Инновационные разработки - ФГБОУ ВО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова»

Подробности: Опубликовано: 11 июня 2014; Обновлено: 22 ноября 2023

инновационные разработки

Обоснование параметров открытой геотехнологии комплексного освоения крутопадающих месторождений для устойчивого развития горнотехнических систем, обеспечивающие устойчивое развитие горнотехнической системы за счет заблаговременного формирования на определенных этапах развития открытых горных работ техногенных ресурсов для их эффективное использование совместно с природными георесурсами.

Область применения – горнотехническая система открытой разработки крутопадающего месторождения.

Результаты и научно-практические рекомендации исследования использованы в проектах разработки месторождений «Юбилейное», «Восточно-Семеновское», «Худолазское»; при формировании и эксплуатации горнотехнических сооружений в качестве емкостей для накопления отходов и использования пород вскрыши для наращивания дамбы хвостохранилища на горных предприятий Урала, которые прошли опытные испытания в условиях ООО «Семеновский рудник», ООО «Башкирская медь» и АО «Сибайский ГОК».

Суммарный подтвержденный экономический эффект составил 290,6 млн руб., а для условий Коркинского разреза расчетный экономический эффект - 114,7 млн руб.

Руководитель разработки: проф., д.т.н. И.А. Пыталев.

Обоснование параметров карьеров и отвалов формируемых в качестве техногенных емкостей, представляющая собой разработку методики обоснования параметров горнотехнической системы ограниченных в плане карьеров при комплексном освоение участка недр, что позволит повысить эффективность открытых горных работ, сократить затраты на размещение хвостов обогащения и снизит экологическую нагрузку на окружающую среду.

Область применения – открытая разработка месторождений полезных ископаемых.

Результатом является разработка конструктивных технологических схем совокупной эксплуатации природных и техногенных георесурсов и обоснование их параметров, обеспечивающих совместное ведение горных работ по добыче полезных ископаемых, а также формирование и использование техногенных объектов на маломасштабных сближенных месторождениях Урала. Разработка рекомендаций по формированию техногенных георесурсов с заданными потребительскими свойствами при использовании роботизированного горнотранспортного оборудования применительно к условиям разрабатываемых и отработанных месторождений.

Исследования выполнены в рамках гранта Президента РФ МД-3602.2021.1.5.

Руководитель разработки: проф., д-р.техн. наук И.А. Пыталев.

Обоснование параметров открытой геотехнологии с формированием техногенной емкости для размещения хвостов обогащения руд представляющая собой разработку методики обоснования параметров открытой геотехнологии с формированием техногенной емкости для размещения хвостов обогащения руд, определяющая конструкцию ограждающей дамбы, необходимые объемы строительного и изоляционного материалов, а также физико-механические характеристики и пространственное положение рыхлых и скальных пород в теле дамбы и карьерном поле. Предложен способ повышения эффективности функционирования горнодобывающего предприятия за счет одновременного ведения добычных работ и использования скальных и рыхлых пород вскрыши для формирования техногенной емкости, с целью размещения хвостов обогащения, что обеспечивает снижение затрат на перемещение пород вскрыши до 18%, площади нарушенных земель до 30%, затрат на аренду земель до 2,2 раз при обеспечении их попутной рекультивации в период ведения горных работ, представлен алгоритм последовательности работ при комплексном освоении участка недр и формирования техногенной емкости, учитывающий стадию горных работ, наличие нескольких участков залежей, вид инженерной системы защиты, объем и физико-механические свойства вскрышных пород, использование которого позволяет определить параметры схемы вскрытия, режим горных работ, а также высоту ограждающей дамбы с углами внутреннего откоса до 89 и внешнего откоса от 12.

Область применения – открытая разработка месторождений полезных ископаемых.

Результатом является разработка и апробация открытой геотехнологии и обоснование ее параметров, обеспечивающих повышение полноты и комплексности освоения участка недр в ходе ведения горных работ при формировании и эксплуатации техногенных емкостей для размещения хвостов обогатительного производства. Разработанные технологические схемы формирования техногенной емкости с целью размещения хвостов обогащения с использованием рыхлых и скальных пород вскрыши при отработке запасов месторождения «Восточно-Семеновское» приняты на ООО «Семеновский рудник» к внедрению.

Экономически обоснована эффективность формирования техногенной емкости для размещения хвостов обогащения в условиях месторождений ООО «Семеновский рудник», эффект составил 15,8 млн руб. в год.

Руководитель разработки: проф., д-р.техн. наук И.А. Пыталев, старший преподаватель, к.т.н В.В. Якшина.

Программа «Оптимизационная программа распределения подвижного состава при транспортировании горной массы между пунктами погрузки и выгрузки при формировании техногенных емкостей» зарегистрирована в ФСПИС РФ, рег. № 2022615241.

Программа предназначена для моделирования экскаваторно-самосвального комплекса на карьерах. С помощью реализации агентного и дискретно-событийного подхода, а также знания данных карьера, программа позволяет: на основании плана карьера с учетом его развития во времени, отобразить отрабатываемые горизонты карьера и его транспортную сеть в 2D и 3D виде; оптимизировать количество самосвалов и экскаваторов как на определённый промежуток времени, так на весь период эксплуатации карьера; обеспечить сбор статистических данных работы карьера, самосвалов и экскаваторов, с возможностью их экспорта; провести анализ загруженности транспортной сети.

