Исследование параметров гидротранспортирования хвостов обогащения медно-порфировых руд

С.Ю. Авксентьев, В.И. Белоусов
Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, г. Санкт-Петербург, Российская Федерация
Горная Промышленность №4S/ 2026 стр. 04-11

Резюме: В статье представлены результаты лабораторного исследования параметров гидротранспортирования хвостов обогащения медно-порфировой руды. Рассмотрено влияние массовой концентрации твердой фазы и внутреннего диаметра трубопровода на величину потерь напора при движении гидросмеси. Эксперименты проводились на лабораторной гидротранспортной установке с использованием трубопроводов диаметром 50, 40 и 25 мм. Исследования выполнялись для гидросмесей с массовой концентрацией твердой фазы 15, 25, 40, 50 и 60%, а также для воды без добавления твердого материала. В результате проведенных лабораторных исследований установлено, что потери напора при гидротранспортировании хвостов обогащения медно-порфировой руды существенно зависят от массовой концентрации твердой фазы и внутреннего диаметра трубопровода. Увеличение концентрации гидросмеси приводит к росту гидравлических сопротивлений, что особенно заметно при транспортировании смесей с содержанием твердой фазы 40–60%. Гранулометрический анализ показал, что исследуемые хвосты характеризуются высокой долей тонкодисперсных частиц. Преобладание фракции менее 45 мкм способствует формированию внутренней структуры гидросмеси и проявлению неньютоновских свойств. Полученные экспериментальные зависимости позволяют уточнить расчет потерь напора при гидротранспортировании хвостовых гидросмесей, оценить влияние диаметра трубопровода на энергетические характеристики процесса и обосновать выбор рациональных параметров трубопроводной системы. Результаты исследования позволяют повысить надежность при проектировании и снизить энергозатраты эксплуатации гидротранспортных систем горно-обогатительных предприятий.

Ключевые слова: гидротранспорт, сгущенные гидросмеси, хвосты обогащения, медно-порфировые руды, тонкодисперсные частицы, потери напора, массовая концентрация

Для цитирования: Авксентьев С.Ю., Белоусов В.И. Исследование параметров гидротранспортирования хвостов обогащения медно-порфировых руд. Горная промышленность. 2026;(4S):04–11. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2026-4S-04-11

Информация о статье

Поступила в редакцию: 07.06.2026

Поступила после рецензирования: 29.07.2026

Принята к публикации: 17.08.2026

Информация об авторах

Авксентьев Сергей Юрьевич – кандидат технических наук, доцент, Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, г. Санкт-Петербург, Российская Федерация; https://orcid.org/0000-0002-0382-1803; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Белоусов Владимир Игоревич – аспирант, Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, г. Санкт-Петербург, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Список литературы

1. Волгина Л.В., Сергеев С.А., Романова А.А. Особенности проектирования систем гидротранспорта горнообогатительных фабрик. Вестник МГСУ. 2024;19(12):1951–1962. https://doi.org/10.22227/1997-0935.2024.12.1951-1962

2. Васильева М.А., Голик В.И., Зеленцова А.А. Методы интенсификации трубопроводного транспортирования гидросмесей при закладке выработанного пространства. Записки Горного института. 2024:1–13. Режим доступа: https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/16502 (дата обращения: 08.03.2026).

3. Куликова А.А., Ковалева А.М. Применение хвостов обогащения в качестве закладки выработанного пространства рудников. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2021;(2-1):144–154. https://doi.org/10.25018/0236-1493-2021-21-0-144-154

4. Babyr N.V., Kuziev D.A., Sazankova E.S., Dobler M.O. Influence of cyclic impacts of powered roof support on weakening of immediate roof rocks. Eurasian Mining. 2026;(1):14–19. Available at: https://www.rudmet.ru/journal/2523/article/41017/ (accessed: 08.03.2026).

