Формирование технологий добычи полезных ископаемых в гидросферах с использованием свойств окружающей технику гидросреды

Кафидов, Николай Геннадьевич

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Формирование технологий добычи полезных ископаемых в гидросферах с использованием свойств окружающей технику гидросреды
ВАК РФ 25.00.18, Технология освоения морских месторождений полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Формирование технологий добычи полезных ископаемых в гидросферах с использованием свойств окружающей технику гидросреды"

На правах рукописи

□ОЗОБ42В1

ФОРМИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ДОБЫЧИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ В ГИДРОСФЕРАХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СВОЙСТВ ОКРУЖАЮЩЕЙ ТЕХНИКУ ГИДРОСРЕДЫ

Специальность 25 00 18 - «Технология освоения морских месторождений

полезных ископаемых» Специальность 25 00 22 - «Геотехнология (подземная, открытая и

строительная)»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

1 9 ИЮЛ 2007

МОСКВА 2007

003064261

Диссертация выполнена в Московском государственном горном университете

Научный консультант

доктор технических наук, профессор БУБИС Юрий Вольфович

Официальные оппопеиты:

доктор геолого-минералогических наук Терентьев Владимир Борисович доктор технических наук, профессор Кашпар Леонтий Николаевич доктор технических наук Деревяшкин Игорь Владимирович

Ведущая организация - НКЦ «Морнедра»

Защита состоится « » 2007г в часов на заседании

диссертационного совета Д 212 128 04 при Московском государственном горном университете (МГТУ) по адресу 119991, Москва, ГСП-1, Ленинский проспект, д 6

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГТУ Автореферат разослан « » ОУ 2007г

Ученый секретарь диссертационного совета / /<

доктор технических наук, профессор "// Бубис Ю В

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Современные горные работы все в больших объемах проводятся в гидросферах, осваивая при этом значительные глубины Перенос горных работ в гидросферы вызван различными причинами В первую очередь к ним надо отнести истощение запасов полезных ископаемых на суше и расположение рабочей зоны карьеров ниже уровня грунтовых вод Экологические ограничения определяют необходимость ведения горных работ без водопонижения или осушения месторождений В настоящее время при работе в гидросфере наиболее эффективным является гидравлический плавучий землесосный снаряд

Международный эксперимент по добыче железомарганцевых конкреций на плато Клариона - Клиппертона в Тихом океане землесосным снарядом отрицательной плавучести «дисторбер», который, перемещаясь на лыжах по дну, осуществлял траншейный папильонаж с выемкой 20 м3/ч пород на глубине 4200—4600 м, позволил установить новые закономерности по глубоководному породозабору, перемещению породы, особенностям отвалооб-разоваиия на дне океана и другим аспектам горного дела Этот эксперимент показал реальность проведения горных работ механизмами, способными осуществлять добычу на любых г лубинах в гидросферах

Низкие стоимости ресурсов в советское время оказывали решающее влияние на формирование технологии открытой разработки обводненных месторождений полезных ископаемых В горном деле преобладали технологии с водопонижением, что увеличивало затраты не только на добычу, но и на водообеспечение региона Проводившаяся политика разведки и освоения залежей до отметки кровли водоносных горизонтов только отодвигала на время принятие решений по подводной разработке обводненной части месторождений. Производство горных работ в гидросферах плавучими машинами, которые были созданы для работ в гидротехническом строительстве, является нерациональным я часто противоречит физическим принципам добычи в горном деле

Создание эффективных для добычи в гидросферах технологий требует их формирования с учетом свойств необычной среды ведения горных работ Гидросферы имеют плотность в 840 раз выше обычной воздушной среды Горные работы проводятся и в гидрорастворах (рапе), плотность которых на 20 — 30% выше плотности воды Добыча рапы, залегающей выше солевых стеклообразных отложений многих озер, требует специальных решений и специальных технологий

При подводной добыче твердых полезных ископаемых требуется процесс обогащения разрабатываемых материалов - сырья Подобные техноло-ши с «придонным обогащением» показывают и друше возможности Для обогащения необходимы вода, порода и соответствующие методы воздействия В гидросфере вода и порода находятся в прямом контакте и научные разработки должны обеспечить их взаимовоздействие для получения концентрата

Под технологией с «придонным обогащением» понимается разработка забоя, расположенного в гидросфере, когда из массива извлекается только концентрат, а хвосты обогащения остаются на дне Разработка научных основ формирования подобных технологий является основной задачей данной диссертации При этом ведение горных работ в гидросфере позволяет сократить изъятие земель, перенесет энергонагрузки на суда, позволит перейти к строительству предприятий на судостроительных заводах и т п

Вышеизложенное позволяет считать научную проблему формирования технологий добычи полезных ископаемых в гидросферах с использованием свойств окружающей технику гидросреды весьма актуальной Целью работы является создание принципов формирований технологий, обеспечивающих использование свойств гидросфер, в которых ведутся горные работы, в том числе и рапе, для повышения эффективности добычи полезных ископаемых в них

Идея работы заключается в том, что высокая плотность гидросферы, гидростатическое давление в забое, смачиваемость пород и другие условия веде-

иия горных работ, отличающиеся от воздушной среды, определяют целесообразность использования механизмов присасывания, заякоривания, прилипания, адгезии, гравитации, классификации и т п для создания принципиально новых технологий выемки Научные положения, выносимые на защиту:

1 Эффективность работы выемочных средств пород в гидросферах должна оцениваться по количеству вещества (субстанции), обеспечивающего выемку единицы породы

2 Для повышения эффективности добычи непрочных пород целесообразно выемочные устройства снабжать приспособлениями, обеспечивающими извлечение за счет присасывания рабочего органа к донному массиву, что обеспечивает снижение материалоемкости при выемке породы

3 Для обеспечения более плотных контактов выемочных устройств (к примеру, ковшей) с забоем увеличение времени контакта выемочного механизма с массивом целесообразно осуществлять заякориванием, т е удержанием механизма от преждевременного отрыва и всплытия

4 При наличии в качестве донных поверхностей пород с высокой гладкостью (сгеклецов) представляется целесообразным применение устройств на принципах адгезии при создании соответствующих наноматериалов

5 При разработке пород, содержание полезных компонентов в которых возможно увеличить методами переработки в водных средах, целесообразно применение процессов придонного обогащения, когда это не приводит к нарушениям существования флоры и фауны, и если в качестве этих процессов могут быть использованы классификация, машинная сепарация и т п Обоснованность н достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются сопоставлением теоретических результатов с результатами лабораторных и промышленных испытаний, а также анализом данных литературных источников и результатов испытаний

Научная новизна работы заключается в следующем

о обоснованы необходимость и перспективность создания новых техно-

лотий освоения месторождений полезных ископаемых в гидросферах, использующих особенности свойств гидросред (вод, рапы и т и ), о предложены методы совмещения процессов выемки и переработки пород в придонных забоях, позволяющих снизить объемы поднимаемых и транспортируемых на судовые или береговые перерабатывающие установки и уменьшить негативное воздействие при возврате укладываемых пород на дно,

о предложены технические решения повышения производительности выемочных механизмов, основанных на создании устройств, использующих эффект гидравлических градиентов, присасывания, заякорива-ния, прилипания, адгезии, и методики их расчета, о обосновано направление изоляции зон выемки на принципах гидростатического вдавливания и присасывания Научное значение работы состоит в развитии теории подводной геотехнологии и научных основ формирования технологии добычи твердых полезных ископаемых в гидросферах с использованием свойсш окружающей технику гидросреды (вод, рапы и т п )

Практическое значение работы состоит в разработке технологий, улучшающих показатели выемки в гидросферах па принципах придонного обогащения при отработке подводных месторождений и ведении добычных работ в обводненных карьерах на суше, а также критериев оценки их эффективности, технологических решений, обеспечивающих использование эффектов гидравлического градиента, присасывания, прилипания, заякорива-ния для повышения производительности добычного оборудования при работе в гидросферах, разработаны технические предложения по добыче солей с использованием снарядов отрицательной плавучести и обосновано направление по созданию корпусов таких снарядов из материалов, которые могут временно контактировать с забоем на принципах адгезии Реализация результатов работы. Разработана технология применения снарядов отрицательной плавучести для условий озерных месторождений, при-

пятая к внедрению в ООО «Бассоль»

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы и результаты проведенных исследований докладывались автором и получили одобрения на семинарах «Неделя горняка» (Москва, 2004 - 2006), на заседании Научного совета РАН по проблемам горных наук и совета научно-учебного центра фундаментальных и прикладных исследований в области горного дела (НУЦ) ИПКОН РАН и МГТУ (Москва, февраль 2006) Публикации по теме диссертации. По геме диссертации опубликовано 20 работ, в том числе 12 статей, опубликованных в научных изданиях, рекомендованных ВАК России

Структура и объем работы. Диссертация состоит из пяти глав, заключения, включает в себя 74 рисунка, 50 таблиц и список использованных источников из 172 наименований

Автор выражает искреннюю благодарность коллективу кафедры «Тех-нотогии, механизации и организации открытых горных работ» МГТУ, особую благодарность заведующему кафедрой доктору технических наук, профессору Коваленко В С и своему научному консультанту доктору технических наук, профессору Бубису Ю В за постоянную поддержку и помощь на всех этапах подготовки данной работы

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой I лаве дается анализ современного состояния горных работ в гидросферах

Открытые горные работы во все возрастающих объемах проводятся в гидросферах Перенос открытых горных работ в шдросферы вызван различными причинами В первую очередь к ним надо отнести необходимость сохранения окружающей среды Экологические факторы требуют отказаться от осушения месторождений

По данным института ВИОГЕМ, в железорудных регионах КМА интенсивная эксплуатация дренажных систем в карьерах привела к формирова-

нию крупных региональных депрессионных воронок и к изменению гидродинамического режима подземных вод в пределах Курской, Белгородской и Орловской областей В результате значительного, до 100 - 150 м, снижения уровней подземных вод многие районы в этих областях из благополучных в части обеспечения их высококачественными подземными водами превратились в недостаточно обеспеченные

В Кузбассе дренаж шахтных и карьерных вод привел к формированию депрессионных воронок с площадью поверхности более 200 км2 и глубиной до 200 м В пределах этой территории резко упали дебиты действующих водозаборов Повышенное загрязнение и снижение дебита подземных водоносных горизонтов отмечены в сани гарно-защитных зонах всех крупных предприятий

При прекращении мероприятий по осушению месторождений в соответствии с экологическими требованиями происходит затопление карьера В результате ведение горных работ будет сильно осложнено, особенно для карьеров с глубиной 100 и более метров

Перенос работ в гидросферы потребует использования нетрадиционных технологий и технических средств для производства горных работ в гидросферах

В первую очередь это связано с высокой плотностью гидросфер, которая не менее чем в 840 раз выше плотности обычной воздушной среды При такой плотности масса выемочного агрегата плохо обеспечивает сцепление с массивом в забое При значительных глубинах оказались весьма низкими по эффективности различные свайно-напорные и другие подобные устройства на земснарядах Низкая консистенция гидросмесей, формируемых землесосными снарядами, основная причина, ограничивающая их использование При наличии в массиве крупных разностей полезного ископаемого их выемка земснарядами практически прекращается Непонимание особенностей работы в гидросферах привело к использованию в обводненных карьерах машин, предназначенных для гидротехнического строительства

К неудачным решениям следует отнести попытки использовать для выемки обводненных пород драглайнов с традиционными ковшами В гидросферах эги ковши не могут создать давление на забои, а набранная порода вымывается Производительность экскаваторов в таких условиях падает на порядок

Между тем использование свойств гидросферы должно способствовать высокоэффективной работе горнодобывающего оборудования Например, эффективность выемочных процессов в гидросферах может быть повышена за счет использования гидростатического давления

Для обеспечения соответствующего контакта грейферного ковша с забоем приходится грейферному механизму придавать дополнительную «тяжесть» в момент выемки Так, в зависимости от типа экскавируемои породы вес грейфера на 1 м3 его объема составляет 1,5 -2,5 т для легких пород, 4 - 5 т — для тяжелых Дополнительную «тяжесть» целесообразно в процессе подъема исключать из процесса Использование свойств самих гидросфер позволяет сформировать механизмы с более низкими металло- и энергоемкими характеристиками Заякоривание плиты грейферного ковша обеспечивает увеличение коэффициента наполнения в 1,2 - 1,5 раза против обычных традиционных ковшей

Особенностью работы в гидросферах является возможность использования гидрофильности и гидрофобности пород дна В зависимости от этих особенностей контакта имеется возможность использования таких явлений, как присасывание, а при наличии стекловидной поверхности - явление амнезии

При переносе добычи в гидросферы имеется возможность создания машин и подвижных производственных объектов, вес которых в воздушной среде исключает их высокую подвижность, способствует уменьшению или сокращению влияния отдельных операций при разработке пород В гидросферах возможно при выемке произвести первичное обогащение и транспортировать из забоя обогащенный материал или концентрат Это возможно по-

тому, что большинство известных процессов обогащения требует наличия водных сред и материалов, которым природой или технологией придана необходимая структура для выделения первичных концентратов Такие конструктивные решения требуют всестороннего анализа возможности их работы в гидросферах В таблице 1 приводятся свойства I идросфер, которые создают предпосылки для создания эффективных технологий производства горных работ, анализ которых показывает, что сама зона работ - гидросфера - создает предпосылки для использования природных факторов в виде свойств гидросфер Таким образом, перенос работ в гидросферу требует изменения технологий работы, которые должны учитывать вышеизложенные свойства гидросфер Весьма своеобразными гидросферами являются высококонцентрированные рассолы озер - рапы

