Applied scientific and systemic problems of the related ore-dressing plants interaction in the event of decommissioning the massif that separates their quarries

Purpose. Determining the possible and substantiating expedient alternate design and engineering decisions regarding the stage of spacial union of the adjacent quarries belonging to various owners by mining the rock pillar between the No. 3 quarry of PJSC “ArcelorMittal Kryvyi Rih” and the quarry of PJSC “Southern Mining Factory” with involvement into mining the reserves, extraction of which is possible within the existing mining and land allotments. Methods. It was used an integrated methodological approach, including mining and geological analysis of the rock massif between two adjacent quarries, which is subject to decommissioning; technical-economical analysis of the operational efficiency of the ore-dressing plant when decreasing the ore mine productivity as a result of cleaning-up the deposit; theoretical substabtiation of design and engineering decisions regarding the quarry objects parameters in the specified conditions and with the efficient development of a rock pillar that separates quarries. Findings. The state of the projects and plans for the development of mining operations in the No. 3 quarry of PJSC “ArcelorMittal Kryvyi Rih” and the quarry of PJSC “Southern Mining Factory” has been analyzed, which, in the coming years, indicates their spacial union. It has been revealed that the decommissioning of the rock pillar between the quarries is complicated both spacely and technologically, especially as a result of seismic restrictions, but the proposed solutions and measures simplify and make safe this stage as much as possible. The problem has been defined of reduce in the loading at the dressing plants proportionally to the decline in ore output. The technical-economical calculations substantiate that the corresponding sequential decommissioning the enrichment sections of the ore-dressing plants is expedient at one of the two cooperating ore mining and processing plants. Originality. An integrated approach has been improved regarding the evolution of mining and processing enterprises at the stage when their quarries approach to the maximum depths and final contours by taking into account adjacent ore mines as a single complex dynamic system. The analytical substantiation of drilling and blasting technology of the rocks destruction has been adapted to the specific conditions of decommissioning the pillar adjacent to both quarries. Practical implications. It is distinguished their high level of suitability for implementation and use in the designing of mining operations development in the quarries of PJSC “ArcelorMittal Kryvyi Rih” and PJSC “Southern Mining Factory”.Мета. Визначення можливих і обґрунтування доцільних варіантів проектно-технологічних рішень щодо етапу просторового з’єднання суміжних кар’єрів різних власників на прикладі розробки породного цілика між кар’єром №3 ПрАТ “АрселорМіттал Кривий Ріг” і кар’єром ПрАТ “Південний гірничо-збагачувальний комбінат” з включенням до відпрацювання запасів, виїмка яких є можливою в межах існуючих гірничого та земельного відводів. Методика. Використано комплексний методичний підхід, що включає гірничо-геологічний аналіз породного масиву між двома суміжними кар’єрами, який підлягає ліквідації; техніко-економічний аналіз ефективності експлуатації рудозбагачувальної фабрики при зниженні продуктивності рудника внаслідок доробки родовища; теоретичне обґрунтування проектних і технологічних рішень щодо параметрів об’єктів кар’єру за даних умов та продуктивної розробки розділяючого кар’єри породного цілика. Результати. Проаналізовано стан проектів і планів розвитку гірничих робіт кар’єру №3 ПрАТ “АрселорМіттал Кривий Ріг” і кар’єру ПрАТ “Південний гірничо-збагачувальний комбінат”, що свідчить про їх