных отношений не может функционировать без международных организаций, которые представляют собой органическую составную часть системы международных отношений и которые отражают все политические, экономические, социальные изменения, происходящие в международной сфере. Для отечественных правоведов изучение вопросов, связанных с построением таможенных союзов, представляет собой особый интерес. Но в силу различного рода причин, и политического, и другого свойства, исследования в данной сфере носили недостаточный характер, что делает востребованным анализ вопросов и проблем межгосударственного таможенного сотрудничества, прежде всего в рамках региональных организаций.

Применён комплексный подход к анализу факторов риска на предприятиях нефтехимии и нефтепереработки. Отдельно рассмотрены риски, касающиеся персонала, и технико-технологические риски. Для углубленной оценки рисков различного происхождения на конкретном предприятии, выявления их причин и предупреждения необходимо проведение экспертизы промышленной безопасности.

Рассмотрены основные направления и задачи исследований для формирования инновационных подходов к методологии взрывного разрушения при добыче редкоземельных ресурсов полезных ископаемых. Сформулированы основные задачи исследований применительно к конкретным типам месторождений стратегического сырья России.

Приведены результаты исследования процессов, проходящих при вертикальном гидравлическом транспортировании твёрдых полезных ископаемых. Среднее относительное отклонение экспериментальных данных от теоретических составило 2,6 %, что говорит о высоком качестве проведённых экспериментов и отражает высокую степень изученности данного вопроса. При проведении регрессионного анализа абсолютных отклонений относительно основных параметров гидравлического транспортирования выявлена определённая закономерность их изменения, характеризующаяся уменьшением влияния гидростатической составляющей в трубопроводе под действием увеличивающихся турбулентных пульсаций, которые ранее не учитывались. Введён коэффициент корреляции, который выражается линейной зависимостью относительно скорости гидросмеси в трубопроводе.

Изношенность парка оборудования нефтехимической промышленности (котловых сооружений, работающих под давлением, подъёмных сооружений и др.) предполагает постепенную плановую замену техники. Оптимизировать этот процесс и избежать аварий помогут экспертные организации, в функции которых входит определение остаточного ресурса оборудования на основе его обследования.

Рассмотрены проблемы промышленной безопасной эксплуатации оборудования: водогрейных котлов, сосудов, работающих под давлением, трубопроводов воды и пара. Предложены модели оптимизации парка техники предприятия по прошествии гарантийного срока службы и эффективные методы продления полезного срока службы.

Текущие мировые тенденции, в частности появление на рынке качественно новых игроков, массовое внедрение СПГ-терминалов, создали не только условия для глобализации рынка, но также предопределили новую модель поведения потребителей в рамках системного переизбытка предложения газа. В условиях ужесточающейся конкуренции возникает необходимость определения места России на меняющемся газовом рынке. В статье проводится анализ текущих тенденций на мировом газовом рынке, а также оценка перспектив роста спроса на газ в ключевых странах-импортёрах газа. Вследствие усиления глобализационных процессов, а также изменения баланса сил на рынке газа, в частности стагнации экономики Еврозоны, замедления темпов роста в Китае, роста сланцевой добычи США, импортозависимые страны всё больше начинают устанавливать собственные условия, тем самым ужесточая борьбу производителей за рыночную нишу. Рассмотрена позиция Российской Федерации на региональных рынках природного газа, а также её возможности по поставкам сжиженного природного газа (СПГ).

Опубликованы избранные доклады участников Международной научно-технической конференции «Комбинированные процессы переработки минерального сырья: теория и практика» 19—20 мая 2015 г., посвящённой 95-летию создания кафедры обогащения полезных ископаемых, представленные в секциях «Управление качеством горной массы при добыче полезных ископаемых», «Процессы рудоподготовки и комплексной переработки минерального сырья».

Дано представление об основных понятиях и терминах в области промышленной экспертизы, относящейся в том числе и к оборудованию, работающему под давлением газов или жидкостей, а также о методике её проведения, требованиях и последовательности действий, связанных с экспертной оценкой. На основе статистической информации показано, что низкий уровень производственного контроля и пренебрежение своевременными проверками состояния технических средств и объектов негативно влияет на показатели аварийности промышленных предприятий.

Представлены результаты исследований по разработке перспективных технологий освоения углеводородного и минерального сырья Дальневосточного Региона. Востока. Представленные научные работы посвящены вопросам повышения конкурентоспособности угольной продукции, эффективности переработки минерального сырья, а также перспективных технологий комплексной переработки не топливного использования углеводородного сырья с целью получения продукции для обеспечения экологической безопасности.

