Развитие методических подходов при моделировании свойств многокомпонентных гранулитов, применяемых в условиях низких температур и других осложняющих факторов
А.Е. Франтов1, 3 , С.Д. Викторов1, 3, И.Н. Лапиков1, Н.Л. Вяткин2, 3, Ю.Н. Болотова2, 3
1 Институт проблем комплексного освоения недр им. академика Н.В. Мельникова Российской академии наук, г. Москва, Российская Федерация
2 Национальная организация инженеров-взрывников в поддержку профессионального развития, г. Москва, Российская Федерация
3 Научный совет РАН по проблемам народнохозяйственного использования взрывов, Москва, Российская Федерация
Горная Промышленность №5 / 2024 стр.79-90
Резюме: Рассмотрены вопросы моделирования свойств многокомпонентных гранулитов для применения в условиях низких температур и других осложняющих факторов. Использован методический подход, основанный на выделении совокупности основных и опосредованных признаков, характеризующий моделируемые многокомпонентные простейшие взрывчатые вещества как сложный объект с существенными особенностями, отличительными свойствами, качественными и количественными характеристиками, технологическими показателями. Для изменения свойств многокомпонентных гранулитов составлен алгоритм решения задачи, структурно разделяющий варьируемые показатели и параметры в процессах изготовления и применения. Показаны особенности используемых сырьевых компонентов и ограничения при применении в условиях низких температур. Показано влияние физических, механических, структурных и других характеристик ингредиентов гранулитов на взрывчатые свойства, технические и технологические аспекты производства. Приведена номенклатура материалов рециклинга, образуемых в процессах горных работ, обогащения и переработки минерального сырья, и показана сравнительная эффективность гранулитов с учетом стоимостных показателей используемых материалов. Предложен метод десульфурации при взрывании многокомпонентных гранулитов, направленный на нейтрализацию диоксида серы в продуктах взрыва. Рассмотрены природные и климатические факторы, экономико-географические характеристики размещения месторождений, геокриологические условия и характеристики мерзлых пород, горно-геологические и горнотехнические условия разработки, оказывающие влияние на ведение взрывных работ в мерзлоте.
Ключевые слова: простейшие взрывчатые вещества, аммиачная селитра, нефтепродукты, дизельное топливо, твердое горючее, коксовая мелочь, угольный порошок, детонационная способность
Для цитирования: Франтов А.Е., Викторов С.Д., Лапиков И.Н., Вяткин Н.Л., Болотова Ю.Н. Развитие методических подходов при моделировании свойств многокомпонентных гранулитов, применяемых в условиях низких температур и других осложняющих факторов. Горная промышленность. 2024;(5S):79–90. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2024-5S-79-90
Информация о статье
Поступила в редакцию: 17.08.2024
Поступила после рецензирования: 02.10.2024
Принята к публикации: 12.10.2024
Информация об авторах
Франтов Александр Евгеньевич – доктор технических наук, ведущий научный сотрудник, Институт проблем комплексного освоения недр им. академика Н.В. Мельникова Российской академии наук (ИПКОН РАН), член Научного совета РАН по проблемам народнохозяйственного использования взрывов, г. Москва, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Викторов Сергей Дмитриевич – доктор технических наук, главный научный сотрудник, профессор, Институт проблем комплексного освоения недр им. академика Н.В. Мельникова Российской академии наук (ИПКОН РАН), член Научного совета РАН по проблемам народнохозяйственного использования взрывов, г. Москва, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Лапиков Иван Николаевич – кандидат технических наук, старший научный сотрудник, Институт проблем комплексного освоения недр им. академика Н.В. Мельникова Российской академии наук (ИПКОН РАН), г. Москва, Российская Федерация; https://orcid.org/0000-0001-5106-0335; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Вяткин Николай Леонтьевич – доктор экономических наук, кандидат технических наук, президент, Национальная организация инженеров-взрывников в поддержку профессионального развития, член Научного совета РАН по проблемам народнохозяйственного использования взрывов, г. Москва, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Болотова Юлия Николаевна – кандидат технических наук, исполнительный директор, Национальная организация инженеров-взрывников в поддержку профессионального развития, член Научного совета РАН по проблемам народнохозяйственного использования взрывов, г. Москва, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Список литературы
1. Красельщик В.Д., Яременко Н.Е., Шетлер Г.А. Динамоны. М.: Стройиздат; 1943. 96 с. Режим доступа: https://djvu.online/ file/K0Dc9aW1wvsmt (дата обращения: 10.00.2024).
