Результати досліджень видобутку бурштину гідромеханічним способом

Purpose. To specify parameters of the relationship between sandy rock and vibrohydraulic intensifier as well as to justify the use of hydromechanical method to intensify amber extraction. Findings. Parameters of the relationship between sandy rock and vibrohydraulic intensifier have been establishe...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2017
Автори:	Маланчук, З., Корнієнко, В., Маланчук, Є.
Формат:	Стаття
Мова:	Ukrainian
Опубліковано:	УкрНДМІ НАН України, Інститут геотехнічної механіки НАН України 2017
Назва видання:	Розробка родовищ
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/133629
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Результати досліджень видобутку бурштину гідромеханічним способом / З. Маланчук, В. Корнієнко, Є. Маланчук // Розробка родовищ: Зб. наук. пр. — 2017. — Т. 11, вип. 1. — С. 93-99. — Бібліогр.: 9 назв. — укр.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-133629
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1336292018-06-04T03:04:16Z Результати досліджень видобутку бурштину гідромеханічним способом Маланчук, З. Корнієнко, В. Маланчук, Є. Purpose. To specify parameters of the relationship between sandy rock and vibrohydraulic intensifier as well as to justify the use of hydromechanical method to intensify amber extraction. Findings. Parameters of the relationship between sandy rock and vibrohydraulic intensifier have been established by detecting the intensifier amplitude, frequency, rock density, water and air supply into the massif, which allows to create a continuous suspension medium and increase amber mining productivity. Originality. For the first time, the research has established the influence of vibration, water and air on the liquefaction of sandy media which is achieved by vibrohydraulic dredger in the natural environment, depending on the intensity of gas-liquid mixture feeding into the amber containing massif. It was established that water and air consumption is directly proportional to the volume of the working space, penetration rate; medium porosity, density and moisture content. Цель. Установить закономерности параметров взаимосвязи с песчаной горной массой виброгидравличного интенсификатора и обосновать применение гидромеханического способа, при котором интенсифицируется добычи янтаря. Результаты. Установлены закономерности параметров взаимосвязи с песчаной горной массой виброгидравлично интенсификатора. Решение получено за счет установленных амплитуды, частоты интенсификатора, плотности среды, подачи воды и воздуха в массив, что позволяет создать сплошную суспензную среду и повысить производительность добычи янтаря. Научная новизна. Впервые установлены закономерности влияния вибрации, воды и воздуха на сжижение песчаных сред виброгидравлическими штанговыми снарядами в естественной среде, которые зависят от интенсивности подачи в янтареносный массив газожидкостной смеси. Установлено, что расход воды и воздуха прямопропорционален объему рабочего массива, скорости углубления, пористости, влажности и плотности среды. Мета. Встановити закономірності параметрів взаємозв’язку з піщаною гірничою масою віброгідравлічного інтенсифікатора та обґрунтувати застосування гідромеханічного способу, при якому інтенсифікується добування бурштину. Результати. Встановлені закономірності параметрів взаємозв’язку з піщаною гірничою масою віброгідравлічного інтенсифікатора, за рахунок встановлених амплітуди, частоти вібрації інтенсифікатора, густини середовища, подачі води та повітря в масив, що дозволяє створити суцільне суспензне середовище й підвищити продуктивність видобутку бурштину. Наукова новизна. Вперше встановлені закономірності впливу вібрації, води і повітря на зрідження піщаних середовищ віброгідравлічними штанговими снарядами в природному середовищі, які залежать від інтенсивності подачі у бурштиновмісний масив газорідинної суміші. Встановлено, що витрати води і повітря прямопропорційні об’єму робочого масиву, швидкості заглиблення, пористості, вологості та густині середовища. 2017 Article Результати досліджень видобутку бурштину гідромеханічним способом / З. Маланчук, В. Корнієнко, Є. Маланчук // Розробка родовищ: Зб. наук. пр. — 2017. — Т. 11, вип. 1. — С. 93-99. — Бібліогр.: 9 назв. — укр. 2415-3435 DOI: doi.org/10.15407/mining11.01.093 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/133629 622.232.5 uk Розробка родовищ УкрНДМІ НАН України, Інститут геотехнічної механіки НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
description	Purpose. To specify parameters of the relationship between sandy rock and vibrohydraulic intensifier as well as to justify the use of hydromechanical method to intensify amber extraction. Findings. Parameters of the relationship between sandy rock and vibrohydraulic intensifier have been established by detecting the intensifier amplitude, frequency, rock density, water and air supply into the massif, which allows to create a continuous suspension medium and increase amber mining productivity. Originality. For the first time, the research has established the influence of vibration, water and air on the liquefaction of sandy media which is achieved by vibrohydraulic dredger in the natural environment, depending on the intensity of gas-liquid mixture feeding into the amber containing massif. It was established that water and air consumption is directly proportional to the volume of the working space, penetration rate; medium porosity, density and moisture content.