Таблица 1 - Направление поисков по использованию свойства гидросфер

для формирования технологий добычи в них

Наименование свойств гидросфер Направление поисков

Плотность гидросферы Создание механизмов разной плавучее ш и знакопеременной плавучести, те с усилием, направленным вверх или вниз, разделение частиц по плотности

Гидростатическое давление Заякоривание в момент выемки, при-давливание в зонах перепада плотностей

Гидрофильность и гидрофобность поверхностей в гидросферах Прилипание, присасывание, адгезия

Несущая способность гидросфер Создание опор для перемещения грузов (механизмов разной плотности)

Разделение пород по плотности в гидросферах Выемка на принципах придонного обогащения

Волнение гидросферы Воздействие на устойчивость откосов и бортов подводного карьера

Автор в своих исследованиях основывался на основополагающих положениях по подводной геотехнологии, заложенных в трудах академиков Ржевского В В , Трубецкого К Н , докторов наук Нурока Г А , Ьубиса Ю В ,

Брагина В Г , Дробаденко В П , Добрецова В Б , Деревяшкина И Н, Кашпа-ра Л Н , Контарь Е А , Лешкова В Н, Молочникова Л Н, Сотникова Л Л , Теренгьева В Б , ЯлтанцаИМ, кандидатов наук Истошина С Ю , Кронгау-за М Л, Курлаева Н Д , Ширяева Б К и ряда других авторов

Проведенный анализ состояния вопроса показал, что для достижения поставленной цели необходимо было в первую очередь решить следующие задачи

1 Обосновать процессы увеличения контакта выемочных устройств с забоем мягких и рыхлых пород на принципах использования свойств гидросферы

2 Разработать технологические процессы увеличения контактов выемочных механизмов при прилипании материала поверхности снарядов к стеклецовым отложениям в раповых водоемах

3 Сформировать технологию добычи в гидросфере на принципах придонного обогащения, под которым понимается получение концентратов в забое

4 Исследовать особенности протекания процессов передела на борту судна для сопоставления их эффективности с установкой придопно! о обогащения и разработать критерии оценки

Во второй главе выполнен анализ современного состояния технологии разработки подводных карьеров Проведенный анализ позволил классифицировать условия применения традиционных технических средств подводной добычи и определить горнотехнические условия их эффективного применения (таблица 2) При этом установлено, что состояние гидросфер и физико-механические свойства разрабатываемых горных пород в значительной степени определяют производительность добычных снарядов

В третьей главе рассмотрены основы формирования технологии добычи в гидросферах с придонным обогащением полезного ископаемого

Ведение добычных работ в гидросферах дает возможность, используя свойства гидросфер, создавать геотехнологичсские породозаборники, позволяющие непосредственно в забоях извлекать из пород концентрат полезной компоненты

| Допускаемое волнение на разрабатываемых карьерах в баллах Производительность по грунту, м /час Область применения по глубинам, м [ шахвоз-рациональн можн Способы рабочих перемещений Технические средства

00 10-100 о о V Тросовый Подводные скеперные установки

м 50-300 ы о 0-20 Свайный и свай-но- якорньш Штанговые снаряды

и> 1001500 VI о 0-40 Якорный Многочернако-вые снаряды

ю 1002500 VI 0-25 Якорный и свай-но-якорный Рефулерные землесосные снаряды

VI СТч 600-3000 (О VI 1 0-25 ... Свайный 1 Подъемные ПЛЯ1 формы с I реиферным и зсшссоспым оборудованием

VI СГ\ 50090000 и- V» VI пай1 а ? 2 л ' н Самоотвозные землесосные снаряды

10002500 ю VI 10-20 Спец устройство Добычные специализированные колонны патент США

и» 1 ^ О VI §9 -о о Т-70 I Якорный Грейферные снаряды

К) § 9 (О о о V) V О 1 Якорный и движителем Эрлифные снаряды

VI С\ 1001000 ° я о 9 Якорный Плавучие платформы

-о оо 1— VI о о о , ю о о 1 Спец устр Подводные самоходные у ста-новки

С\ 1 300700 ы о о .... . 50-200 Движителем и спец устр Управляемые с С}дна подводные агре! аты

Оч 1 Я ° О | -1 1700 и> _ 2 о О 1 Движителем и якорный Драги типа драглайна

С-Л 1 СТч 170800 5000 чо (О о 9 Движителем и спец устр Глубоководные гидравлические драги

Установлено, что процессы передела на установках обогатительных и дро-бильно-сортировочных фабрик в большинстве технологий являются мокрыми, т е протекают при наличии гидросред Такими процессами являются мокрое грохочение, I идроклассификация, мокрая магнитная сепарация, флотация и т д Использование подобных процессов в забое позволяет снизить объемы горной массы, поднимаемой на поверхность и подаваемой на борт судна Снижение объема полезного ископаемого, поступающего на борт, позволяет уменьшить характерисгики добычного судна, так как сокращается количество единиц оборудования, которое необходимо установить на его палубах

Исследования показали, что перенос извлечения концентратов в забое с применением средств прндонною обогащения в силу формирования более сложных новых технологических потоков, представляющих, к примеру, затопленные струи, происходит со снижением извлечения полезной компоненты и с увеличением потерь по сравнению со стандартным проведением этих процессов на берегу Известно, что перевозка горной массы на берег является дорогостоящей операцией, а проведение операций передела па борту судна с использованием стандаршых аппаратов передела в том числе из-за колебательною движения оси аппаратов при качке судна происходит вне оптимального режима

Особенностью создания геотехнологических породозаборников является необходимость формирования технологических потоков со сравнительной устойчивой консистенцией, для чего необходимо использовать гидростатическое давление, обеспечивающее присасывание, либо прилипание, либо многократное насыщение потоков гидросмеси на забое

На рисунке 1 показаны некоторые варианты конструкций геотехнологических породозаборников, в которых осуществляются различные технологические процессы Приведенные конструкции выбраны па основе анализа патентного фонда, при этом они были разделены на группы по процессам назначения, в качестве примера приведены наиболее известные На этих схемах

Рисунок 1 - Средства «придонного обогащения»

не показаны устройства, которые имеются для поддержания экологической устойчивости, так называемые «фартуки»

Наиболее простым представляется классификационный 1еотехнологи-ческий породозаборник Выемка производится вращающимися решетками, извлекающими гранулы из горной массы, которые по своим размерам больше зерен окружающей горной массы Такое устройство может быть использовано для выемки конкреций на полигонах Клиппертона - Клариона или при необходимости удаления валунов из песчано-гравийных смесей или ме-таллосодержащих россыпей При этом возможны как укладка их на дно, так и прямой подъем Для того чтобы выделить извлекаемые гранулы, расстояние между спицами должно быть почти в 1,8 - 2,0 раза меньше, чем извлекаемое минимальное зерно, поэтому устройство должно обладать способностью, исключать застревание гранул между спицами и их поломок

В установке гравитационного типа реализован принцип обогащения по плотности в тонком пограничном счое, т е аналог концентрационного стола

Известно много конструкций, используемых в качестве магнитных геотехнологических устройств Кроме российских, указанных на рисунке 1, известны и зарубежные, в т ч японские

Экологические ограничения, связанные с поиском соответствующих фло!ационных реагентов, делают основанные на этом принципе предложения пока маловероятными Таким образом, применение средств «придонного обогащения» целесообразно, если извлечение при этом не отличается от извлечения на судне

Эффективность вышеприведенных решений можно оценить, сопоставив их с показателями передела на борту судна

Изменение эффективности передела на борту судна происходит из-за качки судна при морских волнениях, приводящих к появлению в потоках дополнительных сил

Уравнение движения жидкости может быть представлено для условий I равитационного обогащения так

йо

+ (у)д0 + 2Пй

■■-Р + руА5-р

л'

-а

(пхг)-

_ сЮ.

-Г X-

(1)

.л

где и — скорость относительного движения жидкости,

рость центра тяжести судна, О = со — угловая скорость судна, г — радиус-вектор рассматриваемой точки относительно центра тяжести судна, Р — давление; р — плотность жидкости, V — вязкость жидкости, | — вектор ускорения сильт тяжести (переменный по направлению в новой подвижной системе координат)

Сопоставление этого уравнения с уравнением течения жидкости для аппарата, смонтированного на стационарном основании, показывает наличие в левой части члена, имеющего смысл кориолисова ускорения 2Ох¿5, а в правой - ускорения переносного движения <1й„ = \ ¿О _

аи0 аО. _

----12!г хП1--хг

сК К Л

(2)

Появление этих ускорений, вызываемых наличием качки, и определяет возможные дополнительные явления в протекании процесса передела на судне

Как известно, многочериаковые снаряды прекращают работу при волнении моря в 2 - 3 балла и ветре силой 3-4 балла, самоотвозные землесосные снаряды с атакующим всасом - при ветре 3-4 балла и волнении моря 3 балла, самоотвозные землесосы с волочащимся всасом - при ветре 5-7 баллов и волнении 4-5 баллов, грейферные снаряды могут работать при ветре 6-7 баллов и волнении 5 баллов Для этих условий

_ ^ ~ л* (3)

Л ~ Т2 ' У '

(4)

где ¿х — смещение центра тяжести судна, Т — период, £ — расстояние от обогатительного аппарата до центра тяжести судна, ¿<р — угол поворота (крена) судна

В данных условиях величина указанных сил будет намного ниже ускорения силы тяжести К примеру, для судов среднего тоннажа Т~10с, л<р~1, ( ~ 10 см, ¿х~10м, те величину переносного ускорения, которое не превышает в исследуемом случае 1 м/с2, можно не учитывать Тогда в уравнении движения жидкости (1) сохраняется только ускорение кориолиса, а также стационарное по величине, но переменное по направлению, ускорение вектора силы тяжести Последнее вызвано движением координат относительно неподвижного горизонта

При решении плоской задачи принимаем, что колебательное движение судна является гармоническим колебанием При стабилизации течения в принятой системе координат

ду

дх

= 0

(6)

ди , ди „ до „

с учетом уравнения неразрывности —— + — = 0, откуда следует, что —— = 0,

д% ду ду

с учетом (5) и граничного условия движения по твердой поверхности о = 0 кориолисово ускорение выражается в следующем виде

2 Qxü = 2 a t у у-и 1Х = -2 А а о) и (sin со t)í

(7)

При этом вектор ускорения силы тяжести § в рассматриваемой системе ко-

(8)

ординат можно представить как g = g(?xsina - £усоъа) или g = g[(sma0 +Aacos<ot)lx-(cosa0-Aasma0 cosa) t)íy\

С учетом вышеизложенного, уравнения для движения жидкости по наклонной плоскости в проекциях на оси х и у представляются в следующем виде

du д^и р—-ри--1- ри

dt ду2

sincr +Аа cos cot о

дР

-2pAacouxsmcüt=----pg

ду

cosa -Да sin a costón

o O J

Граничные условия этих уравнений определяются из условия прилипания жидкости к основанию, т е при у = О и (о, 0 и на свободной границе потока у = Л на жидкость не воздействуют касательные напряжения и давление в ней равно атмосферному Ра , те при у = Л, — = 0, Р = Р1Г

В результате определили значение возникающей дополнительной подъемной силы - нормальной к плоскости транспортирования, которую можно оценить добавочным градиентом давления

Очевидно, что при малых значениях кк =И -> О (вязкий режим течения)

у V

добавочный градиент находится в одной фазе с колебанием судна, а при инерционном режиме - в противофазе Таким образом, при малых значениях крепа процесс изменения дополнительного градиента описывается в той же фазе, что и колебания, но с возрастанием начинает сдвигаться во времени, достигая больших значений, приводящих к нарушению движения частиц Таким образом, квазистационарность процесса обеспечивается в пределах малых значений волнений

В диссертации доказано, что в целом этот процесс можно рассматривать как квазистационарный, т е соответствующий стационарному при углах наклона лотка аср , отличающийся во времени постоянным сдвигом колебания угла Так как мы анализируем процесс в течение промежутка времени, значительно большего периода качки, то этот сдвиг по фазе колебаний не скажется на результатах анализа

Это было подтверждено в результате длительных исследований по изучению воздействия качки корабля на различные аппараты, в различных морях, обработанных автором (рисунок 2)

Аналогично можно исследовать процессы разделения на таких аппаратах, как подвижные столы, виброконцентраторы, конусные сепараторы и по-

2 cah2

*¡Á apg sm at¡ eos со t +--eos

- pecosa,

(10)

а Магнитные б Гравитационные в Изменение извлечения

сепараторы сепараторы на стационарном аппарате

ре ре Ре гравитационного типа

% ' % ' % '

Крен, градус Креп, градус Угол наклона,градус

Рисунок 2 - Изменение параметров обогащения в зависимости от угла крена

казать квазистационарность процессов разделения на этих аппаратах

Особенностью магнитных аппаратов известных конструкций является то, что при изменении угла наклона изменяется скорость протекания потока пульпы, а следовательно, и степень захвата по квазистационарности таких процессов аналогична гравитационным процессам

Полученный вывод о квазистационарпости процесса передела может быть подтвержден и для других процессов концентрации и позволяет рассматривать процесс передела в момент / как процесс с углом наклона <?опт + <р1 > а эффективность процесса передела г\тв - коэффициент извлечения за промежуток времени как