Данная программа может быть полезна для организаций, осуществляющих проектные работы в области освоения запасов твёрдого полезного ископаемого, гидротехнических сооружений, а также преподавателям и студентам осуществляющих подготовку по направлению «Горное дело».

Руководители разработки: проф., д-р.техн. наук И.А. Пыталев, старший преподаватель, к.т.н. В.В. Якшина, инженер-проектировщик НИИ КОГ А.К. Артюшин

Программа «Программа оптимизации расположения перегрузочного пункта при циклично-поточной технологии транспортировании горной массы на карьерах» зарегистрирована в ФСПИС РФ, рег. № 2022685085.

Программа для моделирования работы конвейерного и экскаваторно-автосамосвального комплексов, являющихся основой циклично-поточной технологии на карьерах. Создаётся имитационная модель, с использованием агентного и дискретно-событийного подходов. Благодаря этому, программа позволяет: определить оптимальные местоположения пунктов перегрузки с автосамосвалов на конвейер; оптимизировать количество самосвалов и экскаваторов; обеспечить сбор статистических данных работы карьера, конвейерного и экскаваторно-автосамосвального комплексов; визуализировать работу карьерного транспорта; определить оптимальные виды транспорта и их сочетание.

Данная программа может быть полезна для организаций, осуществляющих проектные работы в области освоения запасов твёрдого полезного ископаемого, а также преподавателям и студентам осуществляющих подготовку по направлению «Горное дело».

Руководители разработки: проф., д-р.техн. наук И.А. Пыталев, проф., д-р.техн. наук К.И. Струков, старший преподаватель, к.т.н. В.В. Якшина, доцент, к.т.н. Е.Е. Швабенланд, доцент, к.т.н. П.Н. Мишкуров, инженер-проектировщик НИИ КОГ А.К. Артюшин.

Программа «Программа расчета потерь и разубоживания полезного ископаемого на открытых горных работах» зарегистрирована в ФСПИС РФ, рег. № 2023668752.

Программа предназначена для расчета потерь и разубоживания полезного ископаемого на открытых горных работах, при отработке контактов полезного ископаемого с вмещающими породами, в зависимости от направления развития фронта работ, углов падения залежи и откоса рабочего уступа.

Исходными данными для расчета являются: угол падения залежи, угол откоса уступа, высота уступа, ширина заходки или ширина взрывного блока.

Результатами работы программы является расчет объёма потери и засорения, расчет показателей потерь и разубоживания полезного ископаемого.

Программа предназначена для проектных организаций и действующих горнодобывающих предприятий, а так же для обеспечения учебного процесса в образовательных учреждениях.

Руководители разработки: проф., д-р.техн. наук И.А. Пыталев, проф., д-р.техн. наук К.И. Струков, старший преподаватель, к.т.н. В.В. Якшина, доцент, к.т.н. Е.Е. Швабенланд, доцент, к.т.н. Д.В. Доможиров, доцент, к.т.н. Е.А. Романько, инженер-проектировщик НИИ КОГ А.К. Артюшин и др.

Программа «Программа расчета суммарного и удельного расхода топлива автосамосвалов с учетом руководящего уклона карьерных автодорог» зарегистрирована в ФСПИС РФ, рег. № 2023612706.

Программа предназначена для моделирования работы карьерного автотранспорта, с возможностью изменения руководящего уклона автодорог горнотехнической системы. Создаётся имитационная модель, с использованием агентного и дискретно-событийного подходов. Благодаря этому, программа позволяет: определить мгновенный расход топлива автосамосвала с учетом изменения руководящего уклона автодороги и скорости движения по ней; позволяет определить среднюю скорость и время рейса, длину ездки; обеспечить сбор статистических данных работы автотранспорта и визуализировать в графическом виде. Данная программа может быть полезна для организаций, осуществляющих проектные работы в области освоения запасов твёрдых полезны ископаемых, а также преподавателям, аспирантам и студентам осуществляющих подготовку по направлению «Горное дело».

Модель оптимального выбора комплекса производственных функций горнодобывающего предприятия и комбинации применяемых им стратегий, сбалансированных по доходности и финансовым рискам отдельных видов деятельности. Предложен новый подход к решению задачи повышения эффективности и жизнеспособности горного производства в изменяющихся рыночных условиях. Решение поставленной задачи производится на основе анализа применения различных стратегий управления производственными ресурсами и в целом комплекса деятельности предприятия, в зависимости от целей недропользователя. Ведение деятельности горнодобывающего предприятия возможно традиционным способом, когда все производственные функции и процессы выполняются собственными силами, и продукцией является только добываемое сырье. В качестве альтернативных стратегий рассмотрены варианты использования аутсорсинга и диверсификации производства. В разработках приводятся возможные комплексы и комбинации стратегий деятельности, а также направления диверсификации горнодобывающих предприятий, в том числе предполагающие формирование и освоение техногенных георесурсов. Экономико-математическая модель оптимизации комплекса деятельности предприятия представлена с позиции минимизации риска при заданном уровне доходности и с позиции достижения максимальной эффективности при заданном уровне риска. В исследованиях используется детерминированный подход к оценке показателей. Разработанная модель апробирована на примере малого предприятия добывающего хромовые руды. Исследования показывают, что стратегия диверсификации деятельности горнодобывающего предприятия снижает риск экономических потерь и повышает его жизнеспособность в условиях изменчивости цен на добываемое сырье.