5. Maksarov V.V., Nguyen V.D. Machining of austenite steels using the method of preliminary local cryogenic treatment. International Journal of Engineering, Transactions B: Applications. 2026;39(5):1267–1274. https://doi.org/10.5829/ije.2026.39.05b.18

6. Maksarov V.V., Kufaev V.G. Magnetic Abrasive Finishing of Workpieces for Anti-friction Bronze Slide Bearing Shells. International Journal of Engineering, Transactions A: Basics. 2026;39(1):26–33. https://doi.org/10.5829/IJE.2026.39.01A.03

7. Ботян Е.Ю., Николайчук Л.А., Мартемьянова А.Н., Степук Е.И., Пушкарев А.Е. Совершенствование подхода к организации технических ремонтов карьерных автосамосвалов при помощи систем удаленного мониторинга их узлов. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2025;(12-2):137–152. Режим доступа: https://giab-online.ru/files/Data/2025/12-2/12-2_2025_137-152.pdf (дата обращения: 07.04.2026).

8. Жуков И.А., Верховский М.И. Перспективы применения планетарных механизмов в качестве исполнительных органов роботов-бурильщиков. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2025;(12-3):23–36. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2025_123_0_23

9. Юнгмейстер Д.А., Ефимов Ф.А., Королев Р.И. Обоснование конструкции бункера и механизма подъема для опытного образца добычного морского комплекса. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2026;(4):105–119. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2026_4_0_105

10. Prasad V., Mehrotra S.P., Thareja P. Rheological characteristics of concentrated Indian coal ash slurries and flow through pipelines. Construction and Building Materials. 2022;361:29624. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2022.129624

11. Prasad V. Rheology of Non-Newtonian slurries and its effects on pipeline transportation for economical handling of bulk iron ore. Chemical Engineering Research and Design. 2025;217:304–317. https://doi.org/10.1016/j.cherd.2025.04.012

12. Wang X., Wan W., Liu Y., Gao R., Lu Z., Tang X. Analysis of factors influencing the flow characteristics of paste backfill in pipeline transportation. Sustainability. 2023;15(8):6904. https://doi.org/10.3390/su15086904

13. Vieira M.G., Peres A.E.C. Effect of rheology and dispersion degree on the regrinding of an iron ore concentrate. Journal of Materials Research and Technology. 2013;2(4):332–339. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2013.07.002

14. Королев Р.И., Уразов Д.В., Юнгмейстер Д.А., Сержан С.Л., Федоров Е.В. Комплекс послойной механизированной обратной закладки выработанного пространства для утилизации отходов обогащения. Обогащение руд. 2025;(6):47–52. https://doi.org/10.17580/or.2025.06.09

15. Большунова О.М., Ватлина А.М., Коржев А.А. Влияние концентрации гидросмеси на энергоэффективность работы системы насос-пульпопровод. В кн.: Максаров В.В. (ред.) Инновации и перспективы развития горного машиностроения и электромеханики: IPDME-2021: сб. тезисов 8-й Междунар. науч.-практ. конф., г. Санкт-Петербург, 22–23 апреля 2021 г. СПб.: Санкт-Петербургский горный университет; 2021. С. 147–149

16. Авксентьев С.Ю., Белоусов В.И. Определение рациональных параметров для безостановочной работы гидротранспортных систем в условиях низких температур. Горная промышленность. 2025;(1S):86–91. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2025-1S-86-91

17. Фролов Д.В. Исследование и обоснование подходов к оптимизации процессов сгущения угольных шламов. Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2018;(2):61–69. https://doi.org/10.26730/1999-4125-2018-2-61-69

18. Vahidifar S., Saffarian M.R., Hajidavalloo E. Introducing the theory of successful settling in order to evaluate and optimize the sedimentation tanks. Meccanica. 2018;53(14):3477–3493. https://doi.org/10.1007/s11012-018-0907-2

19. Nazarychev A., Iliev I., Manukian D., Beloev H., Suslov K., Beloev I. Methodology for developing a maintenance action program for power units of captive power plants based on an integrated priority indicator. Energies. 2026;19(6):1584. https://doi.org/10.3390/en19061584

