AP14972804 «Разработка программного обеспечения технологической подготовки производства на основе формализованной методики проектирования» н.р. Савельева Н.А.
Актуальность
В контексте инновационно-индустриального развития РК возросли требования к сокращению сроков разработки технологии (технологических процессов и средств их оснащения) при улучшении ее качества. Особо актуальным это становится при широком развитии производственных систем. Эффективное использование этих систем требует автоматизации технологической подготовки, в том числе проектирования технологии изготовления, которая является наиболее трудоемкой.
В настоящее время наметился разрыв между интенсификацией собственно производства и темпами его технологической подготовки. Низкие темпы подготовки производства сдерживают производственный темп и значительно снижают эффективность мер по усовершенствованию производства. Важнейшим средством интенсификации производства в машиностроении является автоматизация проектирования технологии, которая должна обеспечивать автоматизацию инженерного труда, как в рутинных, так и в творческих областях. Автоматизация проектирования является инструментом решения производственных задач на новом, более высоком качественном уровне.
Научная новизна проекта состоит в проведении формализации процесса проектирования и технологии, на основе которой будет создан программный продукт, обладающий такими свойствами, как возможность проектирования технологических процессов для самых разнообразных изделий, в том числе новых, ранее не поступавших в производство; в разработке математических моделей технологического процесса механической обработки деталей, обеспечивающих объективное принятие технологических решений и отражающие динамику качественного и количественного преобразования заготовок в процессе производства; в разработке алгоритмов формирования комплектов баз, оптимальных планов обработки, переходов и операций; в разработке методики технологического проектирования в бездиалоговом режиме, обеспечивающей сокращение времени проектирования и исключающей субъективные ошибки снижая производственные затраты и потери на качество.
Цель проекта является разработка системы автоматизированного проектирования технологических процессов механической обработки резанием деталей в условиях единичного и мелкосерийного производства.
Ожидаемые и достигнутые результаты
В результате реализации проекта будет разработана формализованная методика автоматизированного проектирования и на основании нее программное обеспечение для технологической подготовки производства в условиях единичного и мелкосерийного производства, обеспечивающая сокращение времени проектирования, исключающая субъективные ошибки снижающая производственные затраты и потери на качество.
В 2023 году для решения поставленных задач разработана четырехуровневая математическая модель на основе многокритериального анализа, учитывающая определение оптимальных комплектов режущего инструмента, наилучших вариантов технологических маршрутов обработки с учетом величины производственных затрат и затрат на качество.
Разработана новая методика выбора рационального варианта технологического процесса, которая обеспечит сокращение сроков внедрения в производство новых проектно-конструкторских разработок.
- Опубликованы 2 статья в журнале, рекомендованном КОКСОН или в других отечественных рецензируемых научных изданиях.
- Опубликована 1 статья, имеющей процентиль по CiteScore в базе Scopus не менее 50.
- Опубликована 1 статья в зарубежном рецензируемом научном издании.
Исследовательская группа
- Савельева Надежда Александровна – научный руководитель, м.т.н., постдокторант, преподаватель кафедры ТОМиС
ORCID https://orcid.org/0000-0003-4277-1586
Researcher ID IOQ-2756-2023 https://www.webofscience.com/wos/author/record/45192430
Scopus Author ID 57217129106
https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57217129106
- Жетесова Гульнара Сантаева – ответственный исполнитель, д.т.н., профессор кафедры ТОМиС
Researcher ID S-3369-2017 https://www.webofscience.com/wos/author/record/1352476
Scopus Author ID 57219845188
https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57219845188
Список публикации за 2023 год
- Savelyeva N.А., Zhetessova G.S., Nikonova T.Yu., Reshetnikova O.S., Berg А.S., Berg А.А., Yassakov Yu.D. Prerequisites for developing a technological preparation database of small- and medium-scale machine-building industries, с27-33, Material and mechanical engineering technology, 2, 2023. (КОКСНВО). DOI52209/2706-977X_2023_2_27.
https://mmet.kstu.kz/download/articles/29062023032724_digest.pdf
- Жетесова Г.С., Савельева Н.А., Никонова Т.Ю., Юрченко В.В., Берг А.А. Разработка программного модуля для технологической подготовки производства единичных и мелкосерийных машиностроительных предприятий, с122-133, ВЕСТНИК Евразийского национального университета имени Л.Н. Гумилева. Серия Tехнические науки и технологии, 3(144), 2023. (КОКСНВО). DOI 10.32523/2616-7263-2023-144-3-122-133.
https://bultech.enu.kz/index.php/main/article/view/443
- Савельева Н.А., Жетесова Г.С., Никонова Т.Ю., Юрченко В.В., Калинин А.А., Матешов А.К., Берг А.А. Анализ существующих моделей по технологической подготовке производства, с 142-144, Естественные и технические науки №1 (176), 2023. DOI 10.25633/ETN.2023.01.13. https://www.elibrary.ru/item.asp?id=50369579
- Nikonova, T.; Savelyeva, N.; Zhetessova, G.; Yurchenko, V.; Černašėjus, O.; Zharkevich, O.; Dandybaev, E.; Berg, A.; Vassenkin, S.; Baimuldin, M. Implementation of Simulation Modeling of Single and High‐Volume Machine‐Building Productions. Preprints 2023, 2023100416. https://doi.org/10.20944/preprints202310.0416.v2
Информация для потенциальных пользователей
Целевые потребители полученных результатов проекта это машиностроительные предприятия, крупные и средние горнодобывающие предприятия, на базе которых имеются ремонтно-механические парки.
