Improving rock classification in terms of explosivity

Purpose. To improve rock classification in terms of explosivity relying upon the detailed analysis of characteristics of rating classifications available in the Russian Federation and in the world. Methods. Complex approach has been applied involving comparison of sizes of particle-size fractions determined in terms of both national and the world standards; information gathering and processing as for the available classifications intended to identify difficulties of rock explosivity; compilation of comparative systematic of classifications or methods being considered. Findings. Both national and the world rock classifications in terms of explosivity have been considered. While comparing national classifications as for the difficulties of rock mass failure (i.e. explosivity), a comparative table has been compiled where the most popular rock classifications are compared. Analysis of the world practices, concerning compilation of rock classifications in terms of explosivity, has shown that their approaches differ from Russian ones slightly. In the first instance, they are empiric dependences being calculated for each rock mass type separately in any single case. It has been determined that geomechanical classification of D. Lobshir (MRMR) is the most popular and rating world system to evaluate rock explosivity. It has been demonstrated that while compiling such classifications, foreign scientific writers put an emphasis on physical and mechanical indices of rocks (i.e. density, fissility, compression strength, tensile strength etc.) as well as on mine engineering ones (i.e. line of the least resistance, well diameter and depth, stope height etc.) which determines essential reliability of calculation of drilling-and-blasting parameters. Originality. The research is the first stage of the development of the unified transition classification from Russian explosivity scales to the comparable world methodic practices as for rock mass explosivity. Practical implications. To perform rapid transition from one explosivity classification to the other. The findings are recommended to be used while projecting drilling and blasting operations in the context of any types of minerals and in the context of academic activity.Мета. Вдосконалення класифікації гірських порід за вибуховістю на основі детального аналізу особливостей існуючих російських і закордонних рейтингових класифікацій. Методика. Застосовано комплексний методичний підхід, що включає зіставлення розмірів гранулометричних фракцій, які визначали згідно вітчизняним і закордонним стандартам; збір та обробка інформації щодо існуючих класифікацій визначення труднощів вибуховості гірських порід; складання зіставної класифікації розглянутих класифікацій або методик. Результати. Розглянуто вітчизняні та закордонні класифікації гірських порід за вибуховістю. При порівнянні вітчизняних класифікацій в частині труднощів руйнування гірського масиву (вибуховості) була побудована порівняльна таблиця, в якій між собою зіставляються найбільш популярні класифікації гірських порід. При аналізі закордонного досвіду складання класифікацій гірських порід за вибуховістю було виявлено, що їх мето- ди дещо відрізняються від російських, і являють собою емпіричні залежності, та розраховуються для кожного типу масиву в кожному окремому випадку індивідуально. Встановлено, що найбільш популярною і рейтинговою системою для оцінки вибуховості гірських порід за кордоном є геомеханічна класифікація Д.Х. Лабшіра (MRMR). Показано, що закордонні автори, при складанні класифікацій, роблять акцент не лише на фізико- механічних показниках гірських порід (щільності, тріщинуватості, межі міцності на стиск і розтяг і т.д.), але й на гірничотехнічних (лінія найменшого опору, діаметр та глибина свердловини, висота забою і т.д.), що визначає суттєву достовірність розрахунку параметрів буропідривних робіт. Наукова новизна. Представлена робота є першим кроком до розробки єдиної перехідної класифікації від російських шкал за вибуховістю до аналогічних закордонних методичним практикам в частині вибуховості гірського масиву. Практична значимість полягає в можливості швидкого переведення однієї класифікації за вибуховістю в іншу. Результати роботи рекомендується використовувати при проектуванні буропідривних робіт на всіх типах родовищ корисних копалин, а також у навчальному процесі.Цель. Совершенствование классификации горных пород по взрываемости на основе детального анализа особенностей существующих российских и зарубежных рейтинговых классификаций. Методика. Применен комплексный методический подход, включающий сопоставление размеров гранулометрических фракций, определяемых по отечественным и зарубежным стандартам; сбор и обработка информации о существующих классификациях определения трудности взрываемости горных пород; составление сопоставительной классификации рассматриваемых классификаций или методик. Результаты. Рассмотрены отечественные и зарубежные классификации горных пород по взрываемости. При сравнении отечественных классификаций в части трудности разрушения горного массива (взрываемости) была построена сопоставительная таблица, в которой между собой сопоставляются наиболее популярные классификации горных пород. При анализе зарубежного опыта составления классификаций горных пород по взрываемости было выявлено, что их методы несколько отличаются от российских, и представляют собой эмпирические зависимости, и рассчитываются для каждого типа массива в каждом отдельном случае индивидуально. Установлено, что наиболее популярной и рейтинговой системой для оценки взрываемости горных пород за рубежом является геомеханическая классификация Д.Х. Лабшира (MRMR). Показано, что зарубежные авторы, при составлении классификаций, делают акцент не только на физико-механические показатели горных пород (плотность, трещиноватость, пределы прочности на сжатие и растяжение и т.д.), но и на горнотехнические (линия наименьшего сопротивления, диаметр и глубина скважины, высота забоя и т.д.), что определяет существенную достоверность расчёта параметров буровзрывных работ. Научная новизна. Представленная работа является первым шагом к разработке единой переходной классификации от российских шкал по взрываемости к аналогичным зарубежным методическим практикам в части взрываемости горного массива. Практическая значимость. Заключается в возможности быстрого перевода одной классификации по взрываемости в другую. Результаты работы рекомендуется использовать при проектировании буровзрывных работ на всех типах месторождений полезных ископаемых, а также в учебном процессе.The research is carried out by a team of authors of Mine and Underground Construction Department at Siberian Federal University as part of a grant of the Russian Federation President for governmental support of young Russian scientists-Candidates of Sciences (МК-1178.2018.8)

