Pub Date : 2021-06-22DOI: 10.18799/24131830/2021/6/3238
Екатерина Николаевна Яббарова, Айрат Исламгалиевич Латыпов
Актуальность исследования обусловлена возрастающим интересом к использованию метода статического зондирования грунтов, в том числе для определения характеристик грунтов непосредственно в полевых условиях. Цель: построение корреляционных зависимостей между параметрами статического зондирования и деформационно-прочностными характеристиками разных видов грунтов, распространенных на территории г. Казани. Объекты: дисперсные грунты и грунтовые массивы на территории г. Казани. Методы: анализ отечественных и зарубежных исследований, статическое зондирование грунтов, лабораторные исследования свойств грунтов, статистическая обработка результатов испытаний. Результаты. На примере грунтов, распространенных на территории г. Казани, показана возможность определения прочностных и деформационных характеристик с помощью метода статического зондирования с достоверностью, необходимой для проектирования оснований зданий и сооружений. Показано, что задача может быть решена уточнением региональных корреляционных зависимостей вида E=f(q), f=f(q) и С=f(q), имеющихся в нормативных документах, для грунтовых условий исследуемой территории. Данный вывод сделан на основании обработки результатов более чем 3000 точек статического зондирования, пройденных до глубины 28 м, проходки скважин глубиной до 30 м и параллельным лабораторным определением показателей состояния грунтов. Сопоставление данных полевых и лабораторных испытаний для разных видов грунтов показало, что деформационные и прочностные характеристики, полученные по данным статического зондирования, часто имеют завышенные значения. Данная проблема может быть решена с помощью создания региональных зависимостей в области статического зондирования грунтов, что позволит повысить точность получаемых инженерно-геологических данных.
{"title":"УТОЧНЕНИЕ КОРРЕЛЯЦИОННЫХ ЗАВИСИМОСТЕЙ МЕЖДУ ДАННЫМИ СТАТИЧЕСКОГО ЗОНДИРОВАНИЯ И ДЕФОРМАЦИОННО-ПРОЧНОСТНЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ ГРУНТОВ","authors":"Екатерина Николаевна Яббарова, Айрат Исламгалиевич Латыпов","doi":"10.18799/24131830/2021/6/3238","DOIUrl":"https://doi.org/10.18799/24131830/2021/6/3238","url":null,"abstract":"Актуальность исследования обусловлена возрастающим интересом к использованию метода статического зондирования грунтов, в том числе для определения характеристик грунтов непосредственно в полевых условиях. Цель: построение корреляционных зависимостей между параметрами статического зондирования и деформационно-прочностными характеристиками разных видов грунтов, распространенных на территории г. Казани. Объекты: дисперсные грунты и грунтовые массивы на территории г. Казани. Методы: анализ отечественных и зарубежных исследований, статическое зондирование грунтов, лабораторные исследования свойств грунтов, статистическая обработка результатов испытаний. Результаты. На примере грунтов, распространенных на территории г. Казани, показана возможность определения прочностных и деформационных характеристик с помощью метода статического зондирования с достоверностью, необходимой для проектирования оснований зданий и сооружений. Показано, что задача может быть решена уточнением региональных корреляционных зависимостей вида E=f(q), f=f(q) и С=f(q), имеющихся в нормативных документах, для грунтовых условий исследуемой территории. Данный вывод сделан на основании обработки результатов более чем 3000 точек статического зондирования, пройденных до глубины 28 м, проходки скважин глубиной до 30 м и параллельным лабораторным определением показателей состояния грунтов. Сопоставление данных полевых и лабораторных испытаний для разных видов грунтов показало, что деформационные и прочностные характеристики, полученные по данным статического зондирования, часто имеют завышенные значения. Данная проблема может быть решена с помощью создания региональных зависимостей в области статического зондирования грунтов, что позволит повысить точность получаемых инженерно-геологических данных.","PeriodicalId":415632,"journal":{"name":"Izvestiya Tomskogo Politekhnicheskogo Universiteta Inziniring Georesursov","volume":"20 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-06-22","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"123524398","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Актуальность исследования обусловлена тем, что почва, являясь связующим звеном между геосферами Земли, играет важнейшую роль как в экономическом, так и в социальном развитии территорий. Почвы имеют большое экологическое значение, выходящее далеко за сельскохозяйственные рамки, и при этом часто находятся под влиянием техногенных факторов, способных привести к изменению течения геохимических процессов (как, например, на Кольском полуострове, где сконцентрированы купные горнодобывающие и металлургические предприятия). Поэтому встает вопрос о различии фракционного состава соединений химических элементов в почвах техногенно-трансформированных и фоновых территорий. Цель: оценка форм нахождения химических элементов в почвах территории с высокой аэротехногенной нагрузкой. Объекты: почвы территории с высокой аэротехногенной нагрузкой (район водосбора озера Имандра, Мурманская область). Методы. Фракционный состав соединений химических элементов в почвах определялся методом последовательных селективных вытяжек из одной навески. Химический анализ вытяжек проводился с использованием масс-спектрометра с индуктивно-связанной плазмой (ICP-MS). Минералогический состав почв изучался методами рентгенофазового анализа и электронной микроскопии. Результаты. Исследования показывают, что большинство химических элементов остается связано в остаточной фракции. Однако на рассматриваемой территории основная доля редкоземельных элементов – Na, Rb, Sb, Zr, Pb и U – связана с органическим веществом. Влияние выбросов медно-никелевого комбината отражено в увеличении концентрации меди и никеля в иллювиальном горизонте почв, присутствии микроминеральных фаз оксидов никеля и меди и соединений редкоземельных элементов, а также в увеличении в доли подвижных форм Ni и Cu, Cr, Co, Cd, As, Sb.