В результате реализации проекта будет разработана формализованная методика автоматизированного проектирования и на основании нее программное обеспечение для технологической подготовки производства в условиях единичного и мелкосерийного производства, обеспечивающая сокращение времени проектирования, исключающая субъективные ошибки снижающая производственные затраты и потери на качество.
Влияние ожидаемых результатов проекта на развитие основного научного направления и смежных областей науки и технологий заключается в формализации процесса проектирования и технологий, на основе которых будет создан программный продукт, который даст возможность проектирования технологических процессов для самых разнообразных изделий, в том числе новых, ранее не поступавших в производство, что позволит повысить качество работы технологических служб, улучшить технологию изготовления продукции и ее качество, в конечном счете, сделать продукцию Казахстана конкурентоспособной. Разработка математических моделей технологического процесса механической обработки деталей обеспечит объективное принятие технологических решений и будет отражать динамику качественного и количественного преобразования заготовок в процессе производства.
Ожидаемый социальный и экономический эффект. Применение методики и программного обеспечения обеспечит сокращение сроков внедрения в производство новых проектно-конструкторских разработок, что является необходимым условием повышения их эффективности. Международные эффекты обусловлены возможностью выхода высокотехнологичной востребованной наукоемкой продукции на зарубежные рынки, снижением технологической зависимости республики и повышением международного авторитета Казахстана.
Область применения. Применимость и полученных научных результатов возможна научными, проектными организациями, а также в высших учебных заведениях, обучающих бакалавров, магистрантов и докторантов.
AP14972873 «Пайдалы қазбаларды қазып алудың толықтығын арттыру мақсатында рудалы кенорындарды игерудің үнемді технологияларын жасау» жобасы туралы мәлімет — ғ.ж. Балпанова М.Ж.
Актуальность работы
В настоящее время все более актуальными становятся вопросы и задачи рационального использования всех имеющихся горно-геологических и технологических ресурсов поддержания надлежащего уровня эффективности подземных рудников, при этом одним из важнейших резервов повышения эффективности разработки рудников следует считать наиболее полное извлечение запасов за счет последующего выемки опорных целиков.
Распространенной системой разработки горизонтальных и наклонных рудных залежей является камерно-столбовая система разработки с последующей выемки целиков (повторная отработка). Система высокопроизводительная, однако, характеризуется существенными недостатками: потери руды в целом по панели достигают 20…40 %, которые возрастают в условиях повышенного горного давления, вследствие преждевременных обрушений кровли и целиков. Основными конструктивными элементами при камерно-столбовой системе разработки являются потолочина (кровля камеры) и целик.
Несмотря на большой объем теоретических и экспериментальных исследований по оценке напряженного состояния конструктивных элементов системы разработки, до настоящего времени нет окончательного научно-обоснованного подхода к эффективному проектированию технологических параметров отработки рудных месторождений. Общепринятой методикой расчета параметров системы разработки, являются расчеты параметров целиков и пролетов очистных камер в зависимости от глубины разработки и на основе эмпирических зависимостей полученных на конкретных месторождениях, что не всегда применима на других аналогичных месторождениях. Даже с учетом того, что горно-геологические условия на одном месторождении могут изменяться в одинаковой мере, и использование параметров скольжения горных пород с одного участка месторождения на другой участок может привести к увеличению или уменьшению величины нагрузки, действующей на целики. Это, соответственно, приводит к увеличению или уменьшению размеров целиков, потере полезных ископаемых, нарушению равновесия геомеханической структуры «целик – кровля» и ее обрушению.
Поэтому проблема повышения эффективности разработки рудных месторождений с учетом напряженно-деформированного состояния массива для обеспечения полноты извлечения полезных ископаемых является важной с практической и научной точки зрения задачей, решение которой позволяет снизить затраты на единицу добываемого полезного ископаемого.
На основании проведенного анализа и обзора состояния вопроса сформулирована цель научно-прикладной работы – создание новых технологии разработки рудных месторождений, обеспечивающих полноту извлечения полезных ископаемых, путем установления порядка и направления отработки целиков в панели, на основе определения нагрузки на целики, посредством построения кривых линий скольжения для каждого литологического типа горных пород, слагающих налегающую толщу.
Поэтому актуальность проблемы разработки технологических схем по оптимизации параметров разработки месторождений с учетом геомеханического состояния массива горных пород при разработке пластовых (слоистых) рудных тел, всегда является важной задачей в горнодобывающей промышленности.
