Институт горного дела Севера им. Н. В. Черского СО РАН, г. Якутск, РФ:

Захаров Е. В., старший научный сотрудник, канд. техн. наук, zaharoff@igds.ysn.ru

Приведены результаты многолетних исследований влияния отрицательных температур на удельную энергоемкость дробления горных пород и углей различных месторождений Якутии. Разработана методика определения удельных энергозатрат, позволяющая оценить влияние таких температур и различных условий замораживания на энергоемкость дробления. Данные исследований говорят о возможности использования отрицательных температур для разупрочнения горных пород и разработки на этой основе энергосберегающих технологий их добычи и переработки.

1. Курилко А. С. Экспериментальные исследования влияния циклов замораживания–оттаивания на физико-механические свойства горных пород. Якутск: Изд-во СО РАН, 2004. 154 с.
2. Inada Y., Kinoshita N. A few remarks on storage of low temperature materials in rock caverns // Proc. of 10th International society for rock mechanics congress (ISRM): Technology roadmap for rock mechanics. 2003. P. 211–220.
3. Inada Y., Yokota K. Some studies of low temperature rock strength // International Journal of Rock Mechanics and Mining Science & Geomechanics Abstracts. 1984. No. 3. P. 145–153.
4. Wang C., Li S., Zhang T., You Z. Experimental study on mechanical characteristics and fracture patterns of unfrozen/freezing saturated coal and sandstone // Materials. 2019. Vol. 12, Iss. 6. DOI: 10.3390/ma12060992.
5. Дядькин Ю. Д. Основы горной теплофизики для шахт и рудников Севера. М.: Недра. 1968. 255 с.
6. Ельчанинов Е. А., Северьянов А. Н., Маханько Ю. А. Физико-механические свойства многолетнемерзлых пород // Вопросы горного давления. 1970. Вып. 26. С. 89–93.
7. Козеев А. А., Изаксон В. Ю., Звонарев Н. К. Термо- и геомеханика алмазных месторождений. Новосибирск: Наука, 1995. 245 с.
8. Скуба В. Н. Совершенствование разработки угольных месторождений области многолетней мерзлоты. Якутск: Якут. филиал СО АН СССР, 1974. 319 с.
9. Сенук Д. П. Измерение напряжений в породах месторождений Севера. Новосибирск: Наука, 1983. 193 с.
10. Цитович Н. А. Механика мерзлых грунтов. М.: Высшая школа, 1973. 448 с.
11. Бровка А. Г., Бровка Г. П., Дедюля И. В., Агутин К. А. Зависимость теплофизических и прочностных характеристик мерзлых грунтов от температуры // Природопользование. 2017. № 31. С. 45–49.
12. Шушерина Е. П., Врачев В. В., Иващенко Н. Н. Новые данные по механическим свойствам мерзлых грунтов при низких температурах (до –55 °С) // Мерзлотные исследования: сб. статей. Вып. XIV. М.: МГУ, 1974. С. 190–195.
13. Weng L., Wu Z., Liu Q. Dynamic mechanical properties of dry and water-saturated siltstones under sub-zero temperatures // Rock Mechanics and Rock Engineering. 2020. Vol. 53. P. 4381–4401.
14. Zhou Z., Cai X., Zhao Y., Chen L., Xiong C., Li X. Strength characteristics of dry and saturated rock at different strain rates // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016. Vol. 26, Iss. 7. P. 1919–1925.
15. Zhou Z., Cai X., Cao W., Li X., Xiong C. Influence of water content on mechanical properties of rock in both saturation and drying processes // Rock Mechanics and Rock Engineering. 2016. Vol. 49. P. 3009–3025.
16. Сукнев С. В. Влияние температуры и степени водонасыщения на изменение упругих свойств скальных пород при переходе из талого в мерзлое состояние // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2019. № 2. С. 14–22.