(о+{

Пизв= \ {<рстт + <р№ > (п)

1о

где /(<рат + <р,) — функциональная зависимость извлечения от угла наклона аппарата, в данном случае желоба, <ропп — оптимальный угол наклона желоба, под которым на борту судна устанавливается аппарат, !„ , 10 I — отсчеты времени, соответствующие началу и концу волнения с длиной волны X,

Увеличение продолжительности выемочных операций рабочего органа земснаряда, находящегося в забое, достигается за счет использования гибкои связи, соединяющей его с добычным судном Поэтому необходимо при установлении сезона работы таких земснарядов ограничивать его продолжительность периодом, когда волнение моря не превышает 5 баллов Обозначив производительность судна по выемке О, , содержание полезного компонента в исходных песках у , выход концентрата р и извлечение /;, , при каждой

характеристике волнения можно записать объем металла в концентрате у

г/, и содержание металла в тонне концентрата —77,

Существующая система цен построена так, что снижение полезного компонента в концентрате на каждый процент приводит к определенному уменьшению стоимости реализуемого продукта, и наоборот Следовательно,

стоимость концентрата можно записать для каждого режима гидрометеоусловий как

Я, = а г, Л х Ц — -Е-^Р —:

(12)

где Ц — цена концентрата с оптимальным содержанием металла, Ц,! — снижение сюимости 1 т металла в концентрате при уменьшении его содержания, г)п — извлечение, соответствующее показателю при положении обогатительной установки на борту судна в штиль С учетом (12) целевая функций принимает вид

те доход, получаемый при эксплуатации, должен быть максимально возможным, или

где — стоимость годовой продукции, ^С, — себестоимость экс-

1.0 1.0

плуатаиии судна, ЕК — нормативная прибыль от годовой эксплуатации подводного карьера

При работе подводного карьера на месторождении общераспространенных полезных ископаемых этот критерий принимает вид

где З'рлш, — стоимость концентрата, получаемого при максимальном крене (дифференте), С — средняя себестоимость 1 т концентрата, К — удельные капиталовложения

Величины затрат по эксплуатации судна зависят от его основных раз-мерений Решение целевых функций в отношении водоизмещения, ширины судна позволяет выбрать их оптимальные значения

При добыче недефицитного полезного ископаемого размеры судна

-]£С, ->шах,

(13)

/-0 1-е

(14)

(15)

должны удовлетворять требованию стоимость концентрата, получаемого при работе судна на максимальном крене (дифференте) на участках с повышенным содержанием полезного компонента, должна быть не ниже средних затрат на производство концентрата

Этот критерий основан на том факторе, что добыча каждой тонны полезного компонента должна проводиться с заданной рентабельностью или быть выше ее

Тогда математически этот критерий можно преде 1авить так

Ц Упшх ТЬт = Ц уп тк , (16)

где Ц — цена единицы полезной компоненты, ушах — величина содержания полезной компоненты на оконтуренном участке и всем месторождении, у„ — величина промминимума, т е содержание полезной компоненты, обеспечивающей заданную рентабельность, г|тач — извлечение при максимальном крене (дифференте) коробля, т|с — извлечение, при котором определена величина промминимума для россыпей этого типа

Подведя итог вышеизложенному, отмечаем, что размеры судна должны выбираться из полученных оптимальных характеристик (экономических) для процесса добычи и передела на борту добычного судна

В диссертации были обработаны результаты комплекса исследований по установлению влияния морских волнений на эксплуатацию перерабатывающих установок, смонтированных на борту судов Среди них опытно-разведочная добыча в районе мыса Бсрнаты 1966 г, исследования струйного концентратора СКГ-2м на землесосном снаряде «Выборгский» 1967 - 1968 гг В обработку были включены исследования 1970-1971 гг в Приморье на экспедиционном судне «Тура», где были смонтированы виброгрохот, струйный концентратор и концентрационный стол на судне «Кодор» при опытно-разведочной добыче на шельфе Черного моря, где был установлен магнитный сепаратор «167-СЭ», и многие другие эксперименты, данные по которым были в отчетах ПНИЛ по подводной добыче со дна морей и океанов Результаты обогащения песков приведены в таблице 3 и подтвердили возможность

передела в морских условиях

1 аблица 3 - Результаты 0601 ащения на струйном концентраторе в условиях морских волнении

Продукт Производи- Выход Сумма полезных минералов, %

обогащения тельность, л/ч г/ч % содержание извлечение

Концентрат 5,0 1,06 17,6 11,0 88,0

Хвосты — 4,90 82,4 0,44 12,0

Исходные пески — 5,96 100,0 2,2 100,0

Концентрат 3,8 1,51 26,8 6,1 80,2

Хвосты — 4,13 73,2 0,5 19,8

Исходные пески — 5,64 100,0 2,0 100,0

Концентрат 2,5 0,44 17,5 11,0 87,5

Хвосты — 2,07 82,5 0,33 12,5

Исходные пески — 2 51 100,0 2,2 100,0

Концентрат 20 0,42 19,1 7,9 88,7

Хвосты — 1,80 80,9 0,14 11,3

Исходные пески — 2,22 100,0 1,7 100,0

Следовательно, экспериментальные исследования на судах в морских условиях подтвердили справедливость вывода в том, чго процесс передела в тонком слое в условиях морского волнения можно рассматривать как квазистационарный, соответствующий стационарному при угле наклона лотка <рк, отличающегося от установтенного при горизонтальном положении аппарата на среднюю величину крена (дифферента) корабля

Проведение передела в донных условиях может вызвать негативные последствия С целью установить особенности состояния и возможных изменений геоэкологической обстановки в Мировом океане в зоне глубоководной добычи полиметаллических конкреций были проанализированы данные эксперимента под названием BIF (Benthic Impact Experiment - название соответствует переводу «Удар по фауне и флоре»), который проводился Россией, США и другими странами в течение десяти лс1 (с 1990 по 2000 г) под руководством доктора геолого-минеральных наук Пилипчука М Ф и доктора технических наук Глумова И Ф

Анализируя данные натурных наблюдений международного эксперимента В1Е на глубинах более 4 км, можно отметить

— фоновая мутность практически равна нулю, что соответствует теории не-размывающих скоростей, согласно которой при скорости разрыва меньше 24 см/с даже самый мелкий песок не трогается с места, а при скорости 2 см/с не наблюдается движения фракции менее 0,001 мм,

— осаждение частиц крупнее 0,1 мм происходит на расстоянии 50 м, а частицы 0,01 мм выносятся на расстояние 5 км и более при скорости выпуска гидросмеси 2-5 см/с,

— при выбросе гидросмеси со скоростью 2 м/с перенос частиц крупностью 0,2-0,3 мм происходит на расстояние 400 м

В результате анализа было выявлено

— производительность глубоководного земснаряда по породе зависит не только от таких известных параметров, как скорость размыва и скорость всасывания, но и от скорости перемещения аппарата по полигону,

—- эффективность пульпообразования значительно повышается независимо от глубины забоя, если порода доводится до необходимой рациональной консистенции, полигонные испытания на В1Е показали, что расход воды на напорное водонасыщение должен быть равным производительности земснаряда гидросмеси, отмечаем, что при этом общий расход жидкости на рыхление и породозабор практически равен расходу свободного всасывания,

— высота разрабатываемого слоя увеличивается с увеличением скорости перемещения, достигая максимального значения при скорости порядка 1 узла, т е около 2 км/ч,

— наблюдения показали, что при 1акой системе глубоководного породоза-бора мутность вод на полигоне В1Е не изменялась, гидравлический породозабор при напорном водонасышении всасываемой породы не создает дополнительного негативного экологического воздействия на полигоне

Кроме того, анализ показал, что движение частиц этих потоков уже с глубин океана более 150 м носит более сложный характер, чем принято счи-

тать, и представляет собой взаимодействие, по крайней мере, трех скоростей скорости выпуска, гидравлической крупности и скорости взвешивания частицы в трубопроводе

Полученные зависимости, учшывающие такой механизм движения затопленных пульповых потоков, позволили сформировать методику определения положения места загрузки отмытых конкреций в вертикальный трубопровод

Эксперимент ВГЕ показал, что земснаряды отрицательной плавучести могут эффективно работать на любых глубинах

Испытания показали, чтобы отмыть конкреции от налипании и примазок, расстояние, необходимое для их перемещения в трубопроводе, должно составлять не менее 100 м со скоростью движения более 2-3 м/с, а вмещающие породы целесообразно складировать в местах, где присутствие морской фауны и флоры незначительно

Такая схема показывает пути повышения качества поднимаемой гидросмеси Одновременно на полигонах и в лабораториях изучалась работа средств выемки с придонным обогащением Представленные (см рисунок 1) классифицирующие рабочие органы придонного обогащения производят выемку конкреций с одновременным их отделением от осадков рабочим органом При этом значительная часть донных осадков должна проходить между струнами и остаться в выработанном пространстве на месте своего залегания практически в неразрушенном состоянии в виде Iоризонтачьных слоев толщиной, равной расстоянию между струнами

Классифицирующие ковши осуществляют также погрузку извлеченной горной массы из забоя в бункер земснаряда На пути своею перемещения ковши подвергаются дополнительному воздействию вибрации При этом из горной массы в ковше удаляются осадки в виде комков, размеры которых менее или равны расстоянию между элементами решеток ковшей, и падают на дно в выработанное пространство Разработанная технология отделения конкреций от донных осадков при выемке и конструкции рабочих органов

для ее осуществтения позволяют сократить удельные энергозатраты на выемку и отделение конкреций от осадков за счет минимизации разрушения осадков, снижения удельных усилий сопротивления перемещению рабочих органов, упрощения укладки отдельных осадков в выработанное пространство на дно

Анализ этих примеров показывает, что при придонном обогащении объем подъема горной массы сокращается на порядок, а следовательно, целесообразность их применения определяется возможностью сокращения объема «тары», что нами и анализируется в главе 4.

В результате можно сделать выводы, что использование свойств гидросферы, в которой осуществляются горные работы, позволяет создать технические средства выемки на принципах придонного обогащения, таким образом сократив объемы переработки на борту судна Эффективность использования новых технологических решений определяется совместным анализом характеристик процессов на борту судна и в придонной зоне

В четвёртой главе изложены способы повышения производительности породозабора на принципах использования гидростатического давления, создаваемого за счет формирования градиента присасывания Этот градиент по своей величине не должен превышать предельную прочность металла, под которым он формируется при работе на дне океана С другой стороны, такой градиент должен обеспечить прилипание и врезание в дно Конструкции желобов представлены на рисунках 3 и 4 Эксперименты, включенные в наш анализ, были выполнены в ПНИЛ МГГУ

Автором произведены анализ и обработка полученных результатов Для несвязных и малосвязных пород используется желобовидный размывающий породозаборник, представляющий собой опрокинутый вверх дном на поверхности разрабатываемой породы прямой или свернутый в спирачь желоб с увеличивающимися по длине в направ тении всасывающего патрубка поперечным сечением (рисунок 3) Желоб на стенде был соединен со всасывающим патрубком и опирался своими кромками на поверхность забоя Счи-

О 25 0 41 10« 1 50 др «г/1М

О 0 50 1 00 I 50 лР кг/см2

Рисунок 3 - Зависимости консистенции пульп при применении породозаборных устройств разной конструкции

Рисунок 4 - Зависимости консистенции п>льп при применении всасывающих наконечников желобовидного и круглого сечения

талось, что увеличение поперечного сечения желоба по длине приводит к уменьшению глубины потока в зависимости от свойств породы и величины перепада давления в желобе Доминирующим способом разрушения породы при этом может быть либо процесс эрозийного размыва, либо разжижение породы, выпор ее по желобу во всасывающую трубу. В последнем случае неразрушенная, малосвязанная, водонасыщенная порода попадает в желобо-видный наконечник за счет его вдавливания под действием присасывания к целику Порода загружается внутрь желоба за счет градиента гидростатического давления, разжижающим или выпирающим породу в направлении увеличения проходного сечения желоба, поэтому она испытывает только одноосное сжатие и не имеет препятствий при продвижении по желобу

При этом если желоб вдавился в породу до своей крышки, то он оказывается перекрытым Вода при этом поступает в желоб и всасывающую трубу только за счет фильтрации Расход фильтрующей воды во всасывающую трубу ограничен поперечным сечением желоба. Если желоб вдавился в породу меньше чем до крышки, то порода может размываться водой, всасываемой через желоб При этом каждая единица всасываемой воды контактирует с размываемой поверхностью на всей длине желоба, значительно превышающей длину смываемого участка при всасывании круглым наконечником, и поэтому больше насыщается породой Скорость воды под желобом определяется гидравлическим градиентом и зависит от изменения его поперечного сечения и концентрации гидросмеси в желобе

Забор породы не за счет всасывания, а за счет размыва или выпора породы под желобом обеспечивает надежный захват и транспорт всей массы, в том числе тяжелых металлов, в желобовидном гидравлическом породозабор-нике Выдавленный ножами или ножами и стенками кожуха блок породы, связанный с целиком по одной стороне, перекрывает проход в желоб и во всасывающую трубу подобно задвижке, нагружаясь при этом изгибающими моментами от перепада давления, действующего на блок Под действием изгибающих нагрузок блок деформируется и отделяется, отламывается от це-

лика, а затем перепадом давления отводится от плоскости излома Таким образом, в отличие от механического резания с отделением стружки ножом или копания на суше применено гидравлическое вдавливание, а отделение стружки от целика и ликвидация призмы волочения осуществляются гидравлическими силами