Цель проекта – создание новых технологий разработки месторождений, обеспечивающих полное извлечение полезных ископаемых путем определения порядка и направления добычи полезных ископаемых на панелях на основе определения нагрузки на месторождения путем создания кривых поверхностей скольжения для каждого литолого типа горных пород.
Ожидаемые и достигнутые результаты:
Работы ведутся в соответствии с планом работ по реализации проекта.
Сделан обзор и анализ мирового опыта исследования и решения проблем полноты и качества добычи руды в системах добычи руды с открытым пространством в подземных рудниках. Были проведены натурные исследования для оценки состояния конструктивных элементов экскаваторных систем.
Определена зависимость степени нагрузки (коэффициента нагрузки) опорных свай от основных параметров панельной выемки с учетом формы свай и зоны деформации прилегающего слоя породы, ограниченной поверхностями скольжения.
Определение прочности Кентирекского массива проводится методом обратных расчетов по фактам их разрушения. На основе естественного мониторинга разрушений и деформаций лагеря определены критерии разрушения лагерной массы.
Определена зависимость среднего коэффициента нагрузки на ЦК от основных параметров обработки панелей (рис. 1).
 |
Рисунок 1. График зависимости среднего коэффициента загрузки в ЦК от основных параметров обработки панели
|
Путем моделирования изменения устойчивости массива на вершине панели в зависимости от ее ширины определена общая просадка земной поверхности при отработке месторождения (рис. 2).
Рисунок 2. Путем моделирования изменения устойчивости массива на вершине панели в зависимости от ее ширины определяют общее оседание земной поверхности при повторной отработке месторождения (а — ширина панели 100 м, б — ширина панели 200 м). , в — ширина панели 300 м, г — ширина панели 400 м при).
Исследовательская группа
- Балпанова Мерей Жумагалиевна – научный руководитель, м.т.н., научный сотрудник Института КазМИРР.
Researcher ID: AGM-4593-2022.
ORCID: 0000-0002-1513-5317.
Scopus Author ID: 57218699653.
https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57218699653
- Кожогулов Камшибек Чонмурунович – научный консультант, к.т.н., профессор, директор Института геомеханики и освоения недр Национальной академии наук Кыргызской Республики.
Researcher ID: AHC-5431-2022.
ORCID: 0000-0002-0813-8907.
Scopus Author ID: 57193738833.
https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57193738833
Список публикации:
- Balpanova, A. Zhienbayev, Zh. Asanova, M. Zharaspaev, R. Nurkasyn, B. Zhakupov Analysis of the roof span stability in terms of room-and-pillar system of ore deposit mining // Mining of Mineral Deposits, 2023, Volume 17 (2023), Issue 1, p. 129-137, Scopus 71%.
https://doi.org/10.33271/mining17.01.129
- М.Ж. Балпанова, Д.К. Таханов, А. Жиенбаев, Г. Жунусбекова Жаман-Айбат кенорнында жазық кеншоғырларды қазу жүйесін геомеханикалық қамтамасыз ету // Горный журнал Казахстана, Алматы: Изд-во ТОО «Научно-производственное предприятие «Интеррин», 2023, №2, С 37-42, КОКСНВО.
- «Способ возведения искусственного целика» Патент на полезную модель РК №8447 от 20.06.2023 г., Балпанова Мерей Жумагалиевна, Таханов Даулет Куатович, Балабаев Оюм Темиргалиевич, Патент РК.
Информация для потенциальных пользователей
Результаты реализации проекта позволяют повысить уровень промышленной безопасности на горнодобывающих предприятиях, разрабатывающих плоские и наклонные месторождения, и создать предпосылки для экономичной технологии разработки рудных месторождений с целью повышения полноты добычи полезных ископаемых.
Так же в результате реализации проекта по результатам комплекса исследований (теоретических и натурных), включающих оценку устойчивости и разрушения массива вокруг опорных котлованов и выработанных пространств, создан новый Будет разработана технологическая схема отработки рудных тел, которая обеспечит устойчивость карьеров на этапах реконструкции.
Область применения – горнодобывающая промышленность.
AP14972951 «Оптимизация параметров ведения горных работ для управления разубоживанием руды при отработке маломощных залежей на основе комплекса геотехнических решений» — н.р. Мусин А.А.
Актуальность
На сегодняшний день практический на всех маломощных месторождениях разубоживание руды является не решенной проблемой. Последствия разубоживание приводит к увеличению расходов на транспортировку и переработку руды, соответственно увеличивается себестоимость полезного ископаемого. В Актуальность исследований. Маломощные рудные тела, как правило, имеют сложную структуру с возможными раздувами и пережимами. При отработке маломощных рудных залежей системой подэтажного обрушения с торцевым выпуском руды вероятность снижении содержания полезного ископаемого увеличивается. К примеру, фактическое разубоживание руды на месторождении «Акбакай» АО «Алтыналмас» достигает 70% и более.