Prospects of detecting massive isosinglet neutrino at LHC in the CMS detector

A possibility to search for a heavy isosinglet (sterile) neutrino using its decay mode $\nu_s \to l^{\pm} + 2 jets$ in the $S$ - channel production $pp \to W^* + X \to l^{\pm}\nu_s + X$ in the CMS experiment is studied. The only assumption about the heavy neutrino is its nonzero mixing with $\nu_e$ or $\nu_{\mu}$. The corresponding CMS discovery potential expressed in terms of the heavy neutrino mass and the mixing parameter between the heavy and light neutrino is determined. It is shown that the heavy neutrino with a mass up to 800 $GeV$ could be detected in CMS. We also investigate the production of the heavy neutrino $N_l$ mixed with $\nu_e$ and/or $\nu_{\mu}$ in the $SU_C(3) \otimes SU_L(2) \otimes SU_R(2)\otimes U(1)$ model through the reaction $pp \to W_R + X \to l^{\pm}N_l + X$ with the same heavy neutrino decay channel as above. We find that for $M_{W_R} < 3 TeV$ it is possible to discover the heavy neutrino with a mass up to $0.75 \cdot M_{W_R}$.Comment: 14 pages, 13 figure

A Brief History of the Development of Blasting and the Modern Theory of Rock Breaking

The article is devoted to the task today to improve the effectiveness of blasting during construction of horizontal and inclined mine excavations. Construction of new and reconstruction of existing mines requires large volume of excavation works, which length can reach tens of kilometers for only one project. Drilling and blasting workings allow not only to break out rocks from a frontal part of an excavation, but also cause an internal effect, which can lead to undesired damage that, in turn, often lead to increased expenses for excavation operations and safety problems for personnel. Calculation methods for blasting and explosion operations is a topical issue in mining industry as they allow to improve characteristics of excavation works and safety of explosion operations. Dozens of scientists offer their design, which reflects the vision of the problem and its solution. There are many methods for calculating the parameters of drilling and blasting, but so far not developed a uniform methodology of calculation, which would encompass all the factors and explained the mechanism of formation of cracks around the explosive charge and the process of breaking rock. The paper presents a novel methodology for calculations for blasting and explosion operations. That methodology comprises various specifics of rock geology and mining engineering during works in horizontal and vertical excavations. In this paper given an algorithm for calculation two main areas of destruction: crushed zone and fracturing zone. In addition, article outlines main aspects of Mining Engineering Development from Antiquity until present days and presents the dynamic of mineral resources

