В работе представлен анализ преимуществ и ограничений дополнительных мер интенсификации транспортирования потока закладочной гидросмеси. Показаны результаты анализа условий применения насосного оборудования для перемещения потоков с различными реологическими свойствами. Приведены обобщения способов влияния на внутреннее сопротивление закладочных гидросмесей посредством механической активации, а также повышения текучести благодаря применению химических добавок. Представлены результаты исследований, подтверждающих целесообразность применения труб с полимерной футеровкой, которая показала свою эффективность при перекачивании потоков гидросмесей с различной концентрацией наполнителя. Разработана аналитическая модель движения гидросмеси в трубопроводе закладочного комплекса. Тенденции изменения давления, необходимого для обеспечения перемещения гидросмеси в трубопроводах различного диаметра, имеют экспоненциальный характер при условии постоянства свойств потока. Выполнена оценка влияния крупности частиц на режим движения формируемого гетерогенного потока, а также на распределение плотности потока по сечению, характеризующая расслоение и изменение реологических свойств закладочной гидросмеси. Сформулирована аналитическая модель централизованной миграции дисперсной фазы потока гидросмеси, описывающая влияние турбулентного перемешивания потока на поведение твердых частиц. Выполнена оценка вторичной диспергации твердой фракции гидросмеси, обуславливающая изменение консистенции потока. Выполненные исследования влияния коэффициента консистенции потока выявили, что переизмельчение фракций наполнителя гидросмеси способствует возрастанию потребного напора в трубопроводной системе.
Представлены результаты исследования функционирования разработанного сгустительного оборудования в составе закладочного комплекса для формирования потока гидросмеси повышенной концентрации. Представлена принципиальная схема, поясняющая работу гидротранспортной системы закладочного комплекса, оснащенной сгустителем разработанной конструкции. Создана математическая модель, описывающая механизм инерционной седиментации твердого компонента гидросмеси в рабочей камере, оборудованной гидродинамическими профилями. Взаимодействие с профилем приводит к расслаиванию потока благодаря изменению траектории движения и падению скорости. Обоснован интервал рациональной скорости первичной гидросмеси, поступающей на вход рабочей камеры инерционного сгустителя. Синтез решений модели процесса сгущения, выполненный в программах COMSOL Multiphysics и Ansys Fluent, позволил устранить физические противоречия в работе оборудования и обосновать значения габаритных размеров его основных элементов, обеспечивающих реализацию механизма инерционной седиментации гидросмеси. Выявлено, что концентрация сгущенного потока на выходном патрубке рабочей камеры сгустителя определяется уровнем скорости первичной гидросмеси, характерной длиной участка взаимодействия с отклоняющим профилем, а также соотношением углов обтекания и атаки. Составлена номограмма динамики изменения концентрации гидросмеси в сечении выходного патрубка в зависимости от соотношений габаритных размеров отклоняющего профиля рабочей камеры. Результаты исследования позволили сформулировать рекомендации по подбору габаритов отклоняющего гидродинамического профиля сгустителя для формирования потока гидросмеси с концентрацией около 50 % по массе. Разработанное оборудование может быть применено в закладочном комплексе, позволит увеличить дальность подачи закладочной смеси вследствие того, что поток первичной гидросмеси с низкой концентрацией за счет небольших потерь напора может быть перемещен в трубопроводной системе на большее расстояние, чем поток с повышенным содержанием наполнителя. Применение сгустителя на финальном этапе транспортирования позволит повысить концентрацию непосредственно перед выработкой.