Большинство маломощных месторождений характеризуется сложной морфологией рудных тел, наличием параллельных трещин, тектоническими нарушениями и разнообразием физико-механических свойств руды и вмещающих пород. Небольшая мощность рудного тела в сочетании со сложными условиями залегания вызывает значительное разубоживание руды.
При малопроизводительных системах разработки (слоевая выемка с закладкой выработанного пространства, выемка с магазинированием руды) разубоживание всегда ниже, чем при высокопроизводительных системах с открытым очистным пространствам (этажное обрушения, выемка подэтажными штреками и т.п.).
Естественно, что при разработке мощных, однородных по составу рудных залежей разубоживания возможно только в контактах рудной залежи с вмещающими ее породами, и в целом по рудному телу разубоживание будет минимальным. В маломощных рудных залежах размер разубоживания становится выше, ввиду обрушения вмещающих пород околорудной зоны по различным факторам.
Размер разубоживания маломощных рудных залежей в основном зависит от применяемой системы разработки, структурных и прочностных свойств массива, от воздействия силы взрыва на вмещающие породы, применения искусственного поддерживание выработанного пространства, природного поля напряжения массива горных пород, геометрических характеристик жилы, мощности и падения рудного тела.
Проблему разубоживания руды исследовали многие отечественные и зарубежные авторы. Несмотря на большой объем теоретических и экспериментальных исследований, до настоящего времени нет научно-обоснованного подхода управления разубоживанием руды при отработке маломощных рудных залежей системой подэтажного обрушения с торцевым выпуском руды.
Снижение разубоживание руды требует комплексного исследования структурных, прочностных свойств и напряженно-деформационного состояния массива горных пород, буровзрывных работ, оставление охранных целиков, поддержания околорудных пород крепью.
На сегодняшний день практический на всех маломощных месторождениях разубоживание руды является не решенной проблемой. Последствия разубоживание приводит к увеличению расходов на транспортировку и переработку руды, соответственно увеличивается себестоимость полезного ископаемого. Следовательно, управление разубоживанием руды при отработке маломощных рудных залежей системами с открытым очистным пространствам является актуальной проблемой требующая проведения комплекса научно-исследовательских и практических работ.
Целью диссертационной работы является обоснование параметров ведения горных работ на основе комплекса геомеханических исследований позволяющие снизить разубоживание руды при отработке маломощных рудных тел системой подэтажного обрушения. связи с вышеизложенным управление разубоживанием руды при отработке маломощных залежей с высокопроизводительными системами разработки является актуальной проблемой требующая проведения комплекса научно-исследовательских и практических работ.
Цель проекта
Целью проекта является проведение комплекса геотехнических исследований по определению рейтинга вмещающих пород для разработки методики по оптимизации параметров ведения горных работ, обеспечивающие снижение разубоживание руды.
Ожидаемые и достигнутые результаты
— выполнен сравнительный анализ влияния рейтинговых классификации массива, системы разработки, искусственного поддержания вмещающих пород и оставление опорных целиков на снижение разубоживание руды;
— изучен применимость искусственного поддержания вмещающих пород очистной камеры при отработке системой подэтажного обрушения маломощных жил;
— исследован влияние опорных целиков на устойчивость висячего и лежачего бока очистной камеры с учетом структурных и прочностных свойств массива горных пород;
— создана база данных по структурным и прочностным свойствам горных пород, на основе рейтинговых классификаций массива и определены рейтинг массива по методикам Q Бартана, RQD, GSI и RMR в соответствии международного стандарта ISRM;
— построена трехмерная блочная модель месторождения на основе рейтинговых классификации массива по критериям Q Бартана, RQD, RMR и GSI;
— проведены исследования с изменением параметров камеры и опорных целиков на основе численного анализа, нацеленное на сохранение устойчивости вмещающих руду пород
— проведены опытно-промышленные испытания в породах средней устойчивости и неустойчивых породах, с оптимизированными схемами бурения и конструкции заряда ВВ, нацеленные на снижение влияние силы взрыва на законтурный массив.
Рисунок 1. Рабочий процесс: А) определение ориентации трещин в пространстве с применением горного компаса для дальнейшей обработки в ПО Dips Б) Определение прочности ненарушенной породы (IRS) с применением молотка Шмидта
Рисунок 3. Постороение стереограммы в ПО Dips и определение систем трещин.
Прочность ненарушенной породы (IRS) – это величина представляющая собой оценку предела прочности при одноосном сжатии (UCS) с использованием стандартного метода оценки прочности ненарушенной породы. Для оценки UCS следует использовать керн без микродефектов, таких как прожилки и залеченные трещины. Если наблюдается анизотропия породы (сланцеватость, слоистость, брекчирование и т.д.), это должно быть зафиксировано в столбце для комментариев. Для оценки следует использовать перочинный нож, твердосплавный чертящий карандаш и/или геологический молоток.