просторове з’єднання в найближчі роки. Виявлено, що ліквідація породного цілика між кар’єрами ускладнюється як просторово, так і технологічно, особливо внаслідок сейсмічних обмежень, але запропоновані рішення і заходи максимально спрощують й убезпечують даний етап. Встановлена проблема зниження завантаження збагачувальних фабрик пропорційна падінню видобутку руд. Техніко-економічні розрахунки доводять, що відповідне зазначеному послідовне виведення збагачувальних секцій рудозбагачувальних фабрик є доцільним на одному зі взаємодіючих ГЗК. Наукова новизна. Вдосконалено комплексний підхід щодо еволюції гірничо-збагачувальних комбінатів на стадії наближення їх кар’єрів до граничних глибин та кінцевих контурів за рахунок врахування суміжних рудників як єдиної складної динамічної системи. Адаптовано аналітичні обґрунтування технології буро-підривного руйнування скельних порід до конкретних умов ліквідації міжкар’єрного цілика. Практична значимість визначається високим рівнем придатності їх до впровадження та використання в проектуванні розвитку гірничих робіт кар’єрів ПрАТ “АрселорМіттал Кривий Ріг” і ПрАТ “Південний гірничо-збагачувальний комбінат”.Цель. Определение возможных и обоснование целесообразных вариантов проектно-технологических решений относительно этапа пространственного соединения смежных карьеров различных собственников на примере разработки породного целика между карьером №3 ЧАО “АрселорМиттал Кривой Рог” и карьером ЧАО “Южный горно-обогатительный комбинат” с включением в отработку запасов, выемка которых возможна в рамках существующих горного и земельного отводов. Методика. Использован комплексный методический подход, включающий горно-геологический анализ породного массива между двумя смежными карьерами, который подлежит ликвидации; технико-экономический анализ эффективности эксплуатации рудообогатительной фабрики при снижении производительности рудника в результате доработки месторождения; теоретическое обоснование проектных и технологических решений относительно параметров объектов карьера при данных условиях и продуктивной разработки разделяющего карьеры породного целика. Результаты. Проанализировано состояние проектов и планов развития горных работ карьера №3 ЧАО “АрселорМиттал Кривой Рог” и карьера ЧАО “Южный горно-обогатительный комбинат”, что свидетельствует об их пространственном соединении в ближайшие годы. Выявлено, что ликвидация породного целика между карьерами осложняется как пространственно, так и технологически, особенно в результате сейсмических ограничений, но предложенные решения и меры максимально упрощают и защищают данный этап. Установленная проблема снижения загрузки обогатительных фабрик пропорциональна падению добычи руд. Технико-экономические расчеты доказывают, что соответствующее указанному последовательное выведение обогатительных секций рудообогатительных фабрик является целесообразным на одном из взаимодействующих ГОК. Научная новизна. Усовершенствован комплексный подход к эволюции горно-обогатительных комбинатов на стадии приближения их карьеров до предельных глубин и конечных контуров за счет учета смежных рудников как единой сложной динамической системы. Адаптировано аналитические обоснования технологии буровзрывного разрушения скальных пород к конкретным условиям ликвидации междукарьерного целика. Практическая значимость определяется высоким уровнем пригодности их к внедрению и использованию в проектировании развития горных работ карьеров ЧАО “АрселорМиттал Кривой Рог” и ЧАО “Южный горно-обогатительный комбинат”.The authors express their deep gratitude to the Head of the Research and Development Laboratory for quality control of iron ore raw materials, Professor A.A. Azaryan, as well as the staff of the Department of Open Pit Mining at Kryvyi Rih National University for their assistance when implementing the scientific developments and their introduction into production