20. Сержан С.Л., Скребнев В.И., Малеванный Д.В. Исследование влияния шероховатости стальных и полимерных труб на потери напора при гидротранспорте хвостовой пульпы. Обогащение руд. 2023;(4):41–49. https://doi.org/10.17580/or.2023.04.08

21. Николаев А.К., Зарипова Н.А. Обоснование аналитических зависимостей для гидравлического расчета транспорта высоковязких нефтей. Записки Горного института. 2021;252:885–895. https://doi.org/10.31897/PMI.2021.6.10

22. Николаев А.К., Зарипова Н.А. Обоснование аналитических зависимостей для гидравлического расчета транспорта высоковязких нефтей. Записки Горного института. 2021;252:885–895. https://doi.org/10.31897/PMI.2021.6.10

23. Kopteva A., Malarev V., Koptev V. Investigation on vapor diffusion resistance factor in porous materials. International Journal of Engineering, Transactions A: Basics. 2025;38(1):170–178 https://doi.org/10.5829/ije.2025.38.01a.16

24. Бауман А.В. Анализ агрегативной и седиментационной устойчивости технологических пульп. Обогащение руд. 2018;(2):55–60. https://doi.org/10.17580/or.2018.02.10

25. Ревель-Муроз П.А., Фридлянд Я.М., Кутуков С.Е., Гольянов А.И. Оценка гидравлической эффективности нефтепроводов по данным мониторинга технологических режимов эксплуатации. Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2019;9(1):8–19. https://doi.org/10.28999/2541-9595-2019-9-1-8-19

26. Смирнов О.Ю. Исследование условий применения систем разработки месторождений с закладкой в различных горно-геологических условиях. Известия высших учебных заведений. Горный журнал. 2019;(5):14–20. https://doi.org/10.21440/0536-1028-2019-5-14-20

27. Голик В.И., Дмитрак Ю.В., Чан Ч., Масленников С.А. Использование хвостов обогащения в приготовлении твердеющих закладочных смесей. Известия Уральского государственного горного университета. 2018;(2):95–101. https://doi.org/10.21440/2307-2091-2018-2-95-101

28. Невзоров Д.Н., Труфанова И.С. Повышение эффективности работы конвейерного поезда: исследование влияния параметров приводной станции на силу сцепления. Горная промышленность. 2025;(1):184–191. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2025-1-184-191

29. Menukhova T.A., Borodina Y.V. Intelligent system for centralized freight traffic planning. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2018;194:072008. https://doi.org/10.1088/1755-1315/194/7/072008

30. Menukhova T.A., Egorov S.V. Unified multimodal transport center – A tool for the development of the environmental geology of transport. Procedia Engineering. 2017;189:138–144. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.05.023

31. Атрощенко В.А., Авксентьев С.Ю., Махараткин П.Н., Труфанова И.С. Экспериментальная гидротранспортная установка для определения стойкости материалов трубопроводов и деталей грунтовых насосов к гидроабразивному износу. Обогащение руд. 2021;(3):39–45. https://doi.org/10.17580/or.2021.03.07

32. Alexandrov V.I., Kopteva A.V., Serzan S.L. Effective parameters of tail processing of gold-bearing ore hydrotransport for Verninskaya processing factory. Key Engineering Materials. 2020;836:25–35. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/kem.836.25

33. Александров В.И., Кибирев В.И., Сержан С.Л. Эффективность применения полиуретановых покрытий внутренней поверхности пульповодов в системах гидротранспорта хвостовых пульп. Обогащение руд. 2020;(4):35–41. https://doi.org/10.17580/or.2020.04.06

34. Liu M., Lu H., Deng Q., Ji S., Qin L., Wan Y. Shear strength, water permeability and microstructure of modified municipal sludge based on industrial solid waste containing calcium used as landfill cover materials. Waste Management. 2022;145:20–28. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2022.04.031

35. Kuskildin R.B., Vatlina A.M. Method of accelerated industrial testing of hydroabrasive wear of polymer coatings of steel pipes. Journal of Physics: Conference Series. 2021;1728:012029. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1728/1/012029