format	Article
author	Маланчук, З. Корнієнко, В. Маланчук, Є.
spellingShingle	Маланчук, З. Корнієнко, В. Маланчук, Є. Результати досліджень видобутку бурштину гідромеханічним способом Розробка родовищ
author_facet	Маланчук, З. Корнієнко, В. Маланчук, Є.
author_sort	Маланчук, З.
title	Результати досліджень видобутку бурштину гідромеханічним способом
title_short	Результати досліджень видобутку бурштину гідромеханічним способом
title_full	Результати досліджень видобутку бурштину гідромеханічним способом
title_fullStr	Результати досліджень видобутку бурштину гідромеханічним способом
title_full_unstemmed	Результати досліджень видобутку бурштину гідромеханічним способом
title_sort	результати досліджень видобутку бурштину гідромеханічним способом
publisher	УкрНДМІ НАН України, Інститут геотехнічної механіки НАН України
publishDate	2017
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/133629
citation_txt	Результати досліджень видобутку бурштину гідромеханічним способом / З. Маланчук, В. Корнієнко, Є. Маланчук // Розробка родовищ: Зб. наук. пр. — 2017. — Т. 11, вип. 1. — С. 93-99. — Бібліогр.: 9 назв. — укр.
series	Розробка родовищ
work_keys_str_mv	AT malančukz rezulʹtatidoslídženʹvidobutkuburštinugídromehaníčnimsposobom AT korníênkov rezulʹtatidoslídženʹvidobutkuburštinugídromehaníčnimsposobom AT malančukê rezulʹtatidoslídženʹvidobutkuburštinugídromehaníčnimsposobom
first_indexed	2025-07-09T19:19:53Z
last_indexed	2025-07-09T19:19:53Z
_version_	1837198262654730240
fulltext	Founded in 1900 National Mining University Mining of Mineral Deposits ISSN 2415-3443 (Online) \| ISSN 2415-3435 (Print) Journal homepage http://mining.in.ua Volume 11 (2017), Issue 1, pp. 93-99 93 UDC 622.232.5 https://doi.org/10.15407/mining11.01.093 РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ ВИДОБУТКУ БУРШТИНУ ГІДРОМЕХАНІЧНИМ СПОСОБОМ З. Маланчук1, В. Корнієнко1, Є. Маланчук2 1Кафедра розробки родовищ та видобування корисних копалин, Національний університет водного господарства та приро- докористування, Рівне, Україна 2Кафедра автоматизації, електротехнічних та комп’ютерно-інтегрованих технологій, Національний університет водного господарства та природокористування, Рівне, Україна Відповідальний автор: e-mail kvja@mail.ru, тел. +380501014248 RESULTS OF RESEARCH INTO AMBER MINING BY HYDROMECHANICAL METHOD Z. Malanchuk1, V. Korniienko1, Ye. Malanchuk2 1Department of Development of Deposits and Mining, National University of Water Management and Nature Resources Use, Rivne, Ukraine 2Department of Automation, Electrical Engineering and Computer-Integrated Technologies, National University of Water Manage- ment and Nature Resources Use, Rivne, Ukraine Corresponding author: e-mail kvja@mail.ru, tel. +380501014248 ABSTRACT Purpose. To specify parameters of the relationship between sandy rock and vibrohydraulic intensifier as well as to justify the use of hydromechanical method to intensify amber extraction. Methods. The basic laws of surface amber extraction processes from sandy amber deposits using hydromechanical method with vibrohydraulic device were experimentally studied. Analytical studies were performed using differential and integral calculation, experimental studies involved methods of mathematical statistics. Findings. Parameters of the relationship between sandy rock and vibrohydraulic intensifier have been established by detecting the intensifier amplitude, frequency, rock density, water and air supply into the massif, which allows to create a continuous suspension medium and increase amber mining productivity. Originality. For the first time, the research has established the influence of vibration, water and air on the liquefaction of sandy media which is achieved by vibrohydraulic dredger in the natural environment, depending on the intensity of gas-liquid mixture feeding into the amber containing massif. It was established that water and air consumption is direct- ly proportional to the volume of the working space, penetration rate; medium