Национальной академии наук республики казахстан

Доклады Национальной академии наук Республики Казахстан  
 
 
   
40  
 
 
Рисунок 3 –  Структурный разрез по борту 
 
Исследование  фактической  устойчивости  откосов,  выявленных  основных  видов  деформаций  
прибортовых  массивов,  а  также  результатов  структурных  особенностей  и  физико-механических 
свойств  горных  пород  позволил  получить    графоаналитические  зависимости  между  параметрами 
откосов и свойствами пород (рисунок 4) 
Исследования показали, что выделение участка однородной трещиноватости осуществляется 
недостаточно точно, так как за границу участка принимается крупные дизъюнктивные нарушения 
[16]. 
 
Рисунок 4 –  Прямоугольная диаграмма трещиноватости 
 
В целях детализации строят полигональные кривые yглов падения систем трещин по участкам 
или  для  всего  карьера.  На  рисунке 5 представлены  азимутальные  полигональные  кривые 
распределения  систем  трещин  породного  массива.  Следует  отметить,  что  на  карьере  в 
прибортовом  массиве  чаще  всего  встречаются  диагональные  и  продольные  трещины,  причем 
согласно падающие два в раза чаще, чем несогласно падающие.  

ISSN 2224–5227                                                                                                                               
№ 3. 2016  
 
 
41 
 
 
Рисунок 5 - Полигональные кривые распределения систем трещин карьера 
 
Обсуждение  результатов.  Наблюдения  за  поверхностью  откосов  уступов  показали,  что  с 
течением  времени  величина углов наклона уступов интенсивно уменьшается, причем, в первые 
3-4  года  происходит  очень  интенсивное  выполаживание  углов  наклона  уступов,  а  в  дальнейшем 
этот  процесс  поражает  медленнее  (рисунок 6). На  основании  вышеизложенного  можно  сделать 
вывод, что выполаживание общего угла наклона уступа связано, главным образом, с разрушением 
его  верхней  части.  Оставляемые  предохранительные  бермы,  с  одной  стороны,  осыпаются  (в 
верхней бровки уступа), а с другой стороны, - засыпаются (у нижней бровки уступа), соединяя тем 
самым  откос  в  сплошную  линию.  Это  затрудняет  ведение  горных  работ  карьере  и  требует 
систематической очистки берм и обновления откосов, уступов, что, в конечном счете, приводит и 
увеличению объема вскрыши. 
Северный  борт  карьера  Конырат,  сложенный,  в  основном,  крепкими  породами,  имеет  
допустимые углы наклона при двух сдвоенных уступах (51°-54° при высоте 30-40м) однако уже, 
отсутствие берм требуемых размеров на верхних горизонтах требует пересмотра их параметров.  
Неудовлетворительные  состояния  бортов  карьеров  обусловлено  также  склонностью
     
горных 
пород к разрушению. 
 
Рисунок 6 - Зависимость угла наклона уступа от времени стояния уступов 
 
Установлено,  что  основными  видами  деформации  уступов,  сложенных  скальными  и 
полускальными  трещиноватыми  породами,  являются  осыпь  и  обрушение.  На  уступах  осыпь  и 
обрушение  образуются  из-за  влияние  последствий  буровзрывных  работ  на  устойчивость 

Доклады Национальной академии наук Республики Казахстан  
 
 
   
42  
породного массива  
Известно, что в результате ударного действия взрыва в окружающей среде возникают волны 
напряжений,  распространяющиеся  с  большой  скоростью (280-5200 м/сек).  Направленное 
состояние,  создаваемое  в  массиве  горных  пород  при  прохождении  волн  сжатия  и  растяжения, 
приводит  (в  пределах  радиуса  разрушения)  к  возникновению  серии  разнообразно 
ориентированных  трещин  вследствию  прорастания  естественных  равновесных  микротрещин 
среды  в  макротрещин  и  появления  новых  под  действием  энергии  волн  напряжения.  При 
последующем  расширении  объема  газов  после  взрыва  размеры  трещин  возрастают,  что 
обеспечивает полное или частичное нарушение связанности строения массива [17, 18]. 
Радиус  разрушения,  производимого  энергией  во  фронте  волны  сжатия,  незначителен  ввиду 
того,  что  глубина  прорастания  трещин  ограничена  условиями  разрушения  горных  пород  в 
состоянии всестороннего сжатия. 
Для  определения  радиуса r разделим  мысленно  весь  массив,  в  пределах  высоты  заряда, 
плоскостями,  перпендикулярными  оси  скважины,  на  элементарные  слои  толщиной  ∆h,  а  каждый 
слой, в свою очередь – на элементарные кольца шириной  ∆r (рисунок 7). 
Очевидно,  что  разрушение  каждого  слоя  начнется  тогда,  когда  действующие  напряжения 
превысят какую-то определенную величину связь. 
 