Руководители разработки: проф., д-р техн. наук С.Е. Гавришев; доцент, канд. техн. наук В.Ю. Заляднов.

Технология крепления горных выработок на основе использования крепей фрикционного типа (СЗА) в широком диапазоне горно-геологических условий, обеспечивающая безопасность работ, высокую степень механизации, возможность комбинаций с другими видами крепи, существенное снижение затрат.

Область применения – подземная разработка месторождений полезных ископаемых, шахтное и подземное строительство.

Технология внедрена на рудниках УГМК – холдинга: АО «Учалинский ГОК», АО «Гайский ГОК», АО «Сафьяновская медь», а также на крупных холдингах Российской Федерации и Республики Казахстан - АК «Алроса», АО «Ормет», ПАО ЗФ «Норникель», Донской ГОК.

Экономический эффект от использования крепи СЗА достигается за счет уменьшения сетки штангования, снижения затрат на ремонт выработок, высокой производительности при их установки. В зависимости от горно-геологических условий экономический эффект составляет 80-150 руб. на каждый анкер.

Руководители разработки: проф., д-р техн. наук В.Н. Калмыков;доц. д.т.н. А.А. Зубков, доц. к.т.н. С.С. Неугомонов, доц. к.т.н. П.В. Волков.

Обоснование параметров рабочей зоны карьеров, обеспечивающих регулирование текущего коэффициента вскрыши и транспортной работы. Рекомендуется к использованию на карьерах, разрабатывающих крутопадающие рудные залежи и сложноструктурные месторождения, на которых развитие горных работ приводит к увеличению текущего коэффициента вскрыши и транспортной работы, что в свою очередь приводит к критическим значениям затрат на добычу минерального сырья.

Увеличение глубины ведения горных работ приводит к возрастанию текущих коэффициентов вскрыши, сокращению площади активной рабочей зоны, увеличению расстояния транспортирования горной массы. Предлагаемые комплексные решения по выбору способа формирования рабочей зоны с участками временно нерабочих бортов (ВНБ), определению наиболее рациональных сроков и схем формирования и расконсервации ВНБ, изменению схем вскрытия отдельных участков карьера позволят регулировать значения текущего коэффициента вскрыши, сокращать величину среднего коэффициента вскрыши, регулировать транспортную работу по периодам разработки, что положительно сказывается на распределении затрат на добычу полезного ископаемого и устойчивости функционирования горнодобывающего предприятия в условиях нестабильности на рынках минерального сырья.

Руководители разработки: проф., д-р техн. наук С.Е. Гавришев; доцент., д-р техн. наук К.В. Бурмистров.

Системы вскрытия глубоких горизонтов карьеров на различных этапах открытой разработки и при освоении месторождений открыто-подземным способом. Разработаны геотехнологические решения по формированию системы вскрытия запасов глубоких горизонтов с применением цикличной и циклично-поточной технологии транспортирования горной массы (ЦПТ), определен целесообразный шаг переноса перегрузочных пунктов конвейеров на высокопроизводительных карьерах, разработаны решения по формированию схем с ЦПТ на заключительных этапах открытой разработки, учитывающих возможность дальнейшего использования карьерных транспортных коммуникаций при разработке месторождения подземным способом. Установлены рациональные соотношения объемов транспортирования с подземного и открытого рудников, определяющие целесообразность использования карьерных подъемников при отработке месторождения комбинированным способом.

Область применения – глубокие карьеры разрабатывающие крутопадающие залежи, высокопроизводительные глубокие карьеры, горнодобывающие предприятия с открыто-подземным способом разработки на которых усложняется транспортный доступ запасам глубоких горизонтов, значительно возрастают затраты на вскрытие и транспортирование горной массы, рассматривается перспектива отработки законтурных запасов.

Руководитель разработки: доцент, д-р техн. наук К.В. Бурмистров, профессор, д-р техн. наук С.Е. Гавришев.

Применение методов многокритериального анализа для выбора технологических решений, обеспечивающих устойчивое функционирование карьеров в переходные периоды.

Используемые на практике методы и методики проектирования карьеров и управления их функционированием не позволяют выбирать эффективную стратегию устойчивого развития горнодобывающих предприятий и его горнотехнической системы в условиях воздействия множества внешних факторов экономической и социальной сред. Известные аналитические методы и математические модели не позволяют учитывать как многофакторность проблемы устойчивого развития предприятия, так и различные целевые значения их параметров, а также влияние весов этих параметров на принимаемые решения.

