Институт горного дела Севера им. Н. В. Черского СO РАН, Якутск, Россия

Романова Е. К., научный сотрудник, канд. техн. наук, helconst@mail.ru
Соловьев Д. Е., старший научный сотрудник, канд. техн. наук
Киселев В. В., старший научный сотрудник, канд. техн. наук

Мирнинский политехнический институт (филиал) Северо-Восточного федерального университета им. М. К. Аммосова, Мирный, Россия

Львов А. С., старший преподаватель

Обоснована необходимость обеспечения устойчивости бортов и верхних бровок уступов кимберлитовых карьеров криолитозоны. Освещен отечественный опыт возведения теплозащитных конструкций из вспененных пластмасс для защиты откосов от растепления. Для оценки эффективности данного способа и определения оптимальных параметров его реализации разработана двухмерная математическая модель тепловлажностных процессов, происходящих в прибортовом массиве. На основе математической модели разработана методика по выбору оптимальных параметров гидротеплоизоляции, обеспечивающих сохранение круглогодичного мерзлого состояния пород под верхней бровкой уступа карьера.

Работа выполнена в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (тема № 0297-2021-0021, ЕГИСУ НИОКТР № 122011800083-0) с использованием оборудования ЦКП ФИЦ ЯНЦ СО РАН, грант № 13.ЦКП.21.0016.

1. Izakson M. V. Pitwall stability control in deep open pit mines in the permafrost zone using heat shielding : Theses of Dissertation of Candidate of Engineering Sciences. Kemerovo, 2006. 22 p.
2. Tkach S. M., Kurilko A. S., Romanova E. K. Effect of thermophysical research to cryolitezone deep opencast effectiveness and safety exploitation providing. GIAB. 2015. Special issue 56. Deep Open Pit Mines. pp. 80–85.
3. Romanova E. K., Kurilko A. S., Kiselev V. V. Pitwall stability control in open pit mines in the permafrost zone using thermal shielding. GIAB. 2017. Special issue 24. Problems of Geomechanics and Geotechnology in Mineral Mining in the North. pp. 264–271.
4. Mironova R. A. The current state of the methods for studying geocryological processes in the rock massifs of permafrost. Izvestiya Uralskogo gosudarstvennogo gornogo universiteta. 2021. No. 4(64). pp. 95–108.
5. Zyryanov I. V., Akishev A. N., Bokiy I. B., Sherstyuk N. M. General concept of determining the parameters of non-mining walls of ultra-deep diamond deposits development open pits. Gornyi Zhurnal. 2021. No. 2. pp. 48–53.
6. Shpolyanskaya N. A. Specific features of opencast mining in the cryolithic zone under continental climate conditions. Inzhenernaya geologiya. 2020. Vol. 15, No. 3. pp. 42–52.
7. Zairov Sh. Sh., Nomdorov R. U., Ashuraliev U. T. Increasing the stability of the sides of the quarry by forming a concave profile of the slope of a high ledge. Insights in Mining Science & Technology. 2022. Vol. 3, Iss. 4. ID 555617.
8. Kulchitskiy V. A., Makagonov V. A., Vasilev N. B., Chekov A. N., Romankov N. I. Airfield pavements. Modern vision. Moscow : Fiziko-matematicheskaya literatura, 2002. 528 p.
9. Busser T., Berger J., Piot A., Pailha M., Woloszyn M. Comparison of model numerical predictions of heat and moisture transfer in porous media with experimental observations at material and wall scales: An analysis of recent trends. Drying Technology. 2019. Vol. 37, Iss. 11. pp. 1363–1395.
10. Ravshanov N., Shadmanov I. U., Mirzaeva N. M. Modeling and visualization of heat and moisture transfer in porous media. Problemy vychislitelnoy i prikladnoy matematiki. 2022. No. 2(39). pp. 72–87.
11. Shadmanov I. U., Shadmanova K. U., Fatullaeva M. Sh. Multidimensional mathematical model and numerical algorithm of joint heat and moisture transfer in nonuniform porous bodies. Problemy vychislitelnoy i prikladnoy matematiki. 2022. Special issue No. 2/1(40). pp. 254–271.
12. Poluektov R. A., Terleev V. V. Modeling of the water retention capacity and differential moisture capacity of soil. Russian Meteorology and Hydrology. 2002. No. 11. pp. 93–100.
13. Terleev V. V., Narbut M. A., Topaj A. G., Mirschel W. Modeling of hydrophysical properties of soil as a capillaryporous medium and modification of the Mualem-Van Genuchten approach: theory. Agrofizika. 2014. No. 2(14). pp. 35–44.
14. Van Genuchten M. Th. A closed-form equation for predicting the hydraulic conductivity of unsaturated soils. Soil Science Society of America Journal. 1980. Vol. 44, Iss. 5. pp. 892–898.
15. Samarskii A. A., Moiseyenko B. D. An e conomic continuous calculation scheme for the stefan multidimensional problem. USSR Computational Mathematics and Mathematical Physics. 1965. Vol. 5, Iss. 5. pp. 43–58.
16. Lychman V. V. Numerical solution of problem on water flow and moisture transfer in porous media : Dissertation of Candidate of Physical and Mathematical Sciences. Kiev, 1984. 156 p.
17. Kucherov A. B., Nikolaev E. S. An alternately triangular iterative method for solving mesh elliptic equations in an arbitrary domain. USSR Computational Mathematics and Mathematical Physics. 1977. Vol. 17, No. 3. pp. 101–114.
18. Jin-Song Xiong. Modified upper and lower triangular splitting iterative method for a class of block two-by-two linear systems. Linear and Multilinear Algebra. 2023. Vol. 71, Iss. 1. pp. 29–40.
19. Litvinov V. N., Gracheva N. N., Shabaev E. A. Application of the alternating triangular iterative method to solving shallow water hydrodynamics problems with graphics accelerators. Uspekhi kibernetiki. 2022. Vol. 3, Iss. 1. pp. 53–57.
20. Vabishchevich P. N. Alternating triangular schemes for second-order evolution equations. USSR Computational Mathematics and Mathematical Physics. 2019. Vol. 59, No. 2. pp. 266–274.
21. Bazaraa M. S., Sherali H. D., Shetty С. М. Nonlinear Programming. Theory and Algorithms. 3^rd ed. Hoboken : John Wiley & Sons, 2006. 872 p.