Рисунок 7- График изменения радиуса разрушения в зависимости от длины заряда ВВ 
 
Выводы.  В  результате  исследований  выявлено,  что  при  подходе  буровзрывных  работ  к 
проектному  контуру  карьера,  в  целях  исключения  деформационных  процессов  на    карьерных 
откосах, которые уже поставлены в проектное положение, для дальнейшего безопасного ведения 
горных  работ  на  нижележащих  горизонтах  нужно  для  их  корректировки  исследовать  горный 
массив на предмет его внутренней нарушенности с использованием различных методов. При этом, 
необходимо уделить внимание решению проблемы включающие: - геомеханическое обоснование 
отработки,  оптимизация  параметров  карьерного  пространства,  аналитические  расчеты  объемов 
вскрышных  пород  во  внутренних  отвалах,  обоснование  карьерного  транспорта  и  всех 
технологических  процессов,  обеспечение  устойчивости  бортов  карьера  и  бортов  отвалов,  расчет 
экологических рисков и ущербов от вредного воздействия внешних отвалов. 
 
ЛИТЕРАТУРА 
 
[1] Комплексная переработка минерального сырья Казахстана под редакцией академика НАН РК А.А. Жарменова 
//  Монография  РГП  НЦ  КПМС  РК  №2-УС-03  Горные  науки  и  проблемы  освоения  недр  Казахстана,  том  10  2008.                    
С. 65-95. 
[2]  Арсентьев  А.И.,  Арсентьев  В.А.  Пути  развития  технологий  в  горнодобывающей  промышленности  США  // 
Горный журнал.- 2002. - №6. - С.16-23. 
[3] Галиев С.Ж. Перспективы развития научно-технического потенциала горнодобывающего сектора в свете новой 

ISSN 2224–5227                                                                                                                               
№ 3. 2016  
 
 
43 
индустриально-инновационной  политики  Казахстана//  труды  ИГД  имени  Д.А.Кунаева  «Научно-техническое 
обеспечение  горного производства», том 65, Алматы, 2003, С.10-20. 
[4] Conceptual principles of open pit wall design optimization, the Kola peninsula / N.N. Melnikov, A.A. Kozyrev, S.P. 
Reshetnyak, E.V. Kasparian, V.V. Rybin, I.V. Melik-Gaikazov, V.S. Svinin, A.N. Ryzhkov // Proc. of the 8th International 
Symposium on Mining in the Arctic (edited by Nikolay N. Melnikov & Serguei P. Reshetnyak) / Apatity / Murmansk Region / 
Russia / June 20-23, 2005; Published by JSC “Ivan Fyodorov Printing House”, St.-Petersburg, Russia, 2005, pp. 3-14. 
[5] В.Л. Яковлев. Состояние, проблемы и пути совершенствования открытых горных разработок // Горный журнал 
2009-№11, С.11-14 
[6] Касымканова Х.М., Турсбеков  С.В. Анализ факторов, влияющих на устойчивость карьерных откосов - Алматы, 
Горный журнал Казахстана №5 2007 С. 38-41 
[7] Трубецкой К.Н. и др. Справочник. Открытые горные работы - Москва, "Горное бюро", 1994. - 590 с. 
[8] Касымканова Х.М, Нурпеисова М.Б , Джангулова Г.К
 