Разработана методика оценки устойчивости основной системы горнодобывающего предприятия – горнотехнической системы, позволяющий выбирать эффективные стратегии её функционирования и развития. Предложенная методика позволяет обосновать параметры горнотехнической системы и её подсистем применительно к условиям производства горных работ на глубоких горизонтах карьеров. Многокритериальная оценка параметров горнотехнической системы составляет основу разработанной методики. Такая оценка позволит обосновывать параметры горнотехнической системы, удовлетворяющие разнородным критериям устойчивого развития, включая экономические, социальные и экологические критерии. Систему параметров горнотехнических систем образуют параметры, имеющие как дискретные, так и непрерывные значения.

Область применения – разработанная методика может использоваться на стадии проектирования и эксплуатации карьеров для обоснования параметров горнотехнической системы и ее подсистем применительно к условиям производства горных работ на глубоких горизонтах карьеров. Использование методики направлено на принятие решений, обеспечивающих достижение целей устойчивого развития и рационального природопользования горнодобывающими предприятиями.

Руководитель разработки: доцент, д-р техн. наук К.В. Бурмистров.

Подземная геотехнология разработки рудных тел в условиях сильнотрещиноватых и неустойчивых массивов горных пород

Разработка новых научно-обоснованных геотехнологических решений, внедрение которых направлено на создание благоприятных горнотехнических условий для разработки запасов, находящихся в сложных природных горно-геологических и сформировавшихся в процессе эксплуатации горнотехнических условиях, путем целенаправленного преобразования свойств и состояния горного массива, позволяющих повысить полноту освоения недр при обеспечении безопасности ведения горных работ, что имеет важное экономическое значение для развития горнодобывающей отрасли страны.

Областью практического использования результатов работы являются: при проектировании месторождений – обоснование методологических принципов проектирования подземных горных работ с управляемым техногенным преобразованием участка недр при доработке месторождения; при разработке месторождений – обоснование параметров подземной геотехнологии с формированием заданных свойств и состояния массива горных пород в процессе эксплуатации рудных месторождений.

Практическая значимость заключается в разработке и апробации вариантов подземной геотехнологии доработки рудных месторождений в сложных горно-геологических, горнотехнических и геомеханических условиях, основанные на техногенном преобразовании свойств и состояния массивов горных пород для повышения полноты освоения запасов рудных месторождений.

Теоретическая значимость заключается в разработке технологических рекомендаций по обоснованию параметров подземной геотехнологии с целенаправленным изменением напряженно-деформированного состояния, геомеханических, структурных и инженерно-технологических характеристик массива горных пород при доработке запасов рудных месторождений Урала (Челябинская область) с оценкой экономической эффективности.

По результатам ранее проведенных исследований разработаны технологические решения по преобразованию свойств и состояния массива горных пород для обеспечения условий вовлечения в эффективную доработку ранее забалансовых запасов, находящихся в сложных горно-технических и геомеханических условиях, при отработке запасов Чебачьего, Камаганского, Кочкарского и Сафьяновского месторождений и приняты к внедрению на АО «Александринская горно-рудная компания», АО «Сибайский ГОК», АО "ЮГК" и АО «Сафьяновская медь».

Руководители разработки: доцент, д-р техн. наук А.М. Мажитов;доц. к.т.н. П.В. Волков.

Создание ресурсосберегающих экологоориентированных технологий освоения потерянных техногенно-осложненных запасов ценных руд

В связи со сложившейся нестабильной экономической ситуацией на рынке металлов горнорудная отрасль в настоящее время столкнулась с острой проблемой сокращения ресурсной базы, обеспечивающей стабильное ее функционирование. Неблагоприятная ситуация по снижению запасов и качеству полезного ископаемого ведет к ухудшению эффективности работы горных предприятий, к вынужденным простоям, оставлению руд с низким содержанием полезных компонентов, выборочной отработке участков с высоким содержанием полезных компонентов в руде и даже прекращению горных работ.

Обеспечить устойчивое функционирование горного предприятия при подземной разработке месторождений возможно путем создания технологии повторной разработки ранее нерентабельных участков месторождений, способной реагировать на внешние и внутренние изменения в производстве горных работ.

Руководители разработки: доцент, д-р техн. наук А.М. Мажитов;доц. к.т.н. П.В. Волков; к.т.н. Р.В. Кульсаитов.

Управления качеством минерального сырья путем разработки технологии и обоснования параметров подготовки к выемке горных пород сложноструктурных месторождений.

Рекомендуется к использованию на карьерах, разрабатывающих сложноструктурные месторождения, имеющие значительное количество контактных зон полезного ископаемого и вредных включений.

В современных условий открытых горных работ при разработке сложноструктурных месторождений управление качеством минерального сырья на этапе подготовки горных пород к выемке возможно за счет разработки и внедрения инновационных технологических решений для получения недропользователем широкого спектра видов и ассортимента сортов товарной продукции с заданными потребительскими и технологическими свойствами.

Разработана методика выбора технологии и обоснования параметров буровзрывной подготовки горных пород сложноструктурных месторождений к выемке, основанная на установленных зависимостях конструктивных параметров скважинных зарядов от требований кондиций, гранулометрического состава и учитывающая потери и разубоживание полезных ископаемых в зонах структурных нарушений и контактов с вмещающими породами.

