China's creative industries : clusters and performances

A working paper submitted to the Annual Conference of the Chinese Economist Association held at Cambridge University from 1st to 2nd April 2008Peer reviewedFinal Accepted Versio

PRINCIPLES OF ROCK PRESSURE ENERGY USAGE DURING UNDERGROUND MINING OF DEPOSITS

Purpose. To substantiate principles of rock pressure usage during underground mining of deposits. Methodology. Zonal structuring indices of massif around mine workings were established with help of industrial, laboratory and theoretical research of stress-strain state of rock massif. Research on entropy influence on energy exchange and deformations developments in undisturbed rock massif is conducted by means of the entropy method. Research on preventive capsule formation processes around mine workings and forms of energy transition into work of rock deformation is executed with help of the energy method. Development of geo-energy approaches for the choice of development workings pathways and calculation of their bolting parameters as well as substantiation of parameters of conducting stoping operations in energy zones of preventive capsules is executed according to the estimation of geo-energy technology effectiveness and realization of industrial implementation during underground mining of deposits. Findings. Physical essence of zonal capsulation phenomenon of mine workings is revealed. Geo-energy principles of rock pressure energy usage are substantaited. Resource-saving technologies of mining of mineral depositis are created and implemented into production. Originality. The paper deals with systematization of the picture of phenomena, capsulation processes and regularities by massif of mine workings with determination of shape, sizes, quantity of energy zones, sinusoidal-damping stresses and ring modules of deformation by means of complex account of geo-energy factors that allow using energy of rock pressure in underground mining technologies systematically. Practical value. The energy prediction theory of zonal capsulation parameters research of mine workings is developed which allows studying shapes, sizes, quantity and conditions of formation of energy zones and borders of possible destruction of the massif. Power dependences are established as to changing the sizes of adjacent power zones whose ratio is a constant from the sizes and shape, depth of laying and physical properties of massif containing mine working. The thermodynamic theory of massif that is not disturbed by workings is improved by means of considering the processes of geo-energy streams redistribution and entropy exchanging with allocation into undisturbed massif in a separate entropy method of research. Further development of the sinusoidal-fading dependence of auto-wave fluctuations of stresses in massif that broken by mine workings from gradients of density, temperature, gas-and water saturations of rocks is given.Мета. Обґрунтувати принципи використанням енергії гірського тиску при підземній розробці ро- довищ. Методика. Встановлення показників зонально- го структурування масиву навколо виробок вико- нано за допомогою промислових, лабораторних і теоретичних досліджень напружено-деформовано- го стану масиву порід. Дослідження впливу ентро- пії на обмін енергією та розвиток деформацій у не- порушеному масиві порід виконано за допомогою ентропійного методу. Дослідження процесів фор- мування запобіжних капсул навколо виробок і форм перетворення енергії в роботу деформування порід виконано за допомогою енергетичного мето- ду. Розробка геоенергетичних підходів до вибору трас підготовчих виробок і розрахунку параметрів їх кріплення, а також обґрунтування параметрів проведення очисних робіт в енергетичних зонах за- побіжних капсул виконані за даними оцінки ефек- тивності геоенергетичних технологій і реалізаціі промислового впровадження при підземній роз- робці родовищ. Результати. Розкрита фізична сутність феноме- ну зонального капсулювання гірничих виробок. Обґрунтовані геоенергетичні принципи викорис- тання енергії