{"title":"ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЧВ ТЕРРИТОРИИ С ВЫСОКОЙ АЭРОТЕХНОГЕННОЙ НАГРУЗКОЙ","authors":"Дарья Андреевна Воробьёва, Наталья Владимировна Гусева","doi":"10.18799/24131830/2021/6/3245","DOIUrl":"https://doi.org/10.18799/24131830/2021/6/3245","url":null,"abstract":"Актуальность исследования обусловлена тем, что почва, являясь связующим звеном между геосферами Земли, играет важнейшую роль как в экономическом, так и в социальном развитии территорий. Почвы имеют большое экологическое значение, выходящее далеко за сельскохозяйственные рамки, и при этом часто находятся под влиянием техногенных факторов, способных привести к изменению течения геохимических процессов (как, например, на Кольском полуострове, где сконцентрированы купные горнодобывающие и металлургические предприятия). Поэтому встает вопрос о различии фракционного состава соединений химических элементов в почвах техногенно-трансформированных и фоновых территорий. Цель: оценка форм нахождения химических элементов в почвах территории с высокой аэротехногенной нагрузкой. Объекты: почвы территории с высокой аэротехногенной нагрузкой (район водосбора озера Имандра, Мурманская область). Методы. Фракционный состав соединений химических элементов в почвах определялся методом последовательных селективных вытяжек из одной навески. Химический анализ вытяжек проводился с использованием масс-спектрометра с индуктивно-связанной плазмой (ICP-MS). Минералогический состав почв изучался методами рентгенофазового анализа и электронной микроскопии. Результаты. Исследования показывают, что большинство химических элементов остается связано в остаточной фракции. Однако на рассматриваемой территории основная доля редкоземельных элементов – Na, Rb, Sb, Zr, Pb и U – связана с органическим веществом. Влияние выбросов медно-никелевого комбината отражено в увеличении концентрации меди и никеля в иллювиальном горизонте почв, присутствии микроминеральных фаз оксидов никеля и меди и соединений редкоземельных элементов, а также в увеличении в доли подвижных форм Ni и Cu, Cr, Co, Cd, As, Sb.","PeriodicalId":415632,"journal":{"name":"Izvestiya Tomskogo Politekhnicheskogo Universiteta Inziniring Georesursov","volume":"163 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-06-22","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"125914666","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Актуальность исследования обусловлена необходимостью комплексного использования магнезиального сырья, в том числе отходов добычи. При добыче магнезиального сырья как огнеупорного и стратегического материала на некоторых месторождения сопутствующей является гидромагнезитовая порода, которая не находит применения в классических магнезиальных технология. В то же время она обладает характеристиками, позволяющими применять ее для получения важных продуктов: антипиренов для различных материалов, поризующий компонент в огнестойких покрытиях, исходный компонент для получения водостойких магнезиальных вяжущих. Цель: определить возможность и условия применения гидромагнезиатовой породы Халиловского месторождения в качестве исходного сырья при получении водного раствора бикарбоната магния – жидкости затворения водостойкого магнезиального вяжущего. Объекты: гидромагнезитовая порода, сопутствующая магнезиту скрытокристаллической структуры Халиловского месторождения, Оренбургская область. Изучаемая порода состоит из гидрокарбонатных минералов: гидромагнезита, дипингита, несквигонита, а также примеси клинохризотила. Гидрокарбонатный состав не позволяет применять ее для формованных обжиговых магнезиальных изделий. Методы: метод термической активации гидромагнезитовой породы, позволяющий получить высокореакционную дефектную структуру; получение раствора бикарбоната магния искусственной карбонизацией суспензии активированного гидромагнезитового материала; термические методы исследования – дифференциальная сканирующая калориметрия, термогравиметрия; рентгенофазовый анализ; титрометрический метод определения концентрации бикарбонат-ионов. Результаты. Установлена возможность использования гидромагнезитовой породы для получения водного раствора бикарбоната магния с концентрацией по бикарбонат-иону до 3,8 г/л; установлена эффективность термической обработки гидромагнезитов в диапазоне температур 300–375 °С, которая позволяет получить высокодефектный продукт ; термическая активация гидромагнезитов повышает эффективность перехода бикарбонат-ионов и катионов магния в раствор в присутствие СО2 при низком давлении процесса карбонизации 0,2 МПа; полученный при низком давлении газа СО2 водный раствор бикарбоната магния с высокой концентрацией бикарбонат-ионов позволит получить гидравлические магнезиальные вяжущие композиции высокой водостойкости.
这项研究的紧迫性是由于需要综合使用镁原料，包括废物。在开采镁原料作为防火材料和战略材料时，伴有水力镁岩，在经典镁技术中找不到应用。与此同时，它具有重要的特性，可以用于生产重要产品:用于不同材料的防锯齿材料、耐火材料中的耐火成分、产生防水镁粘合剂的原始成分。目标:确定halealovsky水力压裂矿床作为水溶液的原材料的可能性和条件，即防水镁粘合剂的产生。对象:水力磁石，伴随磁石的是奥伦堡地区哈利勒油田的隐晶结构。研究的岩石由碳酸盐矿物组成:水力镁、二平岩、内斯奎根岩以及楔形磷酸盐的混合物。碳酸盐化合物不允许用于加工过的镁制品。方法:水力镁热激活方法，可产生高反应缺陷结构;获得碳酸镁溶液，人工碳酸盐悬浮液，活性氢镁材料的悬浮液;热研究方法-微分扫描热计，热计;рентгенофазов分析;二碳酸盐离子浓度测定法。结果。使用水力镁来产生水碳酸镁溶液，浓度为3.8 g / l;确立有效гидромагнезит热处理温度范围300 - 375°能够得到высокодефектн产品;氢氧化镁的热激活提高了碳酸盐离子和阳离子在低碳过程中二氧化碳转化为溶液的效率;在低压力下产生的二氧化碳二氧化碳溶液是碳酸镁，高浓度的碳酸盐离子会产生水力镁粘合剂。