Результаты работы апробированы на карьерах месторождений «Еленинское» и «Полоцкое» ООО «РИФ-Микромрамор».

Руководители разработки: проф., д-р техн. наук И.А. Пыталев; доцент, канд. техн. наук Д.В. Доможиров.

Методика выбора сейсмобезопасных условий взрывания вблизи наземных объектов, заглубленных коммуникаций и подземных выработок. В дополнение к указаниям нормативных документов, учитывающих лишь ограниченное число видов только наземных объектов, обеспечивается возможность определения условий безопасности для значительно большого числа классов и типов объектов, как наземных (с учетом их важности, состояния, типа несущих конструкций, материала стен, наличия дополнительных усилений, обусловливающих допустимые уровни и баллы интенсивности сотрясений) ,так и подземных выработок и коммуникаций (с учетом вариантов крепи). При этом учитываются свойства взрываемых пород, режимы КЗВ, распределение заряда по длине (и плоскости) взрываемого участка.

Область применения – взрывные работы при разработке месторождений полезных ископаемых и в строительстве. Обеспечивается возможность проведения крупных взрывов, сокращение их числа, увеличение производительности погрузочного оборудования и сохранение охраняемых объектов от вредных воздействий при взрывах на земной поверхности, валке зданий.

Методические разработки используются рядом угольных разрезов (Урала, Якутии, Кузбасса, Иркутской области, Казахстана), рудными карьерами (Урала, Хакассии, Казахстана, Украины), проектными институтами (Гипрошахт, Сибгипрошахт, Кузбассгипрошахт, Гипроуголь, и др.), на строительных карьерах Челябинской области и предприятиях по добыче мраморов и гранитов, при реконструкции зданий и технических сооружений.

Руководители разработки: проф., д-р техн. наук В.Н. Калмыков; доцент, канд. техн. наук Д.В. Доможиров, старший научный сотрудник В.Х. Пергамент.

Методика выбора безопасных по действию воздушной волны условий взрывания наружных и заглубленных (скважинных и камерных) зарядов. В дополнение к действующим нормативным документам, методика обеспечивает учет наличия нескольких свободных поверхностей (горизонтальной – в сторону устья скважин и боковой – наклонной или вертикальной – в сторону груди забоя), направления развития межгрупповой детонации замедляемых групп в блоке (относительно направления на объект) и конструктивных особенностей заряда.

Область применения – взрывные работы при разработке месторождений полезных ископаемых и в строительстве.

Реализация рекомендаций обеспечивает воздушно-волновую безопасность разнотипных (с разным допустимым уровнем давления УВВ) объектов, позволяя в ряде случаев сократить объемы трудоемких забоечных работ. Разработки внедрены на многих горнодобывающих предприятиях Урала и Сибири (угольные разрезы Кузбасса, строительные карьеры Челябинской области и др.), а также используются в практике ряда проектных институтов (Кузбассгипрошахт, Гипроуголь, Сибгипрошахт) страны.

Методика определения радиусов разлета осколков при взрыве.В дополнение к указаниям нормативных документов, учитывающих при наземных взрывах разлет осколков лишь в направлении устьев скважинных зарядов и не оценивающих его в сторону свободной боковой поверхности уступа, методикой предусматривается дифференцированное (по направлению каждой свободной поверхности) определение зон разлета с учетом характеристик взрываемых пород, системности (многорядный, либо однорядный блок, или одиночная скважина) взрыва, конструкции заряда.

Методика обеспечивает определение опасных по разлету зон в сторону груди забоя, в тыл и в торцы блоков.

Область применения – взрывные работы при разработке месторождений полезных ископаемых и в строительстве.

Разработки используются организациями, выполняющими (разрезы Кузбасса и Экибастуза, гранитные карьеры, Взрывпром юга Кузбасса) и проектирующими (Сибгипрошахт, Гипроуголь) взрывные работы.

Обоснование способов повышения ценности техногенных георесурсов, формируемых при открытой разработке месторождений.Данная работа позволяет установить способы складирования пород в отвалы с учетом их дальнейшего освоения; способы формирования карьерного пространства, повышающие эффективность внутреннего отвалообразования в глубоких карьерах; спроектировать карьерное пространство с учетом его последующего использования в качестве емкостей и инженерных сооружений; определить целесообразность использования выработанного пространства в качестве емкости для складирования промышленных отходов различных классов опасности.

Область применения проекта – горнодобывающие предприятия по добыче полезных ископаемых открытым способом, проектные организации. Впервые вводится показатель ценности техногенных георесурсов, обуславливающий способ их формирования, что расширит область их последующего применения и снизит ресурсоемкость открытой геотехнологии. Разработана методика расчета ценности техногенных георесурсов, основанная на учете затрат на формирование георесурсов и возможных доходов от их дальнейшего освоения или реализации.

Руководители разработки: проф., д-р техн. наук С.Е. Гавришев; канд. техн. наук В.Ю. Заляднов; проф., д-р техн. наук И.А. Пыталев.

