Improvement of hole drilling technology for ore drawing intensification

Purpose. The improvement of hole drilling for increasing the mineral recovery ratio by ore drawing improvement through blasting. Methods. The drilling parameters were examined for rock dumps. The means of experimental drilling are drilling rig SKB-4; drill rods with a diameter of 42 mm and a length of 1.2 m; polyethylene pipes PND 63×8 and PND 70×8 with a length of 1.2 m; steel couplings for polyethylene pipes connecting; cone bits and RKS cutters. The criterion of drilling efficiency was the mechanical drilling speed. The drilling speed at different depths was measured with an axial force of 800 – 2000 kg and rotational speeds of 120, 200 and 280 rpm. Experimental drilling was carried out using the charges of two modifications. 18 experimental boreholes with a length of 300 m were drilled. Findings. The article confirms possibility and practicability of simultaneous hole drilling and pipe casing without transmitting torque loads on the pipes and offers a design of a drill string with hoses inside drill rods and their further pulling up, and piping with simultaneous drilling. The scheme of interaction of blastholes and pipe casing when hole boring in broken ores is made. The nature of the relationship between the speed of penetration of vertical and horizontal holes with the change in the axial force and their length for different modifications of the drilling tool is studied. Originality. The new laws of change in the hole drilling penetration speed depending on the complex of technological parameters of drilling are obtained. The authors offer a model describing the possibility of hole drilling in the broken massif as well as an optimized design of the string necessary for that. Practical implications. The obtained regularities determine mechanical and energy drilling indexes and which are necessary at the stage of designing when deciding upon practicability of extraction of in-situ left ores while enhancing mining technologies of ore drawing.Мета. Вдосконалення технології буріння свердловин для підвищення повноти використання надр шляхом інтенсифікації випуску руд підриванням зарядів вибухових речовин (ВР). Методика. Параметри буріння досліджені на породному відвалі. Засоби експериментального буріння: буровий верстат СКБ-4; бурові штанги діаметром 42 мм довжиною 1.2 м; поліетиленові труби ПНД 63×8 та ПНД 70×8 довжиною 1.2 м; сталеві муфти для з’єднання поліетиленових труб; шарошечні долота та різці РКС. Критерієм ефективності буріння була механічна швидкість буріння. Швидкість буріння на різних глибинах вимірювали при осьовому зусиллі 800 – 2000 кг і швидкостях обертання 120, 200 і 280 об/хв. Експериментальне буріння здійснювалося із застосуванням снарядів двох модифікацій. Пробурено 18 експериментальних свердловин довжиною 300 м. Результати. Підтверджена можливість та доцільність буріння свердловин одночасно з установкою обсадних труб без передачі на останні навантажень від крутного моменту. Запропоновано конструкції бурового снаряду для установки обсадних труб із розміщенням шлангів всередині бурових штанг і подальшим їх вилученням та з установкою обсадних труб одночасно з бурінням. Складено схему взаємодії сил при бурінні у зруйнованому масиві свердловин з обсадкою. Досліджено характер взаємозв’язку швидкості проходки вертикальних і горизонтальних свердловин зі зміною осьового зусилля та їх довжини при різних модифікаціях бурового снаряду. Наукова новизна. Отримано нові закономірності зміни швидкості проходки свердловин залежно від комплексу технологічних параметрів буріння. Запропоновано модель опису можливості буріння свердловин по зруйнованому масиву й оптимізована конструкція снаряду для її реалізації. Практична значимість. Отримані закономірності визначають механічні та енергетичні показники буріння, які необхідні на стадії проектування при вирішенні питання щодо доцільності вилучення втрачених руд при вдосконаленні технології розробки родовищ із випуском втрачених руд.Цель. Совершенствование технологии бурения скважин для повышения полноты использования недр путем интенсификации выпуска руд взрыванием зарядов взрывчатых веществ (ВВ). Методика. Параметры бурения исследованы на породном отвале. Средства экспериментального бурения: буровой станок СКБ-4; буровые штанги диаметром 42 мм длиной 1.2 м; полиэтиленовые трубы ПНД 63×8 и ПНД 70×8 длиной 1.2 м; стальные муфты для соединения полиэтиленовых труб; шарошечные долота и резцы РКС. Критерием эффективности бурения являлась механическая скорость бурения. Скорость бурения на разных глубинах измеряли при осевом усилии 800 – 2000 кг и скоростях вращения 120, 200 и 280 об/мин. Экспериментальное бурение осуществлялось с применением снарядов двух модификаций. Пробурено 18 экспериментальных скважин длиной 300 м. Результаты. Подтверждена возможность и целесообразность бурения скважин одновременно с установкой обсадных труб без передачи на последние нагрузок от крутящего момента. Предложены конструкции бурового снаряда для установки обсадных труб с размещением шлангов внутри буровых штанг и последующим их извлечением и с установкой обсадных труб одновременно с бурением. Составлена схема взаимодействия сил при бурении в разрушенном массиве скважин с обсадкой. Исследован характер взаимосвязи скорости проходки вертикальных и горизонтальных скважин с изменением осевого усилия и их длины при разных модификациях бурового снаряда. Научная новизна. Получены новые закономерности изменения скорости проходки скважин в зависимости от комплекса технологических параметров бурения. Предложена модель описания возможности бурения скважин по разрушенному массиву и оптимизированная конструкция снаряда для ее реализации. Практическая значимость. Полученные закономерности определяют механические и энергетические показатели бурения, которые необходимы на стадии проектирования при решении вопроса о целесообразности извлечения потерянных руд при совершенствовании технологии разработки месторождений с выпуском потерянных руд.No founding to declare. Authors express gratitude for the help and consultations during work performing for Rector of Kryvyi Rih National University Professor Mykola Stupnik