, Байдаулетова Г.К Гармония недр в недропользовании // 
Алматы: Вестник КазНУ, 2/1(38) 2013. – С.65-68 
[9]  Поспехов Г.Б.  Инженерно-геологические  изыскания  для  рекультивации  земель,  нарушенных  при  разработке 
Богословского  буроугольного  месторождения // Материалы  Уральской  горнопромышленной  декады.-  Екатеринбург: 
УГГГА, 2004. С. 18-20 
[10]  Асанакунов  М.А.,  Абдылдаев  Э.Э.,  Машанов  А.А.,  Абдылдаев  Э.К.  Учет  трещиноватости  массива  и 
контактные условия. Materialy V11 mezinarodni vedecko-prakticka conference «efektivni nastrole modernich ved - 2011», 27 
dubna – 05 kvetha 2011 roku, Dil 20 Technicke vedy, Praha. 2011.- С. 82-87 
[11]  Иофис  М.А.,  Гришин  А.В.  Природа  и  механизм  образования  сосредоточенных  деформаций  в  мульде 
сдвижения // Горный информационно-аналитический бюллетень". – 2005. – № 7. – С. 82-86 
 [12]  ГОСТ 21153.0-75. Породы  горные.  Отбор  проб  и  общие  требования  к  методам  физических  испытаний. 
Госкомитет СССР по стандартам. - М., 1975. - 35 с 
[13]  Кузнецова  И.А:  Совершенствование  методики  наблюдений  за    деформациями  бортов  карьера ( в  условиях 
месторождения «Жерек»):  дис. канд. техн. наук. -  Алматы, 2007. – 112 с. 
[14]  Касымканова  Х.М.  Методика  изучения  прочностных  свойств  в  отвале // Научно-техническое  обеспечение 
горного производства. - Труды Горного института. – 2007, Т.73. - С. 233 – 236 
[15] Ракишев Б.Р., Машанов А.А., Тесленко Т.Л. Анализ геотектоники при проектировании горных предприятий // 
Горный информационно-аналитический бюллетень. №3, М., 2007, С. 25-30 
[16]  Галустьян  Э.Л.  Искусственное  укрепление  неустойчивых  участков  бортов  карьеров,  Безопасность  труда  в 
промышленности, 1989, № 12, С.23-25. 
[17] Бек А.Ш. Обеспечение  устойчивости карьерных откосов на основе учета прочностных свойств. Дис.  канд., 
2002, 150с. 
[18] Байконуров О.А., Мельников В.А.  Основы горной геофизики. - Алма-Ата: Наука, 1970. -  326с. 
 
REFERENCES 
 
[1] Kompleksnaja pererabotka mineral'nogo syr'ja Kazahstana pod redakciej akademika NAN RK A.A. Zharmenova // 
Monografija RGP NC KPMS RK №2-US-03 Gornye nauki i problemy osvoenija nedr Kazahstana, tom 10 2008. – S. 65-95. 
[2]  Arsent'ev A.I., Arsent'ev V.A.  Puti razvitija tehnologij v gornodobyvajushhej promyshlennosti SShA  // Gornyj 
zhurnal.- 2002. - №6. - S.16-23. 
[3] Galiev S.Zh. Perspektivy razvitija nauchno-tehnicheskogo potenciala gornodobyvajushhego sektora v svete novoj 
industrial'no-innovacionnoj politiki Kazahstana// trudy IGD imeni D.A.Kunaeva «Nauchno-tehnicheskoe obespechenie  gornogo 
proizvodstva», tom 65, Almaty, 2003, S.10-20. 
[4] Conceptual principles of open pit wall design optimization, the Kola peninsula / N.N. Melnikov, A.A. Kozyrev, S.P. 
Reshetnyak, E.V. Kasparian, V.V. Rybin, I.V. Melik-Gaikazov, V.S. Svinin, A.N. Ryzhkov // Proc. of the 8th International 
Symposium on Mining in the Arctic (edited by Nikolay N. Melnikov & Serguei P. Reshetnyak) / Apatity / Murmansk Region / 
Russia / June 20-23, 2005; Published by JSC “Ivan Fyodorov Printing House”, St.-Petersburg, Russia, 2005, pp. 3-14. 
[5] V.L. Jakovlev. Sostojanie, problemy i puti sovershenstvovanija otkrytyh gornyh razrabotok // Gornyj zhurnal 2009-
№11, S.11-14 
[6] Kasymkanova H.M., Tursbekov  S.V. Analiz faktorov, vlijajushhih na ustojchivost' kar'ernyh otkosov - Almaty, Gornyj 
zhurnal Kazahstana №5 2007 S. 38-41 
[7] Trubeckoj K.N. i dr. Spravochnik. Otkrytye gornye raboty - Moskva, "Gornoe bjuro", 1994. - 590 s. 
[8] Kasymkanova H.M, Nurpeisova M.B , Dzhangulova G.K , Bajdauletova G.K Garmonija nedr v nedropol'zovanii // 
Almaty: Vestnik KazNU, 2/1(38) 2013. – S.65-68 
[9] Pospehov G.B. Inzhenerno-geologicheskie izyskanija dlja rekul'tivacii zemel', narushennyh pri razrabotke 