На рисунке 3 представлены результаты сравнительных испытаний по-родозаборных устройств Эксперименты проводились в барокамере, позволявшей моделировать различные величины гидростатического перепада до 2 атмосфер на несвязном песке при применении различных породозаборных устройств, непосредственно опирающихся краями на поверхность породы Эти всасывающие устройства представляют собой спиральный желобовид-ный размывающий породозаборник с острыми опорными кромками 2, обычной круглой всасывающей трубой I и всасывающим наконечником с экранирующим кольцом и опорными ребрами 3

В результате испытаний получены зависимости производительности породозаборников по породе и объемной консистенции пульпы от перепада давления Р в породозаборнике

В этих опытах было отмечено - у желобовидных породозаборников и круглой всасывающей трубы песок разжижался и поступал во всасывающую трубу за счет течения и выпора, а у всасывающего наконечника с экранирующим кольцом - песок поступал во всасывающую трубу в основном за счет эрозийного размыва

Результаты, приведенные на рисунках 3 и 4, показывают, что в пределах перепада давления от 0,25 до 1,5 кг/см2 консистенция гидросмеси у желобовидных наконечников выше в 1,3 раза, чем при обычном всасе

Эти эксперименты подтвердили, что желобовидкое устройство обеспечивает более высокую консистенцию гидросмеси, чем круглый всасывающий наконечник

Также проанализированы результаты испытания таких устройств в условиях моря при применении волочащихся механических породозаборников

Испытания показали, что при скоростях всасывания более 4 м/с производительность по породе у желобовидного породозаборника выше, чем у круглого всасывающего наконечника, па 30% и более При этом обычный всасывающий наконечник с диаметром 63 мм обеспечивает повышение производительности по сравнению с желобовидным породозаборным устройством диаметром 40 мм, только 25-27%, а площадь его живого сечения больше, чем у желобовидного породозаборника, на 40%

Эти эксперименты показали, что при присасывании необходимо увеличить площадь контакта и максимально создать градиент давления за счет мгновенного заякоривания

Волочащиеся механические породозаборники совместно с двумя параллельно соединенными погружными насосами испытывались в естественных условиях моря Разрабатывались морские пески Подводная землесосная установка с волочащимся механическим породозаборником буксировалась судном Глубина разработки была от 7 до 12 м, производительность по породе составляла ог 16 до 36 м3/ч Максимальное соотношение объема породы к объему забранной свободной воды {К — объемная консистенция) достигало 1 3, а при работе с круглым всасывающим наконечником это отношение составляло 1 6, производительность по породе равнялась 2,5 м3/ч При работе с обычным палубным исполнением погружного землесоса консистенция была равна 1 10 Зависимость консистенции Л' и пульпы при скорости У„ па-пильонирования (буксировки) механического породозаборника и производительности по породе представлена на рисунке 5

Из этих исследований следует, что применение механического породозаборника существенно повышает производительность по породе и консистенцию пульпы На производительность значительно влияет скорость па-пильонирования

Проведенный анализ многолетних испытаний на различных глубинах различными авторами показывает, что при анализе процесса породозабора при присасывающем устройстве, кроме размывающей и всасывающей скоро-

Рисунок 5

- Зависимости консистенции пульп при применении иородозаборника с погружным грунтовым насосом

стей, необходимо учитывать время контакта, т е скорости перемещения по-родозаборника, при этом необходимо формировать градиент давления, обеспечивающий отрыв куска породы и его текучесть, а также вдавливание наконечника в массив по всему периметру При этом производительность по породе увеличивается на 30 - 50 %, что обеспечивает значительное снижение затрат на добычу, а также данные исследования позволили установить зависимость изменения эффективности добычи полезных ископаемых в гидросферах с придонным обогащением при применении указанных типов породо-заборных устройств на различных глубинах (рисунок 6)

Рисунок 6 - Зависимость изменения эффективности добычи полезных ископаемых в гидросферах с придонным обот ащением

ч Сс (гт-ув)со5а Ми,

С >—{С^<рлСг)+— + -+--(17)

/, и (1 + и,) 0,5/¿в

где IX, - площадь вдавленного сечения, fэ - периметр сечения, перпендикулярного забою, в - нормальное напряжение, необходимое для отрыва породы, срг - угол внутреннего трения Ст - сцепление породы на срез, С(, - сцепление породы на разрыв, 1Э - длина пути от края породозаборника до оси пульпозаборника, ут - объемая плотность твердой фазы, у„ - объемная плотность гидросферы, а - угол наклона дна к горизонту, кп - во-донасыщенность породы в забое, МИ1 - изгибающий предельный момент, 1б и в - длина и ширина вдавливаемой площади

В гидросредах для обеспечения надежного контакта выемочного механизма с забоем желательно, к примеру, грейферу придавать дополнительную «тяжесть» в момент выемки, которую целесообразно при подъеме исключать Первым эффектом, который может увеличить наполнение, к примеру, грейфера, является увеличение времени до отрыва плиты за счет заякорива-ния Конструктивное исполнение может бьпь различным, но основное требование состоит в удержании плиты на поверхности при движении челюстей (рисунок 7) Это особенно важно при выемке пород с каменными включениями

1 — грейфер, 2 — грубное якорное устройство, 2а — свайное якорное устройство Рисунок 7 - Грейферный снаряд с якорным устройством

Известно, что наибольшую производительность грейферные плавучие краны имеют при большем содержании гравия (50 - 70%) и его крупности до 70 мм С уменьшением содержания гравия производительность грейферных установок уменьшается и достигает минимального значения при работе на чистом песке

Эти данные показывают, что при выемке донных пород ковш плохо врезается и время черпания весьма мало Для увеличения времени черпания необходимо создавать «искусственную временную тяжссгь»

В качестве примера можно привести грейфер с якорным устройством (рисунок 7) С целью повышения наполнения грейфера при выемке на дне, где заякоривание осуществляется за счет веса траверза, дополнительное усилие заякоривания достигается за счег использования сил гидростатического столба жидкости Достигается это тем, что заглубляемая якорная часть выполнена в виде вертикального патрубка с подпружиненной крышкой клапаном, на которой установлен предохранительный клапан, а якорная часть взаимодействует с возвратно-спусковым устройством, закрепленном на грейфере, через гибкую тягу Возвратно-спусковое устройство выполнено в виде силового цилиндра с системой управления

На фигурах 1, 1а, 2, 3 (рисунок 7) показано положение звеньев грейфера и якорного устройства соответственно в исходной позиции перед началом черпания, в процессе черпания, в конце цикла черпания При испытаниях было установлено, что заглубление Л при падение ковша на глубину Юм составило

при обводненных песках с галькой 3 - 4 см при весе ковша 470 кг

3-4 см при весе ковша 350 кг при илистых песках 20 - 25 см при весе ковша 800 кг

3 - 4 см при весе ковша 350 кг при глинистых песках 15 - 20 см при весе ковша 800 кг

Испытание опытного образца показало, что производительность может быть увеличена почти вдвое Значительно бочьше заглубление может быть достигнуто при применении якоря типа сваи Так, при заострении сваи (I = 0,6к параметры заглубления можно определить по формуле

ш„ сте--(18)

где Окоо — вес ковша, у — плотность породы, (р — угол внутреннего трения породы, 11 з — глубина заглубления, у^2(45+ф/2) — максимально допустимое давление на породу

В пятой главе рассмотрены направления улучшения энергетики процессов отделения стекловидных полезных ископаемых от массива в раповых озерах Специфической особенностью, определяющей технологию добычи солей, является постоянство соотношения в течение длительного периода соли в твердой и жидкой фазе По этому принципу выделяются 2 типа озерных месторождений

К первому типу относятся озерные месторождения

— содержание соли главным образом в поверхностной рапе, глубина, состав и концентрация которой более или менее постоянны в течение многолетнего периода (озера Маралды в Павлодарской обл , Малиновое в Алтайском крас),

— содержание соли в донных отложениях, мощность, состав и содержание солей в которых выдержаны в пространстве и устойчивы во времени, а также в межкристалльной и в поверхностной рапе, состав, глубина и концентрация которой более или менее постоянны в течение многолетнего периода (озера Баскунчак в Астраханской обл , Кучук в Алтайском крае) Донные отложения в озерах этого типа представлены пластами или крупными линзами, выдержанными по мощности, строению и качественным показателям на прогяже-

нии сотен метров Поверхностная рапа на ряде месторождений летом отсутствует

Ко второму тину относятся месторождения

— содержание соли главным образом в поверхностной рапе, глубина, состав и концентрация которой в течение многолетнего периода изменчивы (озера Кулундинское в Алтайском крае и другие),

— содержание соли в донных отложениях, относительно выдержанных по мощности и химическому составу, а также в межкристалльной и в поверхностной рапе, глубина, состав и концентрация которой в течение многолетнего периода резко изменчивы (озера Бурлинское в Алтайском крае, Эбейш в Омской обл ) В озерах этого типа соотношение солей в донных отложениях и поверхностной рапе в течение многолетнего периода заметно меняется,

— содержание соли в донных отложениях, имеющих невыдержанную мощность и изменчивый состав, а также в межкристалльной и иногда в поверхностной рапе, глубина, состав и концентрация которой в течение многолетнего периода изменчивы Мощность и состав донных залежей солей значительно изменяются на расстояниях нескольких десятков метров В них часто встречаются промоины и «окна», заполненные иловым материалом или рапой На многих озерных месторождениях этого типа поверхностная рапа отсутствует

Примером существующей технологии по разработке стекловидных отложений является карьер на озере Баскунчак

Выемки соли на месторождении поваренной соли озера Баскунчак ведутся панелями Общий вид и расположение панелей хорошо видно на фотографии всей панорамы озера (рисунок 8)

Разработка ведется открытыми траншеями с параллельным расположением заходок, отрабатываемых сверху вниз Между отработанными за год участками соленосного пласта оставляют годовые целики Между встречными забоями смежных участков после их полной отработки оставляют ликвидационные целики Сезон производства добычных работ 7 месяцев (апрель - октябрь)

Рисунок К - Общий вид озера с участками отработанных заходок

Выемка соли ведется самодвижущимися солекомбайнами конструкции ВПКБсоль с вертикальным рыхлителем (рисунок 9).

5 — железнодорожные вагоны; 6 — железнодорожные пути Рисунок 9 - Схема добычи озерной соли

Комбайн с помощью специальной фрезы - рыхлителя разрушает соляной пласт и за каждый проход вырабатывает открытую траншею (заходку) шириной 1,15 м на глубину до 1 м

Исследования, проведенные на раповом озере, показали, что из-за неустойчивого контакта между фрезами и солевыми массивами, наблюдается повышенный расход энергии

Испытания показали, что средняя удельная энергоемкость рыхления составила 0,4 кВ: • ч/м3 График изменения расхода мощности на резание с увеличением разрабатываемого слоя массива показан на рисунке 10 Из него видно, что наблюдается неустойчивый контакт выемочного устройства Это указывает на целесообразность перехода на земснаряды отрицательной плавучести, т е перемещающиеся по дну с рыхлителем, который не выходил из контакта с забоем стеклецом Устойчивость этого процесса может быть осуществлена за счет изготовления корпуса такой машины из адгезивов и субстратов (наноматериалов)

Нр

1 - экспериментальные величины при режиме «подрез»,

2 - при режиме «накаг», 3 - теоретический график

Рисунок 10 - График зависимости = {(Ис)

Адгезия (прилипание) является соединением приведенных в контакт поверхностей конденсированных фаз понтона с забоем Эти фазы составляют основу образующегося в результате молекулярного (т е по всей межфазной площади) контакта адгезионного соединения и называются субстратами, а вещества, обеспечивающие соединение субстратов, адгезивами Обычно субстраты - твердые тела (металлы, полимеры, реже - стекла, керамика), адгезивы — жидкости (растворы или расплавы полимеров, реже — низкомолекулярные продукты)

Закономерности образования и разрушения адгезионных соединений описывают на основе двух независимых подходов - термодинамического и молеку-лярно-кинетического В рамках первого из них рассматривают энергетические характеристики (поверхностные энергии адгезива у,, субстрата у„ и межфазной границы у5/), в рамках второго рассматривают когезионные свойства адгезивов и субстратов (прочность и обусловливающие ее параметры, вязкость адгезива ), а также условия их контакта (температуру / , давление р и продолжительность г) Наиболее изучена адгезия полимеров, определяющая закономерности склеивания, сварки, совмещения, получения композитов Адгезизя проявляется в процессах трения, смазки, порошковой металлург ии, флотации и др, а также при взаимодействии биологических объектов (целостность тканей и т п)

Следовательно, в первую очередь для улучшения контакта рыхлителя с забоем, необходимо постоянство положения придонного земснаряда, чтобы максимально исключить неустойчивое положение рыхлителя по отношению к массиву

Одним из направлений реализации положения обеспечения постоянства контакта рыхлителя и забоя является заякоривание понтона ко дну устройствами, предложенными в работах [11, 13]

Более интересным, как указано выше, является использование снарядов отрицательной плавучести, которые бы «прилипали» своими поверхностями к стеклецу Представляется, что этого можно достигнуть при создании материалов типа субстратов В диссертации проанализированы известные особенности адгезии и требования к материалам

Использование предлагаемых решений позволяет снизить потери соли при ее добыче на 20 - 25%

