Обоснована проблема восполнения ресурсов золотосодержащих россыпных месторождений Северо-Востока РФ за счёт вовлечения в оборот мерзлых техногенных и природно-техногенных россыпей. Выявлены предпосылки для развёртывания масштабных работ по повторной добыче глубокопогребенных золотосодержащих песков из целиков ранее отработанных россыпных шахт криолитозоны, которые нерентабельно и небезопасно извлекать традиционными технологиями по целому ряду причин. Рассмотрены, проанализированы и выявлены недостатки ранее используемых способов и технологий отработки техногенных запасов. В качестве альтернативы, предложено применение нескольких новых запатентованных способов вторичной отработки подобных месторождений открытым и подземным способами, приведено подробное описание их организационной и технической реализации. Подчёркивается, что кроме пополнения золотовалютных резервов страны при их реализации, возможно решение ряда задач экологического плана: освобождение земной поверхности от имеющихся отвалов; восстановление прежних ландшафтов и рельефа местности; обеспечение замкнутого цикла обращения твёрдых геоматериалов, находящихся в техногенных песках; восстановление целостности горного массива, ранее нарушенного горными работами.
Russian Federation North-East gold-bearing placer deposits resources recovery problem, due to technogenic and naturally-technogenic frozen placers involving into circulation, substantiated. Prerequisites for repeated mining of deeply buried gold-bearing sands scale works developing, from pillars of previously worked out cryolitezone placer mines, which are unprofitable and unsafe to extract for a variety of reasons by conventional technologies, educed. Disadvantages of technogenic reserves mining methods and technologies used earlier considered, analyzed and revealed. Several new patented methods of repeated mining of similar deposits by surface and underground methods application proposed as an alternative, organizational and technical realization detailed description listed. It is accentuated, that besides gold and foreign currency reserves resupply realization, it is possible to solve number of ecological problems: surface releasing from dump; landscape and relief restoration; solid geomaterial, being in technogenic sands, circulation closed cycle providing; disrupted by mining rock mass reintegration.

Работа посвящена решению задачи обеспечения устойчивости бортов карьера криолитозоны путем управления теплообменными процессами на поверхностях уступа с применением гидро- и теплоизоляции. Разработана двухмерная математическая модель теплообменных процессов в фильтрующем горном массиве уступа карьера, учитывающая фазовый переход влаги и перенос теплоты фильтрацией воды. Математическая модель позволяет прогнозировать процесс формирования температурного поля в массиве горных пород уступа карьера в зависимости от таких параметров, как климатические условия (динамики изменения температуры атмосферного воздуха, толщина снега, скорость ветра, интенсивность дождя), теплофизические и фильтрационные свойства горных пород, конструктивные особенности уступа (геометрические размеры уступа, угол откоса склона), теплофизические свойства и геометрические размеры теплоизоляции поверхностей уступа. Разработанная математическая модель решается численным методом, а именно конечно-разностным методом, и реализована в виде приложения для ОС Microsoft Windows. Приведены результаты исследования влияния параметров гидро-теплоизоляции бровки уступа на сокращение разрушающего температурного и влажностного воздействия окружающей среды на уступ карьера. Исследования показали, что управляя параметрами гидро-теплоизоляции бровки можно сохранить в течение года мерзлое состояние массива горных пород под бровкой уступа.
The work is dedicated to cryolitezone pit wall stability problem solution by heat mass exchange processes controlling on quarry face surface with hydro and thermal isolation application. Two-dimensional mathematic model of heat exchanging processes in filtration quarry face rock mass is worked out, considering moisture phase change and heat transfer by water filtration. Mathematical model allows to forecast temperature field forming process in quarry face rock mass depending on parameters: climatic conditions (ambient air temperature change dynamics, snow thickness, wind speed, rain intensity), rock thermophysical and filtrational properties, quarry face constructional features (quarry face geometry, slope angle), thermophysical properties and geometrical dimensions of quarry face surface thermal isolation. Developed mathematical model solved by numerical method, namely finite-difference method, and realized in the form of Microsoft Windows OS-based application. The research results of bench edge hydro-thermal insulation parameters influence to reduction of wrecking temperature and humidity influence of environment to opencast bench are presented. Studies showed, that by controlling of edge hydro-thermal insulation parameters it is possible to keep frozen state of rock mass under bench edge during a year.