Средние величины UCS, которые при этом должны быть представительными для всей единицы документирования, должны быть зафиксированы в журнале документирования. Часто документаторы склонны тестировать только более прочные куски керна, поскольку они являются ненарушенными и легче поддаются измерениям. Для сравнения: предел прочности при одноосном сжатии обычного бетона примерно 35 МПа. Для испытания потребуется перочинный нож и скальный молоток, также возможно применение карманного тестового карандаша и молотка Шмидта пркдставленная на рисунке 4. Испытание необходимо проводить для каждого интервала. Подобный подход, основанный на наблюдении, позволяет получить экономически эффективную оценку прочности ненарушенной породы, при условии, что значения прочности проверены в рамках лабораторных испытаний.
В случае выявления вариаций прочности породы в пределах интервала документирования следует оценить и указать процентное соотношение слабых и прочных пород. В случае различий значений прочности породы в рамках инженерно-геологического интервала (например, 1 см глины трения), «усреднённая» прочность породы рассчитывается с учётом относительных объёмов различных материалов, присутствующих в пределах интервала.
Если прочность цельной породы является для того или иного проекта существенным фактором, необходимо проведение полевых испытаний точечным нагружением в рамках стандартной процедуры документирования в соответствии с предлагаемой ISRM методикой. Испытания точечным нагружением позволяют получить количественные замеры прочности породы, которые необходимы для заполнения пустоты, образующейся между качественным описанием характеристик породы (индекс прочности) и количественными требованиями некоторых инженерных оценок. Необходимо прилагать все возможные усилия к тому, чтобы испытания проводились на наиболее характерных образцах горной массы, а не на образцах, испытывать которые проще. Для определения анизотропии требуется выполнять как осевые, так и диаметральные испытания.
Рекомендуется проводить испытания ненарушенных пород на прочность в конце процесса документирования каждого геомеханического интервала, после определения показателя качества пород RQD и подсчета трещин, чтобы избежать путаницы искусственных трещин, вызванных этими испытаниями, с естественными. Эти искусственные трещины от испытаний также должны быть промаркированы на керне красным маркером. Тест начинается с испытания породы на ударную прочность, затем продолжатся дальнейшие испытания, чтобы понять, слабее ли ненарушенная порода по прочности (то есть определить степень прочности). К более слабым относятся породы, имеющие прочность до 25 МПа. Материалы, имеющие прочность в ненарушенном состоянии выше 1 МПа, могут рассматриваться, с геомеханической точки зрения как породы, а материалы, имеющие прочность ниже 1 МПа как почвы. Например, тектоническая брекчия, трещины, заполненные дробленым материалом. Для таких материалов используется классификация по прочности для почв, основанная на методе оценки UCS.
По определенным системам трещин в ПО Unwedge выполнен анализ методом предельного равновесия в целях определения запаса устойчивости клиньев, которая отражена на рисунке 4.
Анализ методом предельного равновесия показал, что породы лежачего бока находятся в устойчивом состоянии, тогда как запас прочности пород висячего бока равен 0,98, из чего следует полагать, что висячий бок требует искусственного поддержания путем крепления с применением тросовых анкеров.
По скважинам устанавливаются канатные анкера, одинарный или двойной – канаты представлены геометрически модифицированными тросами, минимальный предел прочности на растяжение каждого каната 250 кН при длине 6 или 9 м. Все канатные анкера двойными тросами должны быть диаметром 15.2 мм.
Бурение шпуров для установки тросовых анкеров и установка производится универсальной буровой машиной PHQ.
После установки тросов стенки шпура между канатными анкером необходимо заполнить цементным раствором.
Минимальные размеры пластин канатных анкеров должны быть 300х300 мм с толщиной 10 мм. Установка пластин осуществляется через 12 часов с момента заполнения цементным раствором скважин, в которых установлены канатные анкера.
Порядок работы по установке тросовых анкеров:
– в обуренную скважину вводится тросовой анкер в сборе с трубкой для отвода воздуха, таким образом, чтобы у устья скважины оставалось «остаточная часть» анкера длиной около 200 мм;
– в скважину на глубину до 1,0 м вставляется трубка, соединенная со шлангом для подачи цементного раствора;
– устье скважины с установленным анкером и трубкой подачи цементного раствора, уплотняется и трамбуется пыжом (бумагой, ветошью и др.);
– производится закачивание цементного раствора с помощью пневмонасоса;
После 12 часов затвердения устанавливается опорная шайба с конусной гайкой.
После изготовления заполнителя виде цементного раствора отбираются пробы для определения прочности на сжатия цемента. Срок полного затвердения цемента 28 суток. Ниже на рисунке 5.1 приведен график по определению прочности цементного раствора по дням и на рисунке 5.2 приведены результаты опытных испытании по применению тросового крепления.
Результаты сравнительного анализа с вышележащими подэтажами сведены в диаграмму на рисунке 5.3. Из сравнительного анализа разубоживания руды видно, что тросовые анкера не предотвратили отслоения пород висячего бока, соответственно разубоживание руды не снизилось.