{"title":"ГИДРОМАГНЕЗИТОВАЯ ПОРОДА В ТЕХНОЛОГИИ МАГНЕЗИАЛЬНЫХ ВЯЖУЩИХ МАТЕРИАЛОВ","authors":"Наталия Александровна Митина, Тамара Андреевна Хабас","doi":"10.18799/24131830/2021/6/3240","DOIUrl":"https://doi.org/10.18799/24131830/2021/6/3240","url":null,"abstract":"Актуальность исследования обусловлена необходимостью комплексного использования магнезиального сырья, в том числе отходов добычи. При добыче магнезиального сырья как огнеупорного и стратегического материала на некоторых месторождения сопутствующей является гидромагнезитовая порода, которая не находит применения в классических магнезиальных технология. В то же время она обладает характеристиками, позволяющими применять ее для получения важных продуктов: антипиренов для различных материалов, поризующий компонент в огнестойких покрытиях, исходный компонент для получения водостойких магнезиальных вяжущих. Цель: определить возможность и условия применения гидромагнезиатовой породы Халиловского месторождения в качестве исходного сырья при получении водного раствора бикарбоната магния – жидкости затворения водостойкого магнезиального вяжущего. Объекты: гидромагнезитовая порода, сопутствующая магнезиту скрытокристаллической структуры Халиловского месторождения, Оренбургская область. Изучаемая порода состоит из гидрокарбонатных минералов: гидромагнезита, дипингита, несквигонита, а также примеси клинохризотила. Гидрокарбонатный состав не позволяет применять ее для формованных обжиговых магнезиальных изделий. Методы: метод термической активации гидромагнезитовой породы, позволяющий получить высокореакционную дефектную структуру; получение раствора бикарбоната магния искусственной карбонизацией суспензии активированного гидромагнезитового материала; термические методы исследования – дифференциальная сканирующая калориметрия, термогравиметрия; рентгенофазовый анализ; титрометрический метод определения концентрации бикарбонат-ионов. Результаты. Установлена возможность использования гидромагнезитовой породы для получения водного раствора бикарбоната магния с концентрацией по бикарбонат-иону до 3,8 г/л; установлена эффективность термической обработки гидромагнезитов в диапазоне температур 300–375 °С, которая позволяет получить высокодефектный продукт ; термическая активация гидромагнезитов повышает эффективность перехода бикарбонат-ионов и катионов магния в раствор в присутствие СО2 при низком давлении процесса карбонизации 0,2 МПа; полученный при низком давлении газа СО2 водный раствор бикарбоната магния с высокой концентрацией бикарбонат-ионов позволит получить гидравлические магнезиальные вяжущие композиции высокой водостойкости.","PeriodicalId":415632,"journal":{"name":"Izvestiya Tomskogo Politekhnicheskogo Universiteta Inziniring Georesursov","volume":"22 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-06-22","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"126142387","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-06-22DOI: 10.18799/24131830/2021/6/3233
Сашурин Анатолийдмитриевич, Панжин Андрей Алексеевич, Харисов Тимур Фаритович
Актуальность исследования обусловлена широкой распространенностью проблемы предотвращения прорывов водных масс в подземные горные выработки, успешное решение которой во многом определяет эффективность и безопасность разработки месторождений. Цель: исследование взаимосвязи современных геодинамических движений с опасностью прорыва водных объектов в горные выработки при разработке месторождений в сложных гидрогеологических условиях. Объект: массив месторождений, находящиеся в сложных гидрогеологических условиях, а именно залегающих под мощной осадочной толщей, вмещающей несколько водоносных горизонтов. Методы: аналитический, спутниковое позиционирование двухчастотными геодезическими GPS приемниками, компьютерное моделирование векторного и тензорного деформационного поля. Результаты. На основании анализа произошедших аварийных ситуаций, связанных с прорывами вод на рудниках, их причин и способов предупреждения установлено, что одним из важнейших факторов, вызывающих прорыв водных объектов, являются современные геодинамические движения, формирующие неоднородное мозаичное напряженно-деформированное состояние в массиве пород, препятствующее сохранению целостности водозащитных массивов. Известные способы предотвращения опасности прорыва вод в горные выработки путем закладки выработанного пространства и поддержания налегающей толщи целиками при назначении и применении параметров очистных работ без учета формирования реального напряженно-деформированного состояния под влиянием геодинамических движений, как правило, сопровождаются авариями. В качестве рекомендаций по предупреждению прорывов вод в горные выработки представлен и апробирован метод изучения геодинамических движений и процессов деформирования, протекающих в массиве, на примере Еланского и Ёлкинского полиметаллических месторождений. Установлены векторы трендовых движения пунктов совместно с тектоническим строением исследуемого региона. Зафиксированы максимальные вертикальные поднятия и максимальные горизонтальные смещения. Результаты измерений обработаны и преобразованы в векторное и тензорное представление деформационного поля, где выделены главные компоненты тензора деформаций. Выводы. Исследуемый массив находится в умеренной зоне напряженно-деформированного состояния с характерной разнонаправленностью тензора деформаций, что приводит к развитию сдвиговых деформаций в массиве горных пород, отрицательно влияющих на устойчивость горных выработок, а также способствующих раскрытию естественных структурных нарушений массива горных пород и повышению его фильтрационных свойств. Повышение надежности применяемых способов предотвращения опасности прорывов вод в горные выработки требует проведения специальных исследований формирования реального напряженно-деформированного состояния и учета его параметров при проектировании и ведении очистных работ.
