УДК 622.678.53
DOI: 10.21440/0536-1028-2017-7-96-101

ТАУГЕР В. М., КАЗАКОВ Ю. М., ВОЛКОВ Е. Б., КОЖЕВНИКОВ А. О.
В настоящее время наиболее перспективным видом транспортирования ископаемого на по-
верхность является скиповой трубопроводный пневмоподъем, в котором сосуды в виде цилин-
дрических капсул с высокими скоростями перемещаются по гладким трубам. При равной про-
изводительности с канатными установками пневмоподъем обладает меньшей
себестоимостью и позволяет существенно снизить затраты на проходку стволов, строи-
тельство надшахтных зданий и сооружений. В двухтрубной установке один трубопровод слу-
жит для подъема, а другой – для спуска скипов. Для проектирования систем скипового пневмо-
подъема необходима математическая модель, в которую входят уравнения кинематики
груженого и порожнего сосудов. Особый интерес представляют функции скорости и ускоре-
ния сосуда, спускающегося под собственным весом по трубопроводу. Тело, движущееся в газо-
образной среде, создает зону повышенного давления, величина которого зависит от скорости
тела и скорости распространения импульса в среде. На основании положений механики
сплошных сред получены теоретические зависимости скорости, ускорения и перемещения
скипа в период его падения в спускном трубопроводе. Установлено, что кинематика порожне-
го скипа существенно отличается от свободного падения. Выполнены оценочные расчеты
применительно к конкретным значениям массы сосуда и диаметра трубопровода. Выведена
формула значения, к которому асимптотически приближается скорость сосуда. Построены
кривые, иллюстрирующие изменение во времени ускорения, скорости и перемещения «падаю-
щего» скипа.
К л ю ч е в ы е с л о в а : шахта; скип; главный подъем; пневмоподъем; трубопровод; кинемати-
ка; аэродинамика.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Дроздова Л. Г. Стационарные машины: учеб. пособие. Владивосток: ДВГТУ, 2007. 157 с.
2. Литвинский Г. Г. Сущность научной доктрины «Шахта ХХI века» // Уголь. 2006. № 11.
С. 44–46.
3. Николаев Ю. А. Горнодобывающим отраслям – новый вид транспорта // Изв. вузов. Горный
журнал. 1999. № 3–4. С. 14–17.
4. Николаев Ю. А. Методика расчета скиповой пневмоподъемной установки // Горный журнал.
1990. № 9. С. 95–97.
5. Распространение возмущений давления и плотности. URL: http://www.astronet.ru/db/
msg/1173645/lect3-4.html
6. Таугер В. М., Холодников Ю. В., Альшиц Л. А. Прогрессивные технологии производства
композитных изделий. Саарбрюккен (ФРГ): LAP Lambert, 2014. 110 с.
Поступила в редакцию 27 апреля 2017 года

УДК 622.23 DOI: 10.21440/0536-1028-2017-7-78-86

ЖАРИКОВ С. Н.
В статье поднимается вопрос о взаимосвязи процессов добычи минерального сырья. Произ-
водственные циклы рассматриваются во взаимосвязи с их энергетическими характеристика-
ми с учетом выемки в забое во времени. Проанализированы ранее опубликованные материалы
по установлению взаимосвязи между процессами бурения и взрывного разрушения массива гор-
ных пород. Рассмотрены энергетические характеристики выемочных работ во взаимосвязи со
взрывным разрушением и предложен подход к определению связи выемки и погрузки горной
массы в транспортные средства, определено перспективное направление изучения технологи-
ческих связей. Представлены результаты анализа смоделированной работы некоторых ка-
натных гусеничных экскаваторов с разной емкостью ковша при работе в одну заходку. Показа-
но, что энергоемкость взрывного разрушения и энергоемкость экскавации характерно связаны
со скоростью перемещения забоя. При этом суммарная энергоемкость взрывного разрушения и
выемочных работ снижается с увеличением скорости перемещения забоя. Последнее указыва-
ет на то, что увеличение интенсивности выемочных работ в карьере ведет к снижению энер-
гозатрат по процессам.
К л ю ч е в ы е с л о в а : разрушение горных пород; энергоемкость выемочных работ; буровзрыв-
ные работы; взаимосвязи между процессами добычи минерального сырья; открытые горные
работы.