porosity, density and moisture content. Practical implications. As a result of the research, efficiency and effectiveness of hydromechanical method of am- ber extraction from deposits has been proved; the vibrohydraulic dredger for amber extraction from sandy deposits has been manufactured. Technical novelty of this device is confirmed by patents of Ukraine; the technique of vibro- hydraulic device engineering design is worked out. Keywords: amber, massif, liquefaction, suspension, floating up, segregation, vibration, parameter, vibroemitter, intensifier 1. ВСТУП В Рівненсько-Волинському регіоні України розві- дані значні поклади бурштину. Видобувні роботи нині ведуться на Клесівському родовищі (Сарненсь- кий район) та на ділянках Володимирецького (с. Бе- режниця) та Дубровицького (с. Вільне) районів. Су- марні запаси оцінюються у 100 тис. т, які переважно залягають у піщаних та піщано-глинистих ґрунтах на глибині до 15 м і є достатніми для дослідження та впровадження нових технологій. Відкриття промислових розсипів бурштину в Україні розпочалося з розробки у 1980 році Клесівсь- кого родовища, яке є діючим і донині. Подальші пошукові та пошуково-оцінювальні роботи в межах Клесівського бурштиноносного району, що здійсню- вались на протязі останніх 30-ти років, розширили відомості про його геологічну будову і умови утво- рення первинних розсипів бурштину. Продуктивні (межигірські) відклади південно- східної частини Клесівського району (ділянки Пугач, Z. Malanchuk, V. Korniienko, Ye. Malanchuk. (2017). Mining of Mineral Deposits, 11(1), 93-99 94 Роднікова, Дюни та прояв Федорівка) заповнюють пониження між виходами на доберекську поверхню протерозойських кристалічних утворень та їх кір вивітрювання (Рис. 1). Продуктивні відклади Клесів- ського родовища залягають смугою шириною від 200 до 700 м, яка простежується з південного сходу на північний захід між виходами на домежигірську по- верхню дрібних виступів фундаменту. Протяжність збагаченої бурштином смуги складає понад 2 км. Виходи кристалічних порід серед межигірських відк- ладів незначні за розмірами і в межигірський час представляли собою численні абразійні острови площею біля 50%. Добування бурштину із піщаних родовищ в осно- вному здійснюється двома способами: механічним та гідравлічним. В Національному університеті водного господарс- тва та природокористування (НУВГП), м. Рівне, для видобутку бурштину запропонований гідромеханічний спосіб, який ґрунтується на насичені масиву водою, збудженню механічним способом (віброзбудженням) та сегрегації бурштину на поверхню родовища за ра- хунок Архімедової сили. Дія та вплив на масив вібра- ційними засобами потребує аналізу і дослідження процесів, що відбуваються в бурштиновмісних піща- них ґрунтах (Malanchyk & Korniyenko, 2014). Рисунок 1. Схематична геологічна карта доберекської поверхні південної частини Клесівського бурштиноносного району: 1 – достовірні геологічні межі; 2 – ймовірні геологічні межі; 3 – лінії фаціальних розрізів та їх номери; 4 – шурфи, за даними яких побудовано корелятивні колонки, та їх номери При застосуванні даного методу вібраційні ма- шини впливають на ґрунтове середовище зверху, або вводяться в середину збуджуваної маси ґрунту. Ґрунтова маса є трифазною дисперсною системою, що складається із твердої (скелету), рідкої фази (води), яка заповнює пори, і газоподібної (деякої кількості повітря, водяних парів). Повітря знахо- диться в затиснутому стані, тому переміщення бу- льбашок відносно скелета породи майже не відбу- вається. Щодо рідкої фази, то існує дві частини води: молекулярно зв’язана із скелетом вода і ві- льна вода, яка може переміщуватись під дією сили ваги та градієнта тиску (Cruickshank & Ko, 2003; Iturralde-Vinent, 2001). Оскільки бурштин на Клесівському родовищі за- лягає в піщаних ґрунтах, то піщаний ґрунт перехо- дить у стан зрідження при насиченні водою та меха- нічній дії на середовище. Експериментальними дослідженнями зрідження піщаних ґрунтів займались багато дослідників, зокре- ма Н.