Технологические схемы доработки приконтурных запасов, основой которых является использование временной устойчивости откосов бортов. Снижение коэффициента запаса устойчивости до значения 1,1-1,2 позволит увеличить углы откосов бортов карьера и без потерь отработать приконтурные запасы полезного ископаемого. Запас прочности массива 10-20% обеспечивает срок стояния бортов карьера до 10 лет. Восстановление коэффициента запаса устойчивости до значения, необходимого для долгосрочной устойчивости откосов после извлечения запасов, обеспечивается отсыпкой слоя вскрышных пород, часть которых подвергается инъекционной цементации по высоте параллельно выемке. Высота цементируемого слоя определяется необходимой толщиной изолирующей потолочины по условию её устойчивости. Расчетный экономический эффект от применения предлагаемой технологии по сравнению с доработкой запасов открыто-подземным способом составит 7,6 млн руб. в год (в ценах 2008 г.).

Руководитель разработки: проф., д-р техн. наук И.А. Пыталев, доцент, д-р техн. наук А.М. Мажитов.

Программа «Автоматизированный расчет безопасных условий сейсмики взрывов(АРБУС-В)», зарегистрирована в ФСПИС РФ, рег. № 2007611558.

Разработанная на основе опыта многолетних исследований и методических решений «Лаборатории сейсмики» МГТУ программа обеспечивает определение сейсмически безопасных расстояний и зарядов замедляемых групп при взрывах для широкого перечня наземных и заглублённых (подземные выработки и коммуникации) объектов с учетом: упругих характеристик пород взрываемых и в основании охраняемых объектов; допустимых уровней (или баллов интенсивности) сотрясений, определяемых классом важности и частными рангами (состояния, типа несущих конструкций, наличия усилений, материала стен, типа крепи и свойств пород, вмещающих подземных выработки) объектов; интервалов межгрупповых замедлений; линейных размеров мгновенно взрываемых участков; удаления подземных объектов от дневной поверхности.

Обеспечивается многовариантность (до 40 вариантов) с выводом результатов расчётов в файл.

Область применения – взрывные работы при разработке месторождений полезных ископаемых и в строительстве.

Программа используется рядом проектных институтов (Сибгипрошахт, Кузбассгипрошахт, Гипрошахт, Гипроуголь), проектирующих взрывные работы на отечественных и зарубежных горнодобывающих предприятиях (разрезы Кузбасса, Красноярского края, Восточной Сибири, Якутии, предприятия Ирана и Индии),а также крупными производителями взрывных работ (Взрывпром юга Кузбасса и др.).

Руководитель разработки: старший научный сотрудник В.Х. Пергамент.

Программа «Разлет осколков взрыва (РОВ)», зарегистрирована в ФСПИС РФ, рег. № 2007612351. Программа обеспечивает определение зон разлета осколков при взрывах сосредоточенных и удлиненных скважинных зарядов с учетом: упругих характеристик взрываемых пород; системности (ряд, многорядный блок, одиночная скважина) расположения зарядов; ориентации зарядов относительно свободных поверхностей; конструкции заряда.

Зоны разлета определяются по величине начальной скорости вылета осколков для направлений в стороны каждой из свободных поверхностей с учётом полученных в результате многолетних оценок «Лаборатории сейсмики» МГТУ решениями по оценке величин скоростей движения свободных поверхностей в зависимости от свойств пород и параметров буро-взрывных работ. Возможен учет углов вылета осколков и разностей горизонтов взрыва и мест падения кусков породы. Обеспечивается многовариантность (до 40 вариантов) и вывод в файл результатов расчётов.

Кроме результатов по реализуемой в программе методике, пользователь одновременно получает для выбора и сравнения также результаты расчетов, определённые для заданных условий и по указаниям ЕПБ ВР (одинаковые для всех направлений).

Область применения – взрывные работы при разработке месторождений полезных ископаемых и в строительстве.

Программа используется организациями, проектирующими (Сибгипрошахт, Гипроуголь, Кузбассгипрошахт), и выполняющими (Взрывпром юга Кузбасса и др.) взрывные работы на горнодобывающих предприятиях.

Руководитель разработки: старший научный сотрудник В.Х. Пергамент.

Программа «Воздушная волна взрыва (ВВВ)», зарегистрирована в ФСПИС РФ, рег. № 200761235. Программа обеспечивает возможность определения масс зарядов ВВ замедляемых групп и расстояний, безопасных по действию воздушных волн от открытых и заглублённых (скважинных и камерных) зарядов при взрывах на одну и две (или более) свободные поверхности. В качестве охраняемых могут фигурировать объекты, допускающие разные уровни (степени безопасности) и давления воздушных волн. С учетом параметров БВР, конструкции зарядов, режимов КВЗ, материала забойки, направления развития межгрупповой детонации относительно луча наблюдения. В программе учтён опыт многолетних исследований и методические разработки «Лаборатории сейсмики» МГТУ при оценках коэффициентов эквивалентности заглублённых зарядов и влиянию условий взрывания на величины давлений воздушных волн.

Область применения – взрывные работы при разработке месторождений полезных ископаемых и в строительстве, экспериментальные и специальные взрывы.

Обеспечивается многовариантность (до 40 вариантов) и вывод в файл результатов расчетов. Кроме результатов по реализуемой в программе методике, пользователь одновременно получает для выбора и сравнения также результаты расчетов определённые для заданных условий и по указаниям ЕПБ ВР.