{"title":"РОЛЬ ГЕОДИНАМИЧЕСКИХ ДВИЖЕНИЙ В ПРОРЫВАХ ВОД В ВЫРАБОТКИ ПРИ РАЗРАБОТКЕ МЕСТОРОЖДЕНИЙ В СЛОЖНЫХ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ","authors":"Сашурин Анатолийдмитриевич, Панжин Андрей Алексеевич, Харисов Тимур Фаритович","doi":"10.18799/24131830/2021/6/3233","DOIUrl":"https://doi.org/10.18799/24131830/2021/6/3233","url":null,"abstract":"Актуальность исследования обусловлена широкой распространенностью проблемы предотвращения прорывов водных масс в подземные горные выработки, успешное решение которой во многом определяет эффективность и безопасность разработки месторождений. Цель: исследование взаимосвязи современных геодинамических движений с опасностью прорыва водных объектов в горные выработки при разработке месторождений в сложных гидрогеологических условиях. Объект: массив месторождений, находящиеся в сложных гидрогеологических условиях, а именно залегающих под мощной осадочной толщей, вмещающей несколько водоносных горизонтов. Методы: аналитический, спутниковое позиционирование двухчастотными геодезическими GPS приемниками, компьютерное моделирование векторного и тензорного деформационного поля. Результаты. На основании анализа произошедших аварийных ситуаций, связанных с прорывами вод на рудниках, их причин и способов предупреждения установлено, что одним из важнейших факторов, вызывающих прорыв водных объектов, являются современные геодинамические движения, формирующие неоднородное мозаичное напряженно-деформированное состояние в массиве пород, препятствующее сохранению целостности водозащитных массивов. Известные способы предотвращения опасности прорыва вод в горные выработки путем закладки выработанного пространства и поддержания налегающей толщи целиками при назначении и применении параметров очистных работ без учета формирования реального напряженно-деформированного состояния под влиянием геодинамических движений, как правило, сопровождаются авариями. В качестве рекомендаций по предупреждению прорывов вод в горные выработки представлен и апробирован метод изучения геодинамических движений и процессов деформирования, протекающих в массиве, на примере Еланского и Ёлкинского полиметаллических месторождений. Установлены векторы трендовых движения пунктов совместно с тектоническим строением исследуемого региона. Зафиксированы максимальные вертикальные поднятия и максимальные горизонтальные смещения. Результаты измерений обработаны и преобразованы в векторное и тензорное представление деформационного поля, где выделены главные компоненты тензора деформаций. Выводы. Исследуемый массив находится в умеренной зоне напряженно-деформированного состояния с характерной разнонаправленностью тензора деформаций, что приводит к развитию сдвиговых деформаций в массиве горных пород, отрицательно влияющих на устойчивость горных выработок, а также способствующих раскрытию естественных структурных нарушений массива горных пород и повышению его фильтрационных свойств. Повышение надежности применяемых способов предотвращения опасности прорывов вод в горные выработки требует проведения специальных исследований формирования реального напряженно-деформированного состояния и учета его параметров при проектировании и ведении очистных работ.","PeriodicalId":415632,"journal":{"name":"Izvestiya Tomskogo Politekhnicheskogo Universiteta Inziniring Georesursov","volume":"15 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-06-22","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"122116979","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-06-22DOI: 10.18799/24131830/2021/6/3250
Александр Сергеевич Ушаков, Александр Петрович Кулешов
Актуальность работы обусловлена необходимостью анализа существующих способов расчета коэффициента устойчивости склона. В работе проанализированы три метода расчета, приведен анализ по рациональной области использования каждого метода. Рекомендации по выбору методов расчета разработаны на основе анализа существующих способов расчета, сравнения их применительно к практическим вычислениям. Цель: прогнозный расчет устойчивости склона участка берега Химкинского водохранилища, сравнительный анализ величин коэффициентов устойчивости, полученных различными методами с использованием современного математического аппарата, реализованного в программных комплексах: «PSK-98M5», «SCAD Office» и «Plaxis», оценка возможности применения используемых численных способов расчета. Методы: анализ отечественного и зарубежного опыта расчета устойчивости склонов, сбор и оценка имеющейся инженерно-геологической информации, выбор граничных условий, математическое моделирование, сопоставление результатов расчетов, полученных различными методами, оценка уязвимости объектов и прогноз развития деформаций в основании зданий вследствие оползневого процесса. Результаты. Математические расчеты проведены с помощью различных программных комплексов с использованием нескольких моделей и методов в соответствии с рекомендациями действующей нормативной документации. Из результатов расчетов следует, что более высокий коэффициент устойчивости получен при расположении нагрузки от проектируемого сооружения выше по склону, и наоборот, при расположении ниже по склону той же нагрузки коэффициент устойчивости уменьшается. Программный комплекс «SCAD Office» дает завышенные результаты. Это связано, по всей видимости, с тем, что в данной программе геометрические параметры склона фактически никак не вводятся. Наиболее приближенными к действительности являются результаты, полученные в программе «Plaxis», так как она разбивает введенную модель на огромное количество простых геометрических фигур (треугольников) и значения коэффициента считаются в каждой узловой точке. Это обстоятельство существенно увеличивает точность расчета и намного приближает математическую модель к природным условиям.
{"title":"ПРОГНОЗ УСТОЙЧИВОСТИ СКЛОНОВ УЧАСТКА БЕРЕГА ХИМКИНСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА","authors":"Александр Сергеевич Ушаков, Александр Петрович Кулешов","doi":"10.18799/24131830/2021/6/3250","DOIUrl":"https://doi.org/10.18799/24131830/2021/6/3250","url":null,"abstract":"Актуальность работы обусловлена необходимостью анализа существующих способов расчета коэффициента устойчивости склона. В работе проанализированы три метода расчета, приведен анализ по рациональной области использования каждого метода. Рекомендации по выбору методов расчета разработаны на основе анализа существующих способов расчета, сравнения их применительно к практическим вычислениям. Цель: прогнозный расчет устойчивости склона участка берега Химкинского водохранилища, сравнительный анализ величин коэффициентов устойчивости, полученных различными методами с использованием современного математического аппарата, реализованного в программных комплексах: «PSK-98M5», «SCAD Office» и «Plaxis», оценка возможности применения используемых численных способов расчета. Методы: анализ отечественного и зарубежного опыта расчета устойчивости склонов, сбор и оценка имеющейся инженерно-геологической информации, выбор граничных условий, математическое моделирование, сопоставление результатов расчетов, полученных различными методами, оценка уязвимости объектов и прогноз развития деформаций в основании зданий вследствие оползневого процесса. Результаты. Математические расчеты проведены с помощью различных программных комплексов с использованием нескольких моделей и методов в соответствии с рекомендациями действующей нормативной документации. Из результатов расчетов следует, что более высокий коэффициент устойчивости получен при расположении нагрузки от проектируемого сооружения выше по склону, и наоборот, при расположении ниже по склону той же нагрузки коэффициент устойчивости уменьшается. Программный комплекс «SCAD Office» дает завышенные результаты. Это связано, по всей видимости, с тем, что в данной программе геометрические параметры склона фактически никак не вводятся. Наиболее приближенными к действительности являются результаты, полученные в программе «Plaxis», так как она разбивает введенную модель на огромное количество простых геометрических фигур (треугольников) и значения коэффициента считаются в каждой узловой точке. Это обстоятельство существенно увеличивает точность расчета и намного приближает математическую модель к природным условиям.","PeriodicalId":415632,"journal":{"name":"Izvestiya Tomskogo Politekhnicheskogo Universiteta Inziniring Georesursov","volume":"58 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-06-22","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"117026166","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-06-22DOI: 10.18799/24131830/2021/6/3241
Олег Геннадьевич Савичев, Чжоу Дань
Актуальность исследования определяется необходимостью учета взаимодействий речных вод с донными отложениями при нормировании антропогенных воздействий на водные объекты. Цель: разработка модели трансформации загрязняющих веществ в водных объектах с учетом разбавления стоков, взаимодействий речных вод с донными отложениями и методики нормирования сбросов загрязняющих веществ. Методы: математическое моделирование гидрохимических процессов. Результаты и выводы. Разработана математическая модель трансформации загрязняющих веществ в водных объектах с учетом разбавления стоков и взаимодействия речных вод и донных отложений. Ее апробация на примере малых рек в северной части Вьетнама (реки Бан Тхи и Дай в бассейне р. Хонг) показала, что химический состав вод изученных рек определяется более чем на 60 % взаимодействиями речных вод с донными отложениями в результате осаждения малорастворимых соединений ряда металлов и соосаждения микроэлементов на твердых частицах. Это приводит к заметному снижению концентраций многих веществ на участках до 4,5–5,0 км. Влияние водного стока проявляется, прежде всего, в изменениях твердого стока, в меньшей степени – в регулировании внутриводных процессов, для которых требуется более продолжительное время установления равновесия в растворе. На основе предложенной модели разработана ее упрощенная версия и методика нормирования сбросов загрязняющих веществ для вариантов наличия и отсутствия данных наблюдений за химическим составом речных вод. При этом влияние взаимодействий с донными отложениями учитывается косвенно через структуру модели и значения ее параметров. Апробация упрощенной модели выполнена на примере р. Цзиньцзян в водосборе озера Поянху (Китай).