Development of natural underground ore mining technologies in energy distributed massifs

The object of research is the technology and facilities for underground mining of ores in the disrupted massifs. One of the most problematic places is the formation of man-made voids; which influence the occurrence and redistribution of stress-strain state (SSS) of the rock massif. Their existence in the earth's crust provokes the influence of geomechanical and seismic phenomena; up to the level of earthquakes. The study used: – data from literature sources and patent documentation in the field of technologies and facilities for underground mining of ores in the energy-disrupted massifs of substantiation of technological parameters of operating units; – laboratory and production experiments; – physical modeling and selection of compositions of solidifying mixtures. Analytical researches; comparative analysis of theoretical and practical results by standard and new methods with the participation of the authors were performed. The questions of seismogeodynamic monitoring of the SSS of the rock massif during the safe development of rock-type ore deposits are considered. The interaction of natural and man-made systems providing geomechanical balance of ore-bearing massifs is shown. Possibilities of controlling the geomechanics of a massif with filling of man-made voids with various solid mixtures and tails of underground leaching of metals from substandard ores are investigated. The typification of processes is given and the distinctive features of underground block leaching of metals from rock ores are formulated in the aspect of controlling the geodynamics of the massif. The principle estimation of the combined technologies with rationalization of use of the SSS of the rock massif for regulation of the sign and magnitude of stresses in natural and artificial conditions is shown. The conclusions about the effectiveness of the controlled interaction of natural and man-made systems; ensuring the geomechanical balance of massifs and the earth's surface in the area of subsoil development over a long period of time. The research results can be used in the underground development of ore deposits of complex structure of Ukraine; the Russian Federation; the Republic of Kazakhstan and other developed mining countries of the world

Harmonization of modeling systems for assessing the electric-power consumption levels at mining enterprises