17. Голдаев Н. П., Жердев Г. С., Попов Н. Н. Результаты экспериментального исследования полей удельных тепло-вых потоков при воздействии сверхзвуковых струй на пре-
грады // Комплексные исследования физических свойств горных пород: тезисы докладов Всесоюзной научной конференции вузов СССР. М.: МГУ, 1977. С. 32–33.
18. Kurilko A., Novopashin M. Features of low temperature effect upon utrength of enclosing rock and kimberlite in the «Udachnaya» pipe // Journal of Mining Science. 2005. Vol. 41. P. 119–122.
19. Розенбаум М. А. Влияние отрицательной температуры на прочность скальных горных пород // Колыма. 1981. № 11. С. 4–8.
20. Шехурдин В. К. Удельная энергоемкость разрушения горных пород адекватна пределу прочности // Горная промышленность. 1999. № 6. С. 38–39.
21. Потемкин С. В. Разупрочнение мерзлых и сцементированных пород россыпных месторождений. М.: МГРА, 1995. 120 с.
22. Цытович Н. А. Механика грунтов. М.: Госстройиздат, 1963. 280 с.
23. Зеленин А. Н. Основы разрушения грунтов механическими способами. М.: Машиностроение, 1968. 146 с.
24. Fedulov A., Ivanov R. Specific indices of the material failure processes and engineering performance standard estimates for percussive machines // Journal of Mining Science. 2006. Vol. 42. P. 68–73.
25. Ржевский В. В., Новик Г. Я. Основы физики горных пород. М.: Недра, 1984. 359 с.
26. Москалев А. Н., Пигида Е. Ю., Керекилица Л. Г., Вахалин Ю. Н. Разрушение горных пород при термохимическом воздействии. Киев: Наукова думка, 1987. 248 с.
27. Кикаева О. Ш. Контроль качества при изготовлении строительных материалов. М.: Стройиздат, 1987. 111 с.
28. ГОСТ 21153.1-75. Породы горные. Метод определения коэффициента крепости по Протодьяконову. М., 1975. 3 с.
29. Барон Л. И., Коняшин Ю. Г., Курбатов В. М. Дробимость горных пород. М.: АН СССР, 1963. 169 с.
30. Каркашадзе Г. Г. Механическое разрушение горных пород. М.: МГГУ, 2004. 222 с.
31. Захаров Е. В., Курилко А. С. Энергоемкость разрушения скальных пород алмазных месторождений Якутии после циклов замораживания–оттаивания // Обогащение руд. 2018. № 5. С. 11–16. DOI: 10.17580/or.2018.05.02.
32. Захаров Е. В. Влияние знакопеременных температурных воздействий на энергоемкость процесса дробления горных пород: дис. ... канд. техн. наук. Якутск, 2012. 120 с.
33. Степнов М. Н. Вероятностные методы оценки характеристик механических свойств материалов и несущей способности элементов конструкций. Новосибирск: Наука, 2005. 342 с.
34. Захаров Е. В., Курилко А. С. Изменение удельной поверхности горных пород под влиянием циклов замораживания–оттаивания // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2018. № 12. С. 31–38.
35. Huang S., Liu Q., Cheng A., Liu Y. A statistical damage constitutive model under freeze-thaw and loading for rock and its engineering application // Cold Regions Science and Technology. 2018. Vol. 145. P. 142–150.
36. Cai X., Zhou Z., Du X. Water-induced variations in dynamic behavior and failure characteristics of sandstone subjected to simulated geo-stress // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2020. Vol. 130. DOI: 10.1016/j.ijrmms.2020.104339.
37. Коротков С. А., Овчинников В. П., Пермитин А. Г. О растеплении мерзлых пород приустьевой части добывающих скважин Крайнего Севера и методе расчета и оценки его прогноза // Бурение и нефть. 2020. № 11. С. 46–49.
38. Мельников Н. Я. Геомеханическое обоснование параметров бортов карьеров при крутом падении слоев, направленных в массив, в условиях криолитозоны: дис. … канд. техн. наук. СПб., 2019. 140 с.