Программа реализуется в практической деятельности организаций, ведущих (Взрывпром юга Кузбасса и разрезы Кузбасса и др.) и проектирующих (Сибгипрошахт, Кузбассгипрошахт, Гипроуголь) взрывные работы.

Руководитель разработки: старший научный сотрудник В.Х. Пергамент.

Аудит технологических процессов обогатительных фабрик для переработки железосодержащих руд. Результаты работы используются при принятии решения о использовании материала в качестве железосодержащего сырья.

Полученные результаты используется на ООО "Нова-Мет", ПАО ММК.

Руководитель разработки: доцент, канд. техн. наук И.А. Гришин.

Рекомендации ведения непрерывного контроля элементного состава сыпучих материалов в потоке, обеспечивающие повышение быстроты и точности определение массовых долей элементов в поликомпонентном сырье.

Руководитель разработки: доцент, канд. техн. наук И.А. Гришин.

Рекомендации и режимы переработки золото-медно-цинковых руд, обеспечивающие получение товарных продуктов и повышение эффективности разделительных процессов.

Рекомендации и режимы используются при обогащении золотосодержащих руд на ООО "Семеновский рудник", Березняковская ЗИФ.

Руководитель разработки: доцент, канд. техн. наук И.А. Гришин.

Методологии создания ресурсосберегающей технологии переработки горнопромышленного отхода, основанная на поэтапном осуществлении комплекса аналитических, экспериментальных, технологических изысканий на нескольких соподчиненных уровнях ‒ информационно-аналитическом, инструментальном, адаптационном, организационно-технологическом, экономико-аналитическом ‒ в итерационном порядке выполнения и анализа условий реализуемости для снижения рисков на ранних этапах выполнения работ, бόльшей прогнозируемости результатов и оперативного управления процессом разработки технологии.

Разработанная методология проверена и использована при создании технологии: комбинированной флотационно-магнитной переработки шламов газоочистных систем доменных печей. Проверена и используется в условиях переработки смешанных медных руд Жесказганского региона на ОПУ.

Руководитель разработки: доцент, докт. техн. наук О.Е. Горлова.

Рекомендации по применению новых реагентов для флотации руд цветных и благородных металлов, направленные на изучение эффективности флотации руд новыми реагентами и на подбор комбинаций реагентов и параметров реагентного режима флотации. Результаты работы используются для выявления закономерностей флотации руд сочетаниями новых реагентами с традиционным собирателем - ксантогенатом и совершенствования фабричных режимов обогащения.

Полученные результаты используются производителями реагентов, в частности ООО "Квадрат плюс".

Руководитель разработки: доцент, докт. техн. наук Н.Н. Орехова.

· · Технологии комплексной переработки и утилизации техногенных медь—цинксодержащих вод горных предприятий. Разработаны технологии, позволяющие селективное извлечение меди и цинка в одноименные товарные продукты на стадии предочистки техногенных вод (шахтных и подотвальных) с использованием методов цементации, гальванокоагуляции, сорбции и реагентного осаждения. На основании полученных результатов разработаны и утверждены Уральской горно-металлургической компанией методические рекомендации «Управление техногенными медьсодержащими водопотоками».

Рекомендации и технология апробированы на Сибайском филиале Учалинского ГОКа, Медногорском МСК, Урупском ГОКе.

Руководитель разработки: доцент, докт. техн. наук Н.Н. Орехова.

Рекомендации по повышению селективности флотации чешуйчатых графитовых руд, основанные на интенсификации процессов вторичного обогащения в пенном слое. Результаты работы используются при флотации в пневмомеханических и колонных флотомашинах и обеспечивают повышение технико-экономических показателей обогащения чешуйчатых графитовых руд.

Руководитель разработки: доцент, канд. техн. наук Н.В. Фадеева.

Разработка технологии переработки железографитовых пылей металлургического производства. Технология переработки основана на использовании селективной дезинтеграции спели в аппаратах центробежно-ударного действия и комбинирования процессов механического разделения и химической доводки. Результаты разработки позволят решить вопросы экологической безопасности производства за счет вовлечения в переработку графитизированных спелей и поддержать отечественную сырьевую базу чешуйчатого графита за счет комплексной переработки техногенного сырья с получением широкой номенклатуры графитовых продуктов и товарного железосодержащего концентрата.

Руководители разработки: доцент, канд. техн. наук Н.В. Фадеева, доцент, докт. техн. наук Н.Н. Орехова.

Разработка и промышленное освоение комбинированной технологии обогащения труднообогатимых флюоритовых руд. Разработанная технология позволяет получать высококачественный флюоритовый концентрат с массовой долей флюорита свыше 96%, а кальцита до 3,5%.

Разработанная технология обогащения флюоритовых руд внедрена на Миндякском ГОКе.

Руководитель разработки: доцент, канд. техн. наук Е.Ю. Дегодя.

Разработка программного обеспечения по расчету нормативных потерь и разубоживания руды в условиях подземных горных работ. Назначение: на основе анализа технологии ведения очистных горных работ выявляются основные виды потерь и разубоживания полезных ископаемых, выполняется их нормирование, с последующей разработкой ПО.