Purpose. The purpose of the work is to study the system corporate features of electric-power consumption systems, the formation of applied scientific and methodological support, as well as economic and mathematical modeling tools to analyse the cost characteristics of the electric-power consumption. Methods. The research is based on the use of laws, patterns and categorical set. In the course of scientific research, the general scientific methods were used (comparison, generalization, analogue method, structural analysis and synthesis), methods of logical-theoretical analysis and special economic-mathematical methods. The official documents that reflect and regulate certain aspects of the power consumption system in the acquisition, processing and presentation of information were the normative basis of research. The materials of scientific conferences and seminars, the resources of the global Internet information system, the information from the State Statistics Service of Ukraine were used as information sources. The theoretical basis of research is confirmed by scientific works of domestic and foreign researchers in the field of power supply in a transition economy. The complex of regression and index methods, as well as models of electric-power consumption analysis are used to determine the transformational changes in the components of electric-power consumption. Findings. The parameters have been analysed of electric-power consumption in iron-ore enterprises of the Kryvyi Rih region. The process has been investigated of forming a system of models for solving the problem of the cost characteristics optimization of electric-power consumption. The system corporate features have been determined of the power consumption systems in iron-ore enterprises of the Kryvyi Rih region. The tools set has been formed of economic and mathematical modelling in order to analyse and assess the cost indicators of power consumption systems. The harmonization of modelling methods made it possible to determine the cost characteristics and prove the rationality of using the models, calculate the effective resources assignment, and make recommendations in accordance with rational management decisions on the formation of electric-power consumption. Originality. An innovative integrated approach to the formation of corporate models of electric-power supply systems has been proposed, which uses the index methodology in combination with the least modules methods. This approach allows to optimize electric-power costs and ensure rational management of electric-power consumption. Practical implications. The formation of corporate models is the basis for further research and the construction of multifactorial regression models, as well as models to predict the electric-power consumption. Practical experience in the use of the proposed methodology has proven its effectiveness in making management decisions to ensure optimal electric-power consumption characteristics.Мета. Вивчення системних корпоративних характеристик систем електроспоживання, формування прикладного науково-методичного забезпечення та інструменти економіко-математичного моделювання з метою аналізу й вартісних характеристик електроспоживання. Методика. Дослідження засноване на використанні законів, закономірностей та категоричного апарату. У процесі наукових досліджень були використані загальні наукові методи досліджень (порівняння, узагальнення, метод аналогій, структурний аналіз та синтез), методи логіко-теоретичного аналізу, спеціальні економіко-математичні методи. Нормативною базою для дослідження були офіційні документи, що відображають та регулюють певні аспекти системи споживання енергії при зборі, обробці та представленні інформації. Як інформаційні джерела використані матеріали наукових конференцій та семінарів, ресурси глобальної інформаційної системи Інтернету, інформація Державної служби статистики України. Теоретичні основи дослідження, що обслуговуються науковими роботами вітчизняних та зарубіжних дослідників у галузі енергозабезпечення в перехідній економіці. Комплекс регресійних та індексних методів та моделей аналізу споживання електроенергії для визначення трансформаційних змін компонентів споживання електричної енергії. Результати. Проаналізовано параметри споживання електроенергії на залізорудних підприємствах Криворізького регіону. Досліджено процес формування системи моделей для вирішення проблеми оптимізації вартісних характеристик споживання електроенергії. Визначено системні корпоративні характеристики систем енергоспоживання залізорудних підприємств Криворізького регіону. Сформовано інструментарій економічного та математичного моделювання з метою аналізу та оцінювання показників вартості систем енергоспоживання. Гармонізація методів моделювання дозволила визначити вартісні характеристики та довести раціональність застосування моделей, розрахувати ефективний розподіл ресурсів, надати рекомендації відповідно до раціональних управлінських рішень щодо формування споживання електроенергії. Наукова новизна. Запропоновано інноваційний комплексний підхід до формування корпоративних моделей систем електропостачання, що полягає у використанні індексної методології в поєднанні з методами найменших модулів. Це дозволяє оптимізувати витрати електроенергії і забезпечити раціональне управління електроспоживанням. Практична значимість. Формування корпоративних моделей є основою для подальшого дослідження і побудови багатофакторних регресійних моделей та моделей для прогнозування споживання електроенергії. Практичний досвід використання запропонованої методології довели свою ефективність при прийнятті управлінських рішень з метою забезпечення оптимальних витратних характеристик споживання електроенергії.Цель. Изучение корпоративных характеристик систем электроснабжения, формирования прикладного научно-методического обеспечения и инструментария экономико-математического моделирования для анализа и стоимостных характеристик электропотребления. Методика. Исследование основано на использовании законов, закономерностей и категорического аппарата. В процессе научных исследований были использованы общие научные методы исследования (сравнение, обобщение, метод аналогий, структурный анализ и синтез), методы логико-теоретического анализа, специальные экономико-математические методы. Нормативной базой для исследования были официальные документы, отражающие и регулирующие определенные аспекты системы потребления энергии при сборе, обработке и представлении информации. Как информационные источники, использованные материалы научных конференций и семинаров, ресурсы глобальной информационной системы Интернета, информация Государственной службы статистики Украины. Теоретические основы исследования, обслуживаемых научными работами отечественных и зарубежных исследователей в области энергообеспечения в переходной экономике. Комплекс регрессионных и индексных методов и моделей анализа потребления электроэнергии для определения трансформационных изменений компонентов потребления электрической энергии. Результаты. Проанализированы параметры потребления электроэнергии на железорудных предприятиях Криворожского региона. Исследован процесс формирования системы моделей для решения проблемы оптимизации стоимостных характеристик потребления электроэнергии. Определены корпоративные характеристики систем энергопотребления железорудных предприятий Криворожского региона. Сформирован инструментарий моделирования с целью анализа и оценки показателей стоимости систем энергопотребления. Гармонизация методов моделирования позволила определить стоимостные характеристики и доказать рациональность применения моделей, рассчитать эффективное распределение ресурсов, дать рекомендации в соответствии с рациональными управленческими решениями по формированию потребления электроэнергии. Научная новизна. Предложен инновационный комплексный подход к формированию корпоративных моделей систем электроснабжения заключающийся в использовании методологии индексов в сочетании с методами наименьших модулей, что позволяет оптимизировать затраты электроэнергии и осуществить рациональное управление электропотреблением. Практическая значимость. Формирование корпоративных моделей является основой для дальнейшего исследования и построения многофакторных регрессионных моделей и моделей для прогнозирования потребления электроэнергии. Практический опыт использования предложенной методологии доказали свою эффективность при принятии управленческих решений с целью обеспечения оптимальных расходных характеристик потребления электроэнергии.The author expresses particular gratitude to T.M. Beridze, Candidate of Engineering Sciences, Associate Professor, for consulting assistance in formulation of this scientific article