Представлено междисциплинарное исследование, посвященное изучению коллекций Горного музея применительно к исследовательским, образовательным и социальным практикам. Рассмотрены естественно-научные и художественные экспонаты. Авторы предприняли попытку определения значимости минералогической коллекции на основе критериев, предложенных И.В.Пековым. Впервые общая статистика по новым минералам в минералогических музеях СССР была собрана в 1988 г., в последующие годы подобные сведения не публиковались. В коллекции Горного музея выявлены минеральные виды, поступившие после 1988 г. и имеющие статус голотипов, неотипов и котипов. В преддверии 250-летия Санкт-Петербургского горного университета отмечен особый вклад вуза в развитие науки, заслуги ученых увековечены в названиях минералов, хранящихся в собрании Горного музея. Показана значительная роль музея в процессе фиксации и репрезентации достижений Горного университета. Авторы представляют Горный музей как особое образовательное пространство, в котором создается объективный образ мира, созданный научно-гуманитарной средой. Музей понимается как пространство формирования профессиональной идентичности, важной для успешной работы будущих выпускников университета. Значительную роль в этом процессе играет интерьер Горного музея, продуманный и созданный в 1-й половине XIX в. с учетом представлений о преемственности ученых разных эпох, уважения к античным научным традициям и достижений в области изучения мира. Использование изображений античных мыслителей в интерьерах образовательных и общественных пространств XIX в. позволяло подчеркнуть значимость культурной соотнесенности с идеями Просвещения. Конкретные примеры коллекции показывают, как Горный музей на протяжении всей своей истории реализует научные и образовательные цели Горного университета.
Существующие методы определения эффективной мощности, основанные на расчете средней индикаторной работы двигателя за рабочий ход поршня, не учитывают при движении изменение термодинамических параметров и политропную работу двигателя, значение которой зависит от политропного КПД рабочего цикла. Это является причиной того, что расчет эффективной мощности приводит к некоторой погрешности – запасу особенности двигателя. Выявление этого запаса позволяет пересмотреть всю линейку карьерных самосвалов в сторону увеличения их паспортной эффективной мощности, что приведет к снижению капитальных затрат на закупку благодаря выбору ранее недооцененного и более дешевого варианта, а также снижению текущих издержек деятельности из-за снижения степени удельного расхода топлива. Учет стохастического характера транспортного процесса и оценка влияния всех внешних и внутренних факторов при расчете рационального режима работы карьерного самосвала позволяют дополнительно снизить удельный расход топлива с помощью выбора рациональной скорости его движения в груженом и порожнем направлениях.
В качестве объекта исследования выступает система гидротранспорта хвостов обогащения железной руды на АО «ЕВРАЗ Качканарский ГОК». Целью работы являлось определение параметров гидравлического транспорта хвостов обогащения железной руды при массовых концентрациях твердой фазы от 30 до 70 % и разработка рекомендаций для промышленной эксплуатации систем гидротранспорта высоконцентрированных пульп ЦХХ Качканарского ГОКа. Проведены лабораторные исследования параметров гидротранспорта сгущенных хвостовых пульп с разработкой методики расчета; опытно-промышленные испытания гидротранспортной системы в условиях ЦХХ Качканарского ГОКа. Установлено, что при использовании полиуретановых покрытий внутренней поверхности пульповодов значительно (в 1,75 раза) снижаются удельные потери напора на гидротранспорт сгущенных смесей. Это позволяет значительно увеличить дальность транспортирования для укладки хвостов обогащения в дальние участки хвостохранилища. Внедрение результатов исследований – в проекте реконструкции и развития хвостохранилища ЦХХ Качканарского ГОКа на период 2018-2020 гг. Предлагается использовать результаты работы в проекте реконструкции системы гидротранспорта в ЦХХ Качканарского ГОКа путем перехода на гидротранспорт гидросмесей, сгущенных до массовых концентраций 35-40 % в пульповодах с внутренним полиуретановым покрытием, что обеспечит энергосбережение в технологическом процессе гидротранспорта.
В статье рассмотрена задача, направленная на решение фундаментальных проблем разработки эффективных методов и средств проектирования, контроля и управления потоками течения жидкостей в трубопроводах переменного сечения, предназначенных для производства насосного оборудования, медицинских приборов и используемых в таких областях промышленности, как горная, химическая, пищевая и др. Выполнение имитационного моделирования движения потока по схеме скрученного лопастного статического смесителя позволяет оценить эффективность смешивания путем вычисления траектории и скоростей взвешенных частиц через смеситель, а также оценить потери напора на гидравлическое сопротивление потока. Модель исследует смешивание твердых частиц, растворенных в жидкости при комнатной температуре. Для визуализации процесса распределения частиц смеси по сечению и анализа эффективности смешения использовался модуль Poincaréplot программной среды COMSOL Multiphysics. Впервые разработана мультифизическая модель течения гетерогенного потока, которая подробно описывает физическое состояние жидкости во всех точках рассматриваемой области в начальный момент времени, учитывает конструктивные параметры канала (ориентация, размеры, материал и др.), задает законы изменения параметров на границах рассчитываемой области в условиях волнового изменения внутреннего сечения рабочей камеры-канала индукционного перистальтического насосного агрегата под воздействием энергии магнитного поля.