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе на основании анализа проведенных исследований и обобщения результатов экспериментальных работ в различных гидросферах, в том числе на континентальном шельфе и в Мировом океане и на раповых озерах, разработана теория формирования технологий добычных работ в гидросферах при использовании свойств окружающей технику среды, которые позволяют повысить экономичность и экологичность производственных процессов

Основные научные и практические результаты работы, выводы и рекомендации состоят в следующем

1 Анализ существующих технологий и технических средств, применяемых при добычных работах в гидросферах, показал отсутствие адекватности их свойствам гидросред подводных карьеров из-за потери веса выемочного устройства Повышение металлоемкости процесса выемки приводит к ускоренному росту веса машин по сравнению с ростом производительности

Для улучшения процесса выемки в гидросредах ковшевого породоза-бора необходимо создать заякоривание, которое прекращается вместе с окончанием зачерпания Такие устройства мо1ут быть трубчатыми, свайными и другими подобными, расчеты параметров которых необходимо производить по предложенным закономерностям с учетом свойств пород параметров ковшей и гидростатического давления

2 Установленные закономерности породозабора по россыпным отложениям в гидросферах позволяют производить выемку из подводных забоев только концентратов полезной компоненты, у которой имеются в гидросредах магнитные, гравитационные, классификационные и другие свойства в сравнении со свойствами вмещающих пород

Эффективность указанных процессов в подводных забоях должна быть

не ниже эффективности переработки на плавучих основаниях, которая, как показано, соответствует среднеинтегральному значению настройки аппаратов па суше при изменении положения основания в пределах качки судна Большинство из анализируемых устройств такого типа должны осуществлять породозабор и переработку в ограниченном пространстве для обеспечения жизнедеятельности фауны и флоры

3 Для повышения насыщения размывающих потоков их целесообразно производить при присасывании формирующих их устройств за сче! гидростатического давления или прилипания к гидрофильным породам

4 Для выемки стеклообразных отложений в раповых гидросферах (озерах) целесообразно применять снаряды отрицательной плавучести с корпусами понтонов, прилипающих или заякоренных к стеклецу

Создание таких устройств позволило бы исключить выход рыхлящих механизмов из процесса резания и на 20-25 % снизить энергопотребление Такие технологические решения возможны при создании наноматериалов, которые обладали бы адгезионными свойствами к поверхности стеклеца Основные положения диссертации опубликованы в следующих научных изданиях:

1. Кафидов Н Г , Бубис Ю В Некоторые направления повышения эффективности добычи в гидросферах //Горный журнал -2004 -№12 - С 98-99

2 Кафидов Н Г, Бубис Ю В Пути повышения эффективности разработки подводных месторождений // Научно-технический и производственный журнал "Сгроительные материалы" -2005 -№4 - С 12-13

3 Кафидов НГ Технология подводной выемки пород с использованием свойств гидросфер // Горный информационный аналитический бюллетень -

2005 -№ 9 - С 229-231

4 Кафидов НГ Нетрадиционные технологии открытых горных работ // Маркшейдерия и недропользование -2006 -№ 1 -С 19-22

5 Кафидов Н Г , Бубис Ю В , Оздоева Б М и др Исследования изменений геоэкологической обстановки при грунтозаборе в зоне подводной добычи полиметаллических конкреций //Горный журнал -2006 — № 1 -С 42-46

6 Кафидов Н Г , Демичев А Е Добыча соли из озера Баскунчак состояние и проблемы //Горный журнал -2006 -№6 -С 33-36

7 Кафидов НГ Технология подводной выемки пород с использованием свойств гидросфер // Горный информационный аналитический бюллетень -

2006 - № 7 - С 269-280

8 Кафидов Н Г Интенсификация породозабора при подводной добыче полезных ископаемых // Горный журнал -2006 -№ 12 - С 43-45

9 Кафидов Н Г Разработка придонных забоев с применением геотехнических породозаборников // Горный журнал - 2007 - № 1 - С 68-69

10. Кафидов Н Г, Бубис Ю В Нетрадиционные технологии открытых горных работ (часть 1) -МГТУ-2005 -129с

11 Кафидов Н Г, Бубис Ю В Нетрадиционные технологии открытых горных работ (часть 2) - МГГУ - 2007 -56с

12 Кафидов НГ , Бубис ЮВ Нетрадиционные технологии открытых горных работ (часть 3) - МГГУ - 2007 - 25с

13 Кафидов НГ., Лавров АИ, Порохнин АП и др. Вездеходное транспортное средство // Свидетельство РФ на полезную модель № 21172, М Российское агентство по патентам и товарным знакам - 2001

14 Кафидов Н Г , Белоусов П В , Гайнулин Э М и др Клапан обратный для бурильной колонны // Свидетельство РФ на полезную модель № 25202, М Российское агентство по патентам и товарным знакам - 2002

15 Кафидов Н Г, Белоусов Г А , Скориков Б М и др Крепление скважин потайными колоннами малого диаметра // Научно-технический журнал "Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и море" № 2, М ВНИИОЭНГ-2003 -С43-45

16 Кафидов НГ, Степанов В А Варианты консервации карьеров строительных горных пород и их экономическое обоснование // Горный информационный аналитический бюллетень - 2000 - № 1 - С 72

17 Кафидов Н Г, Булычев Ф Г, Пономарев И П Установка для интенсификации притока углеводородов // Свидетельство РФ на полезную модель № 30161, М. Российское агентство по патентам и товарным знакам - 2003

18 Кафидов Н Г. Сырьевая база и перспективы развития добычи и обогащения солей озера Баскунчак // Горный информационный аналитический бюллетень -2003 -№12 -С 330

19 Кафидов Н Г Основные положения консервации горного предприятия // Горный информационный аналитический бюллетень -2003 -№12 -С 331

20 Кафидов Н Г, Пономарев И П Способ интенсификации притока углеводородов в скважине // Патент на изобретение № 2243367, М • Федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам -2004.

Подписано в печать 28 02 07 Формат 60x90/16 Объем 2пл Тираж 100 экз Заказ № Типография МГГУ Ленинский пр , 6

Содержание диссертации, доктора технических наук, Кафидов, Николай Геннадьевич

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ И ПРОБЛЕМЫ ПОДВОДНОЙ ДОБЫЧИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

1.1. Сырьевая и правовая база подводной добычи полезных ископаемых

1.2. Влияние свойств гидросфер на технологию добычи и параметры добычных комплексов

1.3. Добыча соли из рапных озёр

1.3.1. Общие сведения

1.3.2. Группировка месторождений по сложности геологического строения

1.4. Анализ состояния добычи на месторождениях поваренной соли

1.4.1. Общее состояние вопроса

1.4.2. Состояние соледобычи в Российской Федерации

1.4.3. Технология добычи соли на озере Баскунчак

1.5. Задачи исследований

2. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕХНОЛОГИИ РАЗРАБОТКИ ПОДВОДНЫХ КАРЬЕРОВ

2.1. Основные технические средства для разработки подводных карьеров

2.1.1. Классификация, основные параметры и характеристика судов для обеспечения подводной добычи

2.1.2. Технические средства для подводной разработки месторождений

2.1.3. Классификация физико-механических свойств пород в зависимости от их влияния на эффективность разработки

2.2. Технология подводной разработки пород

2.2.1. Разработка пород многочерпаковыми снарядами

2.2.2. Выемка пород грейферными снарядами

2.2.3. Подводная разработка пород штанговыми снарядами

2.2.4. Разработка пород самоотвозными землесосными снарядами

2.2.5. Гидравлическая выемка пород рефулерными земснарядами

2.2.6. Процессы выемки горной массы эрлифтными снарядами

Выводы по разделу

3. ТЕХНОЛОГИИ ДОБЫЧИ И ОБОГАЩЕНИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ ГИДРОСФЕРАХ

3.1. Особенности формирования геотехнологических породозабор-ников в гидросферах для выемки концентратов в придонных забоях

3.2. Особенности процессов передела на борту судна

3.3. Критерии выбора области применения породозаборников придонного обогащения

Выводы по разделу

4. ТЕХНОЛОГИИ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ПОРОДОЗАБОРА ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ СВОЙСТВ ОКРУЖАЮЩЕЙ ГИДРОСРЕДЫ

4.1. Использование свойств гидросферы при придонном обогащении для обеспечения необходимой плотности гидросмеси

4.2. Технологии с использованием эффекта заякоривания или искусственной временной тяжести

Выводы по разделу

5. ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СВОЙСТВ ГИДРОСФЕР, ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЛЕЗНОГО ИСКОПАЕМОГО И АДГЕЗИЙНЫХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ ЭНЕРГЕТИКИ ПРОЦЕССОВ ОТДЕЛЕНИЯ СТЕКЛОВИДНЫХ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ ОТ МАССИВА

5.1. Анализ процесса выемки мирабелита-стеклеца земснарядом

5.2. Земснарядная добыча соли на озере Баскунчак

5.2.1. Методический подход и постановка задачи

5.2.2. Методика расчёта параметров фрезерных рыхлителей земснарядов для добычи соли озера Баскунчак

5.2.3. Расчёт энергетических параметров фрезерования

5.2.4. Анализ энергетических параметров фрезерования соли озера Баскунчак

5.3. Использование адгезийных субстратов для гидравлических снарядов отрицательной плавучести, как направление повышения эффективности их работы

Выводы по разделу

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Формирование технологий добычи полезных ископаемых в гидросферах с использованием свойств окружающей технику гидросреды"

Актуальность работы.

Современные горные работы всё в больших объёмах проводятся в гидросферах, осваивая при этом значительные глубины. Перенос горных работ в гидросферы вызван различными причинами. В первую очередь к ним надо отнести истощение запасов полезных ископаемых на суше и переход рабочей зоны карьеров на уровень ниже грунтовых вод. Экологические ограничения определяют необходимость ведения горных работ без водопонижения или осушения месторождений. В настоящее время при работе в гидросфере наиболее распространённым является гидравлический плавучий землесосный снаряд.

Международный эксперимент по добыче железомарганцевых конкреций на плато Клариона - Клиппертона в Тихом океане землесосным снарядом отрицательной плавучести «дисторбер», который, перемещаясь на лыжах по дну, осуществлял траншейный папильонаж с разработкой 20 м /ч пород на глубине 4200-4600 м, позволил установить новые закономерности по глубоководному породозабору, перемещению породы, особенностям отвало-образования на дне океана и другим аспектам горного дела. Этот эксперимент показал реальность проведения горных работ механизмами, способными осуществлять добычу на любых глубинах в гидросферах.

Низкие стоимости ресурсов в советское время оказывали решающее влияние на формирование технологии открытой разработки обводнённых месторождений полезных ископаемых. В горном деле преобладали технологии с водопонижением, что увеличивало затраты не только на добычу, но и на водообеспечение региона. Проводившаяся политика разведки и освоения залежей до отметки кровли водоносных горизонтов только отодвигала на время принятие решений по подводной разработке обводнённой части месторождений. Производство горных работ в гидросферах плавучими машинами, которые были созданы для работ в гидротехническом строительстве, является нерациональным и часто противоречит физическим принципам добычи в горном деле.

Создание эффективных для добычи в гидросферах технологий требует их формирования с учётом свойств необычной среды ведения горных работ. Гидросферы имеют плотность в 840 раз выше обычной воздушной среды. Горные работы проводятся и в гидрорастворах (рапе), плотность которых на 20 - 30% выше плотности воды. Добыча рапы, залегающей выше солевых стеклообразных отложений многих озёр, требует специальных решений и специальных технологий.

При подводной добыче твердых полезных ископаемых требуется процесс обогащения разрабатываемых материалов - сырья. Подобные технологии с придонным обогащением показывают и другие возможности. Для обогащения необходимы вода, порода и соответствующие методы воздействия. В гидросфере вода и порода находятся в прямом контакте и научные разработки должны обеспечить их взаимовоздействие для получения концентрата.

Под технологией с придонным обогащением понимается разработка забоя, расположенного в гидросфере, когда из массива извлекается только концентрат, а хвосты обогащения остаются на дне. Разработка научных основ формирования подобных технологий является основной задачей данной диссертации. При этом ведение горных работ в гидросфере позволяет сократить изъятие земель, перенесёт энергонагрузки на суда, позволит перейти к строительству предприятий на судостроительных заводах и т.п.

Целью работы является создание принципов формирований технологий, обеспечивающих использование свойств гидросфер, в которых ведутся горные работы, в том числе и рапы, для повышения эффективности добычи полезных ископаемых в них.

Идея работы заключается в том, что высокая плотность гидросферы, гидростатическое давление в забое, смачиваемость пород и другие условия ведения горных работ, отличающиеся от воздушной среды, определяют целесообразность использования механизмов присасывания, заякоривания, прилипания, адгезии, гравитации, классификации и т.п. для создания принципиально новых технологий выемки.

Научные положения, защищаемые в диссертации:

1. Эффективность работы выемочных средств пород в гидросферах должна оцениваться по количеству энергии и веществ (субстанций), обеспечивающих выемку единицы полезного ископаемого.

2. Для повышения эффективности добычи непрочных пород целесообразно выемочные устройства снабжать приспособлениями, обеспечивающими извлечение за счёт присасывания рабочего органа к донному массиву, что обеспечивает снижение материалоёмкости при выемке породы.

3. Для обеспечения более плотных контактов выемочных устройств (к примеру, ковшей) с забоем и увеличение времени контакта выемочного механизма с массивом целесообразно осуществлять заякориванием, т.е. удержанием механизма от преждевременного отрыва и всплытия.