гірського тиску. Створені та впрова- джені у виробництво ресурсозберігаючі технології розробки родовищ. Наукова новизна. Систематизована картина явищ, процесів і закономірностей капсулювання масивом гірських виробок з визначенням форми, розмірів, кількості енергетичних зон, синусоїдаль- но-згасаючих напружень і кільцевих областей де- формації за рахунок комплексного врахування гео- енергетичних факторів, що дозволило цілеспрямо- вано використовувати енергію гірського тиску в технологіях розробки родовищ. Практична значимість. Розроблена енергетична теорія прогнозування зонального капсулювання гірничих виробок, що дозволяє досліджувати пара- метри енергетичних зон: форми, розміри, кількість, умови утворення й межі можливого руйнування масиву. Встановлені степеневі залежності зміни розмірів суміжних енергетичних зон, співвідно- шення яких є константою від розмірів і форми, глибини закладення й фізичних властивостей ма- сиву, що вміщає виробка. Удосконалена термоди- намічна теорія стану непорушеного виробками ма- сиву порід за рахунок урахування процесів перероз- поділу потоків геоенергії та обміну ентропією в не- порушеному масиві з виділенням в окремий метод дослідження – ентропійний. Отримала подальше уточнення синусоїдально-згасаюча залежність ав- тохвильових коливань напружень у порушеному виробками масиві від градієнтів щільності, темпе- ратури, газо- та водонасиченості гірських порід.Цель. Обосновать принципы использования энергии горного давления при подземной разра- ботке месторождений. Методика. Установление показателей зонально- го структурирования массива вокруг выработок вы- полнено с помощью промышленных, лаборатор- ных и теоретических исследований напряженно- деформированного состояния массива пород. Ис- следование влияния энтропии на обмен энергией и развитие деформаций в нетронутом массиве пород выполнено с помощью энтропийного метода. Ис- следование процессов формирования предохрани- тельных капсул вокруг выработок и форм преобра- зования энергии в работу деформирования пород выполнено с помощью энергетического метода. Разработка геоэнергетических подходов к выбору трасс подготовительных выработок и расчету пара- метров их крепления, а также обоснование параметров проведения очистных работ в энергетических зонах предохранительных капсул выполнены по данным оценки эффективности геоэнергетических технологий и реализации промышленного внедрения при подземной разработке месторождений. Результаты. Раскрыта физическая сущность феномена зонального капсулирования горных выра- боток. Обоснованы геоэнергетические принципы использования энергии горного давления. Созданы и внедрены в производство ресурсосберегаю- щие технологии разработки месторождений. Научная новизна. Систематизирована картина явлений, процессов и закономерностей капсулиро вания массивом горных выработок с определением формы, размеров, количества энергетических зон, синусоидально-затухающих напряжений и кольце вых областей деформации за счет комплексного учета геоэнергетических факторов, позволяющих целенаправленно использовать энергию горного давления в технологиях разработки месторожде ний. Практическая значимость. Разработана энерге тическая теория прогнозирования зонального кап сулирования горных выработок, позволяющая ис следовать параметры энергетических зон: формы, размеры, количество, условия образования и гра ницы возможного разрушения массива. Установ лены степенные зависимости изменения размеров смежных энергетических зон, соотношение кото рых является константой от размеров и формы, глубины заложения и физических свойств массива, вмещающего выработку. Усовершенствована тер модинамическая теория состояния ненарушенного выработками массива горных пород за счет учета процессов перераспределения потоков геоэнергии и обмена энтропией в ненарушенном массиве с вы делением в отдельный метод исследования – эн тропийный. Получила дальнейшее уточнение си нусоидально-затухающая зависимость автоволно вых колебаний напряжений в нарушенном выра ботками массиве от градиентов плотности, темпе ратуры, газо- и водонасыщенности горных пород