Исследования выполнены в рамках Госзадания 007-01398-17-00, а также при
дополнительном привлечении хоздоговорных средств и финансирования по кон-
курсному проекту № 15-11-57.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Тангаев И. А. Энергоемкость процессов добычи и переработки полезных ископаемых. М.:
Недра, 1986. 231 с.
2. Тангаев И. А. Буримость и взрываемость горных пород. М.: Недра, 1978. 184 с.
3. Жариков С. Н. Взаимосвязь удельных энергетических характеристик процессов шарошечно-
го бурения и взрывного разрушения массива горных пород: дис. … канд. техн. наук. Екатеринбург,
2011. 139 с.
4. Жариков С. Н., Шеменев В. Г. Методология оценки энергоемкости технологических процес-
сов в цикле «буровзрывное дробление–механическое дробление–измельчение» при открытой раз-
работке рудных месторождений // Горный журнал. 2013. № 10. C. 83–85.
5. Жариков С. Н. Энергетические характеристики процессов шарошечного бурения и взрывного
разрушения массива горных пород // Маркшейдерия и недропользование. 2017. Т. 1. № 3(89).
С. 46–48.
6. Жариков С. Н., Шеменев В. Г., Кутуев В. А. Способы уточнения свойств горных пород при
производстве буровзрывных работ // Устойчивое развитие горных территорий. 2017. Т. 9. № 1.
С. 74–80.
7. Жариков С. Н. Шарошечное бурение и взрывное разрушение горных пород // Вестник Ассо-
циации буровых подрядчиков. 2016. № 3. С. 36–38.
8. Жариков С. Н. Зависимость энергоемкости взрывания горных пород от энергоемкости их
бурения // Горный журнал. 2009. № 6. С. 60–62.
9. Жариков С. Н. О взаимосвязи между энергоемкостью бурения и взрывания горных пород //
Вестник Магнитогорского государственного технического университета. 2009. № 4. С. 5–8.
10. Физика взрыва / под ред. Л. П. Орленко. 3-е изд., перераб. В 2 т. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2002. 832 с.
11. Кук М. А. Наука о промышленных взрывчатых веществах / под ред. Г. П. Демидюка и
Н. С. Бахаревич. М.: Недра, 1980. 453 с.
12. Покровский Г. И. Взрыв. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Недра, 1980. 190 с.
13. Корнилков М. В. Разрушение горных пород взрывом: конспект лекций. Екатеринбург: УГГУ,
2008. 202 с.
14. Садовский М. А. Избранные труды. Геофизика и физика взрыва / отв. ред. В. В. Адушкин.
М.: Наука, 2004. 440 с.
15. Латышев О. Г. Разрушение горных пород. М.: Теплотехник, 2007. 672 с.
16. Арсентьев А. И. Законы формирования рабочей зоны карьера: учеб. пособие. Л.: ЛГИ, 1986.
54 с.
17. Хмызников К. П., Лыков Ю. В. Горные машины для открытых горных работ. Карьерные экс-
каваторы: учеб. пособие. СПб.: Санкт-Петербургский горный ин-т, 1999. 40 с.
18. Тангаев И. А. Энергетика процессов и систем открытых горных работ и рудоподготовки:
учеб.-метод. пособие. Бишкек, М.: Кыргызско-Российский славянский университет, 2002. 52 с.
19. Жариков С. Н. Энергоемкость экскавации горной массы и взаимосвязь выемки со смежными
процессами горных работ // Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. 2017. Т. 4. № 1.
С. 179–186.
Поступила в редакцию 7 июля 2017 года

УДК 622.014.2:658.513.011.56:681.3.001.57
DOI: 10.21440/0536-1028-2017-7-87-95

БЕЙСЕМБАЕВ К. М., РЕШЕТНИКОВА О. С., ТЕЛИМАН И. В., АРТЕМОВА А. А.

Новые экономические условия ведут к расширению применения программно-управляемых ма-
нипуляторов. Их конструктивные схемы должны отвечать принципам универсализации кон-
струкций, методов моделирования и проектирования в 3D. Рассмотрен пример расчета и ви-
зуализации силовых и конструктивных параметров на основе табличных процессоров.
Это позволяет исследовать особенности работы манипуляторов и обеспечить тестирование
данных, полученных на основе типового программного пакета Adams. Выявлены особенности
расчета параметров для обеспечения заданной траектории с позиционированием конструк-
ции, которую несет манипулятор. Получены результаты, подтверждающие возможность
создания универсальных конструкций. Исследованы особенности напряженно-деформирован-
ного состояния силовых гидроцилиндров и образования асимметричных контактных зон у
грунд-буксы и поршня при работе с эксцентриситетом, что позволит решить ряд задач про-
ектирования манипуляторов для систем разработки месторождений сложно извлекаемых
полезных ископаемых.
К л ю ч е в ы е с л о в а : манипулятор; гидроцилиндр; уравнения равновесия; контактные давления.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Пискунов М. А., Адамов Д. В. Определение кинематических параметров включения гидроци-
линдров манипулятора форвардера при исполнении заданного движения навесного устройства //
Тракторы и сельхозмашины. 2016. № 4. С. 42–47.
2. Корендясев А. И. Теоретические основы робототехники. В 2 кн. М.: Наука, 2006. Кн. 1. 383 с.
3. Pedro Neto, J. Norberto Pires, A. Paulo Moreira. High-level programming and control for industrial
robotics: using a hand-held accelerometer-based input device for gesture and posture recognition //
Industrial Robot: an International Journal. 2010. Vol. 37, issue 2. P. 137–147.
4. Soleiman Nouri F., Haddad Zarif M., Fateh M. M. Designing an adaptive fuzzy control for robot
manipulators using PSO // Journal of AI and Data Mining. 2014. Vol. 2, no. 2. P. 125–133.
5. Бейсембаев К. М., Жетесов С. С., Абдугалиева Г. Б., Демищук И. Н. К расчету сложно-нагру-
женных конструкций // ГИАБ. 2010. № 6. С. 38–39.
6. Бейсембаев К. М., Демин В. Ф., Жолдыбаева Г. С. и др. Автопроектирование горных машин в
3D: проектно-модельный подход. Караганда: КарГТУ. 2016. 207 с.
7. Бейсембаев К. М., Векслер Ю. А., Жетесов С. С., Каппасов Н., Мендикенов К. К. Исследова-
ние состояния горного массива при подвигании лавы // Изв. вузов. Горный журнал. 2013. № 3.
С. 69–76.
8. Климов Ю. И., Дрижд Н. А., Айдарханов А. М. Компьютерная диагностика гидроприводов
механизированных угледобывающих комплексов // Ресурсовоспроизводящие, малоотходные и при-
родоохранные технологии освоения недр: матер. Восьмой Междунар. конф. Москва, Таллин, 2009.
С. 85–87.
Поступила в редакцию 13 апреля 2017 года