2. Викторов С.Д., Франтов А.Е., Лапиков И.Н. Моделирование свойств многокомпонентных простейших взрывчатых веществ. Взрывное дело. 2023;(140-97):19–35. https://doi.org/ 10.18698/0372-7009-2023-9-2 Viktorov S.D., Frantov A.E., Lapikov I.N. Modeling of multicomponent cheap explosives properties. Explosion Technology. 2023;(140-97):19–35. (In Russ.) https://doi.org/10.18698/0372-7009-2023-9-2
3. Зубенко Ю.Д. Системный анализ. Донецк: ДонГТУ; 1995. 166 с.
4. Волкова В.Н., Денисов А.А. Теория систем. М.: Высшая школа; 2006. 511 с.
5. Григорьев А.В. Вербальная модель предметной области для интеллектуальных САПР. Научные труды Донецкого государственного технического университета. Серия «Вычислительная техника и автоматизация». 2000;20:171– 180. Режим доступа: https://masters.donntu.ru/2010/fknt/shaydt/library/article3.htm (дата обращения: 10.09.2024). Grigoriev A.V. A verbal model of the subject area for intellectual CAD systems. Nauchnye Trudy Donetskogo Gosudarstvennogo Tekhnicheskogo Universiteta. Seriya «Vychislitelnaya Tekhnika i Avtomatizatsiya». 2000;20:171–180. (In Russ.) Available at: https://masters.donntu.ru/2010/fknt/shaydt/library/article3.htm (accessed: 10.09.2024).
6. Frantov A.E., Lapikov I.N. Evaluation of technological parameters of cheap explosives’ components in terms of using in northern and arctic regions of Russia. AIP Conference Proceedings. 2022;2656(1):020009. https://doi.org/10.1063/5.0106797
7. Frantov A.E., Viktorov S.D., Lapikov I.N. Comparison of oil products as components of granulits for Siberia, extreme North and the Arctic areas. Eurasian Mining. 2023;(2):70–75. https://doi.org/10.17580/em.2023.02.15
8. Викторов С.Д., Захаров В.Н., Франтов А.Е., Поставнин Б.Н., Жариков И.Ф., Мингазов Р.Я. и др. Состав простейшего ВВ и способ его реализующий. Патент RU 2663037 C2. Заявл. 23.12.2016; опубл. 01.08.2018, Бюл. №22.
9. Викторов С.Д., Франтов А.Е., Лапиков И.Н. Развитие потенциала простейших взрывчатых веществ в России. Безопасность труда в промышленности. 2021;(8):7–14. https://doi.org/ 10.24000/0409-2961-2021-8-7-14 Viktorov S.D., Frantov A.E., Lapikov I.N. Development of the potential for the cheap explosives in Russia. Occupational Safety in Industry. 2021;(8):7–14. (In Russ.) https://doi.org/10.24000/0409-2961-2021-8-7-14
10. Shushpanova D.V., Kapralova D.O. Life-cycle assessment of kelp in biofuel production. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2021;1079:072023; https://doi.org/10.1088/1757-899X/1079/7/072023
11. Викторов С.Д., Франтов А.Е., Лапиков И.Н. Результаты сравнительных испытаний гранулитов разного рецептурного состава. Горный журнал. 2022;(7):67–71. https://doi.org/10.17580/gzh.2022.07.11 Viktorov S.D., Frantov A.E., Lapikov I.N. Comparative testing of various composition granulites. Gornyi Zhurnal. 2022;(7):67– 71. (In Russ.) https://doi.org/10.17580/gzh.2022.07.11
12. Егупов А.А. Взрывные работы в условиях многолетней мерзлоты. М.: Недра; 1981. 103 с. Режим доступа: https://www. geokniga.org/books/19438 (дата обращения: 10.09.2024).