Measuring Intersectoral Knowledge Spillovers: an Application of Sensitivity Analysis to Italy

R&D spillovers are unanimously considered as one of the main driving forces of technical change, innovation and economic growth. This paper aims at measuring inter-industrial R&D spillovers, as a useful information for policy-makers. We apply an “uncertainty-sensitivity analysis” to the Italian input-output table of intermediate goods split into 31 economic sectors for the year 2000. The value added of using this methodology is the opportunity of distinguishing (separately) between spillover effects induced by productive linkages (the Leontiev forward multipliers) and those activated by R&D investments, capturing also the uncertain and non-linear nature of the relations between spillovers and factors affecting them.R&D spillovers, Input-output models, Sensitivity analysis, Monte Carlo simulations

Simulating climate change and land use effects on soil nitrous oxide emissions in Mediterranean conditions using the Daycent model

In Mediterranean agroecosystems, limited information exists about possible impacts of climate change on soil N2O emissions under different land uses. This paper presents a modelling study with a dual objective. Firstly, the biogeochemical Daycent model was evaluated to predict soil N2O emissions in different land uses in a typical Mediterranean agroecosystem. Secondly, the study aimed to determine the impact of climate change on soil N2O emissions in different Mediterranean land uses over an 85-year period. Soil N2O emissions were measured in three land uses (cropland, abandoned land and afforested land) over 18 months (December 2011 to June 2013) in a characteristic Mediterranean site in Spain. For climate change simulations, Daycent was run with and without atmospheric CO2 enrichment using climate data from the CGCM2-A2 model. The cumulative N2O emissions predicted by the Daycent model agreed well with the observed values. The lack of fit (LOFIT) and the relative error (E) statistics determined that the model error was not greater than the error in the measurements and that the bias in the simulation values was lower than the 95% confidence interval of the measurements. For the different land uses and climate scenarios, annual cumulative N2O emissions ranged from 126 to 642 g N2O-N ha−1 yr−1. Over the simulated 85-year period, climate change decreased soil N2O emissions in all three land uses. At the same time, under climate change, water filled pore space (WFPS) values decreased between 4% and 15% depending on the land use and climate change scenario considered. This study demonstrated the ability of the Daycent model to simulate soil N2O emissions in different land uses. According to model predictions, in Mediterranean conditions, climate change would lead to reduced N2O emissions in a range of land uses.Jorge Álvaro-Fuentes acknowledges the receipt of a fellowship from the OECD Co-operative Research Programme: Biological Resource Management in Sustainable Agricultural Systems in 2013. Daniel Plaza-Bonilla received a “Juan de la Cierva” grant from the Ministerio de Economía y Competitividad of Spain. This study was also possible through funds provided by the Aragon Regional Government and La Caixa (grant GA-LC-050/2011), the Ministry of Economy and Competitiveness of Spain (grant AGL2013-49062-C4-4-R) and the COMET-Global project (FACCE-JPI grant). We are grateful to María José Salvador and Javier Bareche for laboratory assistance

Recovering the lost gold of the developing world : bibliographic database

This report contains a library of 181 references, including abstracts, prepared for Project R 7120 "Recovering the lost gold of the developing world" funded by the UK' s Department for International Development (DFID) under the Knowledge and Research (KAR) programme. As part of an initial desk study, a literature review of gold processing methods used by small-scale miners was carried out using the following sources; the lSI Science Citation Index accessed via Bath Information and Data Services (BIDS), a licensed GEOREF CD-ROM database held at the BGS's Library in Keyworth and IMMage a CD-ROM database produced by the Institution of Mining and Metallurgy held by the Minerals group ofBGS. Information on the search terms used is available from the author

A double-edged sword: Use of computer algebra systems in first-year Engineering Mathematics and Mechanics courses