Н. Маслов. Теоретичні та експериментальні дос- лідження виконали також О.Е. Власов, Г.М. Ляхов, Н.М. Дмитрієв, В.І. Білокопитов, А.М. Аронов та ін. Дослідженнями впливу на ґрунтове середовище вібраційної техніки займались А.Ф. Булат (Bulat, Naduty, & Korniyenko, 2014; Bulat, Naduty, & Korni- yenko, 2015), В.Н. Потураев, В.П. Франчук, В.П. На- дутий, Є.С. Лапшин, А.Д. Учитель, Л.А. Вайсберг, І.І. Блехман, Л.Б. Левенсон, І.Ф. Гончаревич, П.І. Пілов, Е.А. Непомнящий, Е.І. Назимко, А.О. Бондаренко та ряд інших (Burnashov, Chubarenko, & Stont, 2010; Alekseev, 2013). Z. Malanchuk, V. Korniienko, Ye. Malanchuk. (2017). Mining of Mineral Deposits, 11(1), 93-99 95 2. РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ Основні експериментальні дослідження були ви- конані в лабораторіях університету, Рівненській гео- логічної експедиції ДП “УкрПівнічГеологія” та Кле- сівському бурштиновмісному піщаному родовищі, яке являється найбільш характерним для даного бу- рштиновмісного регіону. Дослідженнями встановле- но, що при зрідженні руйнується структура піщаного бурштиновмісного середовища. Піщані частинки, в зоні дії вібрації, відділяються від загального масиву і приводяться в коливальні рухи біля свого рівноваж- ного положення, а також переміщуються по деякій траєкторії відносно віброснаряда. При цьому відбу- вається інтенсивний рух газу і води, які захоплюють із собою піщані частинки і бурштин і викидають їх на поверхню. Оскільки поверхня бурштину значно перевищує площу частинок, то під дією Архімедової сили куски бурштину виштовхуються на поверхню. При вібраційній дії на піщаний масив ґрунту спо- стерігаються наступні стадії перетворення: – віброзрідження (максимальна підготовка до ін- тенсивного перемішування); – віброкипіння (відрив частинок та перемішуван- ня в масиві); – поступове ущільнення масиву піщаного ґрунту від периферії до джерела вібрації. Точка переходу із стану вібророзрідження до віб- рокипіння характеризується максимальним ущільнен- ням матеріалу і максимальним опором шару ґрунту. Ефект віброзрідження шару аналогічний явищу вібраційної лінеаризації сухого тертя, тобто при ная- вності вібрації для передачі частинці відносного руху в середовищі потрібно менше постійне зусилля, чим при його відсутності. При зменшенні ефективного коефіцієнта тертя у віброзрідженому стані частинки не відриваючись проковзують відносно один другого. Шар розтікаючись ущільнюється. З досліджень (Malanchyk & Korniyenko, 2014) ві- домо, що переміщення піску у віброкиплячому шарі не підлягає закону руху частинок в безповітряному просторі. Крім сили ваги, на траєкторію переміщення шару піску суттєвий вплив має середовище. При підкиданні утворюється розрідження, при падінні – підвищення тиску середовища. На нижні шари піща- ного ґрунту припадає більший перепад тиску, ніж на верхні, тому, повітря витісняється знизу та прово- диться ущільнення між частинками. Таким чином, віброкиплячий шар піщаного ґрун- ту веде себе, як насос, що перекачує газорідинну суміш на поверхню, захоплюючи з собою частинки та транспортує їх на верх. При цьому швидкість під- йому частинки знизу до верху залежить від інтенсив- ності вібраційного збудження масиву, розрідження середовища, насичення повітряними бульбашками та в’язкості середовища. Перепад тиску залежить від частоти та амплітуди збудника коливань, висоти шару, розміру частинок і вологості піщаного ґрунту, а також коефіцієнта тертя частинок однієї об одну. Інтенсивність насосної дії віброкиплячого шару характеризується трьома пара- метрами: тиском над і розрідженням під віброкипля- чим шаром, перепадом тиску в шарі. Насосний ефект забезпечується при вібрації в наступних послідовностях: 24 – 26 Гц; 48 – 52 Гц; 96 – 104 Гц. Отже, на створення віброкиплячого шару ґрунту впливають наступні параметри: 1) амплітуда коливань; 2) частота коливань; 3) змушуюча сила; 4) тиск води; 5) тиск повітря; 6) геометричне розташування збудників коливань. В значній мірі дані параметри визначаються експериментально. Суттєвим фактором, який впливає на розпушення піщаної маси є пористість (n1) середовища, яка ви- значається з виразу: ( ) w cw V VV n −=1 , (1) де: Vw – повний об’єм шару ґрунту; Vc – об’єм власних твердих частинок. Різноманітний вплив динамічних навантажень на зрідженні водонасичені піщані ґрунти досліджував П.