Разработанная программа внедрена и используется в условиях Ново-Учалинского месторождения.

Руководитель разработки: доцент, канд. техн. наук Е.А. Романько.

Разработка технологий глубокой переработки конвертерных шлаков, обеспечивающая селективную дезинтеграцию и высокоэффективное разделение конвертерных шлаков за счет стадиального обогащения конвертерных шлаков с применением аппаратов центробежно-ударного дробления и сухой магнитной сепарации во взвешенном состоянии в замкнутом цикле. Технология позволит получать магнитный продукт крупностью – 0,5 мм с массовой долей железа 38,2% при извлечении железа в него 30,7%.

Руководитель разработки: доцент, канд. техн. наук Н.В. Гмызина.

Рекомендации по совершенствованию технологии рудоподготовки магнетитовой руды за счет применения сухой магнитной сепарации во взвешенном состоянии. Разработана высокоэффективная технология рудоподготовки, позволяющая повысить технико-экономические показатели сухой магнитной сепарации мелкозернистого магнетитсодержащего сырья природного и техногенного происхождения. Технология позволяет проводить сухую сепарацию тонкодисперсного железосодержащего сырья.

Рекомендации и технология апробированы на ДОФ-5 ПАО «ММК».

Руководитель разработки: доцент, канд. техн. наук Н.А. Сединкина.

Комплексная технология переработки титаномагнетитовых руд, позволяющая получать железованадиевый концентрат с массовой долей железа 63,2% и диоксида титана 4,2%, который может быть использован в шихте для доменного процесса, и кондиционный ильменитовый концентрат с массовой долей диоксида титана 50,6%.

Руководители разработки: доцент, канд. техн. наук О.П. Шавакулева.

Разработка геомеханической модели карьеров и отвалов месторождений. На основе представленной базы данных предприятия с геологической, минералогической, горно-технической информацией, данными опробования и параметров физико-механических, деформационных характеристик горных пород разрабатывается геомеханическая пространственная модель месторождения в ГГИС ГЕОМИКС, для соответствия требованиям ФНиП «Правила обеспечения устойчивости бортов и уступов карьеров, разрезов и откосов отвалов», приказ Ростехнадзора № 439 от 13.11.2020. Данная модель позволяет обеспечить безопасность ведения горных работ и выполнить прогноз устойчивости карьера, отвала.

Разработана геомеханическая модель Агаповского месторождения и месторождения Малый Куйбас для ПАО «ММК».

Руководитель разработки: доцент, канд. техн. наук Е.А. Романько.

Рекомендации по выполнению маркшейдерских съемок складов полезных ископаемых, карьеров и отвалов с применением БПЛА. Полученные результаты используются организациями, выполняющими маркшейдерские работы и инженерно-геодезические изыскания, в частности ООО "ММГК".

Руководитель разработки: ст. преп. Н.В. Литвиненко.

Цифровой двойник железнодорожной станции, обеспечивающий оперативность и эффективность принимаемых управленческих решений по руководству маневровой работой на основе анализа вариантов принимаемых решений и выбора наилучшего варианта, а также автоматизации части управленческих действий.

Разработанная технология проверена и используется в условиях ОАО «Ураласбест».

Руководители разработки: доцент, д-р техн. наук А.Н. Рахмангулов, доцент, канд. техн. наук П.Н. Мишкуров.

Комплекс моделей и методов устойчивого развития логистических цепей грузопотоков, направленный на определения оптимальной комбинации инструментов «зелёной» логистики для их применения элементами ЛЦГ с учётом имеющихся материальных, финансовых, информационных ресурсов и ресурсов услуг.

Руководители разработки: доцент, канд. техн. наук Н.А. Осинцев, доцент, д-р техн. наук А.Н. Рахмангулов.

Комплекс имитационных моделей продвижения и переработки потоков сырья и готовой продукции, направленный на снижение рисков транспортного обслуживания промышленных предприятий на основе: прогнозирования функционирования и развития транспортно-технологических (транспортно-производственных) систем на всех уровнях управления; оценки эффективности управленческих решений; анализе оптимизация параметров грузопотоков; формировании рекомендаций по обеспечению ритмичности работы элементов транспортно-технологической системы.

Разработанная технология проверена и используется в условиях ОАО «Ураласбест».

Руководители разработки: доцент, д-р техн. наук А.Н. Рахмангулов, доцент, канд. техн. наук П.Н. Мишкуров.

Технология гибкого управления перевозочным процессом на промышленном железнодорожном транспорте и методика экспресс-оценки эффективности его работы, комплексное применение которых обеспечивает повышение качества транспортного обслуживания производства, уменьшение оборота вагонов парка ОАО «Российские железные дороги» и собственных вагонов. Сроки разработки и согласования проектов «Единого технологического процесса работы подъездных путей и станций примыкания магистрального железнодорожного транспорта» сокращаются в 3-5 раз.

В результате нормирования оборота вагонов парка ОАО «Российские железные дороги» на подъездном пути ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» и корректировки технологии работы вагонов был получен годовой экономический эффект в размере 5 млн руб.