Modernization of the pulse shape discrimination method for neutron and gamma quanta in scintillation detector

In this paper, we investigated the efficiency of several known and new methods of digital pulse shape discrimination for neutrons and gamma quanta. Experimental data were obtained on a setup consists of a Pu-Be neutron source, organic p-terphenyl scintillation detector and 14 bits, 500 MHz sampling rate flash-ADC with capability to store and upload to the host computer long waveforms for further analysi

Probing lepton flavour violation in νμ+N→τ+...\nu_{\mu} + N \to \tau + ... scattering and μ→tau\mu \to tau conversion on nucleons

We study lepton flavour-violating interactions which could result in the $\tau$-lepton production in the $\nu_{\mu}N$ scattering or in $\mu \to \tau$ conversion on nucleons at high energies. Phenomenological bounds on the strength of $\bar{\tau}\nu_{\mu}\bar{q}q^{'}$ interactions are extracted from the combined result of the NOMAD and CHORUS experiments on searching for $\nu_{\mu} - \nu_{\tau}$ oscillations. Some of these bounds supersede limits from rare decays. We also propose a ``missing energy'' type experiment searching for $\mu - \tau$ conversion on nucleons. The experiment can be performed at a present accelerator or at a future neutrino factory.Comment: 13 pages, 4 figure

Investigation of the interaction of ion beams and X-ray quanta with deuterated crystal structures at the HELIS facility

The results of studies of the interaction of ion beams and X-ray quanta with deuterated crystal structures at the HELIS facility (LPI) are presente

Compact neutron generator with nanotube ion source

In this letter, we report the observation of fast neutrons generated when a positive acceleration potential is applied to an array of orientated carbon nanotubes, which are used as an ion source. The neutrons with energy of 2.45 MeV are generated as a result of D-D fusion reaction. The dependencies of the neutron yield on the value of the applied potential and residual pressure of deuterium are measured. The proposed approach is planned to be used for the development of compact neutron generator

Aerosol and its radiative effects during the aeroradcity 2018 Moscow experiment

During the AeroRadCity-2018 spring aerosol experiment at the Moscow State University Meteorological Observatory the aerosol properties of the atmosphere and radiative aerosol effects were analyzed using a wide complex of measurements and model COSMO-ART simulations over Moscow domain. The program of measurements consisted of columnar aerosol AERONET retrievals, surface PM10, black carbon (BC) and aerosol gas precursors mass concentrations, as well as radiative measurements under various meteorological conditions. We obtained a positive statistically significant dependence of total and fine aerosol optical depth (AOD) mode (R2 ~0.4) with PM concentrations. This dependence has revealed a pronounced bifurcation point around PM10=0.04 mgm-3. The modelled BC concentration is in agreement with the observations and has a pronounced correlation with PM, but not with the AODs. The analysis of radiative effects of aerosol has revealed up to 30% loss for UV irradiance and 15% - for shortwave irradiance at high AOD in Moscow. Much intensive radiation attenuation is observed in the afternoon when remote pollution sources may affect solar fluxes at elevated boundary layer conditions. Negative (cooling) radiative forcing effect at the top of the atmosphere from -18 Wm-2 to -4 Wm-2 has been evaluated. Mean difference in visible AOD between urban and background conditions in Moscow and Zvenigorod was about 0.01 according to measurements and model simulations, while in some days the difference may increase up to 0.05. The generation of urban aerosol was shown to be more favorable in conditions with low intensity of pollutant dispersion, when mean deltaAOD550 was doubled from 0.01 to 0.02