Исследовательская группа
- Мусин Айбек Абдукалыкович — научный руководитель, PhD, старший преподаватель кафедры РМПИ.
Author ID в Scopus: 57225333744
Researcher ID Web of Science: AGD-697-2022
ORCID ID: 0000-0001-6318-9056
- Абеуов Еркебулан Айтуганович — научный консультант, к.т.н., доцент кафедры РМПИ
ORCID — 0000-0002-6420-565X
Scopus Author ID – 57222604289
Список публикаций
Опубликовано 1 статья в журнал индексируемых в базе Scopus:
Mussin A., Imashev A., Matayev A., Shaike N., Kuttybayev A. «Reduction of ore dilution when mining low-thickness ore bodies by means of artificial maintenance of the mined-out area» // Mining of Mineral Deposits, 2023, 17(1), страницы 35–42.
Опубликована 1 статья в журнале «Труды университета» рецензируемых зарубежных и отечественных изданиях, рекомендованных КОКСНВО
МУСИН А.А., АБДИЕВА Л.М. Управление разубоживанием руды путем обоснования оптимальных параметров очистных камер и целиков, Республиканский журнал «Труды университета». – Караганда, 2023. – №3. – С. 206-212.
Получен 1 патент на полезную модель (Приложение 3) № 8526 Мусин Айбек Абдукалыкович, Имашев Аскар Жанболатович, Суимбаева Айгерим Маратовна, Матаев Азамат Қалижанұлы «Способ снижения разубоживания руды при разработке тонких и маломощных рудных тел».
Информация для потенциальных пользователей
Научно-прикладная работа является обоснованным и реализованным на практике методом, позволяющий определить рациональные параметры ведения горных работ на основе комплекса геотехнических решений нацеленное на минимизировании разубоживания руды при отработке маломощных залежей системой подэтажного обрушения с торцевым выпуском руды.
Область применения
Результаты исследований могут быть использоаны при отработке маломощных рудных тел системой подэтажного обрушения.
Результаты исследований будут использованы при подготовке 1 PhD диссертаций, учебно-методических комплексов по дисциплине «Системы разработки месторождений на ПГР» образовательной программы 6В07202 «Горное дело», «Геоинформационные системы в горном деле» образовательной программы 7М07202 «Горное дело».
АР14972877 «Разработка методов прогноза внезапных выбросов угля и газа на основе изучения нанопокрытия угля» н.р. Маусымбаева А.Д.
Актуальность
Результаты полученных исследований могут применяться на предприятиях АО «АрселорМиттал Темиртау», ТОО «Индастриал Энерджи Альянс», ТОО «TaldyKuduk-Gas», АО «КазТрансГаз», угольных разрезов АО «Шубарколь комир», разреза «Жалын», ТОО «Сарыарка-ENERGY» в прогнозе внезапных выбросов угля и метана на основе определения наноструктуры разведанных пластов, сохраняя тем самым безопасность труда шахтеров. Результаты исследований могут применяться в оценке напряженно-деформированное состояние угольных пластов не только на практике, но и в учебном процессе. Результаты исследований могут применяться в интенсификации метаноотдачи угольных пластов путем знания их наноструктуры. Результаты исследований могут применяться при использовании новых методов воздействия на угольный пласт для повышения газоотдачи
Авторами разработана экспериментальная установка, которая будет использована для предполагаемых приборов. Предназначена для отладки аппаратных и программных решений на этапе проектирования прибора и состоит из катушки индуктивности, намотанной на кварцевой трубке, макетной платы со смонтированных на ней усилителем, фильтром, фазовращателем и синхронным выпрямителем. Также в состав экспериментальной установки входит плата контроллера, предназначенного для формирования всех необходимых сигналов, лабораторный блок питания и осциллограф, предназначенный для контроля формы и уровней сигналов на этапе отладки аппаратной части прибора
Цель проекта
Разработать инновационный метод прогноза внезапных выбросов угля и газа изучив нанопокрытие угольного вещества с последующим внедрением их на угольных шахтах.
Ожидаемые и достигнутые результаты
— за 2023 год:
Для проведения прогноза выбросоопасности угольных пластов, используя начальную скорость газовыделения, выполнены определенные шаги, которые заключаются в следующем: для начала выбрали оптимальные места для бурения контрольных шпуров, диаметр которых составляет 42-43 мм. Затем расставили интервалы бурения на глубинах 1,5 м, 2,5 м и 3,5 м. В каждом шпуре установили измерительную камеру длиной 0,5 м, где выполняли измерения начальной скорости газовыделения в соответствии с методикой, применяя технические средства, такие как датчики и анализаторы. Этот процесс обеспечивает точные данные, которые затем используются для прогнозирования выбросоопасности угольных пластов и разработки эффективных мер по предотвращению потенциальных взрывных ситуаций.