{"title":"СПОСОБ ОЦЕНКИ ДОПУСТИМЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ С УЧЕТОМ СОСТОЯНИЯ ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ","authors":"Олег Геннадьевич Савичев, Чжоу Дань","doi":"10.18799/24131830/2021/6/3241","DOIUrl":"https://doi.org/10.18799/24131830/2021/6/3241","url":null,"abstract":"Актуальность исследования определяется необходимостью учета взаимодействий речных вод с донными отложениями при нормировании антропогенных воздействий на водные объекты. Цель: разработка модели трансформации загрязняющих веществ в водных объектах с учетом разбавления стоков, взаимодействий речных вод с донными отложениями и методики нормирования сбросов загрязняющих веществ. Методы: математическое моделирование гидрохимических процессов. Результаты и выводы. Разработана математическая модель трансформации загрязняющих веществ в водных объектах с учетом разбавления стоков и взаимодействия речных вод и донных отложений. Ее апробация на примере малых рек в северной части Вьетнама (реки Бан Тхи и Дай в бассейне р. Хонг) показала, что химический состав вод изученных рек определяется более чем на 60 % взаимодействиями речных вод с донными отложениями в результате осаждения малорастворимых соединений ряда металлов и соосаждения микроэлементов на твердых частицах. Это приводит к заметному снижению концентраций многих веществ на участках до 4,5–5,0 км. Влияние водного стока проявляется, прежде всего, в изменениях твердого стока, в меньшей степени – в регулировании внутриводных процессов, для которых требуется более продолжительное время установления равновесия в растворе. На основе предложенной модели разработана ее упрощенная версия и методика нормирования сбросов загрязняющих веществ для вариантов наличия и отсутствия данных наблюдений за химическим составом речных вод. При этом влияние взаимодействий с донными отложениями учитывается косвенно через структуру модели и значения ее параметров. Апробация упрощенной модели выполнена на примере р. Цзиньцзян в водосборе озера Поянху (Китай).","PeriodicalId":415632,"journal":{"name":"Izvestiya Tomskogo Politekhnicheskogo Universiteta Inziniring Georesursov","volume":"16 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-06-22","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"125999150","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-06-22DOI: 10.18799/24131830/2021/6/3246
Владимир Иванович Голик, Юрий Иванович Разоренов, Виталий Иванович Комащенко, Ольга Германовна Бурдзиева
Актуальность исследования вызвана необходимостью поиска новых путей для увеличения производства металлов. Объёмы некондиционных по содержанию металлов руд новых и строящихся месторождений техногенных массивов могут быть вовлечены в производство с повышением безотходности освоения недр. Цель: повышение качества взрывного дробления руд для подземного выщелачивания металлов путем экспериментального обоснования параметров отделения от массива и дробления металлических руд. Объект: рудовмещающий массив и технологические процессы отбойки и дробления руд конкретного месторождения в ходе полномасштабного эксперимента в опытном блоке. Методология: критический анализ теории и практики отбойки и дробления руд для выщелачивания в магазине, организация мониторинга выщелачиваемого массива в ходе извлечения металлов, моделирование и интерпретация результатов исследований. Результаты. Дана краткая справка по истории вопроса. Описана методика осуществления промышленного эксперимента на месторождении вскрываемых руд. Систематизированы показатели взрывной отбойки руд в процессе их магазинирования. Предложен критерий дробимости руд взрывом. Выполнена математическая обработка результатов взрывной отбойки руды. Показано, что способ выщелачивания даже при коэффициенте извлечения 70 % не конкурирует с традиционными технологиями из-за потери полезного компонента и требует совершенствования. Установлены закономерности распределения полезного компонента в классах отбитой руды, описываемые логарифмически-нормальным законом Гаусса. Показано, что размер куска, который соответствует среднеарифметическому значению содержания полезного компонента объективно характеризует качество отбитой для подземного выщелачивания руды. Сформулировано отличие предлагаемого метода от традиционного расчета средневзвешенного линейного размера, не учитывающего неравномерность распределения металла между фракциями. Предложена обобщенная модель взрывной подготовки руд к выщелачиванию. Изучение распределения содержания полезного компонента в отбитой руде в зависимости от вещественного состава, характера минерализации, общего содержания металла в рудовмещающих породах, технологии рудоподготовки может оказать существенное влияние на показатели выщелачивания.