Предложена математическая модель процессов тепломассообмена вентиляционного воздуха с горными породами в протяженных горных выработках шахт и рудников криолитозоны с учетом испарения и конденсации влаги. Вводится эквивалентный радиус выработки, уравнения выводятся в цилиндрических координатах. Внутренний радиус области соответствует радиусу выработки, а внешний радиус выбирается из условия распространения зоны теплового влияния вокруг выработки на расчетный временной период. Уравнение сохранения энергии в выработке выводится с учетом скорости движения воздуха и теплообмена со стенкой выработки. Если температура воздуха в выработке станет ниже, чем температура точки росы, то будет происходить конденсация влаги. Испарительные процессы с поверхности выработки рассчитываются с учетом соотношения Льюиса. Учитываются фазовые переходы влаги в горных породах вокруг выработки. Математическая модель численно реализована методами конечных разностей. Показано, что неучет массообменных процессов в летний период приводит к значительным погрешностям в расчетах. Численная реализация разработанной модели позволяет рассчитать динамику изменений температуры вентиляционного воздуха и его относительной влажности в зависимости от термовлажностных условий выработки, что важно для прогноза теплового режима шахты и обеспечения безопасности ведения горных работ.
Mathematical model of ventilation air and rocks heat mass exchange processes in cryolitezone extensive mine workings, with moisture vaporization and condensation taken into account is proposed. Working’s equivalent radius sets, equation derived in cylindrical coordinates. Internal radius of the area corresponds to working’s radius, while outer radius is taken from spreading condition of heat influence zone around the working for taken temporal period. Energy conservation equation in working derived with air velocity and ribside heat exchange taken into consideration. In case working’s air temperature drops below dew point, moisture condensation occurs. Working’s surface vaporizing processes calculated with Lewis correlation taken into account. Moisture phase change in rocks around the working taken into consideration. Mathematical model is numerically solved by finite difference method. It is shown, that mass exchange processes in summer neglecting leads to significant miscalculation. Developed model numerical implementation allows to calculate ventilation air temperature and it’s relative humidity variations dynamics subject to working’s hydrothermal conditions, that is important to mines thermal conditions prognosis and mining safety providing.

Приведены результаты исследований температурного режима массива горных пород вокруг вентиляционных скважин, пройденных с уступа борта карьера для вентиляции строящегося рудника "Удачный".
The results of studies of the temperature regime of a rock mass around ventilation wells, passed from the ledge of the pit side for ventilation of the Udachny mine under construction, are presented.

Приведены результаты исследования влияния наружной и внутренней теплоизоляции устьевых частей подземных сооружений криолитозоны на их тепловую устойчивость. Проведен сравнительный анализ наружней и внутренней теплоизоляции по повышению теплоустойчивости вскрывающей выработки.
The results of the study of the influence of external and internal thermal insulation of the estuaries of the underground structures of the permafrost zone on their thermal stability are presented. A comparative analysis of the external and internal thermal insulation to increase the heat resistance of the opening working out is carried out.

Приведены особенности ведения горных работ и формирования теплового режима в россыпных шахтах криолитозоны. Показано, что основным требованием регулирования теплового режима шахты является предотвращение оттаивания окружающих дисперсных горных пород. Приведены результаты прогнозныхрасчетов (методом математического моделирования) температурного режима в воздухоподающих и очистных выработках, а также вмещающем их массиве горных пород проектируемой россыпной шахты ҺСолурһ. Определены оптимальные сроки консервации шахты на летний период. Показана роль тепловыделений от самоходного горного оборудования на формирование температурного режима в очистных выработках и окружающем массиве горных пород.
The features of mining operations and the formation of the thermal regime in placer mines of the permafrost zone are given. It is shown that the main requirement for controlling the thermal regime of the mine is to prevent thawing of the surrounding dispersed rocks. The results of predictive calculations (by the method of mathematical modeling) of the temperature regime in the air supply and treatment workings, as well as the host rock mass of the designed Solur alluvial mine are presented. The optimal terms for the conservation of the mine for the summer period are determined. The role of heat release from self-propelled mining equipment on the formation of the temperature regime in treatment workings and the surrounding rock mass is shown.

Рассмотрен тепловой баланс разогрева мерзлой влажной руды горячей водой. Рассчитаны энергетические затраты на нагревание воды, а также время оттаивания мерзлой влажной руды в зависимости от начальной температуры воды и от размера зерен руды.
The heat balance of heating frozen wet ore of hot water is considered. Energy costs for heating water, as well as air humidity, depending on the initial temperature and grain size.

В монографии рассмотрены вопросы, связанные с математическим моделированием тепловых процессов, протекающих в шахтах и рудниках криолитозоны. Разработана методика расчета воздухораспространения в вентиляционной сети горных выработок с учетом теплообмена воздушных потоков с вмещающими породами, фазовых переходов влаги в породах, естественной тяги, работы вентиляторов, наличия теплоизоляции, а также развития сети горных выработок. Приведены результаты исследований систем регулирования теплового режима на основе теплоаккумулирующих выработок и вентиляционных скважин. Отдельная глава посвящена натуральным наблюдениям за тепловым режимом не строящемся подземном алмазодобывающем руднике

В пособии приведены общие сведения о траншейном способе разведки многолетнемерзлых россыпных месторождений и понятия об естественной оттайке мерзлых пород путем послойного снятия талого слоя с помощью бульдозера. Даны инженерные методы расчета суточной глубины протаивания и фактические данные суточного протаивания по летним месяцам в зависимости от категории покрывающих пород, а также расчетные формулы определения производительности бульдозера, установлены оптимальные расстояния, при которых отвал бульдозера полностью заполняется талым слоем в зависимости от толщины талого слоя