Multiplicity spectrum of muon bundles and primary CR composition in the range 1 – 10000 TeV

Multiplicity spectrum of muon bundles underground, with Eμ ≥ few × 100 GeV, is an effective tool for study of primary Cosmic Ray spectrum and composition in wide range of the primary energies. In this paper we study integral muon number distribution measured at the Baksan Underground Scintillation Telescope (BUST). The analyzed range of the number of muon tracks crossing BUST (1 - 170) approximately corresponds to the primary energy range 1 – 104 TeV. The analysis shows that non-power law primary spectra are preferable below the knee. Such a spectrum can be obtained as superposition of the basic power law primary spectrum and an additional component from nearby supernova remnant in the Galaxy

Constraints on transmission, dispersion, and density of states in dielectric multilayers and stepwise potential barriers with arbitrary layer arrangement

Normal-incidence transmission and dispersion properties of optical multilayers and one-dimensional stepwise potential barriers in the non-tunneling regime are analytically investigated. The optical paths of every constituent layer in a multilayer structure, as well as the parameters of every step of the stepwise potential barrier, are constrained by a generalized quarter-wave condition. No other restrictions on the structure geometry is imposed, i.e., the layers are arranged arbitrarily. We show that the density of states (DOS) spectra of the multilayer or barrier in question are subject to integral conservation rules similar to the Barnett-Loudon sum rule but ocurring within a finite frequency or energy interval. In the optical case, these frequency intervals are regular. For the potential barriers, only non-periodic energy intervals can be present in the spectrum of any given structure, and only if the parameters of constituent potential steps are properly chosen. Abstract The integral conservation relations derived analytically have also been verified numerically. The relations can be used in dispersion-engineered multilayer-based devices, e.g., ultrashort pulse compressors or ultracompact optical delay lines, as well as to design multiple-quantum-well electronic heterostructures with engineered DOS.Comment: 10 pages, 5 figures, to be submitted to PR

Coherently tunable third-order nonlinearity in a nanojunction

A possibility of tuning the phase of the third-order Kerr-type nonlinear susceptibility in a system consisting of two interacting metal nanospheres and a nonlinearly polarizable molecule is investigated theoretically and numerically. It is shown that by varying the relative inter-sphere separation, it is possible to tune the phase of the effective nonlinear susceptibility \chi^{(3)}(\omega;\omega,\omega,-\omega)$in the whole range from 0 to$2\pi$.Comment: 10 pages 5 figure

Channel spaser

We show that net amplification of surface plasmons is achieved in channel in a metal plate due to nonradiative excitation by quantum dots. This makes possible lossless plasmon transmission lines in the channel as well as the amplification and generation of coherent surface plasmons. As an example, a ring channel spaser is considered