Представлена задача создания способа прогноза выбросоопасности угольного пласта, учитывающего влияние температурной активации массопереноса метана в углях, формирующейся под воздействием высокоскоростной деформации угольного массива с учетом энергии его формоизменения, которая возникает в результате этого процесса. Для разработки такого метода прогноза выбросоопасности угольного пласта был проведен учет температурной активации массопереноса метана в угольном массиве, который формируется под воздействием высокоскоростной деформации. Кроме того, важно учитывать энергию формоизменения угольного массива, которая возникает в ходе данного процесса. Этот комплексный подход позволяет прогнозировать потенциальные выбросы угля и метана, обеспечивая эффективные меры предотвращения взрывоподобных ситуаций.
Опубликована монография, 3 статьи в изданиях ККСНВО, РИНЦ, в материалах конференций ближнего и дальнего зарубежья, в материалах международных конференций РК, в международных изданиях.
Рисунок 1. Установка ЭПП-40 (а), установка УЗГ-4 (б), пароструйное устройство УПС 4.3-гейзер (в)
| Рисунок 2. Внешний вид (а) и схема (б) источника «ПИНК» (1 – катодная полость; 2 – накаленный вольфрамовый катод; 3 – электроввод; 4 – стабилизирующая катушка; 5 – фокусирующая катушка; 6 – водоохлаждаемый фланец; 7 – изолятор; 8 – водоохлаждаемый корпус) |
Исследовательская группа
- Маусымбаева Алия Думановна — к.т.н., PhD, старший преподаватель кафедры ГРМПИ, научный руководитель проекта
Scopus Author ID https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57144628100
Researcher ID https://www.webofscience.com/wos/author/record/1916743
ORCID https://orcid.org/0000-0002-7214-8026
- Портнов Василий Сергеевич — д.т.н., профессор кафедры ГРМПИ, научный консультант.
Scopus Author ID https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=55750611900
Researcher ID https://www.webofscience.com/wos/author/record/1261726
ORCID https://orcid.org/0000-0002-4940-3156
Список публикаций
- Опубликована монография: Влияние газоносности угольных пластов д1, д2, д6 на эффективность горных работ: Монография/ Маусымбаева А.Д., Иманбаева С.Б., Портнов В.С., Филимонов Е.Н – Караганда: Calibri print, 2023 — 213с.
- Опубликованы 1 статья в изданиях КОКСОН: Yurov V.M., Goncharenko V.I., Portnov V.S., Sha Mingun, Oleshko V.S., Rakhimova Zh.B., Rakhimov M.A., Rakhimova G.M., Maussymbayeva A.D. Anisotropy of the Surface Energy of Steel and Nickel Alloys in Aviation. Material and Mechanical Engineering Technology, №1, 2023. С.10-23; 1 статья в РИНЦ: Портнов В.С., Маусымбаева А.Д, Rare earth metals of coals. Журнал Научный аспект, №11, 2023. https://na-journal.ru/11-2023-geologiya/6723-rare-earth-metals-of-coals; 1 статья в материалах конференций ближнего и дальнего зарубежья: Маусымбаева А.Д. Explosiveness of coal seams. VII international scientific conference «Scientific advances and innovative approaches, Tokyo. Japan, 2023. — С. 54 – 57.
Информация для потенциальных пользователей
Целевые потребители полученных результатов, в том числе по субъектному составу: экономическую и индустриальную заинтересованность в технологии проявили предприятия АО «АрселорМиттал Темиртау», ТОО «Индастриал Энерджи Альянс», ТОО «TaldyKuduk-Gas», АО «КазТрансГаз», угольных разрезов АО «Шубарколь комир», разреза «Жалын», ТОО «Сарыарка-ENERGY»
Область применения
Научный эффект состоит в создании новых приборов для измерения качества деталей машиностроения методом электрохимического анализа и определения износа покрытий.
Социальный эффект от реализации Проекта включает в себя подготовку квалифицированных кадров из числа молодёжи и, в конечном счёте, повышение интеллектуального потенциала страны.
Экономический эффект от реализации Проекта складывается из различных показателей: значительное снижение незапланированных издержек за счёт выхода из строя и технологического простоя аппаратуры и оборудования атомных и тепловых электростанций, горного, машиностроительного и металлургического производства, рост производительности труда и снижение трудоемкости, за счёт внедрения современных технологий, снижение материалоемкости и себестоимости продукции, роста прибыли и рентабельности.
АР14972815 «Исследование геомеханической ситуации в условиях неустойчивых массивов с выбором и обоснованием технологии крепления подготовительных выработок» н.р. Матаев А.Қ.
Актуальность
Актуальность на месторождении шахтной зоны Хромтауского месторождении широко развиты серпентиниты по дунитам. По пироксеновым дунитам серпентинит распространен реже. Названные виды пород распространяются на глубину 35÷110 м от поверхности Земли. Максимальное значение степени усыхания наблюдается на глубине 10-20 м. Здесь горные породы сформировались мелкозернистыми породами и превратились в глинистую массу.
По проведенным лабораторным изысканиям определены четыре основных инженерно-геологических комплекса породы [8,9,12].