4. При наличии в качестве донных поверхностей пород с высокой гладкостью (стеклецов) представляется целесообразным применение устройств на принципах адгезии при создании соответствующих наноматериалов.

5. При разработке пород, содержание полезных компонентов в которых возможно увеличить методами переработки в водных средах, целесообразно применение процессов придонного обогащения, когда это не приводит к нарушениям существования флоры и фауны, и если в качестве этих процессов могут быть использованы классификация, магнитная сепарация и т.п.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждена сходимостью результатов теоретических исследований с результатами натурных испытаний, полученных на основании анализа литературных источников.

Научная новизна: о обоснованы необходимость и перспективность создания новых технологий освоения месторождений полезных ископаемых в гидросферах, использующих особенности свойств гидросред (воды, рапы и т.п.); о предложены методы совмещения процессов выемки и переработки пород в придонных забоях, позволяющих снизить объёмы поднимаемых и транспортируемых на судовые или береговые перерабатывающие установки и уменьшить негативное воздействие при возврате укладываемых пород на дно; о предложены технические решения повышения производительности выемочных механизмов, основанных на создании устройств, использующих эффект гидравлических градиентов, присасывания, заякорива-ния, прилипания, адгезии, и методики их расчёта; о обосновано направление изоляции зон выемки на принципах гидростатического вдавливания и присасывания.

Научное значение работы состоит в развитии теории подводной геотехнологии и научных основ формирования технологии добычи твёрдых полезных ископаемых в гидросферах с использованием свойств окружающей технику гидросреды (воды, рапы и т.п.).

Практическая значимость работы состоит в разработке технологий, улучшающих показатели выемки в гидросферах на принципах придонного обогащения при отработке подводных месторождений и ведении добычных работ в обводнённых карьерах на суше, а также критериев оценки их эффективности; технологических решений, обеспечивающих использование эффектов: гидравлического градиента, присасывания, прилипания, заякорива-ния для повышения производительности добычного оборудования при работе в гидросферах; разработаны технические предложения по добыче солей с использованием снарядов отрицательной плавучести и обосновано направление по созданию корпусов таких снарядов из материалов, которые могут временно контактировать с забоем на принципах адгезии. Реализация работы. Разработана технология применения землесосных снарядов для условий озёрных месторождений соли, которая принята к внедрению в ОАО «Бассоль».

Личный вклад автора. Состоит в постановке цели диссертационной работы и разработке концепции её достижения, в организации, методическом руководстве и непосредственном участие при выполнении лабораторных испытаний и экспериментов. Автор обработал и обобщил большой объём экспериментальных исследований, проведённых в различных морских акваториях и обводнённых карьерах, которые были выполнены сотрудниками проблемной лаборатории подводной добыче полезных ископаемых со дна морей и океанов МГГУ, научная деятельность, которой была завершена в 1996 году.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы и результаты проведённых исследований докладывались автором и получили одобрения на: семинарах «Неделя горняка» (Москва, 2004 - 2006); на заседании Научного совета РАН по проблемам горных наук и совета научно-учебного центра фундаментальных и прикладных исследований в области горного дела (НУЦ) ИПКОН РАН и МГГУ (Москва, февраль 2006).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 20 работ, в том числе 12 статей, опубликованных в научных изданиях, рекомендованных ВАК России, а также три учебных пособия.

Автор выражает искреннюю благодарность коллективу кафедры «Технологии, механизации и организации открытых горных работ» МГГУ, особую благодарность заведующему кафедрой доктору технических наук, профессору Коваленко B.C. и своему научному консультанту доктору технических наук, профессору Бубису Ю.В. за постоянную поддержку и помощь на всех этапах подготовки данной работы.

Автор признателен руководству и коллективу ОАО «Бассоль» за поддержку и помощь в подготовке отдельных разделов данной работы, а также в проведении экспериментальных исследований и их реализацию.

Заключение Диссертация по теме "Технология освоения морских месторождений полезных ископаемых", Кафидов, Николай Геннадьевич

Выводы:

1. Проведённый анализ физико-технической геотехнологии добычи солевых отложений, осуществляемых в раповых озёрах показывает, что существующие решения практически не соответствуют условиям выемки и гидроподъёма в тяжёлых жидкостях. Это приводит к повышенным потерям солей при высоком энергопотреблении.

Анализ показал, что основной причиной является вынос основных технических устройств в воздушную среду, что определило необходимость увеличить энергозатраты на гидроподъём кусковатой соли в рапе при глубине добычи более чем 8 - 12 м и неустойчивый контакт рыхлителя с забоем. Теоретический анализ подтверждён экспериментальными наблюдениями.

2. Для снижения ресурсопотребления предлагается применять погружные гидроснаряды, плотность контакта рыхлителя с забоем должна достигаться за счёт адгезийного взаимодействия корпуса снаряда с забойным обнажением стеклецов. Представляется, что такие корпуса должны проектироваться из новых наноматериалов типа полимеров.

3. В соответствии с существующими методами расчета параметров фрез предложена комплексная методика их проектирования для конкретных горнотехнических условий с учетом формирования определенного гранулометрического состава добываемой соли и произведен расчет характеристик рыхлителя для землесосных снарядов 8ПЗУ-ЗМ, ЗГМ-1-350А и ЗРС-Г (таблица 5.10).

4. Установлены зависимости изменения мощности, расходуемой на рыхление в зависимости от величины средневзвешенного размера кусков при фрезеровании соли для различных диаметров фрез и числа оборотов её вращения (рисунок 5.6 и таблица 5.12).

5. Для конкретных значений параметров фрезы установленной на земснаряде (диаметр фрезы, число лопастей, число резцов в линии резания и их расстановка) определена зависимость изменения производительности землесосных снарядов 8ПЗУ-ЗМ; ЗГМ-1-Э50А; ЗРС-Г; "180-60" и "400-70" от средневзвешенного размера кусков разрыхленной соли (рисунок 5.8).

6. Уменьшение величины средневзвешенного размера кусков фрезерованной соли (dcp) с 50 мм до 25 мм при применении земснаряда "180-60" потребуется увеличения энергоёмкости с 33 до 60 кВт (при пф = 20 об/мин), производительность по твёрдому при этом уменьшится не менее, чем на 15%.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе на основании анализа проведённых исследований и обобщения результатов экспериментальных работ в различных гидросферах, в том числе на континентальном шельфе и в Мировом океане и на раповых озёрах, разработана теория формирования технологий добычных работ в гидросферах при использовании свойств окружающей технику среды, которые позволяют повысить экономичность и экологичность производственных процессов.

Основные научные и практические результаты работы, выводы и рекомендации состоят в следующем:

1. Анализ существующих технологий и технических средств, применяемых при добычных работах в гидросферах, показал отсутствие адекватности их свойствам гидросред подводных карьеров из-за потери веса выемочного устройства. Повышение металлоёмкости процесса выемки приводит к ускоренному росту веса машин по сравнению с ростом производительности.

Для улучшения процесса выемки в гидросредах ковшевого породоза-бора необходимо создать заякоривание, которое прекращается вместе с окончанием зачерпания. Такие устройства могут быть трубчатыми, свайными и другими подобными, расчёты параметров которых необходимо производить по предложенным закономерностям с учётом свойств пород параметров ковшей и гидростатического давления.

2. Установленные закономерности породозабора по россыпным отложениям в гидросферах позволяют производить выемку из подводных забоев только концентратов полезной компоненты, у которой имеются в гидросредах магнитные, гравитационные, классификационные и другие свойства в сравнении со свойствами вмещающих пород.

Эффективность указанных процессов в подводных забоях должна быть не ниже эффективности переработки на плавучих основаниях, которая, как показано, соответствует среднеинтегральному значению настройки аппаратов на суше при изменении положения основания в пределах качки судна. Большинство из анализируемых устройств такого типа должны осуществлять породозабор и переработку в ограниченном пространстве для обеспечения жизнедеятельности фауны и флоры.

3. Для повышения насыщения размывающих потоков их целесообразно производить при присасывании формирующих их устройств за счёт гидростатического давления или прилипания к гидрофильным породам.

4. Для выемки стеклообразных отложений в раповых гидросферах (озёрах) целесообразно применять снаряды отрицательной плавучести с корпусами понтонов, прилипающих или заякоренных к стеклецу.

Создание таких устройств позволило бы исключить выход рыхлящих механизмов из процесса резания и на 20-25 % снизить энергопотребление. Такие технологические решения возможны при создании наноматериалов, которые обладали бы адгезионными свойствами к поверхности стеклеца.

Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора технических наук, Кафидов, Николай Геннадьевич, Москва

1. Абрамов А.А. Флотационные методы обогащения. М.: Недра, 1993.-412с.

2. Абрамов С.К., Газизов М.С., Костанко В.И. Защита карьеров от воды.-М.: Недра, 1976.

3. Агошков М.И. Развитие идей и практики комплексного освоения недр. М.: ИПКОН АН СССР, 1984.

4. Андреев С.Е., Зверевич В.В., Перов В.А. Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых. М.: Недра, 1966.

5. Бабков В.Ф., Безрук В.М. Основы грунтоведения и механики грунтов. М.: Высшая школа, 1976. - 328с.

6. Бакаев В.Г. Эксплуатация морского флота. М.: Транспорт, 1965.

7. Баланин В.В. Использование тепла глубинных вод водоёмов. М.: Транспорт, 1964.-274с.

8. Барабашкин В.П. Молотковые и роторные дробилки. М.: Госгор-техиздат, 1963.

9. Барский JI.A., Данильченко JI.M. Обогатимость минеральных комплексов. М.: Наука, 1977. - 240с.

10. Бауман В.Н., Стрельцов В.А., Косарев А.И., Слуцкер А.С. Роторные дробилки. М.: Машиностроение, 1973.

11. Белоглазов К.Ф. Закономерности флотационного процесса. М.: Гос. изд-во научно-техн. лит. по чёрн. и цвет. Металлургии, 1947.

12. Богданов О.С., Максимов И.И., Поднек А.К. Теория и технология флотации руд. М.: Недра, 1980.

13. Бруякин Ю.В. Опыт разработки морских месторождений нерудных строительных материалов. М.: Гидромеханизация, 1984. - 48с.

14. Бруякин Ю.В. Научные основы освоения подводных месторождений полезных ископаемых и совершениствование гидромеханизаций горных пород. Сборник научных трудов. М.: МГИ, 1989. - № 197. - 137с.

15. Бубис Ю.В., Молочников Л.Н., Семенкж Д.В., Гришин А.В. Новыенаправления океанической добычи полезных ископаемых. М.: Горный информационно-аналитический бюллетень, 1997. -№ 4. - С.22-26.

16. Бубис Ю.В., Задорнов М.М., Ширяев Б.К., Гришин А.В., Семе-нюк Д.В. Перспективы создания добычного океанического комплекса. М.: Юбилейный межвузовский научный сборник, 1998. - С. 176-184.

17. Бубис Ю.В., Оздоева Б.М. Особенности глубоководного намыва. -М.: МГГРУ. — Межвузовский сборник «Комплексное освоение и экология россыпных и морских месторождений», 2004.

18. Бубис Ю.В., Кафидов Н.Г. Некоторые направления повышения эффективности добычи в гидросферах. М.: Горный журнал, 2004. - № 12. -С.98-99.

19. Бубис Ю.В., Кафидов Н.Г. Нетрадиционные технологии открытых горных работ (часть 1). М.: МГГУ - 2005. - 129с.

20. Бубис Ю.В., Кафидов Н.Г. Пути повышения эффективности разработки подводных месторождений. М.: Научно-технический и производственный журнал "Строительные материалы", 2005. - № 4. - С.12-13.

21. Бубис Ю.В., Кафидов Н.Г., Оздоева Б.М. Нарышкина О.А., Полякова И.П. Исследования изменений геоэкологической обстановки при грунто-заборе в зоне подводной добычи полиметаллических конкреций. М.: Горный журнал, 2006. - № 1. - С.42-46.

22. Бубис Ю.В., Кафидов Н.Г. Нетрадиционные технологии открытых горных работ (часть 2). М.: МГГУ, 2007. - 56с.

23. Бубис Ю.В., Кафидов Н.Г. Нетрадиционные технологии открытых горных работ (часть 3). М.: МГГУ, 2007. - 23с.

24. Буткевич Г.Р. Прогрессивная технология разработки месторождений сырья для производства нерудных материалов. М.: Стройиздат, 1990.-60с.

25. Вернадский В.И. Биосфера и ионосфера. М.: Наука, 1989.

26. Волков П.А. Экспериментальные и теоретические исследования процессов береговой зоны. — М.: Недра, 1965.

27. Воротынцева А.И. Железомарганцевые конкреции и кобальтонос-ные корки. Добыча их и перевозка. М.: Горный информационно-аналитический бюллетень, 2003. - № 11.- С.9.

28. Гаврилов В.В., Романовский Н.Н., Сергеев Д.О. и др. Концепция оценки экологического риска. М.: Геоэкология, 1994. - № 4. - С.20-24.

29. Гершойг Ю.Г. Вещественный состав и оценка обогатимости бедных железных руд. М.: Недра, 1986. - 200с.

30. Гинзбург А.И., Кузьмин В.И., Сидоренко Г.А. Минералогические исследования в практике геолого-разведочных работ. -М.: Недра, 1981.

31. Глембоцкий В.А. Основы физико-химии флотационных процессов. М.: Недра, 1980. - 471с.