Предложены подходы проектирования и разработки устройств и технологий разработки месторождений. Предложены расчетные формулы определения рациональных извлекаемых объёмов горной массы. Разработана экономико-математическая модель для оценки эффективности применения системы разработки с обрушением и выпуском руды под налегающими породами и камерно-столбовой системы разработки. Предложен новый подход к проблеме определения разубоживания. Изложены принципы разработки экономико-математических моделей оптимизации выпуска продукции горнодобывающих предприятий. Разработана конструкция передвижного железобетонного питателя активного действия.

Рассмотрены проблемы аварийности на объектах нефтехимической, нефтеперерабатывающей промышленности и нефтепродуктообеспечения. Определены классы опасности для объектов нефтегазового производства. Сделаны выводы о динамике и наиболее частых причинах аварий и травматизма, в том числе, смертельного, на опасных производственных объектах нефтехимической, нефтегазоперерабатывающей промышленности и нефтепродуктообеспечения.

Описаны экологические и экономические проблемы, а также возможные направления использования попутного нефтяного газа, которые определяются не только его составом, но и местными условиями и потребностями. Приведены технические требования по уровню влажности и наличию в газе механических примесей. Перечислены методы очистки газа и сделаны выводы об их эффективности.

Анализируется соотношение спроса и предложения предприятий Сибири и Дальнего Востока в продукции черной металлургии. Для развития Дальневосточного региона предлагается использовать кластерный подход, в частности, на примере создания Южно-Якутского горно-металлургического кластера. Выделены организационно-экономические характеристики функционирования Южно-Якутского горно-металлургического кластера — геологические, географические, горнотехнические, организационные, экономические и социальные факторы, определяющие эффективность работы предприятий горно-металлургического кластера.

Приведены результаты экспериментальных исследований кинетических особенностей процесса обжига золотосодержащей скородитовой руды в атмосфере водяного пара. Установлено, что зависимость степени деарсенизации от продолжительности обжига удовлетворительно описывается уравнением Ерофеева-Колмогорова. Доказано, что при обжиге скородита с пиритом в атмосфере перегретого водяного пара физико-химические процессы протекают в диффузионной области.

Сборник состоит из статей, касающихся вопросов безопасности при эксплуатации подъемных сооружений и оборудования, работающего под избыточным давлением. Представлен анализ травматизма и аварийности за период 2010—2014гг. Рассмотрены основные причины — технические и организационные. Так же представлены категории персонала, получившие травмы в рассматриваемый период с 2010 по 2014 гг. Выявлены основные причины нарушений требований промышленной безопасности персоналом — отсутствие производственного контроля и низкая квалификация персонала. Приведены способы минимизации рисков, связанных с человеческим фактором, и техникой.

Рассмотрена взаимосвязь эффективности календарного планирования развития горных работ и достоверности геометризации и прогнозирования горно-геологических условий эксплуатации угольного месторождения. Показаны возможности применения автоматизированных систем прогнозирования горно-геологических условий для технико-экономического сравнения вариантов раскройки шахтных полей. Рассмотрены вопросы применения методов математического моделирования и прогнозирования горно-геологических условий эксплуатации месторождения с целью повышения эффективности деятельности горно-металлургического предприятия. Предложены основные этапы геометризации горногеологических показателей, обеспечивающие устойчивую работу информационной системы управления качеством руд. Проведён анализ текущей ситуации в угольной отрасли Восточного Донбасса. Приведены основные положения нормативных документов по развитию отрасли и выявлены основные проблемы коммерческого освоения перспективных угленосных участков и строительства новых высокоэффективных угольных шахт.

Представлены отдельные результаты научных исследований, выполняемых в рамках диссертационных работ и охватывающие различные экономические проблемы стабильного функционирования и развития минерально-сырьевым комплексом. Выявлены основные экономические проблемы развития горнодобывающей промышленности. Исследованы методы государственного регулирования процессов повышения энергоэффективности в промышленности. Рассмотрены методические подходы к оценке стратегических программ в нефтегазовой отрасли. Оценена возможность использования концессионных соглашений в минерально-сырьевом комплексе. Рассмотрены вопросы усовершенствования моделей диверсификации в горной промышленности.

Изложены порядок, средства, методы и основные принципы способа комплексного освоения структурно-морфологических сложных золоторудных месторождений (применительно к условиям месторождений Дальневосточного региона), проведён анализ состояния русловой добычи песчано-гравийных материалов в Хабаровском и Приморском краях, а также Амурской области, приведены результаты исследований кинетики измельчения железомарганцевых руд месторождения Поперечное Южно-Хинганского железомарганцевого рудного узла, установлен оптимальный расход комплексного реагента для интенсификации процесса измельчения материала и снижения доли шламовой составляющей.