— комплекс тертых карбонатных, мелкозернистых серпентинитов, с низкой прочностью горных пород (Rсж=15,2 МПа, Rp=1,3 МПа, коэффициент прочности по шкале Протодьяконова f=2÷3, категория бурения III), что характерно в верхней части месторождения [1, 13].
— комплекс серпентинизированных дунитов: менее трещиностойкий дунит является прочным (Rсж=55,3 МПа, Rp=4,3 МПа, коэффициент прочности по шкале Протодьяконова f=9, Категория бурения VII); среднеквадратичный дунит представлен породами средней прочности (RСЖ=27,1 МПа, Rp=3,1 МПа, коэффициент прочности по шкале Протодьяконова f=8, Категория бурения VII);=14,3 МПа, RP=1,5 МПа, коэффициент подкрепления по шкале Протодьяконова F=6, Категория т бюдунитов относится к прочным породам (Rсж=64,5 МПа, Rp=4,5 МПа, коэффициент прочности по шкале Протодяконова f=9, Категория бурения VII); среднеспелый дунит – породы средней прочности (Rсж=35,1 МПа, Rp=2,7 МПа, коэффициент прочности по шкале Протодьяконова f=8, Категория бурения VII); сверхпрочные – породы низкой прочности (Rсж=17,1 МПа, RP=1,6 МПа, F=6 по шкале Протодьяконова, категория бурения VI);
— комплекс серпентинизированных перидотитов: породы мало разрывной прочности (Rсж=58,1 МПа, Rp=4,7 МПа, по шкале Протодьяконова f=8, Категория бурения VII); породы средней прочности (RСЖ=29,1 МПа, Rp=2,7 МПа, по шкале Протодьяконова f=8, Категория бурения VII); горные породы сверхразрывной прочности (Rсж=8,0 МПа, RP=0,8 МПа, F=2 по шкале Протодьяконова, категория бурения III) [7].
С увеличением глубины прочность породы увеличивается. Сопротивление сжатию малотоннажных пород и руд на больших глубинах изменяется до величины 60÷120 МПа.
По геологическим данным основная рудная залежь в основном представлена сплошными и густо-вкрапленными рудами, а породы на месторождении представлены в разной степени серпентинизированными безпироксеновыми дунитами, пироксеновыми дунитами и перидотитами.
Цель проекта
Целью работы является прогноз напряженно-деформированного состояния (НДС) в массиве горных пород в границах влияния очистных работ на гор. -480 м при использовании системы разработки, также сделать расчет несущей способности видов крепи применяемых на шахте Хромтауского месторождения.
Ожидаемые результаты
В результате реализации проекта будут выполнены:
— анализ горно-геологических и горнотехнических условий разработки шахты, анализ методик определения напряженно-деформационного состояния а также численный анализ напряженно-деформационного состояния массива горных пород;
— прогнозная оценка НДС массива которая основана на применении эффективных численных методов и позволяющей повысить надежность прогноза «горно-геомеханической» обстановки на выемочном участке.
— расчет величин нагрузок на крепь выработок во вмещающих породах и в рудном массиве и расчет несущей способности видов крепи применяемых на шахте на основе численного анализа;
- Будут опубликованы не менее 2 (двух) статей в журналах из первых трех квартилей по импакт-фактору в базе данных Web of Science или имеющих процентиль по CiteScore в базе данных Scopus не менее 50.
- Будут опубликованы не менее 2 статей и(или) обзоров в рецензируемых зарубежных и(или) отечественных изданиях, рекомендованных КОКСОН.
- Планируется получение 1 патента в казахстанском патентном ведомстве.
- Результаты исследований будут использованы при подготовке 1 PhD диссертаций, учебно-методических комплексов по дисциплине «Строительство горных предприятий» образовательной программы 6В07202 «Горное дело», «Геоинформационные системы в горном деле» образовательной программы 7М07202 «Горное дело».
Рисунок 1 — Исследования в шахтных условиях
Рисунок -2 Стажировка Польша, г.Краков
Исследовательская группа
- Матаев Азамат Қалижанұлы – научный руководитель, PhD, преподаватель кафедры РМПИ
Researcher ID D-3766-2019
ORCID — 0000-0001-9033-8002
Scopus Author ID – 57219561578
- Абеуов Еркебулан Айтуганович – научный консультант, к.т.н., доцент кафедры РМПИ
Индекс Хирша – 2,
ORCID — 0000-0002-6420-565X
Scopus Author ID — 57222604289
Список публикаций за 2023г.
Получен 1 патент РК на полезную модель № 8583 Матаев А.Қ., Мусин А.А., Имашев А.Ж., Жунусбекова Г.Ж., Суимбаева А.М., Абеуов Е.А. «Способ крепления горных выработок»
Информация для потенциальных пользователей
Достижение проектных параметров горных выработок позволит сократить объем транспортировки лишней горной массы, удельного расхода ВВ, материалов для крепления, стабилизировать геомеханическое состояние массива горных пород и повысить безопасность ведения горных работ.
Дата обновления информации 24.01.2024 г.