32. Глумов И.Ф., Казмин Ю.Б., Пилипчук М.Ф. Геологические проблемы изучения и освоения полиметаллических конкреций в глубоководных зонах Мирового океана. М.: Под редакцией Пилипчука М.Ф., 2002. - 318с.

33. Годен A.M. Основы обогащения полезных ископаемых. М.: Ме-таллургиздат, 1946.

34. Годен A.M. Флотация. -М.: Госгортехиздат, 1959.

35. Голодковская Г.А., Куринов М.Б. Экологическая геология наука об оптимальной геологической среде. - М.: Геоэкология, 1994. - № 2. -С.29-36

36. Гофман К.Г. Методы экономической оценки природных ресурсов. -М.: АНХ СССР, 1980.

37. Грачёв Ф.Г. Теория и практика усреднения качества минерального сырья. -М.: Недра, 1983. 157с.

38. Гуревич Г.Е. Организация работы морского флота. 1961.

39. Гюльмисаров В.Р., Ширяев Б.К. Технологические комплексы для разработки глубоководных ресурсов морского дна. М.: ВНТИ. - Центр, 1988.- 128с.

40. Деркач В.Г. Специальные методы обогащения полезных ископаемых. М.: Недра, 1966. - 338с.

41. Деревяшкин И.В., Пронин В.И. Основы технологии горных работ. -М: РУДН, 2000.- 180с.

42. Деревяшкин И.В., Кашпар J1.H. Необходимость и средства повышения технико-экономических показателей гидромеханизированной разработки строительных горных пород. М: МГГУ. - «Гидромеханизация - 2003», 2004.

43. Дерягин Б.В., Духин С.С., Рулев Н.Н. Микрофлотация. М.: Химия, 1986,- 112с.

44. Джваршеишвили А.Г. Гидротранспортные системы горнообогатительных комбинатов. М.: Недра, 1973. - 351с.

45. Добрецов В.Б. Освоение минеральных ресурсов шельфа. Л.: Недра, 1980. -90с.

46. Доманевский Н.А. Дноуглубление. М.: Речной транспорт, 1957.

47. Дорогостройский Д.В., Мальцев Н.Я., Чернов А.Д. Теория корабля и судостроение. М.: Водный транспорт, 1957. - 450с.

48. Дробаденко В.П. Интенсификация горных гидромеханизированных работ на предприятиях цветной металлургии. М.: ЦНИИЦВЕТМЕТ экономики и информатики, 1988. - Вып.З.

49. Егоров В.Л. Магнитные, электрические и специальные методы обогащения руд. М.: Недра, 1977. - 199с.

50. Ельчанинов Е.А. Проблемы управления термодинамическими процессами в зоне влияния горных работ. М.: Недра, 1989. - 236с.

51. Жарницкий Е.П. Землесосные снаряды с погружными грунтовыми насосами. М.: Недра, 1988. - 144с.

52. Иванов А.С. Исследование процесса выемки полускальных пород при их гидравлической разработке земснарядами. Диссертация канд. техн. наук. -М.: НГИ, 1979. 192с.

53. Иванов Б.А. Инженерная экология. Л.: Изд-во ЛГУ, 1989.

54. Израэль Ю.А. Проблемы охраны природной среды и пути их решения. М.: Гидрометеоиздат, 1984. - 46с.

55. Ильин Н.И. Земснаряды, устройство и организация службы. М.: Транспорт, 1982.

56. Истошин С.Ю., Ковалёв И.А. Шахты и море. М.: Наука, 1969.160с.

57. Истошин С.Ю. Морской горный промысел. М.: Наука, 1981.167с.

58. Казмин Ю.Б., Глумов И.Ф., Корсаков О.Д., Кулындышев В.А., Филиппенко В.В. Принципы подсчёта прогнозных ресурсов и запасов полиметаллических конкреций Мирового океана. Мингео СССР. - Геленждик., 1988,- 104с.

59. Казмин Ю.Б., Волков А.Н., Глумов И.Ф., Корсаков О.Д., Кулындышев В.А. Международно-правовые и экономические проблемы поиска, разведки и освоения минеральных ресурсов глубоководных районов Мирового океана. Мингео СССР. - Геленджик, 1989. - 142с.

60. Кармазин В.И. Обогащение руд чёрных металлов. М.: Недра, 1982.-216с.

61. Кармазин В.И., Кармазин В.В. Магнитные, электрические и специальные методы обогащения. М.: МГГУ, 2005. - 669с.

62. Кафидов Н.Г., Белоусов Г.А., Скориков Б.М. и др. Крепление скважин потайными колоннами малого диаметра. М.: ВНИИОЭНГ. - Научно-технический журнал "Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и море", 2003. - № 2. - С.43-45.

63. Кафидов Н.Г., Степанов В.А. Варианты консервации карьеров строительных горных пород и их экономическое обоснование. М.: Горный информационно-аналитический бюллетень, 2000. - № 1. - С.72.

64. Кафидов Н.Г. Сырьевая база и перспективы развития добычи и обогащения солей озера Баскунчак. М.: Горный информационно-аналитический бюллетень, 2003. - № 12. - С.330.

65. Кафидов Н.Г. Основные положения консервации горного предприятия. — М.: Горный информационно-аналитический бюллетень, 200330012.-С.331.

66. Кафидов Н.Г. Технология подводной выемки пород с использованием свойств гидросфер. М.: Горный информационно-аналитический бюллетень, 2005. - № 9. - С.229-231.

67. Кафидов Н.Г. Нетрадиционные технологии открытых горных работ. М.: Маркшейдерия и недропользование, 2006. - № 1. - С.19-22.

68. Кафидов Н.Г., Демичев А.Е. Добыча соли из озера Баскунчак: состояние и проблемы. М.: Горный журнал, 2006. - № 6. - С.33-36.

69. Кафидов Н.Г. Формирование геотехнических породозаборников для выемки концентратов в придонных забоях гидросфер. М.: Горный информационно-аналитический бюллетень, 2006. - № 7. - С.269-280.

70. Кафидов Н.Г. Интенсификация породозабора при подводной добыче полезных ископаемых. М.: Горный журнал, 2006. - № 12. - С.43-45.

71. Кафидов Н.Г. Разработка придонных забоев с применением геотехнических породозаборников. М.: Горный журнал, 2007. - № 1. - С.68-69.

72. Кашпар JI.H. Процессы открытых горных работ в примерах и задачах.-М.: УДН, 1987.

73. Кожевников Н.Н. Совершенствование узла всасывания земснарядов. -М.: Горный журнал, 2006. -№ 12. С.59-61.

74. Контарь Е.А., Величко Е.А. и др. За рудой в глубины океана. М.:1980.

75. Королёв В.Г. и др. Справочник багермейстера Северного морского бассейна. Архангельск. - Управление морских путей, 1962.

76. Костин В.Н., Нурок Г.А. Первый опыт и перспективы подводной добычи полезных ископаемых со дна морей и океанов. — М.: Горный журнал, 1968.-№2.

77. Краковский И.И. Суда технического флота. Л.: Судостроение,1968.

78. Крашнин И.С. Разработка пологих пластов в неустойчивых породах. -М.: Недра, 1986.

79. Криль С.И. Напорные взвесенесущие потоки. Киев: Наука думка, 1990.- 160с.

80. Лавёров Н.П., Трубецкой К.Н. О классификации горных наук. М.: Горный журнал, 1996. - № 1-2. - С.3-7.

81. Леонтьев O.K. Основы геоморфологии морских берегов. М.: Изд-воМГУ, 1961.

82. Лешков В.Г. Теория и практика разработки россыпей многочерпа-ковыми драгами. М.: Недра, 1980.

83. Лешков В.Г. Разработка россыпных месторождений. М.: Недра,1985.

84. Лукьянов Н.А. Режимы работы и методика расчёта зернового состава продукта дробления однороторных дробилок среднего и мелкого дробления. М.: МИСИ, 1976.

85. Лященко П.В. Гравитационные методы обогащения. М.: ОНТИ,1940.

86. Макаров В.И., Соколов В.П. Машины для дробления и сортировки материалов. Справочник. -М.: Машиностроение, 1966.

87. Малиновский В.А. Адгезионная сепарация. М.: Недра. - Современное состояние и перспективы развития теории флотации, 1979. -С.172-182.

88. Мельников Н.В. Теория и практика открытых разработок. М.: Недра, 1973.-636с.

89. Мельников Н.В. Краткий справочник по открытым работам. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Недра, 1974. - 424с.

90. Мельников Н.В. Проблемы комплексного использования минерального сырья. Горная наука и рациональное использование минерально-сырьевых ресурсов. М.: Наука, 1978. - С. 14-28.

91. Мельникова В.И. Классификация обводнённых песчано-гравийных месторождений. Повышение эффективности технологий производства нерудных строительных и облицовочных материалов. М.: Стройиздат, 1986.

92. Мещеряков Н.Ф. Кондиционирующие и флотационные аппараты и машины. М.: Недра, 1990. - 236с.

93. Мирзаев Г.Г., Иванов Б.А., Щербаков В.М. и др. Экология горного производства. -М.: Недра, 1991.

94. Морское право. Официальный текст Конвенция ООН по морскому праву с приложениями и предметным указателем. Заключительный акт третьей Конференции ООН по морскому дну. Вводная часть, относящаяся к Конвенции и Конференции. Нью-Йорк. - ООН, 1984. - 316с.

95. Морское право. Правила поиска и разведки полиметаллических конкреций (Горный устав). Международный орган по морскому дну. 2000.

96. Насонов И.Д. Строительная горная технология: Горная энциклопедия. -М.: Советская энциклопедия, 1991. -№ 5. С.81-83.

97. Неизвестное Я.В., Кондратенко А.В., Козлов С.А. Инженерная геология рудной провинции Кларион-Клиппертон в Тихом океане. С.П.-б.: Наука, 2004.-281с.

98. Нурок Г.А. Технология и проектирование гидромеханизации горных пород. М.: Недра, 1965. - 579с.

99. Нурок Г.А., Бубис Ю.В., Бруякин Ю.В. Задачи создания технологии добычи полезных ископаемых со дна морей и океанов. М.: Горный журнал, 1966. - № 9.

100. Нурок Г.А., Агаева З.И. Вопросы теории гидромониторной струи и гидравлического разрушения пород. Москва. — 1968. - 61с.

101. Нурок Г.А., Молочников Л.Н., Бубис Ю.В., Бруякин Ю.В. Опыт механизации подводной добычи титаносодержащих песков. М.: Механизация и автоматизация производства, 1968. - № 1.

102. Нурок Г.А., Бубис Ю.В., Бруякин Ю.В. Опытно-промышленная подводная добыча титаносодержащих песков применительно к условиям Балтийского моря. М.: Горный журнал, 1968. - № 4.

103. Нурок Г.А., Бруякин Ю.В. Перспективы развития гидромеханизации в условиях подводной добычи полезных ископаемых. М.: ЦНИИ-ТЭСтром, 1968.

104. Нурок Г.А., Костин В.Н., Бруякин Ю.В., Бубис Ю.В., Молочников JI.H., Яблоков К.В., Богатов А.Д., Богоявлинский В.И. Добыча полезных ископаемых со дна морей и океанов. -М.: Недра, 1970. 240с.

105. Нурок Г.А. Процессы и технология гидромеханизации открытых горных работ. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Недра, 1979. - 549с.

106. Огородников С.П. Инжектирование на землесосных снарядах. -М.: Госстройиздат, 1962.

107. Огородников С.П. Гидромеханизация разработки грунтов. М.: Стройиздат, 1986. - 255с.

108. Огородников С.П., Сладков В.П., Михеев И.И. Фрезерные рыхлители землесосных снарядов для подводной разработки тяжёлых грунтов. -Калинин: изд-во КПП — Гидротехническое и промышленное строительство, 1975.

109. Огородников С.П., Сладков В.П. Расчёт и моделирование параметров процесса подводной разработки грунтов и грунтозаборных устройств землеснарядов. Методические указания. Калинин: изд-во КПИ, 1976. - 65с.

110. Огородников С.П., Чесноков В.И. Основы расчёта и проектирования фрез с зубьями землесосных снарядов. Калинин: изд-во КПИ. - Гидротехническое и промышленное строительство, 1975. - Вып. 1. - С.56-64.

111. Олофинский Н.Ф. Электрические методы обогащения. М.: Недра, 1977.-519с.

112. Остапенко П.Е. Теория и практика обогащение железных руд. -М.: Недра, 1985.-270с.

113. Открытые горные работы. Справочник. М.: Горное дело, 1994. - 590с.

114. Папулов В.И., Меньшиков В.И., Иванов А.С. Разработка подводных месторождений полезных ископаемых ЦП НТГО. М.: МГИ, 1983. -97с.

115. Певзнер М.Е., Костовецкий В.Н. Экология горного производства. -М.: Недра, 1990.-230с.

116. Першин В.В. Организация строительства горных выработок. М.: Недра, 1992. - 224с.

117. Пилипчук М.Ф. Комплексная программа экологического мониторинга в океане при проведении геологоразведочных и добычных работ на твёрдые полезные ископаемые. Геленджик. - НПО «Южморгеология», 1988.-58с.

118. Пилипчук М.Ф., Ткаченко Г.Г. Прогноз экологических последствий промышленной добычи железомарганцевых конкреций. М.: Советская геология, 1990.-№ 12. - С. 121-127.