Л. Іванов. У своїх роботах він теоретично і експе- риментально досліджує поводження пісків при дії різних збудників на зміни в середовищі та, зокрема, питанням зміни пористості. При дії на масив піщано- го ґрунту вібраторів спостерігалися незначні зміни пористості масиву, а саме в межах Δη = 1.0 – 1.5%. Зрідження середовища оцінюється пористістю вібро- киплячого шару. Дослідженнями встановлено, що пористість віброкиплячого шару залежить від прис- корення вібрації (Рис. 2). Рисунок 2. Залежність пористості піщаного ґрунту при дії на нього збудника коливань: 1 – при інтен- сивності дії вібраційного збудження протя- гом 1 с; 2 – при інтенсивності дії вібраційно- го збудження протягом 0.5 с При дослідженні впливу прискорення вібрації на пористість сухого кварцового піску після дії вібрації з прискоренням нижчим за прискорення вільного падіння відбувається ущільнення шару (пористість знижується). Із збільшенням прискорення вище кри- тичного, шар переходить в стан віброзрідження (Siv- kov & Chubarenko, 1997). Чим нижча частота вібрації, тим більша кінцева пористість (Рис. 3). Z. Malanchuk, V. Korniienko, Ye. Malanchuk. (2017). Mining of Mineral Deposits, 11(1), 93-99 96 Рисунок 3. Залежність пористості (ε) віброкиплячого шару ґрунту кварцового піску від прискорення вібрації (Aω2/g) при різних частотах (1 – 3 Гц; 2 – 2 Гц; 3 – 6 Гц) Нашими експериментальними дослідженнями встановлено, що амплітуда коливань (Ak) віброкип- лячого шару має зв’язок між початковою пористістю середовища і приростом останньої при віброкипінні: k поч KA h h =Δ , (2) де: K – експериментальний коефіцієнт; Δh – приріст віброкиплячого шару ґрунту від по- чаткового завантаження; hпоч – початкова висота завантаження установки. Амплітуди переміщень окремих частинок будуть зменшуватись із збільшенням відстані від центра вібрації, і повністю затухати, коли сили інерції бу- дуть менше сил щеплення і тертя між ними. Масив і далі коливається, але зменшується інтенсивність вібрації, переміщення зникає, проходять лише пруж- ні деформації. Чим більше щеплення між частинками середовища, тим менше радіус дії віброснаряда. Звід- си, для найкращого впливу на середовище, потрібно підбирати параметри машини в залежності від влас- тивостей масиву ґрунту. При роботі з глиною і де- якими суглинками ефективність роботи вібраторів мала. Дослідження з переміщення часток піщаного ґрунту при дії на середовище вібратора вказують на обмеженість зони дії вібраційного снаряда. Дослідження зі створення віброкиплячого шару ґрунту проводилися нами в лабораторних умовах, на замкнених установках та у відкритих системах. Віброгідравлічний інтенсифікатор дозволяв ство- рювати та вилучати за рахунок сегрегації в буршти- новмісному піщаному шарі бурштин на поверхню родовища. Дослідження сегрегації бурштину, які проведені в піщаних ґрунтах при створенні суцільного суспенз- ного середовища вказують на те, що на процес спли- вання при дії вібрації та подачі в масив води і повітря діють Архімедова і вібраційна сили. Експериментальними дослідженнями підтвердже- ні припущення про залежність швидкості спливання бурштину від параметрів вібрації та подачі газорі- динної суміші в ґрунтовий масив. Максимальні розрідження колоїдної маси (гус- тини середовища ρ) спостерігались в піщаних ґрун- тах при подачі повітря в киплячий шар ґрунту qn =0.02 м3/год густина колоїдної маси (ρc) склала 0.8 – 0.9 кг/м3 при частоті вібрації 30 Гц (Рис. 4). Рисунок 4. Залежність густини середовища від подачі повітря (qп) при частоті вібрації 30 Гц Мінімальна густина середовища (ρmax) 1800 кг/м3 при подачі повітря (qn) 0.004 м3/год досягалась при частоті вібрації 30 – 35 Гц. Подача повітря в межах 0.01 – 0.12 м3/год на 1 м3 піщаного ґрунту