Рассмотрены вопросы решения научной и социально-экономической проблемы рационального планирования, использования и мониторинга территорий горнодобывающих предприятий в России и обоснование глобальной научно-географической и социально-экономической проблемы рационального, комплексного освоения городского подземного пространства. Эти важнейшие для экономики страны вопросы взаимоувязаны и должны рассматриваться комплексно.

Рассмотрены особенности и проблемы, возникающие при обследовании и оценке технического состояния промышленных дымовых труб. Акцентировано внимание на примеры характерных дефектов и повреждений, на которые следует обращать внимание в ходе визуального обследования сооружений. В качестве примеров для анализа проведения технического обследования использованы кирпичные дымовые трубы высотой 45—75 м, расположенные на промплощадках предприятий Сибирского федерального округа.

Рассмотрена концепция разработки сложноструктурных массивов железистых кварцитов на карьерах и шахтах на примере железорудных месторождений КМА с учётом их геолого-геофизических особенностей и требований по улучшению условий рационального природопользования. Предложена методология разработки на примере Лебединского, Стойленского, Коробковского и подготавливаемого к разработке Чернянского месторождений. Реализацией методологии является геолого-геофизическим обоснованием оптимального освоения месторождений с учётом выполнения условий и требований рационального недропользования. Достигаемый технический результат позволяет: снизить потери полезных компонентов, повысить показатели их извлечения, повысить степень дробления, снизить энергозатраты на дробление и измельчение, в целом снизить техногенную нагрузку на окружающую среду для выполнения условий и требований рационального недропользования.

Опасные газодинамические явления создают угрозу безопасности труда, наносят материальный и социальный ущербы, отрицательно воздействуют на окружающую среду. Предложенные подходы к разработке и применению способов и средств прогноза газодинамических явлений и защитных мероприятий по предотвращению их проявления в угольных шахтах позволят в значительной мере повысить безопасность ведения горных работ на шахтах, разрабатывающих опасные по газодинамическим явлениям угольные пласты. В связи с этим актуальным остаётся как развитие методов прогноза выбросоопасности, так и защитных мероприятий, адекватных конкретным горно-геологическим условиям залегания угольных пластов, их напряжённо-деформированному состоянию и условиям ведения горных работ.

Дано описание метода магнитопорошкового контроля, наиболее эффективного в целях обнаружения поверхностных и подповерхностных дефектов ферромагнитных материалов, а также принципов работы переносных устройств PBY-140 или PBY-140, применяемых при неразрушающем контроле как основного материала, так и сварных соединений.

Приведены методики полевого экспериментально-аналитического определения полноты тепловыделения при взрыве зарядов промышленных ВВ местного производства. Экспериментально показано, что при детонации промышленных ВВ местного производства теплота фактического тепловыделения ниже теоретической на 20—40 %. Экспресс-оценка полноты тепловыделения при взрыве ВВ позволит более точно осуществлять проектирование буровзрывных работ, что важно для организаций, выполняющих данные работ, и более объективно оценивать качество изготавливаемых на горном предприятии ВВ, что важно для организаций, осуществляющих экспертный контроль за качеством ВВ.

Показано, что применение термостойких взрывчатых веществ (ВВ) с пониженными детонационными показателями, позволяет получать устройства для одновременного перфорирования обсадных труб и торпедирования скважин. Представлена методика определения детонационных параметров ВВ для использования их в устройстве для одновременного перфорирования обсадных труб и торпедирования скважин.

Рассмотрен критерий взрываемости массивов скальных горных пород при их уступной разработке, определяемый совокупностью характеристик физико-технических свойств пород, оказывающих существенное влияние на интенсивность дробления и удельный расход ВВ: B = (λd_e)^0,5f^0,33, где  λ, d_e, f — объёмный вес, т/м³, осреднённый размер естественного блока породы в массиве, м, и коэффициент крепости по проф. Протодъяконову М.М., соответственно. В инженерной практике при количественной оценке взрываемости массивов горных пород в качестве альтернативного критерия целесообразно использовать величину «эталонного» удельного расхода штатного ВВ (граммонит 79/21), которая при многорядном короткозамедленном взрывании скважинных зарядов диаметром 250 мм на уступах высотой 10-15 м обеспечивает средний размер куска горной массы d_c=250 мм: q_y = 0,25 (λd_e)^0,5f^0,33 = 0,25В . Предлагаемая классификация массивов горных пород включает 4 категории взрываемости.

Рассмотрены принципы планирования развития производственного подразделения. Показан методический подход к планированию развития производственного подразделения УДП, позволяющий выявлять необходимые резервы для достижения целевых показателей деятельности и обеспечивать реализуемость планов развития. Препринт предназначен для руководителей и специалистов предприятий, как методическое пособие по планированию и реализации развития производственного подразделения УДП.