УДК 622.235
DOI: 10.21440/0536-1028-2017-7-70-77

НОРОВ Ю. Д., ЗАИРОВ Ш. Ш.,
НУТФУЛЛОЕВ Г. С., ТАДЖИЕВ Ш. Т., РАВШАНОВА М. Х.
Разработана конструкция скважинного заряда взрывчатых веществ (ВВ) с использованием
кумулятивного эффекта, позволяющая занизить подошву уступа и уменьшить расходы на бу-
ровзрывные работы. Расположение в донной части скважины кумулятивной воронки оказыва-
ет влияние на интенсивность взрывного разрушения горных пород. Определены эффективные
параметры кумулятивной воронки в конструкции скважинного заряда ВВ. Рекомендуется вну-
три заряда ВВ над конусной облицовкой использовать линзу. Линза увеличивает КПД заряда,
она разворачивает детонационную волну на воронку. Без линзы воронка обжимается скользя-
щей детонационной волной, а с линзой – падающей волной. Проведено численное моделирова-
ние действия заряда ВВ с кумулятивным эффектом в двумерной постановке с использованием
эйлерова и совместного эйлерово-лагранжева конечно-разностных алгоритмов. Определены
потенциальные возможности и изучены физические особенности функционирования кумуля-
тивного заряда на разных фокусных расстояниях по горной породе конечной мощности, а так-
же проведено сравнение результатов расчета по двум разным моделям с экспериментальными
данными.
К л ю ч е в ы е с л о в а : скважина; конструкция; заряд ВВ; кумулятивный эффект; подошва
уступа; глубина пробития; высота кумулятивной облицовки; действие детонационной волны;
численное моделирование; эйлеров и эйлерово-лагранжев конечно-разностные алгоритмы.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Воробьев В. В., Пеев А. М., Щетинин В. Т. Снижение динамического воздействия ударных
волн на материал забойки скважинного заряда // Вісник Кременчуцького державного політехнічного
університету. 2004. Вип. 6(29). С. 124–126.
2. Воробьев В. В., Пеев А. М., Славко Г. В. Изменение степени проработки подошвы уступа при
взаимодействии зарядов с различной формой донной части // Науковий вісник гірничого
університету: науково-технічний журнал. 2005. № 3. С. 31–33.
3. Физика взрыва / под ред. Л. П. Орленко. М.: Физматлит, 2004. 488 с.
4. Колпаков В. И., Савенков Г. Г., Мазур А. С., Рудометкин К. А. Численное моделирование
функционирования удлиненного кумулятивного заряда по железобетонной преграде // Журнал тех-
нической физики. 2015. Том 85. Вып. 1. С. 3–10.
5. Бабкин А. В., Колпаков В. И., Охитин В. Н. и др. Численные методы в задачах физики быстро-
протекающих процессов. М.: Изд-во МГТУ, 2006. 520 с.
6. Теоретические и экспериментальные исследования высокоскоростного взаимодействия тел /
под ред. А. В. Герасимова. Томск: Изд-во Томского ун-та, 2007. 572 с.
7. Нох В. Ф. СЭЛ – совместный эйлерово-лагранжев метод для расчета нестационарных двумер-
ных задач // Вычислительные методы в гидродинамике. М.: Мир, 1967. С. 128–184.
8. Физические величины: справочник / под ред. И. С. Григорьева, Е. З. Мейлихова. М.: Энерго-
издат, 1991. 1232 с.
9. Rebecca M., Leelavanichkul B., Leelavanichkul C. Survey of four damage models for concrete //
Sandia Report. SAND 2009–5544. 2009. 80 p.
ISSN 0536-1028 «Известия вузов. Горный журнал», № 7, 2017 77
10. Фомин В. М., Гулидов А. И., Сапожников Г. А. и др. Высокоскоростное взаимодействие тел.
Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1999. 600 с.
Поступила в редакцию 23 апреля 2017 года