Magnetic moments of octet baryons, angular momenta of quarks and sea antiquark polarizations

One can determine antiquark polarizations in proton using the information from deep inelastic scattering, $\beta$ decays of baryons, orbital angular momenta of quarks, as well as their integrated magnetic distributions. The last quantities were determined previously by us performing a fit to magnetic moments of baryon octet. However, because of the SU(3) symmetry our results depend on two parameters. The quantity $\Gamma_{V}$, measured recently in a COMPASS experiment, gives the relation between these parameters. We can fix the last unknown parameter using the ratio of up and down quark magnetic moments which one can get from the fit to radiative vector meson decays. We calculate antiquark polarizations with the orbital momenta of valence quarks that follow from lattice calculations. The value of difference for up and down antiquark polarizations obtained in our calculations is consistent with the result obtained in a HERMES experiment.Comment: 14 pages, latex, 5 eps figure

Acoustic Attenuation by Two-dimensional Arrays of Rigid Cylinders

In this Letter, we present a theoretical analysis of the acoustic transmission through two-dimensional arrays of straight rigid cylinders placed parallelly in the air. Both periodic and completely random arrangements of the cylinders are considered. The results for the sound attenuation through the periodic arrays are shown to be in a remarkable agreement with the reported experimental data. As the arrangement of the cylinders is randomized, the transmission is significantly reduced for a wider range of frequencies. For the periodic arrays, the acoustic band structures are computed by the plane-wave expansion method and are also shown to agree with previous results.Comment: 4 pages, 3 figure

The influences of the galactic cosmic ray on the atmospheric ozone

The relationship between the yearly variations of cosmic ray intensity and ozone in the atmosphere, and the ozone disturbance initiated by the Forbush decrease of 1965-1976 is analyzed. The data on cosmic ray intensity were selected from the records of the super neutron monitor at Deep River station and the ionization chamber at Beijing station. Ozone data were taken from Resolute (Canada), Bismark (N. Dakota, USA), Kagoshima (Japan), and Kodaikanal (India). The statistical results show that ozone is prominently modulated and disturbed by the 11 year variation and the Forbush decrease in the galactic cosmic ray

The results of magnetic separation use in ore processing of metalliferous raw basalt of Volyn region