13. Дроговейко И.З. Разрушение мерзлых грунтов взрывом. М.: Недра; 1981. 245 с.
14. Савинков В.Д. Разработка эффективных средств и методов взрывной отбойки в условиях отрицательных температур и высокогорья: автореф. дис. … канд. техн. наук. Бишкек; 1999. 23 с.
15. Фраш Г.Б. Взрывные работы в сезонно-мерзлых грунтах. М.: Недра; 1990. 112 с.
16. Балбачан И.П. Взрывные работы в мерзлых грунтах. М.: ЦНИЭИуголь; 1979. 35 с.
17. Емельянов Б.И. (ред.) Техника и технология подготовки многолетнемерзлых пород к выемке. М.: Недра; 1978. 280 с.
18. Белов С.В., Скрипниченко В.А. Пространственная организация национальной экономики при освоении месторождений цветных металлов в западной части российской Арктики. Арктика и Север. 2023;50:5–22. https://doi.org/10.37482/ issn2221-2698.2023.50.5 Belov S.V., Skripnichenko V.A. Spatial organization of the national economy in the development of nonferrous metal deposits in the Western part of the Russian Arctic. Arctic and North. 2023;50:5–22. (In Russ.) https://doi.org/10.37482/issn22212698.2023.50.5
19. Делахова Н.М. Особенности нефтепродуктообеспечения арктических и северных территорий Республики Саха (Якутия). Современная научная мысль. 2017;(6)150–159. Delahova A.M. Features of oil products provision of arctic and northern territories of the Republic of Sakha (Yakutia). Modern Scientific Thought. 2017;(6)150–159. (In Russ.)
20. Соколов Ю.И. Риски северного завоза. Проблемы анализа риска. 2019;16(4):32–47. https://doi.org/10.32686/1812-52202019-16-4-32-47 Sokolov Yu.I. Risks of northern delivery. Issues of Risk Analysis. 2019;16(4):32–47. (In Russ.)
21. Лебедев М.П., Слепцов О.И., Кобылин В.П., Шадрин А.Л. Проблемы завоза органического топлива и роль АСММ в условиях Крайнего Севера. Энергия: экономика, техника, экология. 2012;(2):12–17. Lebedev M.P., Sleptsov O.I., Kobylin V.P., Shadrin A.L. On effects of geocryological conditions on the processes of underground mining of ore deposits of the North. Energiia: Ekonomika, Tekhnika, Ekologiia. 2012;(2):12–17. (In Russ.)
22. Иудин М.М. О влиянии геокриологических условий на процессы подземной разработки рудных месторождений Севера. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2011;(S10):97–100. Iudin M.M. Regarding the effects of geocryological conditions on the underground mining of ore deposits of the North. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2011;(S10):97–100. (In Russ.)
23. Жариков С.Н., Шеменёв В.Г., Кутуев В.А. Об особенностях производства буровзрывных работ в условиях Севера. Проблемы недропользования. 2017;(3):30–36. https://doi.org/10.18454/2313-1586.2017.03.030 Zharikov S.N., Shemenev V.G., Kutuev V.A. On the peculiarities of production drilling and blasting operations in the North. Problems of Subsoil Use. 2017;(3):30–36. (In Russ.) https://doi.org/10.18454/2313-1586.2017.03.030
24. Демидюк Г.П. (ред.). Техника и технология взрывных работ на рудниках. М.: Недра; 1978. 238 с.
25. Болотова Ю.Н. Разработка сейсмобезопасных методов взрывания горных пород в приконтурной зоне железорудных карьеров: дис. … канд. техн. наук. Белгород; 2023. 146 с.
26. Белин В.А., Вяткин М.Н., Болотова Ю.Н., Чабан В.С., Умрихин Э.А. Новые технологии взрывного дела на службе горных предприятий России. Итоги 21-й международной конференции АНО НОИВ. Взрывное дело. 2021;(133-90):5–29. Belin V.A., Vyatkin M.N., Bolotova Yu.N., Chaban V.S., Umrikhin E.A. Results of the 21st International conference of ANO “National organization of explosive engineers”. New technologies of explosive business in the service of mining enterprises of Russia. Explosion Technology. 2021;(133-90):5–29. (In Russ.)