119. Пилипчук М.Ф. Экспериментальное натурное и компьютерное моделирование природоохранных процессов и прогнозов при добыче глубоководных марганцевых конкреций в океане. М.: Советская геология, 1992.-№ 12. - С.80-85.

120. Пилипчук М.Ф. Крупномасштабные экологические исследования в рудной зоне Кларион-Клиппертон. М.: Разведка и охрана недр.- 1997.-№ 4. - С.27-28.

121. Пилипчук М.Ф., Аспер В. Новые методы изучения седиментаци-онных потоков при проведении морских геоэкологических работ. М.: Информационный сборник «Геоэкологические исследования и охрана недр», 1998.-Вып. 3. - С.7-11.

122. Пилипчук. М.Ф. Научно-методические вопросы геоэкологического мониторинга. М.: Информационный сборник «Геоэкологические исследования и охрана недр», 1998. - Вып. 3. - С.3-7.

123. Пилипчук М.Ф. Экологический эксперимент в зоне Кларион-Клиппертон Тихого океана по оценке влияния процесса добычи ЖМК на природную среду. -М.: Сборник статей «Мировой океан», 2000. Вып. 1. - С.69-75.

124. Пилипчук М.Ф. Экологические последствия добычи конкреций в глубоководных районах мирового океана. М.: Разведка и охрана недр, 2001.-№ 8. - С.32-36.

125. Плетнев П.П., Огородников С.П. Новые способы повышения производительности землесосных снарядов. М.: Недра, 1964.

126. Подготовка минерального сырья к обогащению и переработке. Под ред. В.И. Ревнивцева. М.: Недра, 1987. - 305с.

127. Поздюнин В.А. Энциклопедия судостроения. 1951.

128. Покидко Н.М. Экономика и организация морских перевозок.1961.

129. Пылькин С.И. Обогащение руд и россыпей редких металлов. -М.: Недра, 1967.

130. Пятницкий К.А. Эксплуатация самоотвозных снарядов. М.: Транспорт, 1983.

131. Разработка технологии и технических средств подводной добычи мирабилита-стеклеца Кучук. Отчёт (тема МД-1-30, ГР № 80003560-М) М.: МГИ, 1979,- 129с.

132. Редин А.Б. Системы автоматического контроля технологических параметров землесосных снарядов. М.: Стройиздат, 1985.

133. Реймерс Н.Ф. Охрана природы и окружающей среды: Словарь-справочник. -М.: Просвещение, 1992.

134. Реймерс Н.Ф. Экология (Теории, законы, правила, принципы и гипотезы). -М.: Россия молодая, 1994.

135. Ржевский В.В., Анистратов Ю.И., Ильин С.А. Открытые горные работы в сложных условиях. М.: Недра, 1964. - 292с.

136. Ржевский В.В., Новик Г.Я. Основы физики горных пород. М.: Недра, 1978.-390с.

137. Ржевский В.В., Нурок Г.А., Бруякина Ю.В., Бубис Ю.В., Молочников Л.И., Яблоков К.В. Добыча полезных ископаемых со дна озёр, морей и океанов. М.: Недра, 1979. - 381с.

138. Ржевский В.В. Горные науки. -М.: Недра, 1985. 96с.

139. Рощупкин Д.В. Определение размывающих скоростей при разработке несвязанных грунтов землесосными снарядами. М.: Гидротехническое строительство, 1964. - № 7.

140. Симкин Б.А., Бебчук Б.Ц., Хохряков А.В. Оценка последствий техногенного воздействия горного производства на окружающую среду. М.: Горный журнал, 1989. - № 3. - С.52-54.

141. Смолдырев А.Е., Коршунов А.И. О гидравлических системах добычи полезных ископаемых со дна морей и озёр. М.: Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых, 1965. - № 4.

142. Соколо Л.А., Соловкин А.Ф., Цурган Ф.П., Фридман М.М. Привод фрезы земснаряда, смягчающий ударные нагрузки. М.: Изд-во МГГУ «Гид-ромеханизация-2003», 2004. - Вып. 3.

143. Спитковский М.И. Суда технического и вспомогательного флота. М.: Транспорт, 1965.

144. Справочник по обогащению руд: в 4 т. М.: Недра. - Под. ред. В.И. Ревнивцева, 1981-1984. - Т. 1-4.

145. Справочник по обогащению полезных ископаемых. М.: Метал-лургиздат. - Под ред. А.Ф. Таггарта, 1952. - Т. 1, 2, 3.

146. Терентьев В.Б. Оловоносные россыпи горного обрамления приморских низменностей и шельфа Северо-Востока СССР. М.: ВИЭМС,1991.-52с.

147. Терентьев В.Б., Бубис Ю.В. Морская горная технология: Горная энциклопедия. Т. 3. М.: Советская энциклопедия, 1987.

148. Технологическая минералогия железных руд. Л.: Недра. - Под ред. В.И. Ревнивцева, 1988.

149. Трофимов В.Т., Герасимова А.С., Красилова Н.С. Устойчивость геоэкологической среды и факторы, её определяющие. М.: Геоэкология, 1994.-№ 2.-С. 18-28.

150. Трофимов В.Т., Королёв В.А., Герасимов А.С. Классификация техногенных воздействий на геологическую среду. М.: Геоэкология, 1995.-№ 5. -С.96-107.

151. Трубецкой К.Н., Воробьёв А.Е. Основы ресурсовоспроизводящих технологий складирования и хранения некондиционного минерального сырья. -М.: Горный журнал, 1995. -№ 5. С.47-51.

152. Трубецкой К.Н., Васильчук М.П., Зимич B.C. и др. Недра и основные положения экологической безопасности их освоения. М.: Горный журнал, 1995.-№ 7.-С. 17-21.

153. Упоров Н.Г., Марголин Т.В. Землесосные снаряды. М.: Высшая школа, 1985.

154. Филипп ду Бате. Повышение производительности стационарных земснарядов за счёт улучшения конструкции судна. М.: Изд-во МГГУ «Гидромеханизация-2003», 2004. - Вып. 3.

155. Фоменко Т.Г. Гравитационные процессы обогащения полезных ископаемых. М.: Недра, 1966. - 332с.

156. Харин А.И. Технология подводной разработки грунтов в строительстве. -М.: Стройиздат, 1980. -71с.

157. Чантурия В.А., Дмитриева Г.М., Трофимова Э.А. Интенсификация обогащения железных руд сложного вещественного состава. М.: Наука, 1988.-206с.

158. Чантурия В.А. Направления исследований в области обогащенияполезных ископаемых. М.: Горный вестник, 1995. - Т. 2. - С.37-42.

159. Чаплыгин Н.Н. Экономический механизм обеспечения экологической безопасности освоения недр. М.: Горный вестник, 1995. - № 2. -С.30-36.

160. Черемных П.А. Магнитная сепарация. М.: Атомиздат, 1977.

161. Шелоганов В.И. К расчёту характеристик трубопроводов грунтовых насосов. М.: Сборник научных трудов МГИ, 1983.

162. Шелоганов В.И. Насосные установки для гидротранспорта. Методические указания по выполнению курсового проекта. М.: МГИ, 1985. -52с.

163. Ширяев Б.К. Анализ деятельности потенциальных заявителей и первоначальных вкладчиков по созданию технических средств добычи полиметаллических конкреций. М.: РП Интерокеанметалл, 1992. - 42с.

164. Ширяев Б.К. Особенности технологии породозабора океанических конкреций на основе эксперимента в Тихом океане. Автореферат. М.: МГТУ, 2002. - 23с.

165. Шкудин Б.Н. Землесосные снаряды. -М.: Энергия, 1973.

166. Шохин В.Н., Лопатин А.Г. Гравитационные методы обогащения. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Недра, 1993. - 349с.

167. Юсупов Т.С., Королёва С.М., Щербаков М.Я., Истомин В.Е.

168. К проблеме направленного изменения флотируемости минералов на основе механических воздействий. Новосибирск: Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых, 1987. - № 5. - С.94-97.

169. Ялтанец И.М. Проектирование открытых гидромеханизированных и дражных разработок месторождений. Издание 3-е, перераб. и доп. М.: МГГУ, 2003. - 760с.

170. Ялтанец И.М. Гидромеханизированные и подводные горные работы. Книга 1 «Разработка пород гидромониторами и землесосными снарядами». М.: Изд-во Мир горной книги, 2006.

171. Ялтанец И.М. Гидромеханизированные и подводные горные работы. Книга 2 «Дражная разработка россыпных месторождений». М.: Изд-во Мир горной книги, 2006.

172. Бубис Ю.В., Нурок Г.А., Пименов В.Н., Ермаков В.Г., Шевелев Ю.Г. Якорное устройство. Авторское свидетельство на изобретение № 368376, М.: Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР. Бюллетень изобретений, 1973. -№ 9.

173. Бубис Ю.В., Папулов В.И., Берёзкин В.И. Фрезерное грунтозабор-ное устройство. Авторское свидетельство на изобретение № 651133, М.: Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР. Бюллетень изобретений, 1979. -№ 9.

174. Бубис Ю.В., Нурок Г.А., Курлаев Н.Д., Куренная С.П. Устройство для подъёма пульпы из зумпфа. Авторское свидетельство на изобретение № 899780, М.: Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР. Бюллетень изобретений, 1982. - № 3.

175. Бубис Ю.В., Молочников Л.И., Томаков П.И. Устройство для подводной добычи породы. Авторское свидетельство на изобретение № 1761956, М.: Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР, 1992.

176. Бубис Ю.В., Молочников Л.И. Способ подводной добычи геотермальной воды и устройство для его осуществления. Авторское свидетельство на изобретение № 1819999, М.: Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР, 1993.

177. Кафидов Н.Г., Лавров А.И., Порохнин А.П. и др. Вездеходное транспортное средство. Свидетельство РФ на полезную модель № 21172, М.: Российское агентство по патентам и товарным знакам, 2001.

178. Кафидов Н.Г., Белоусов П.В., Гайнулин Э.М. и др. Клапан обратный для бурильной колонны. Свидетельство РФ на полезную модель № 25202, М.: Российское агентство по патентам и товарным знакам, 2002.

179. Кафидов Н.Г., Булычев Ф.Г., Пономарёв И.П. Установка для интенсификации притока углеводородов. Свидетельство РФ на полезную модель № 30161, М.: Российское агентство по патентам и товарным знакам, 2003.

180. Кафидов Н.Г., Пономарёв И.П. Способ интенсификации притока углеводородов в скважине. Патент на изобретение № 2243367, М.: Федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам, 2004.

181. Kontar Е.А. and Sokov A.V. Study of the Benthic Stornis in the Deep-Ocean Layev. Deep-Sea Research, V.I, 1998. pp.501-518.

182. Kontar E.A. et al. Enlevian Measurements of the Novth Atlantic. Journal of Physical Oceanography, V. 30, 2000. pp.971-986.

183. Liao Y. Multi-purpose Acoustic System Aids Manganese Nodule Exploration. Sea Technology, 1988. - V.29, n.3. -pp.33-36.

184. G. Mukherji. An Innovation in the Ocean Mining transportation system. 20th ONC, Houston, 1988. - pp.464-468.

185. G. Ganapahtv, S. Panda. Nonliner analysis of pipe string for deep sea mining. 21th ONC, Houston, 1989. -pp.633-640.

186. M. Sudhakar. Ore Grade Manganese Nodules from the Central Indian Basin: evaluation. Marine Mining, 1989. - v.8, n.2. -201-214.

187. National Institute of Oceanography, Annual report, 1989-1990.

188. V. Kesava. Exploring the Seas- the National Institute of Oceanography's venture. Current Science, 1990. - v.59, n.5. - pp.246-252.

189. M. Lauson. Mining 40000 leagues under the sea. Australian Mining,1990.-v.82.-p.12.

190. H. Amman, H. Oebius. Soft Ocean Mining. 23th ONC, Houston,1991.-469-480.

191. S. Berge, J.M. Markusen. Environmental Consequences of Deep Seabed Mining. The Fridtj ofNansen Institute, 1991.

192. M. Gruickshank. Ocean Mining: Research nttd strengthening. Sea Technology, 1992. - v.33, n.l.

193. J.-P. Lenoble. New Scenarios of the World Metal Markets and the Eventual Contribution from Deep Sea Mining. 25th ONC, Houston, 1993. -pp. 197-202.

194. H. Атапп, H. Beiersdorf. The Environmental Impact of Deep Sea Mining. 25th ONC, Houston, 1993. - pp.213-231.

195. Longshui Kie. Deep Sea Mining in China. 25th ONC, Houston, 1993. -pp.233-239.

196. International Advisory Conference on Deep Seabed Mining Police-Seoul, 1994.

197. C. Morgan, N. Odunton, A. Jones. Deep Seabed Mining Marine Geore-sources and Geotechnology, 1999. pp.307-356.

198. R. Sharma, B. Nath. Selection of Test and Reference Areas for the Indian Deep sea Environment Experiment (INDEX). Marine Georesouces and Geotechnology, 2000. - pp. 177-187.

Информация о работе

Кафидов, Николай Геннадьевич
доктора технических наук
Москва, 2007
ВАК 25.00.18

Диссертация

Формирование технологий добычи полезных ископаемых в гидросферах с использованием свойств окружающей технику гидросреды - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Формирование технологий добычи полезных ископаемых в гидросферах с использованием свойств окружающей технику гидросреды - тема автореферата по наукам о земле, скачайте бесплатно автореферат диссертации

Похожие работы