В статье приведены результаты исследования основных свойств фторсодержащих полимеров, использующихся в качестве матрицы при изготовлении магнитно-активных эластомеров (МАЭ). МАЭ входят в группу так называемых смарт-материалов, что позволяет использовать их в создании новой техники и технологий. Среды, с которыми контактирует элемент из МАЭ, а именно высоковязкие асфальтеновые нефти, накладывают существенные ограничения на выбор полимерной матрицы для его изготовления, при этом учитывается влияние выбранного материала на изменение реологических свойств получаемого материала. Применение в системе магнитоактивных материалов взамен роликовой системы, передавливающей трубку с веществом, и проталкивающих ее вперед позволит значительно расширить диапазон применения такого оборудования. Магнитная обработка приводит к снижению вязкости, предельного напряжения сдвига и энергии активации вязкого течения нефтей.
В настоящее время в сфере энергосбережения и энергетической эффективности существует три основополагающих базовых документа: «Энергетическая стратегия на период до 2030 г.», Федеральный закон «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации», «Государственная программа энергосбережения и повышения энерге-тической эффективности на период до 2020 г.». В последние годы также все более явной становится тенденция роста использования возобновляемых источников энергии (ВИЭ). До последнего времени в развитии энергетики прослеживалась четкая закономерность: развитие получали те направления энергетики, которые обеспечивали достаточно быстрый, прямой экономический эффект. Связанные с этими направлениями социальные и экологические последствия рассматривались лишь как сопутствующие, и их роль в принятии решений была незначительной. При таком подходе ВИЭ рассматривались лишь как энергоресурсы будущего, когда будут исчерпаны традиционные источники энергии или их добыча станет чрезвычайно дорогой и трудоемкой. Импульсом для интенсивного развития ВИЭ впервые стали не перспективные экономические выкладки, а общественное давление, основанное на экологических требованиях. Экономический потенциал возобновляемых источников энергии в мире в настоящее вре-мя оценивается в 20 млрд т у.т. в год, что в два раза превышает объем годовой добычи всех видов ископаемого топлива. И это обстоятельство указывает путь развития энергетики ближайшего будущего. В статье на основании законодательства Российской Федерации рассмотрены возобновляемые источники энергии в угольной промышленности, а также опыт и перспективы использования шахтных вод и горящих породных отвалов.
Энергетические характеристики карьерных автосамосвалов определяются термодинамическими характеристиками двигательной установки машины (дизеля) и технологическими условиями работы автосамосвала в карьере (длиной транспортирования, профилем трассы, преодолеваемых уклонов и др.). Оптимальное значение энергетических характеристик автосамосвалов может быть обеспечено при относительном равенстве эффективной мощности двигателя автосамосвала и мощности, затрачиваемой на транспортирование горной массы. За основные критерии энергетической эффективности принимаются удельный расход топлива дизельной установки автосамосвала и удельная энергоемкость транспортных работ.
Рассмотрен вопрос организации единой службы диагностирования грунтовых насосов, применяемых в системах гидротранспорта минерального сырья. Предложены варианты контроля технического состояния оборудования различными методами, включая методы неразрушающего контроля и параметрической диагностики, в том числе с использованием опыта, накопленного в газодобывающей отрасли при диагностике.
В статье проведен обзор основных конструкций погрузочных частей горно- проходческих машин, а также анализ физических процессов, происходящих при погрузке горной массы нагребающими лапами. Рассмотрены основные направления совершенствования исполнительных органов с парными нагребающими лапами, предложен принципиально новый вариант конструктивного исполнения исполнительного органа нагребающей части для создания нагребающих лап активного действия.
Рассмотрена возможность повышения производительности погрузочной машины с нагребающими лапами типа ПНБ за счет корректировки кинематической схемы кривошипно-балансирного механизма методом синтеза траектории движения передней кромки лапы по заданным условиям процессов внедрения, захвата и транспортирования насыпного груза.