розріджує бурштиновмісне піщане середовище та інтенсифікує процес спливання бурш- тину. Однак, збільшення витрат повітря призводить до зменшення швидкість спливання. Залежність змі- ни густини середовища при подачі повітря в кипля- чий шар ґрунту приведені на Рисунку 5. Рисунок 5. Залежність густини середовища від частоти вібрації (ω): ______ при подачі повітря в масив ґрунту 0.004 м3/год; - - - без подачі повітря в масив ґрунту Подача газорідинної суміші дозволяє інтенсифіку- вати процес підйому бурштину до максимальних зна- чень, але при утворенні стовбурів повітря процес ки- піння переходить в віброзрідження і припиняється. Максимальна швидкість спливання бурштину на денну поверхню спостерігається при зміні подачі газорідин- ної суміші в піщаний масив в межах 0 до 0.020 м3/год. Сегрегація в шарі бурштину і швидкості його спливання являються визначними в робочих режимах інтенсифікаторів. Таким чином, при проведенні експериментальних досліджень спостерігалось наступне: – швидкість спливання бурштину залежить від частоти вібрації, амплітуди та густини середовища та має свій екстремум; Z. Malanchuk, V. Korniienko, Ye. Malanchuk. (2017). Mining of Mineral Deposits, 11(1), 93-99 97 – існують при різних значеннях частоти вібрації оптимальні значення подачі води і повітря при яких досягається найбільша швидкість спливання буршти- ну на поверхню родовища; – густина середовища істотно впливає на ство- рення умов швидкого виходу на поверхню бурштину, що впливає на продуктивність віброгідравлічного інтенсифікатора бурштину; – існують значення параметрів вібрації і подачі повітря і води при яких не створюється суспензне середовище, і відсутній підйом бурштину на поверх- ню родовища. Експериментально встановлена раціональна густина середовища (ρc 1600 – 1800 кг/м3), що досягається частотою коливання 30 – 35 Гц, амплітудою, рівною А = 1.07 – 2.50 мм, подачі повітря, що становить qn = 0.004 – 0.006 м3/год, при якій швидкість спли- вання бурштину ν = 0.10 – 0.15 м/с (Рис. 6). Рисунок 6. Залежність густини середовища, швидкості спливання бурштину, амплітуди інтенсифі- катора від частоти вібрації при експериме- нтальних дослідженнях (А – амплітуда ко- ливань віброснаряда; ρ – густина середовища; υ1 – швидкість спливання бурштину при подачі повітря qп = 0.004 м3/год; υ2 – швид- кість спливання бурштину при подачі повіт- ря qп = 0.006 м3/год) Інтенсифікувати процес добування бурштину мо- жливо при застосуванні вібрації, подачею в масив ґрунту води, або води і повітря. Витрати води визна- чаються з наступної залежності: ( ) ( )( )         − +−+ + = вр pск рв еW e АВ Q ρρ ρρϑ 11 1 . (3) При подачі в масив повітря процес інтенсифіку- ється, а витрати повітря визначаються за наступною залежністю: ( ) ( ) ( )( ) р рскpв пов eW e AB ABn Q ρ ρρϑρρϑ +−+ + +− = 11 11 , (4) де: ν – швидкість установки, м/год; e – коефіцієнт пористості; W – вологість ґрунту; ρcк – густина скелету ґрунту, кг/м3; ρв – густина води, кг/м3; ρр – густина середовища, кг/м3; ρn – густина повітря; n1 – пористість середовища в природному стані; A, B – ширина, довжина масиву ґрунту, що коли- вається, м. Додаткові дослідження, що проведені нами в гли- нистих ґрунтах вказують, що на швидкість спливання бурштину впливає величина кусків бурштину (швид- кість зростає із збільшенням кусків) та оптимальна густина середовища. Оптимальною є та густина середовища, при якій досягається швидкість спливання бурштину, рівна ν = 0.50 – 0.60 м/с, складає ρc = 1450 – 1500 кг/м3. Визначення потужності вібраційних установок у переважній більшості здійснюється за залежністю: δω sin⋅⋅⋅= кAPN , (5) де: 2ϖкMAP = – максимальна збуджуюча сила; ϖ – частота вібрації; M = mgAk – кінетичний момент; m – маса обладнання; g – прискорення вільного падіння; Ak – амплітуда коливань; δ = 20 – кут фаз. 3. ВИСНОВКИ Дослідженнями встановлені експериментальні залежності та підтверджені закономірності впливу вібраційних параметрів гідромеханічного способу видобутку бурштину з піщаних бурштиновмісних родовищ, які дозволяють