{"title":"ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ КАЧЕСТВА ДРОБЛЕНИЯ РУД ДЛЯ ПОДЗЕМНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ","authors":"Владимир Иванович Голик, Юрий Иванович Разоренов, Виталий Иванович Комащенко, Ольга Германовна Бурдзиева","doi":"10.18799/24131830/2021/6/3246","DOIUrl":"https://doi.org/10.18799/24131830/2021/6/3246","url":null,"abstract":"Актуальность исследования вызвана необходимостью поиска новых путей для увеличения производства металлов. Объёмы некондиционных по содержанию металлов руд новых и строящихся месторождений техногенных массивов могут быть вовлечены в производство с повышением безотходности освоения недр. Цель: повышение качества взрывного дробления руд для подземного выщелачивания металлов путем экспериментального обоснования параметров отделения от массива и дробления металлических руд. Объект: рудовмещающий массив и технологические процессы отбойки и дробления руд конкретного месторождения в ходе полномасштабного эксперимента в опытном блоке. Методология: критический анализ теории и практики отбойки и дробления руд для выщелачивания в магазине, организация мониторинга выщелачиваемого массива в ходе извлечения металлов, моделирование и интерпретация результатов исследований. Результаты. Дана краткая справка по истории вопроса. Описана методика осуществления промышленного эксперимента на месторождении вскрываемых руд. Систематизированы показатели взрывной отбойки руд в процессе их магазинирования. Предложен критерий дробимости руд взрывом. Выполнена математическая обработка результатов взрывной отбойки руды. Показано, что способ выщелачивания даже при коэффициенте извлечения 70 % не конкурирует с традиционными технологиями из-за потери полезного компонента и требует совершенствования. Установлены закономерности распределения полезного компонента в классах отбитой руды, описываемые логарифмически-нормальным законом Гаусса. Показано, что размер куска, который соответствует среднеарифметическому значению содержания полезного компонента объективно характеризует качество отбитой для подземного выщелачивания руды. Сформулировано отличие предлагаемого метода от традиционного расчета средневзвешенного линейного размера, не учитывающего неравномерность распределения металла между фракциями. Предложена обобщенная модель взрывной подготовки руд к выщелачиванию. Изучение распределения содержания полезного компонента в отбитой руде в зависимости от вещественного состава, характера минерализации, общего содержания металла в рудовмещающих породах, технологии рудоподготовки может оказать существенное влияние на показатели выщелачивания.","PeriodicalId":415632,"journal":{"name":"Izvestiya Tomskogo Politekhnicheskogo Universiteta Inziniring Georesursov","volume":"11 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-06-22","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"128301469","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-06-22DOI: 10.18799/24131830/2021/6/3231
Михаил Александрович Семин, Лев Юрьевич Левин, Александр Васильевич Богомягков, Алексей Витальевич Пугин
Актуальность. При проходке вертикальных шахтных стволов с применением специального способа искусственного замораживания пород необходимо осуществлять контроль состояния ледопородного ограждения, формируемого вокруг строящегося ствола. Наиболее распространенным и информативным способом экспериментального контроля состояния замороженных пород является на сегодняшний день скважинная термометрия. По данным скважинной термометрии осуществляется калибровка параметров математической модели (теплофизических свойств пород) и интерпретация поля температуры во всем объеме замораживаемого породного массива путем математического моделирования. Калибровка параметров математической модели в определенных условиях может приводить к неоднозначности в определении параметров модели, причина которой в настоящее время не изучена. Цель настоящей работы состоит в исследовании условий возникновения неоднозначности рассчитанных теплофизических свойств породного массива в результате калибровки математической модели по данным измерений в контрольно-термических скважинах. Объектом исследования является замораживаемый водонасыщенный породный массив вокруг двух строившихся шахтных стволов калийного рудника Нежинского горно-обогатительного комплекса. Методы исследования включали в себя сбор и обработку данных скважинной термометрии состояния замораживаемого породного массива, постановку математической модели теплопереноса в замораживаемом породном массиве, численное решение прямой и обратной задач Стефана и теоретическую интерпретацию рассогласований между измеренными и вычисленными температурами пород. Результаты. Проведены исследования величин рассогласований измеренных и численно рассчитанных температур в контрольно-термических скважинах на фазовой плоскости калибруемых параметров математической модели – теплопроводностей пород в зонах льда и охлаждения. Показано, что минимум функционала рассогласования в определенных условиях перемещается с течением времени или является неединственным. Проведен анализ возникающей неоднозначности на базе упрощенной математической модели теплового баланса на границе фронта фазового перехода. Получено, что на стадии активного замораживания возможно недостоверное определение теплопроводности в зоне льда из-за высокого градиента температуры в массиве вблизи контрольно-термических скважин и погрешности скважинной инклинометрии. На стадии пассивного замораживания возможно недостоверное определение обеих теплопроводностей, так как решение задачи зависит преимущественно от их соотношения.