Доклады Национальной академии наук Республики Казахстан  
 
 
   
44  
Bogoslovskogo burougol'nogo mestorozhdenija // Materialy Ural'skoj gornopromyshlennoj dekady.- Ekaterinburg: UGGGA, 
2004. S. 18-20 
[10] Asanakunov M.A., Abdyldaev Je.Je., Mashanov A.A., Abdyldaev Je.K. Uchet treshhinovatosti massiva i kontaktnye 
uslovija. Materialy V11 mezinarodni vedecko-prakticka conference «efektivni nastrole modernich ved - 2011», 27 dubna – 05 
kvetha 2011 roku, Dil 20 Technicke vedy, Praha. 2011.- S. 82-87 
[11] Iofis M.A., Grishin A.V. Priroda i mehanizm obrazovanija sosredotochennyh deformacij v mul'de sdvizhenija // 
Gornyj informacionno-analiticheskij bjulleten'". – 2005. – № 7. – S. 82-86 
 [12] GOST 21153.0-75. Porody gornye. Otbor prob i obshhie trebovanija k metodam fizicheskih ispytanij. Goskomitet 
SSSR po standartam. - M., 1975. - 35 s 
[13] Kuznecova I.A: Sovershenstvovanie metodiki nabljudenij za  deformacijami bortov kar'era ( v uslovijah 
mestorozhdenija «Zherek»):  dis. kand. tehn. nauk. -  Almaty, 2007. – 112 s. 
[14] Kasymkanova H.M. Metodika izuchenija prochnostnyh svojstv v otvale // Nauchno-tehnicheskoe obespechenie 
gornogo proizvodstva. - Trudy Gornogo instituta. – 2007, T.73. - S. 233 – 236 
[15] Rakishev B.R., Mashanov A.A., Teslenko T.L. Analiz geotektoniki pri proektirovanii gornyh predprijatij // Gornyj 
informacionno-analiticheskij bjulleten'. №3, M., 2007, S. 25-30 
[16] Galust'jan Je.L. Iskusstvennoe ukreplenie neustojchivyh uchastkov bortov kar'erov, Bezopasnost' truda v 
promyshlennosti, 1989, № 12, S.23-25. 
[17] Bek A.Sh. Obespechenie  ustojchivosti kar'ernyh otkosov na osnove ucheta prochnostnyh svojstv. Dis.  kand., 2002, 
150s. 
[18] Bajkonurov O.A., Mel'nikov V.A.  Osnovy gornoj geofiziki. - Alma-Ata: Nauka, 1970. -  326s. 
 