видобувати 90 – 95% бур- штину, а основними параметрами які впливають на інтенсивність підняття бурштину на денну поверх- ню являються густина середовища, амплітуда та частота вібрації. Встановлено, що раціональна густина середовища ρс становить 1600 – 1800 кг/м3, частота коливання 30 – 35 Гц, амплітуда А – 1.07 – 2.50 мм, подача пові- тря qn = 0.004 – 0.006 м3/год, при цьому швидкість спливання бурштину ν рівна 0.10 – 0.15 м/с. ВДЯЧНІСТЬ Дана робота була б неможлива без підтримки Національного університету водного господарства та природокористування та виконувалась за науковим напрямком збереження навколишнього середовища (довкілля) та сталий розвиток, а саме за держбюдже- тною темою “Розробка і створення техногенно-еко- логічних витягачів бурштину з родовищ” (№ держав- ної реєстрації 0102U001910, 2002 – 2004 рр.) Автори роботи виражають вдячність ректору НУВГП профе- сору, д.с-г.н. В.С. Мошинському за надану можли- вість у проведенні досліджень на лабораторній базі університету та керівництву Рівненської геологічної експедиції ДП “УкрПівнічГеологія” за проведення сумісних натурних досліджень на Клесівському бурштиновмісному родовищі. Z. Malanchuk, V. Korniienko, Ye. Malanchuk. (2017). Mining of Mineral Deposits, 11(1), 93-99 98 REFERENCES Alekseev, V.I. (2013). The Beetles (Insecta: Coleoptera) of Baltic Amber: the Checklist of Described Species and Pre- liminary Analysis of Biodiversity. Zoology and Ecology, 23(1), 5-12. https://doi.org/10.1080/21658005.2013.769717 Bulat, A., Naduty, V., & Korniyenko, V. (2015). Modern Tech- nology of Extraction of Amber from Sand Deposits. Harvard Journal of Fundamental and Applied Studies, 7(1), 514-519. Bulat, A., Naduty, V., & Korniyenko, V. (2014). Substantia- tions of Technological Parameters of Extraction of Amber in Ukraine. American Journal of Scientific and Educational Research, 5(2), 591-597. Burnashov, E., Chubarenko, B., & Stont, Z. (2010). Natural Evolution of Western Shore of the Sambian Peninsula on Completion of Dumping from an Amber Mining Plant. Archives of Hydro-Engineering and Environmental Mechanics, 57(2), 105-117. Cruickshank, R.D., & Ko, K. (2003). Geology of an Amber Locality in the Hukawng Valley, Northern Myanmar. Journal of Asian Earth Sciences, 21(5), 441-455. https://doi.org/10.1016/S1367-9120(02)00044-5 Iturralde-Vinent, M.A. (2001). Geology of the Amber-Bearing Deposits of the Greater Antilles. Caribbean Journal of Science, 37(3/4), 141-167. Malanchyk, Z., & Korniyenko, V. (2014). Modern Condition and Prospects of Extraction of Amber in Ukraine. In Pro- ceedings of the 1st International Academic Congress “Fun- damental and Applied Studies in the Pacific and Atlantic Oceans Countries” (pp. 318-321). Tokyo: The University of Tokyo. Malanchyk, Z., & Korniyenko, V. (2014). Modern Condition and Problems of Extraction of Amber in Ukraine. Canadian Journal of Science and Education, 6(2), 372-376. Sivkov, V.V., & Chubarenko, B.V. (1997). Influence of Am- ber Mining on the Concentration and Chemical Composi- tion of Suspended Sedimentary Matter (Sambian Peninsu- la, Southeast Baltic). Marine Georesources & Geotech- nology, 15(2), 115-126. https://doi.org/10.1080/10641199709379940 ABSTRACT (IN UKRAINIAN) Мета. Встановити закономірності параметрів взаємозв’язку з піщаною гірничою масою віброгідравлічного інтенсифікатора та обґрунтувати застосування гідромеханічного способу, при якому інтенсифікується добуван- ня бурштину. Методика. Експериментальним шляхом досліджено основні закономірності процесів видобутку бурштину на денну поверхню з піщаних бурштиновмісних родовищ гідромеханічним способом з використанням віброгід- равлічних інтенсифікаторів. Аналітичні дослідження виконувались із застосуванням диференційного та інтег- рального числення, експериментальні – з використанням методів математичної статистики. Результати. Встановлені закономірності параметрів взаємозв’язку з піщаною гірничою масою віброгідрав- лічного інтенсифікатора, за рахунок встановлених амплітуди, частоти