{"title":"О НЕОДНОЗНАЧНОСТИ ИНТЕРПРЕТАЦИИ ПОЛЯ ТЕМПЕРАТУР ЗАМОРАЖИВАЕМОГО ПОРОДНОГО МАССИВА С ПОМОЩЬЮ СКВАЖИННОЙ ТЕРМОМЕТРИИ","authors":"Михаил Александрович Семин, Лев Юрьевич Левин, Александр Васильевич Богомягков, Алексей Витальевич Пугин","doi":"10.18799/24131830/2021/6/3231","DOIUrl":"https://doi.org/10.18799/24131830/2021/6/3231","url":null,"abstract":"Актуальность. При проходке вертикальных шахтных стволов с применением специального способа искусственного замораживания пород необходимо осуществлять контроль состояния ледопородного ограждения, формируемого вокруг строящегося ствола. Наиболее распространенным и информативным способом экспериментального контроля состояния замороженных пород является на сегодняшний день скважинная термометрия. По данным скважинной термометрии осуществляется калибровка параметров математической модели (теплофизических свойств пород) и интерпретация поля температуры во всем объеме замораживаемого породного массива путем математического моделирования. Калибровка параметров математической модели в определенных условиях может приводить к неоднозначности в определении параметров модели, причина которой в настоящее время не изучена. Цель настоящей работы состоит в исследовании условий возникновения неоднозначности рассчитанных теплофизических свойств породного массива в результате калибровки математической модели по данным измерений в контрольно-термических скважинах. Объектом исследования является замораживаемый водонасыщенный породный массив вокруг двух строившихся шахтных стволов калийного рудника Нежинского горно-обогатительного комплекса. Методы исследования включали в себя сбор и обработку данных скважинной термометрии состояния замораживаемого породного массива, постановку математической модели теплопереноса в замораживаемом породном массиве, численное решение прямой и обратной задач Стефана и теоретическую интерпретацию рассогласований между измеренными и вычисленными температурами пород. Результаты. Проведены исследования величин рассогласований измеренных и численно рассчитанных температур в контрольно-термических скважинах на фазовой плоскости калибруемых параметров математической модели – теплопроводностей пород в зонах льда и охлаждения. Показано, что минимум функционала рассогласования в определенных условиях перемещается с течением времени или является неединственным. Проведен анализ возникающей неоднозначности на базе упрощенной математической модели теплового баланса на границе фронта фазового перехода. Получено, что на стадии активного замораживания возможно недостоверное определение теплопроводности в зоне льда из-за высокого градиента температуры в массиве вблизи контрольно-термических скважин и погрешности скважинной инклинометрии. На стадии пассивного замораживания возможно недостоверное определение обеих теплопроводностей, так как решение задачи зависит преимущественно от их соотношения.","PeriodicalId":415632,"journal":{"name":"Izvestiya Tomskogo Politekhnicheskogo Universiteta Inziniring Georesursov","volume":"82 5","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-06-22","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"113968731","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-06-22DOI: 10.18799/24131830/2021/6/3247
Вячеслав Васильевич Нескоромных, Марина Сергеевна Попова, Баочанг Лиу
Актуальность. На результаты бурения влияет то, на сколько эффективно работает породоразрушающий инструмент на забое. Показатели механической скорости бурения, качества сооружения скважины и отбора проб тесно связаны с соответствием выбранного бурового инструмента и технологии его применения физико-механическим свойствам горных пород, слагающих вскрываемый геологический разрез. При неизменной технологии рост сопротивления со стороны забоя влечёт изменение интенсивности углубления скважины. Сведения о коэффициенте сопротивления позволяют правильно управлять процессом и своевременно регулировать характер воздействия бурового инструмента на разрушаемую зону. Цель. Для контроля силового контакта резцов бурового инструмента с забоем скважины необходимо иметь методический аппарат, позволяющий определять механизм разрушения породы с учетом сил сопротивления. Целью работы является развитие методики изучения механизма разрушения породы алмазным резцом. Объект: процесс разрушения горной породы мелким алмазным резцом. Методы: метод полного факторного эксперимента, метод научного познания, аналитические исследования, анализ. В статье приведена методика исследования сопротивления горной породы разрушению алмазным резцом, основанная на применении метода полного факторного эксперимента с получением математических моделей факторов и их графической интерпретации, в частности зависимости углубления за один оборот от режимов бурения, на основании которых определяется коэффициент сопротивления в конкретный момент времени. Результаты. Путем математической обработки ранее полученных экспериментальных данных установлена взаимосвязь коэффициента сопротивления с такими показателями, как механическая скорость бурения, величина углубления за оборот, частота вращения инструмента. Представлен аналитическое исследование возможности регулирования режимов бурения с целью достижения наибольшего эффекта разрушения горной породы путем оценки коэффициента сопротивления как функции интенсивности разрушения или углубления за один оборот. Выведена и доказана правомерность выражения зависимости коэффициента сопротивления от глубины внедрения резца в породу, числа резцов рабочего торца бурового инструмента и их размера, глубины формируемой борозды разрушения, коэффициента трения резца о горную породу и динамической составляющей работы бурового инструмента.
{"title":"СОПРОТИВЛЕНИЕ ПОРОДЫ ПРИ БУРЕНИИ МЕЛКОРЕЗЦОВЫМ АЛМАЗНЫМ ИНСТРУМЕНТОМ","authors":"Вячеслав Васильевич Нескоромных, Марина Сергеевна Попова, Баочанг Лиу","doi":"10.18799/24131830/2021/6/3247","DOIUrl":"https://doi.org/10.18799/24131830/2021/6/3247","url":null,"abstract":"Актуальность. На результаты бурения влияет то, на сколько эффективно работает породоразрушающий инструмент на забое. Показатели механической скорости бурения, качества сооружения скважины и отбора проб тесно связаны с соответствием выбранного бурового инструмента и технологии его применения физико-механическим свойствам горных пород, слагающих вскрываемый геологический разрез. При неизменной технологии рост сопротивления со стороны забоя влечёт изменение интенсивности углубления скважины. Сведения о коэффициенте сопротивления позволяют правильно управлять процессом и своевременно регулировать характер воздействия бурового инструмента на разрушаемую зону. Цель. Для контроля силового контакта резцов бурового инструмента с забоем скважины необходимо иметь методический аппарат, позволяющий определять механизм разрушения породы с учетом сил сопротивления. Целью работы является развитие методики изучения механизма разрушения породы алмазным резцом. Объект: процесс разрушения горной породы мелким алмазным резцом. Методы: метод полного факторного эксперимента, метод научного познания, аналитические исследования, анализ. В статье приведена методика исследования сопротивления горной породы разрушению алмазным резцом, основанная на применении метода полного факторного эксперимента с получением математических моделей факторов и их графической интерпретации, в частности зависимости углубления за один оборот от режимов бурения, на основании которых определяется коэффициент сопротивления в конкретный момент времени. Результаты. Путем математической обработки ранее полученных экспериментальных данных установлена взаимосвязь коэффициента сопротивления с такими показателями, как механическая скорость бурения, величина углубления за оборот, частота вращения инструмента. Представлен аналитическое исследование возможности регулирования режимов бурения с целью достижения наибольшего эффекта разрушения горной породы путем оценки коэффициента сопротивления как функции интенсивности разрушения или углубления за один оборот. Выведена и доказана правомерность выражения зависимости коэффициента сопротивления от глубины внедрения резца в породу, числа резцов рабочего торца бурового инструмента и их размера, глубины формируемой борозды разрушения, коэффициента трения резца о горную породу и динамической составляющей работы бурового инструмента.","PeriodicalId":415632,"journal":{"name":"Izvestiya Tomskogo Politekhnicheskogo Universiteta Inziniring Georesursov","volume":"67 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-06-22","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"114253835","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-06-22DOI: 10.18799/24131830/2021/6/3244