Purpose. To determine the effectiveness of the electric field use in ore processing for extraction of native copper concentrate from raw basalt, to identify the most technologically advanced grain-size classes of the feed stock. To define the nature of the relationship between the amount of recoverable concentrate and the main dominant factors – separator field density and the coarseness of the prepared raw material. Methods. We used the substantiated physical and chemical methods of elemental, mineral, fractional, particle size distribution analysis of the basalt rock mass under processing, methods of laboratory, semi-industrial and industrial research into crushing, grinding, classification, and electromagnetic separation processes at the stages of ore preparation of raw materials for the production of metalliferous industrial products. The methods of statistical modeling and experimental results regression analysis have been applied. Findings. The preferred grain-size classes in the process of ore preparation and classification of basalt rock components for electrostatic separation were determined. The dependences of copper concentrate production from basalt, tuff and lava-breccia on the electrostatic field density while changing grain-size classes in the initial product were worked out. The regression dependences of the copper concentrate output on various relationships between grain-size classes in the initial material and the electric field density were obtained. Originality. The content of native copper in basalt, lava breccia and tuff was established and the preferred grain-size classes in the process of ore preparation were identified. It is for the first time that the magnetic susceptibility of all three components of basalt raw material was determined, and the influence of the magnetic field on the output of titano-magnetite concentrate was shown as well as the rational grain size of ore preparation was detrmined. The dependences of the copper concentrate output have been established and the efficiency of the electrical separation in complex processing of basalt raw material has been proved.Мета. Визначення ефективності використання електричного поля у процесі рудопідготовки для виділення концентрату самородної міді з базальтової сировини, встановлення найбільш технологічних класів крупності перероблюваної сировини й характеру залежності кількості добутого концентрату від основних домінуючих факторів – напруженості поля сепаратора та крупності підготовленої сировини. Методика. У роботі використані апробовані фізичні та хімічні методи аналізу елементного, мінерального, фракційного, гранулометричного складу переробки базальтової гірської маси, методи лабораторних, напівпромислових і промислових досліджень процесів дроблення, подрібнення, класифікації, електромагнітної сепарації на етапах рудопідготовки сировини до отримання металовмісних промпродуктів. Застосовані методи статистичного моделювання і регресійного аналізу результатів експериментальних досліджень. Результати. Встановлено класи крупності у процесі рудопідготовки і класифікації складових базальтової гірської маси до електросепарації. Виявлено залежності виходу мідного концентрату для базальту, туфу та лавобрекчії від напруженості електричного поля при варіюванні вмістом різних класів крупності у вихідному продукті. Отримано регресійні залежності виходу мідного концентрату від різних співвідношень між класами крупності у вихідному продукті та від напруженості електричного поля. Наукова новизна. Встановлено процентний вміст самородної міді у базальті, лавобрекчії, туфі та показані кращі класи крупності у процесі рудопідготовки. Вперше визначена магнітна сприйнятливість всіх трьох складових базальтової сировини, показано вплив величини магнітного поля на вихід концентрату титаномагнетиту й визначена раціональна крупність рудопідготовки. Вперше встановлено залежності виходу мідного концентрату й показана ефективність використання операції електричної сепарації при комплексній переробці базальтової сировини. Практична значимість. Отримані результати досліджень вказують на доцільність комплексної переробки базальтової сировини, і на цій основі розроблений спосіб її переробки.Цель. Определение эффективности использования электрического поля в процессе рудоподготовки для выделения концентрата самородной меди из базальтового сырья, установление наиболее технологичных классов крупности перерабатываемого сырья и характера зависимости количества извлекаемого концентрата от основных доминирующих факторов – напряженности поля сепаратора и крупности подготовленного сырья. Методика. В работе использованы апробированные физические и химические методы анализа элементного, минерального, фракционного, гранулометрического состава перерабатываемой базальтовой горной массы, методы лабораторных, полупромышленных и промышленных исследований процессов дробления, измельчения, классификации, электромагнитной сепарации на этапах рудоподготовки сырья к получению металлосодержащих промпродуктов. Применены методы статистического моделирования и регрессионного анализа результатов экспериментальных исследований. Результаты. Установлены предпочтительные классы крупности в процессе рудоподготовки и классификации составляющих базальтовой горной массы к электросепарации. Установлены зависимости выхода медного концентрата для базальта, туфа и лавобрекчии от напряженности электрического поля при варьировании содержанием разных классов крупности в исходном продукте. Получены регрессионные зависимости выхода медного концентрата от различных соотношений между классами крупности в исходном продукте и от напряженности электрического поля. Научная новизна. Установлено процентное содержание самородной меди в базальте, лавобрекчии и туфе, а также показаны предпочтительные классы крупности в процессе рудоподготовки. Впервые установлена магнитная восприимчивость всех трех составляющих базальтового сырья, показано влияние величины магнитного поля на выход концентрата титаномагнетита и определена рациональная крупность рудоподго-товки. Впервые установлены зависимости выхода медного концентрата и показана эффективность использования операции электрической сепарации при комплексной переработке базальтового сырья. Практическая значимость. Полученные результаты исследований указывают на целесообразность комплексной переработки базальтового сырья, и на этой основе разработан способ его переработки

Modeling the drainage facilities operation at the prospective construction site on the Dnipro floodland