вібрації інтенсифікатора, густини середо- вища, подачі води та повітря в масив, що дозволяє створити суцільне суспензне середовище й підвищити про- дуктивність видобутку бурштину. Наукова новизна. Вперше встановлені закономірності впливу вібрації, води і повітря на зрідження піщаних середовищ віброгідравлічними штанговими снарядами в природному середовищі, які залежать від інтенсивнос- ті подачі у бурштиновмісний масив газорідинної суміші. Встановлено, що витрати води і повітря прямопропор- ційні об’єму робочого масиву, швидкості заглиблення, пористості, вологості та густині середовища. Практична значимість. В результаті досліджень підтверджена дієвість та ефективність гідромеханічного способу видобутку бурштину з родовищ, створений віброгідравлічний снаряд для видобутку бурштину з піща- них родовищ, технічна новизна якого підтверджена патентами України, розроблена методика його інженерного розрахунку. Ключові слова: бурштин, масив, зрідження, суспензія, спливання, сегрегація, вібрація, параметри, віброви- промінювач, інтенсифікатор ABSTRACT (IN RUSSIAN) Цель. Установить закономерности параметров взаимосвязи с песчаной горной массой виброгидравличного интенсификатора и обосновать применение гидромеханического способа, при котором интенсифицируется добычи янтаря. Методика. Экспериментальным путем исследованы основные закономерности процессов добычи янтаря на дневную поверхность с песчаных янтареносных месторождений гидромеханическим способом с исполь- зованием виброгидравлических интенсификаторов. Аналитические исследования выполнялись с применени- ем дифференциального и интегрального исчисления, экспериментальные – с использованием методов мате- матической статистики. Результаты. Установлены закономерности параметров взаимосвязи с песчаной горной массой виброгидрав- лично интенсификатора. Решение получено за счет установленных амплитуды, частоты интенсификатора, плотности среды, подачи воды и воздуха в массив, что позволяет создать сплошную суспензную среду и повы- сить производительность добычи янтаря. Научная новизна. Впервые установлены закономерности влияния вибрации, воды и воздуха на сжижение песчаных сред виброгидравлическими штанговыми снарядами в естественной среде, которые зависят от интен- сивности подачи в янтареносный массив газожидкостной смеси. Установлено, что расход воды и воздуха пря- мопропорционален объему рабочего массива, скорости углубления, пористости, влажности и плотности среды. Z. Malanchuk, V. Korniienko, Ye. Malanchuk. (2017). Mining of Mineral Deposits, 11(1), 93-99 99 Практическая значимость. В результате исследований подтверждена действенность и эффективность гид- ромеханического способа добычи янтаря с месторождений, создан виброгидравлический снаряд для добычи янтаря из песчаных месторождений, техническая новизна которого подтверждена патентами Украины, разрабо- тана методика его инженерного расчета. Ключевые слова: янтарь, массив, сжижение, суспензия, всплытие, сегрегация, вибрация, параметры, виб- роизлучатель, интенсификатор ARTICLE INFO Received: 3 October 2016 Accepted: 7 March 2017 Available online: 30 March 2017 ABOUT AUTHORS Zinovii Malanchuk, Doctor of Technical Sciences, Professor of the Department of Development of Deposits and Mining, National University of Water Management and Nature Resources Use, 11 Soborna St, 33028, Rivne, Ukraine. E-mail: malanchykzr@ukr.net Valerii Korniienko, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Development of Depos- its and Mining, National University of Water Management and Nature Resources Use, 11 Soborna St, 33028, Rivne, Ukraine. E-mail: kvja@mail.ru Malanchuk Yevhenii, Doctor of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Automation, Electrical Engineering and Computer-Integrated Technologies, National University of Water Management and Nature Resources Use, 11 Soborna St, 1/126, 33028, Rivne, Ukraine. E-mail: malanchykez@mail.ru

Результати досліджень видобутку бурштину гідромеханічним способом

Репозитарії

Схожі ресурси