Наталья Николаевна Минакова, Василий Яковлевич Ушаков
Актуальность работы обусловлена тем, что обеспечение бесперебойного электроснабжения предприятий ресурсодобывающих отраслей является непременным условием их эффективного функционирования. Последнее, в свою очередь, определяется качеством защиты электропотребляющего оборудования (прежде всего электродвигателей) от токов короткого замыкания и перенапряжений в питающей сети. Их ограничение обеспечивается комплексом мер; важнейшей среди них является использование высоковольтных объемных резисторов, способных рассеивать огромные мощности. В последние годы внимание специалистов привлекли наполненные полимеры как материалы для изготовления таких резисторов. Наряду с такими их достоинствами, как: доступность и дешевизна исходных материалов (высокая ресурсоэффектвность), хорошо освоенная технология производства таких композиций, им присущ существенный недостаток – сильная зависимость удельного объемного сопротивления от температуры и, следовательно, от режимов их работы. Из-за многообразия процессов в наполненных полимерах, стимулируемых повышенной температурой, необходимо изучение их поведения в зависимости от условий нагрева. Один из часто встречающихся режимов работы полимерных композиционных материалов – повторно-кратковременное воздействие токовой нагрузки, при котором происходят многократные изменения температурного режима, негативно влияющие на стабильность параметров резисторов. Это делает актуальными исследования динамики объёмного электрического сопротивления как важнейшего параметра резистора при сложных режимах токовой нагрузки. Цель: оценка возможности работы наполненных техническим углеродом каучуков в режиме «нагрев–охлаждение»: исследование разброса величины тока в зависимости от токовой нагрузки, времени работы и паузы при нагреве переменным током. Из-за многокомпонентности структуры стабильность электрофизических характеристик во многом определяется режимом их работы. Методы: инструментальные измерения электрофизических характеристик резистивных полимерных композиционных материалов, статистическая обработка результатов измерений, оценка временных рядов изменения случайных параметров. Результаты. Выявлены зависимости величины переменного тока, протекающего в наполненных техническим углеродом бутадиен-нитрильных каучуках, от длительности работы и продолжительности пауз при повторно-кратковременном режиме работы. Установлена также возможность проявления неоднозначного влияния длительности паузы на стабильность величины тока. Подтверждена возможность применения показателя Херста для оценки тенденций временного ряда по изменению токовой нагрузки (объемного электрического сопротивления) в повторно-кратковременном режиме работы. Показана зависимость величины самого показателя Херста от длительности анализируемого временного интервала. На основании проведенных исследований разработаны рекомендации по работе наполненных техническим углеродом каучуков при повторно-кратковременном воздействии токовой нагрузки.
{"title":"ОСОБЕННОСТИ ПОВЕДЕНИЯ НАПОЛНЕННЫХ ПОЛИМЕРОВ ДЛЯ РЕЗИСТОРОВ ПРИ ЦИКЛИЧЕСКОМ РЕЖИМЕ НАГРУЖЕНИЯ","authors":"Наталья Николаевна Минакова, Василий Яковлевич Ушаков","doi":"10.18799/24131830/2021/6/3244","DOIUrl":"https://doi.org/10.18799/24131830/2021/6/3244","url":null,"abstract":"Актуальность работы обусловлена тем, что обеспечение бесперебойного электроснабжения предприятий ресурсодобывающих отраслей является непременным условием их эффективного функционирования. Последнее, в свою очередь, определяется качеством защиты электропотребляющего оборудования (прежде всего электродвигателей) от токов короткого замыкания и перенапряжений в питающей сети. Их ограничение обеспечивается комплексом мер; важнейшей среди них является использование высоковольтных объемных резисторов, способных рассеивать огромные мощности. В последние годы внимание специалистов привлекли наполненные полимеры как материалы для изготовления таких резисторов. Наряду с такими их достоинствами, как: доступность и дешевизна исходных материалов (высокая ресурсоэффектвность), хорошо освоенная технология производства таких композиций, им присущ существенный недостаток – сильная зависимость удельного объемного сопротивления от температуры и, следовательно, от режимов их работы. Из-за многообразия процессов в наполненных полимерах, стимулируемых повышенной температурой, необходимо изучение их поведения в зависимости от условий нагрева. Один из часто встречающихся режимов работы полимерных композиционных материалов – повторно-кратковременное воздействие токовой нагрузки, при котором происходят многократные изменения температурного режима, негативно влияющие на стабильность параметров резисторов. Это делает актуальными исследования динамики объёмного электрического сопротивления как важнейшего параметра резистора при сложных режимах токовой нагрузки. Цель: оценка возможности работы наполненных техническим углеродом каучуков в режиме «нагрев–охлаждение»: исследование разброса величины тока в зависимости от токовой нагрузки, времени работы и паузы при нагреве переменным током. Из-за многокомпонентности структуры стабильность электрофизических характеристик во многом определяется режимом их работы. Методы: инструментальные измерения электрофизических характеристик резистивных полимерных композиционных материалов, статистическая обработка результатов измерений, оценка временных рядов изменения случайных параметров. Результаты. Выявлены зависимости величины переменного тока, протекающего в наполненных техническим углеродом бутадиен-нитрильных каучуках, от длительности работы и продолжительности пауз при повторно-кратковременном режиме работы. Установлена также возможность проявления неоднозначного влияния длительности паузы на стабильность величины тока. Подтверждена возможность применения показателя Херста для оценки тенденций временного ряда по изменению токовой нагрузки (объемного электрического сопротивления) в повторно-кратковременном режиме работы. Показана зависимость величины самого показателя Херста от длительности анализируемого временного интервала. На основании проведенных исследований разработаны рекомендации по работе наполненных техническим углеродом каучуков при повторно-кратковременном воздействии токовой нагрузки.","PeriodicalId":415632,"journal":{"name":"Izvestiya Tomskogo Politekhnicheskogo Universiteta Inziniring Georesursov","volume":"76 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-06-22","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"122539541","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
京公网安备 11010802042870号
京ICP备2023020795号-1
扫码关注我们
求助内容：
应助结果提醒方式：