Purpose. To carry out predictive assessment of the hydrodynamic regime at the prospective construction site on the Dnipro floodland in order to choose an expedient drainage system and substantiate the drainage parameters. Methods. In studying the hydrodynamic regime, we used the method of variant modeling of three-dimensional filtration processes during the operation of various types of drainage and different drainage element layouts using a numerical mathematical model implemented on the basis of a finite differences method. Findings. The main mode-forming factors of the investigated territory have been determined using the results of analysis and generalization of the data related to geological structure and hydrogeological conditions. The general hydrodynamic scheme of the simulated area has been developed, the structure of geofiltration model has been justified, its initial and boundary conditions have been determined. Predictive estimation of groundwater level regime has been executed, comparative analysis of vertical and bed drainage efficiency with various schemes of drainage element layouts has been carried out by simulation. The efficiency of the drainage structures operation in the protected area has been estimated for high-level flood conditions at the set water level in the Dnipro. Originality. Patterns in the hydrodynamic regime formation of the Dnipro floodland have been determined under the influence of the main mode-forming factors in conditions of drainage operation. Practical implications of the work consist in substantiation of choosing the hydrodynamically expedient drainage system, the layout of dewatering constructions and drainage parameters for the site of the projected construction. The results of this research can form the basis for the development of the protective engineering measures in construction design at sites within potentially flooded river valleys.Мета. Прогнозна оцінка гідродинамічного режиму підземних вод на ділянці перспективної забудови заплавної частини долини р. Дніпро у зв’язку з вибором доцільної системи дренажу та обґрунтуванням параметрів дренажного водозниження. Методика. Дослідження гідродинамічного режиму варіантним моделюванням процесів планово-профільної фільтрації в умовах роботи різних видів дренажу та компоновки дренажних споруд із використанням чисельної математичної моделі, реалізованої на базі метода скінчених різниць. Результати. Визначені основні режимоутворюючі фактори досліджуваної території, розроблена загальна гідродинамічна схема модельованої області й обґрунтована структура геофільтраційної моделі, визначені її початкові та граничні умови. За даними моделювання виконана прогнозна оцінка рівневого режиму підземних вод, проведено порівняльний аналіз ефективності пластового та вертикального дренажів при різних схемах компоновки водознижуючих споруд. Ефективність роботи дренажних споруд на території, що захищається, оцінена для умов проходження високого паводку при заданій забезпеченості рівня води у р. Дніпро. Наукова новизна. Встановлення закономірностей формування гідродинамічного режиму підземних вод у заплавній частині долини р. Дніпро під впливом основних режимоутворюючих факторів в умовах роботи дренажного водозниження. Практична значимість. Обґрунтування вибору гідродинамічно доцільної системи дренажу, схеми розташування водознижуючих споруд і параметрів дренажного водозниження на ділянці проектованого будівництва. Результати досліджень можуть складати основу для розробки інженерних заходів захисного характеру при проектуванні об’єктів будівництва в межах потенційно підтоплюваних заплавних ділянок долин річок.Цель. Прогнозная оценка гидродинамического режима подземных вод на участке перспективной застройки пойменной части долины р. Днепр в связи с выбором целесообразной системы дренажа и обоснованием параметров дренажного водопонижения. Методика. Исследования гидродинамического режима вариантным моделированием процессов планово-профильной фильтрации в условиях работы различных видов дренажа и компоновки дренажных сооружений с использованием численной математической модели, реализованной на базе метода конечных разностей. Результаты. Определены основные режимообразующие факторы исследуемой территории, разработана общая гидродинамическая схема моделируемой области и обоснована структура геофильтрационной модели, определены ее начальные и граничные условия. По данным моделирования выполнена прогнозная оценка уровенного режима подземных вод, проведен сопоставительный анализ эффективности пластового и вертикального дренажей при различных схемах компоновки водопонизительных сооружений. Эффективность работы дренажных сооружений на защищаемой территории оценена для условий прохождения высокого паводка при заданной обеспеченности уровня воды в р. Днепр. Научная новизна. Установлены закономерности формирования гидродинамического режима подземных вод в пойменной части долины р. Днепр под влиянием основных режимообразующих факторов в условиях работы дренажного водопонижения. Практическая значимость. Обоснование выбора гидродинамически целесообразной системы дренажа, схемы расположения водопонизительных сооружений и параметров дренажного водопонижения на участке проектируемого строительства. Результаты исследований могут составлять основу для разработки инженерных мероприятий защитного характера при проектировании объектов строительства в пределах потенциально подтапливаемых пойменных участков долин рек.The research was carried out with the technical support of the specialists of LLC “VODOPROEKT”