Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, Санкт-Петербург, Россия

Господариков А. П., зав. кафедрой, д-р техн. наук, проф., kafmatem@spmi.ru
Кириленко В. И., аспирант

ООО «Медвежий ручей», Норильск, Россия
Мильков А. С., главный инженер рудника «Заполярный»

Заполярный филиал ПАО «ГМК «Норильский никель», Норильск, Россия
Шиленко С. Ю., директор Департамента промышленной безопасности и производственного контроля

Рассмотрено определение граничных условий для метода дискретных элементов, позволяющего исследовать взаимодействие частиц вмещающих горных пород и руд. Данные для задания граничных условий и параметров сыпучего материала являются критически важными при дискретном моделировании процесса выпуска руды. Исследование выполняли для вмещающих горных пород и руд рудника «Заполярный». Были определены следующие параметры: плотность, модуль Юнга, коэффициент Пуассона; гранулометрический состав горной массы; статический и динамический коэффициенты трения; коэффициент восстановления. Верификация полученных данных осуществлена путем сравнения результатов лабораторных испытаний и численного моделирования процесса формирования угла естественного откоса горной массы.

1. Васильева М. А., Голик В. И., Зеленцова А. А. Методы интенсификации трубопроводного транспортирования гидросмесей при закладке выработанного пространства // Записки Горного института. 2025. Т. 274. С. 104–116.
2. Зубов В. П., Трофимов А. В., Колганов А. В. Влияние особенностей управления состоянием массива горных пород на рудниках Талнахского рудного узла на показатели разубоживания // ГИАБ. 2024. № 12-1. С. 87–106.
3. Fedorova E. R., Morgunov V. V., Pupysheva E. A. Effect of variation of internal diameter along the length of a rotary kiln on material movement // Non-ferrous Metals. 2024. No. 1. P. 28–34.
4. Каунг П. А., Горелкина Е. И., Абдулаев Э. К., Мишенина Н. А. Бюджетная политика горнодобывающего предприятия в условиях меняющейся геополитической обстановки // Горная промышленность. 2023. № 3. С. 143–153.
5. Литвиненко В. С., Петров Е. И., Василевская Д. В., Яковенко А. В., Наумов И. А. и др. Оценка роли государства в управлении минеральными ресурсами // Записки Горного института. 2023. Т. 259. С. 95–111.
6. Малиновский Е. Г., Голованов А. И., Ахпашев Б. А. Исследования влияния гранулометрического состава отбитой рудной массы на показатели извлечения при системе этажного принудительного обрушения руды физическим моделированием // Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2022. № 3(151). С. 41–53.
7. Рожков А. А., Барановский К. В., Дьячков П. С. Исследование влияния горно-геологических и горнотехнических факторов на величину потерь обогащенной рудной мелочи при выемке пологих залежей средней мощности // Проблемы недропользования. 2024. № 4(43). С. 16–29.
8. Лаптев В. В. Анализ исследований в области компьютерного моделирования процесса выпуска руды для систем разработки с обрушением руды и вмещающих пород // Проблемы недропользования. 2018. № 2(17).
С. 107–112.
9. Шибаева Д. Н., Власов Б. А., Шумилов П. А., Терещенко С. В., Булатов В. В. Применение численного и физического моделирования при проектировании конструкции рентгенолюминесцентного сепаратора, предназначенного для разделения руд, содержащих люминесцирующие минералы // Горная промышленность. 2021. № 6. С. 82–88.
10. Лаптев В. В. Численное моделирование потока раздробленной горной массы в процессе выпуска руды с использованием программы ROCKY DEM // Вестник МГТУ. Труды Мурманского государственного технического университета. 2019. Т. 22. № 1. С. 149–157.
11. Шибаева Д. Н., Терещенко С. В., Асанович Д. А., Шумилов П. А. К вопросу о необходимости классификации горной массы, направляемой на сухую магнитную сепарацию // Записки Горного института. 2022. Т. 256. С. 603–612.
12. Жуковский Ю. Л., Королев Н. А., Малькова Я. М. Мониторинг состояния измельчения в барабанных мельницах по результирующему моменту на валу // Записки Горного института. 2022. Т. 256. С. 686–700.
13. Белоглазов И. И., Иконников Д. А. Применение метода дискретных элементов для моделирования процесса измельчения горных пород в щековой дробилке // Известия вузов. Приборостроение. 2016. Т. 59. № 9. С. 780–786.
14. Зубков В. П., Петров Д. Н. Влияние режима выпуска руды на потери от смерзания при подземной разработке месторождений криолитозоны // Горная промышленность. 2022. № 2. С. 76–80.
15. Sánchez V., Castro R. L., Palma S. Gravity flow characterization of fine granular material for Block Caving // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2019. Vol. 114. P. 24–32.
16. Firouzabadi M., Esmaeili K., Rashkolia G. S., Asadi M. A discrete element modelling of gravity flow in sublevel caving considering the shape and size distribution of particles // International Journal of Mining, Reclamation and Environment. 2023. Vol. 37. Iss. 4. P. 255–276.
17. Liu Q., Shi F., Wang X., Zhao M. Statistical Estimation of Blast Fragmentation by Applying 3D Laser Scanning to Muck Pile // Shock and Vibration. 2022. Vol. 2022. ID 3757561.
18. Jang H., Kitahara I., Kawamura Y., Endo Y., Topal E. et al. Development of 3D rock fragmentation measurement system using photogrammetry // International Journal of Mining, Reclamation and Environment. 2020. Vol. 34. Iss. 4. P. 294–305.
19. Sanchidrián J. A., Segarra P., Ouchterlony F., Gómez S. The Infuential Role of Powder Factor vs. Delay in Full-Scale Blasting: A Perspective Through the Fragment Size-Energy Fan // Rock Mechanics and Rock Engineering. 2022. Vol. 55. Iss. 5. P. 4209–4236.
20. Виноградов Ю. И., Хохлов С. В., Баженова А. В., Соколов С. Т. Методические принципы измерения кусковатости горной массы // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2020. № 3. С. 112–123.
21. Guo Q., Wang Y., Yang S., Xiang Z. A method of blasted rock image segmentation based on improved watershed algorithm // Scientific Reports. 2022. Vol. 12. DOI: 10.1038/s41598-022-11351-0
22. Rackl M., Hanley K. J. A methodical calibration procedure for discrete element models // Powder Technology. 2017. Vol. 307. P. 73–83.
23. Quist J., Evertsson M. Framework for DEM Model Calibration and Validation // Proceedings of the 14th European Symposium on Comminution and Classification. – Gothenburg, 2015. P. 103–108.