УАҚЫТ ФАКТОРЫ МЕН ЖАППАЙ ЖАРЫЛЫС ЖҰМЫСТАРЫН ЕСКЕРЕ ОТЫРЫП, ТАУ 
ЖЫНЫСТАРЫНЫҢ ТҰРАҚТЫЛЫҒЫН ЖƏНЕ КАРЬЕР КЕМЕРІ БЕРІКТІГІНІҢ ҚҰРЫЛЫМДЫҚ-
ТЕКТОНИКАЛЫҚ ЕРЕКШЕЛІКТЕРІ МЕН ФИЗИКА-МЕХАНИКАЛЫҚ ҚАСИЕТТЕРІН ЗЕРТТЕУ 
 
Н.М. Қасымқанова, Г.К. Джангулова, Б.К. Бектур, В.Б. Туреханова, С. Булар 
 
Əл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті,. Алматы қ., Қазақстан 
 
Түйін  сөздер:  кен  қорын  игеру,  кен  массивінің  бұзылуы,  техногендік  құламалар,  шаңды  басу,  карьер,  кен 
жынысының  массиві,  тұрақтылық,  бекіту,  босаңсу  аймағы,  жарықшақты  кен  жынысы,  күрделі  кентехникалық  жəне 
кенгеологиялық жағдайлар, массивтің геомеханикалық жағдайы. 
Аннотация.  Мақалада  уақыт  факторына  байланысты  жаппай  аттыру  (жару)  барысындағы  тау  жыныстарының 
тұрақтылығы мен физика-механикалық қасиеттері, құрылымдық жəне тектоникалық əсері ерекшеліктері қарастырылған. 
Ашық  əдіспен  қазымдау  кезінде  тау  кен  жұмыстарындағы  жарғабақты  жəне  жартылай  жарғабақты  жарықшақты 
құрылымды тау жыныстарын бұрғылап аттыру барысындағы кертпешелер мен карьер кемерлерінің тұрақтылығы.  
Ашық  тау  кен  жұмыстарындағы  тау  жыныстарының  тұрақтылығы  мен  беріктігіне  байланысты  бұрғылап  аттыру 
жұмыстарын  жүргізу.  Жеке  жəне  топты  кертпешелердің  бұзылуы  мен  құлау  əсері,  аттыру  жұмыстары  барысында 
деформацияның  алдын  алу  шараларының  дұрыс  қолданбауы  ескерілген.  Белгіленген  беріктік  шегінен  тыс  жарылыс 
толқының  болатын  серпімді  қалдықты  деформациялар  əсері  жəне  кертпешелер  мен  карьер  кемерінің  қайтпас 
деформациялық бұзылуына əкеліп соғады. 
Зерттеу  барысында  ашық  тау  кен  жұмыстарындағы  бұрғылап  аттыру  жұмыстарын  жүргізу  барысында  карьер 
кертпешелері  мен  кемерлерінің  бұзылуын  жəне  деформациялық  үдерістерін  тау  жынысын  жарықшақтық  пен 
бұзылғыштығына зерттеу арқылы алдын алу маңыздылығы зерттелген. 
Поступила 16.05.2016 г. 

ISSN 2224–5227                                                                                                                               
№ 3. 2016  
 
 
45 
REPORTS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES  
OF THE REPUBLIC OF KAZAKHSTAN 
ISSN 2224-5227 
Volume 3, Number 307 (2016), 45 – 52 
 
UDC 621.771  
 
OBTAINING OF COMPOSITE MATERIALS BASED  
ON ALUMINUM DIE WITH USING  
OF ULTRADISPERSED RAW MATERIALS 
 
A.B. Nayzabekov
1
, S.N. Lezhnev
1
, G.G. Kurapov
2
,  
A.V. Volokitin
2
, I.E. Volokitina
2
 E.P. Orlova
2
, 
 
1
Rudny Industrial Institute, Rudny; 
2
 Kazakh National Research Technical University named after K.I. Satpayev, Almaty, 
naizbekov57@mail.ru, sergey_legnev@mail.ru, kurapov1940@mail.ru, 
dyusha.vav@mail.ru, irinka.vav@mail.rumailto:ULARBEKSULTANBEK@mail.ru 
 