Many secondary-level mathematics students have experience with graphical calculators from high school. For the purposes of this paper we define graphical calculators as those able to perform rudimentary symbolic manipulation and solve complicated equations requiring very modest user knowledge. The use of more advanced computer algebra systems e.g. Maple, Mathematica, Mathcad, Matlab/MuPad is becoming more prevalent in tertiary-level courses. This paper explores our students’ experience using one such system (MuPad) in first-year tertiary Engineering Mathematics and Mechanics courses. The effectiveness of graphical calculators and computer algebra systems in mathematical pedagogy has been investigated by a multitude of educational researchers (e.g. Ravaglia et al. 1998). Most of these studies found very small or no correlation between student use of graphical calculators or exposure to computer algebra systems with future achievement in mathematics courses (Buteau et al. 2010). In this paper we focus instead on students’ attitude towards a more advanced standalone computer algebra system (MuPad), and whether students’ inclination to use the system is indicative of their mathematical understanding. Paper describing some preliminary research into use of computer algebra systems for teaching engineering mathematics

MULTIVARIJANTNA RJEŠENJA U DIZAJNIRANJU NOVIH HORIZONATA U RUDNICIMA UGLJENA

In this article, variants of technological designing of new mining enterprise levels for obtaining the skills of engineering task execution are considered. The complex approach for the justification of a mine’s parameters is examined. The combinations of quantitative and qualitative parameters for designing new coal-face and preparation works, transport, ventilation, and draining-out of gases, pumping, and mineral deposits while keeping cost reduction in mind for all stages of mining enterprise operations are presented. The obtained results allow us to lay the foundations for optimizing the parameters of the development system and the rational order for the coal reserves, under the changing mining and geological conditions of coal field deposit development. Conclusions regarding the implementation of the multivariance solutions in new coal mine level designing are made on the basis of undertaken investigations. The obtained results with sufficient accuracy in a practical application can be used to determine the development of new coal mine levels.U radu su opisana različita tehnološka rješenja kod projektiranja novih rudničkih horizonata, a kojima se povećava uspješnost inženjerskih zadataka prilikom iskapanja. Navedeni je pristup složena kombinacija kvantitativnih i kvalitativnih parametara s ciljem pripreme novoga radilišta (otkopa), potrebnih radova, prijevoza, prozračivanja, odvoda plinova te crpljenja. Tako se omogućuje ušteda tijekom svih faza pripreme i rudarenja. Rezultati su omogućili optimizaciju varijabli razradnoga sustava te racionalnu kategorizaciju rezervi ugljena, čak i tijekom promjene rudarskih i geoloških uvjeta. Na temelju istraživanja donose se zaključci o načinu primjene takvih multivarijantnih rješenja u novim rudnicima. Rezultati su s dovoljnom točnošću potvrdili praktičnu primjenu toga modela kod planiranja novih horizonata

Research into engineering and operation parameters of mineral fertiliser application machine with new fertiliser spreading tools

The output capacity of the machine for top spreading the soil with solid mineral fertilisers can be raised by means of increasing its working width. The authors have carried out field trials and field experiment investigations with the MVU-8 granulated mineral fertilizer spreading machine equipped with two prototype units of the centrifugal fertiliser spreading tool, in which the axis can be tilted at different angles to the vertical line. In accordance with the results of the completed investigations, it has been established that setting the axial tilt angle of the centrifugal operating device in the fertiliser spreading tool within the range of 25–30° provides for achieving a productivity of the combined tractor-implement unit for applying mineral fertilisers at a level of 35–40 ha per working shift hour. The best performance in the fertiliser application with regard to both the working width and the fertiliser placing distribution uniformity is ensured at angles of inclination of the disc in the fertiliser spreading tool with respect to the horizontal plane within the range of 25–30°. At these angles, the uneven distribution of the fertiliser over the working width is equal to 19.2%, the uneven distribution of the fertiliser along the unit’s line of travel is equal to 8.9%, while the deviation in the dosage of the applied fertilisers from the set value is equal to 7.5%