24. Ketterhagen W., Wassgren C. A perspective on calibration and application of DEM models for simulation of industrial bulk powder processes // Powder Technology. 2022. Vol. 402. ID 117301.
25. Boikov A., Savelev R., Payor V., Potapov A. Universal Approach for DEM Parameters Calibration of Bulk Materials // Symmetry. 2021. Vol. 13. Iss. 6. ID 1088.
26. Boikov A. V., Savelev R. V., Payor V. A., Potapov A. V. Evaluation of bulk material behavior control method in technological units using DEM. Part 2 // CIS Iron and Steel Review. 2020. Vol. 20. P. 3–6.
27. Ghodki B. M., Patel M., Namdeo R., Carpenter G. Calibration of discrete element model parameters: soybeans // Computational Particle Mechanics. 2019. Vol. 6. Iss. 1. P. 3–10.
28. Song X., Dai F., Zhang F., Wang D., Liu Y. Calibration of DEM models for fertilizer particles based on numerical simulations and granular experiments // Computers and Electronics in Agriculture. 2023. Vol. 204. ID 107507.
29. Roessler T., Richter C., Katterfeld A., Will F. Development of a standard calibration procedure for the DEM parameters of cohesionless bulk materials – part I: Solving the problem of ambiguous parameter combinations // Powder Technology. 2019. Vol. 343. P. 803–812.
30. Han Y.-L., Jia F.-G., Tang Y.-R., Liu Y., Zhang Q. Influence of granular coefficient of rolling friction on accumulation characteristics // Acta Physica Sinica. 2014. Vol. 63. No. 17. ID 174501.
31. Han D.-D., Xu Y., Huang Y.-X., He B., Dai J.-W. et al. DEM parameters calibration and verification for coated maize particles // Computational Particle Mechanics. 2023. Vol. 10. Iss. 6. P. 1931–1941.
32. Bao M., Wu W., Tian G., Qiu B. Research on discrete element parameter calibration of ore particles based on Tavares breakage model in a SAG mill // Particuology. 2025. Vol. 96. P. 44–56.
33. Jiang C., An X., Li M., Wu Y., Gou D. et al. DEM modelling and analysis of the mixing characteristics of sphere-cylinder granular mixture in a rotating drum // Powder Technology. 2023. Vol. 426. ID 118653.
34. Hoshishima C., Ohsaki S., Nakamura H., Watano S. Parameter calibration of discrete element method modelling for cohesive and non-spherical particles of powder // Powder Technology. 2021. Vol. 386. P. 199–208.
35. Zhu B., Liu J., Chen X., Yu J., Liu M. et al. Parameter Calibration of Soil in the Poyang Lake Region Based on Discrete Element Method // American Journal of Biochemistry and Biotechnology. 2020. Vol. 16. No. 4. P. 538–548.