Key words: fullerene, fullerene soot, black, microcrystalline carbon, composite, aluminum, microstructure, 
micro-hardness, properties. 
Abstract. In this study complex research of processing of aluminum alloys (silumins) by ligatures containing 
various carbon modifications (microcrystalline in the form graphite and nanocarbon additives in the form of 
fullerenes, fullerene soot, fullerene black) at the casting deformational manufacturing technology products 
developed by the PTI NAS of Belarus is carried out. 
Elemental, phase composition, structural condition and indicators of mechanical and tribological properties of 
the original components of the charge in the system Al-C after its mechanical activation, ligatures after severe plastic 
deformation (extruding) the charge and cast aluminum workpieces after ligatures processing were studied. 
Incrementally the processes of structure formation of ligatures in the system Al-C in their preparation and 
thermomechanical effect were studied. At the same particular interest was the formation of super-hard carbon phases 
in ligatures, where instead of microcrystalline graphite nanocarbon additives were used. Such structural condition of 
ligatures obtained by activation of the charge (mechanical activation in the dispersing devices and severe plastic 
deformation) determines the prospects of their usage as additives to ensure not only the dispersion hardening, but 
also modifying the alloy when creating composites, differing by a set of high anti-friction, plastic and strength 
properties. 
The results of studies have not revealed principal differences in the structure formation of aluminum 
composites obtained by using expensive fullerenes, compared to composites obtained by using cheap nanocarbon 
materials (fullerene soot, fullerene black). 
 
УДК 621.771 
 
ПОЛУЧЕНИЕ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ  
НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЕВОЙ МАТРИЦЫ  
С ПРИМЕНЕНИЕМ УЛЬТРАДИСПЕРСНОГО СЫРЬЯ 
 
А.Б.Найзабеков
1
, С.Н.Лежнев
1
, Г.Г.Курапов
2
,  
А.В.Волокитин
2
, И.Е.Волокитина
2
, Е.П.Орлова
2
 
 
1
Руднеский индустриальный институт, Рудный; 
2
Казахский национальный исследовательский технический университет имени 
К.И. Сатпаева, г. Алматы 
 
Ключевые  слова:  фуллерен,  фуллереновая  сажа,  чернь,  микрокристаллический  углерод,  композит, 
алюминий, микроструктура, микротвердость, свойства. 
Аннотация.  В  данной  работе  проведен  комплекс  исследований  обработки  алюминиевых  сплавов 

Доклады Национальной академии наук Республики Казахстан  
 
 
   
46  
(силуминов)  лигатурами,  содержащими  углерод  различных  модификаций  (микрокристаллический  в  виде 
графита  и  наноуглеродные  добавки  в  виде  фуллеренов,  фуллереновой  сажи,  фуллереновой  черни)  при 
литейно-деформационной технологии изготовления изделий, разработанной ФТИ НАН Беларуси.  
Исследованы  элементный,  фазовый  состав,  структурное  состояние  и  показатели  механических  и 
триботехнических  свойств  исходных  компонентов,  шихты  в  системе Al-C после  ее  механоактивации, 
лигатур после интенсивной пластической деформации (экструдирования) шихты и литейных алюминиевых 
заготовок после обработки лигатурами. 
Поэтапно  изучены  процессы  структурообразования    лигатур  в  системе Al-C при  их  получении  и 
термомеханическом  воздействии.  При  этом  особый  интерес  вызывало  образование  сверхтвердых 
углеродных  фаз  в  лигатурах,  где  вместо  микрокристаллического  графита  использовались  наноуглеродные 
добавки.  Такое  структурное  состояние  лигатур  полученных  при  активации  шихты  (механоактивации  в 
диспергирующих  устройствах  и  при  интенсивной  пластической  деформации)  определяет  перспективность 
их  использования  в  качестве  добавок  обеспечивающих  не  только  дисперсное  упрочнение,  но  и 
модифицирование  сплава  при  создании  композитов  отличающихся  набором  высоких  антифрикционных, 
пластических и прочностных свойств. 
Результаты исследований не выявили принципиальных отличий в структурообразовании алюминиевых 
композитов,  полученных  с  использованием  дорогостоящих  фуллеренов,  в  сравнении  с  композитами, 
полученными  с  использованием  дешевых  наноуглеродных  материалов  (фуллереновая  сажа,  фуллереновая 
чернь). 
 

жүктеу/скачать 9,42 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: