Статья: Новые достижения в области бурения в песчаниковых, сланцевых и карбонатных формациях на примере исследования пяти крупных месторождений в Месопотамском бассейне Ирака (2024)

Техническое состояние шаровых мельниц, используемых в процессе подготовки минералов, руд, угля, цементного клинкера и др. для тонкого измельчения материалов, определяется технологической нагрузкой и фактическим состоянием. Вибрационные показатели в данном случае являются наиболее универсальным диагностическим показателем при формировании информационной картины работающего оборудования. Уникальность условий эксплуатации мощных агрегатов шаровых мельниц с регулированием частоты вращения на базе систем ПЧ – АД (преобразователь частоты – асинхронный двигатель), ПЧ – СД (преобразователь частоты – синхронный двигатель) требует разработки универсальных подходов к оценке вибрационной нагруженности с учётом индивидуальных конструкторских особенностей и режимов работы. В статье впервые выполнен анализ основных взаимосвязанных технических характеристик промышленных шаровых мельниц: объём барабана, диаметр, частота вращения, шаровая нагрузка, общий вес, мощность привода, что позволит более обоснованно подойти к выбору технических параметров и режимов работы. Установка стационарной системы вибрационного контроля на шаровых мельницах размола минерального сырья потребовала индивидуального определения границ категорий технического состояния отдельно для двигателя, вал-шестерни и барабана. Границы категорий определялись индивидуально для каждого вала методом статистической классификации в предположении, что сопрягаемые узлы находятся в состоянии, формируемом энергетическим потенциалом повреждения при ступенчатом развитии. Определены «эталонные» соотношения между значениями вибрации в трёх взаимно перпендикулярных направлениях. Установлены характерные образы и последовательность развития повреждений по прямым спектрам виброскорости и виброускорения. При анализе временных реализаций вибрационного сигнала выделен режим биений как признак развития повреждения элементов зубчатых передач. Информативное обеспечение технического состояния шаровых мельниц в достаточной степени достигается анализом общего уровня вибрации, прямых трендов виброскорости и виброускорения, анализом временных реализаций вибрационного сигнала, длительным и краткосрочным анализом трендов. Тренды виброскорости позволяют оценить техническое состояние по стабильности работы, частоте запусков, времени ремонтов.

Рекультивация угольных отвалов путем создания устойчивого почвенного и растительного покрова на их поверхности способствует восстановлению экологических систем. В связи с этим актуальным является изучение свойств почв техногенных ландшафтов. Проблема биологической рекультивации изучалась на территории Кизеловского угольного бассейна. Оценена эффективность рекультивации на нескольких сернистоугольных отвалах. Методы рекультивации, как и период формирования почвенно-растительного покрова, различались. Агрохимические свойства почв отвалов изучали стандартными методами. Индекс NDVI (нормализованный относительный индекс растительности) рассчитан по снимкам Sentinel-2 и Landsat 7,8. Для оценки биологической активности использовали фитотестирование. Литостраты варьировались от слабокислых до нейтральных (рН–Н2О = 6,1–6,8); эмбриозем имел слабощелочную реакцию (7,9). Эмбриозем благодаря наличию частиц угля имел наибольшее содержание органического вещества (12–7,7 %). В зависимости от «возраста» почвы количество органического вещества в литостратах варьировало: для 7-летнего литострата оно колебалось от 2,4 до 8,9 %, а для 4-летнего было меньше 1 %. Поглотительная способность литостратов была аналогична с фоновой почвой. Почвы отвалов характеризовались низким уровнем питательных элементов (NPK), а 4-летний литострат имел самое низкое содержание N. Почвы отвалов показали благоприятные условия для роста растений, о чем свидетельствуют высота и масса кресс-салата и овса. Рассчитанный индекс NDVI для всех отвалов имел значения от 0,4 до 0,6, что свидетельствует о наличии устойчивого растительного покрова. Реализованные рекультивационные мероприятия доказали свою эффективность.

Горнодобывающая отрасль является одним из ключевых секторов экономики России, обеспечивая другие отрасли необходимым сырьем и материалами. Однако эта отрасль характеризуется тяжёлыми условиями труда, которые могут негативно сказаться на здоровье работников. Воздействие вредных веществ и значительные физические нагрузки способствуют развитию профессиональных болезней. Для обеспечения безопасности производственных процессов и сохранения здоровья работников горнодобывающей отрасли необходимо проведение специальной оценки условий труда. Эта оценка позволяет определить уровень вредности и опасности на рабочих местах, а также разработать меры по снижению негативного воздействия на здоровье работников. Целью работы является определение запыленности рабочего места оператора дробильно-щебеночного завода в рамках специальной оценки условий труда. Определение концентрации пыли в воздухе рабочего места оператора дробильно-щебеночного завода производили в соответствии со стандартной весовой методикой. Испытания проводились в четыре этапа и длились 400 мин, что составляет 83% от общего времени рабочей смены. По результатам обработки данных выявлено превышение предельно допустимой концентрации пыли в 1,28 раза. Установлен класс (подкласс) условий труда – 3.1. Установлено, что средние концентрации пыли на разных этапах испытания различаются в 3–4 раза, что связано с интенсивностью и направлением ветра на производственной площадке. По полученным данным спрогнозированы концентрации пыли на рабочем месте в зависимости от скорости ветра на производственной площадке с величиной достоверности аппроксимации R2 = 0,95. Установлено, что максимально допустимая скорость ветра на производственной площадке не должна быть выше 2,6 м/с. С помощью аппроксимированных данных спрогнозировано, что при отсутствии ветра на производственной площадке концентрация пыли в воздухе рабочего места оператора сохранится на уровне 0,5 мг/м3. Для снижения запыленности рабочего места оператора необходимы комплексные мероприятия по сокращению пылеобразования на дробильно-сортировочном заводе, включающие мойку колес автомобильного транспорта, установку систем подавления пыли и замену открытого ленточного конвейера на закрытый. Для предотвращения развития профессиональных заболеваний операторам рекомендуется использовать средства индивидуальной защиты органов дыхания, кожи и глаз на протяжении всей смены.

Ловозерское редкометалльное месторождение представлено свитой пластообразных пологопадающих рудных залежей малой и средней мощности, выходящих на поверхность на северо-западных склонах Ловозерского массива. Целью работы является оценка влияния водопритоков на прочностные характеристики пород Ловозерского редкометалльного месторождения, разрабатываемого рудником «Карнасурт». Рассмотрены данные о поступлении воды в горные выработки рудника «Карнасурт», отрабатывающего две согласно залегающие рудные залежи Ловозерского редкометалльного месторождения. Выполнена статистическая обработка объемов воды, собираемой рудником за последние 4 года, с оценкой динамики их поступления в течение календарного года. Выявлены особенности, связанные с календарными климатическими изменениями. Основной целью работы являлась оценка влияния водопритоков на прочностные характеристики пород, слагающие опорные целики. Выполнены анализ и расчеты осадконакопления в пределах горного отвода рудника и формирующихся водопритоков в горные выработки, а также сравнение их с фактическими данными по рудничной воде. Отобраны образцы наиболее представительных пород месторождения и выполнены испытания их на прочность на сжатие и растяжение в сухом и водонасыщенном состояниях. Определены количественные показатели изменения прочностных характеристик пород вследствие водонасыщения. Установлено, что водонасыщение привело к снижению прочности пород до 10–20 %, особенно для значений на сжатие. Полученные результаты дают основание для необходимости учета обводненности пород при расчете устойчивости как опорных целиков, так и обнажений пород в выработках рудника «Карнасурт».

Актуальность работы обусловлена необходимостью получения максимально полной картины состояния минерально-сырьевой базы меди по Российской Федерации. Цель: изучение состояния минерально-сырьевой базы меди России (балансовых запасов, прогнозных ресурсов), пространственного размещения месторождений меди по типам рудных формаций и в пределах рудных провинций, перспектив национального производства добычи меди. Методы: статистический, графический, логический. Результаты: Представлена сводная карта-схема России, включающая 25 меднорудных провинций и выборку из 150 наиболее значимых месторождений меди различных рудных формаций, перспективных объектов и площадей. Даны характеристики основных рудных формаций, месторождения меди которых имеются в России, а также меднорудных провинций и медных месторождений вне провинций. В России основная добыча сконцентрирована на сульфидных медно-никелевых и медно-колчеданных месторождениях, а также начата добыча на медно-порфировых и медно-скарновых месторождениях. В 2021 г. уровень добычи меди в Российской Федерации составил 1147 тыс. т. Реализация новых подготавливаемых проектов разработки медных месторождений может увеличить уровень годовой добычи России на 635–1053 тыс. т (на 55–91 % от уровня добычи 2021 г.). В России по состоянию на 01.01.2022 г. учтено 102,7 млн т балансовых запасов и прогнозных ресурсов в пересчете на условные запасы – 16,1 млн т. Наибольшие объемы запасов меди приходятся на медно-никелевую (34,4 % от российских запасов), меднопорфировую (23,9 %) формации, формацию медистых песчаников (19,6 %) и медно-колчеданную формацию (14,5 %) и 7,6 % на все остальные рудные формации. По провинциям на Норильско-Хараелахскую приходится 30,9 % от российских запасов, на Кодаро-Удоканскую – 20,3 % на Уральскую – 18,9 %. Отмечается увеличение показателей долей запасов меди для новых провинций: Приморской – 8,29 %, Охотско-Чукотской – 6,23 % и Восточно-Тувинской – 3,7 %. На остальные меднорудные провинции приходится 11,68 % российских запасов меди. В целом имеющихся запасов меди Российской Федерации хватит минимум на 47 лет оптимальной эксплуатации. Наиболее обеспечены запасами разрабатываемые месторождения медно-никелевой и медно-порфировой формаций, а также формации медистых песчаников. Для месторождений медно-колчеданной и медно-скарновой формаций имеет место срабатывание имеющихся запасов балансовых руд. По эксплуатационным регионам достаточная обеспеченность имеется лишь для Норильско-Хараелахской, Кольской и Рудно-Алтайской провинций. В старой горнопромышленной Уральской и новой Восточно-Забайкальской провинциях отмечается серьезное срабатывание запасов балансовых руд. В старой горнопромышленной Северо-Кавказской провинции имеет место высокий уровень обеспеченности, что является следствием малого уровня добычи и наличия невостребованных запасов резервных медных месторождений. Обеспеченность запасов прогнозными ресурсами медно-никелевой формации невысокое, но возможны открытия новых месторождений богатых сливных руд на глубине в пределах Хараелахского и Тангаралахского рудоносных интрузивов. Для медно-колчеданной формации прирост запасов возможен за счет оценки глубоких горизонтов и периферии известных месторождений Уральской провинции, а также поиска новых месторождений на территории Приполярного и Полярного Урала. Для медно-полиметаллической формации известно множество месторождений в старых горнопромысловых Рудно-Алтайской, Салаирской и Северо-Кавказской провинциях, а также при исследовании новых Восточно-Тувинской и Охотско-Чукотской провинций. Для медно-порфировой формации увеличились масштабы геологоразведочных работ в Восточно-Тувинской, Приморской и Охотско-Чукотской провинциях, где имеются все предпосылки к обнаружению новых, в том числе крупных медно-порфировых месторождений. Для формации медистых песчаников возможен прирост запасов в пределах Кодаро-Удоканской, Игарской, Билякчанско-Приколымской и Шорско-Хакасской провинциях. В условиях развития новых технологий подземного выщелачивания меди становятся привлекательными поиски, разведка и вовлечение в эксплуатацию небольших месторождениий медистых песчаников в Приуральской и Донецкой провинциях. В учтенных балансовых запасах меди России отсутствуют объекты месторождений формации самородной меди в базальтоидах, известные в пределах Шорско-Хакасской, Норильско-Хараелахской и Билякчанско-Приколымской провинций.

В условиях быстро меняющейся энергетической ситуации важной задачей становится не только достижение экономической выгоды, но и обеспечение энергетической стабильности в регионе и на мировом рынке энергоресурсов. Целью проведенного исследования являлось совершенствование процессов наклонно-направленного бурения разведочных скважин в акватории Каспийского моря в Туркменистане для повышения эффективности и снижения негативного воздействия на окружающую среду. Среди использованных методов следует отметить аналитический метод, метод классификации, функциональный метод, статистический метод, метод синтеза и другие. В рамках исследования был проведен анализ процессов наклонно-направленного бурения разведочных скважин в акватории Каспийского моря в Туркменистане. Были разработаны и успешно внедрены инновационные технологии, направленные на рационализацию производственных процессов с учетом экологических аспектов. Такой комплексный подход не только повышает техническую готовность энергетических проектов в регионе, но также содействует соблюдению высоких стандартов экологической устойчивости, что является важным элементом в современном энергетическом управлении. Таким образом, изучение этих процессов неотъемлемо связано с формированием устойчивой и эффективной энергетической стратегии для Каспийского региона. Проблематика данного исследования сосредоточена на необходимости эффективного изучения и совершенствования процессов наклонно-направленного бурения разведочных скважин в акватории Каспийского моря в Туркменистане. Основные аспекты включают в себя не только стремление к повышению добычи углеводородов, но и сбалансированное внимание к экологическим аспектам производства. Результаты исследования подтвердили эффективность новых методов, способствующих увеличению добычи углеводородов, сокращению временных затрат и снижению негативного воздействия на природную среду. Это исследование подчеркивает не только важность современных технологических решений в энергетической отрасли, но и их существенный вклад в устойчивое развитие региона и обеспечение энергетической безопасности. Практическое значение данного исследования заключается в предоставлении инновационных решений для совершенствования процессов наклонно-направленного бурения разведочных скважин в акватории Каспийского моря в Туркменистане.

К настоящему времени накоплен значительный опыт в решении задач прогноза и оценки полезных ископаемых, прежде всего горючих и рудных. Практически любой подобный прогноз не обходится без использования методов компьютерного моделирования, которые сегодня стали неотъемлемой составляющей геологической отрасли, оперирующей большими массивами данных. Но несмотря на столь значительные успехи в решении проблемы прогнозирования полезных ископаемых с использованием современных информационных технологий, научно-методические подходы к моделированию недр территорий, в которых сконцентрированы общераспространенные полезные ископаемые (ОПИ), все еще разработаны недостаточно. Ввиду незначительного финансирования данный вид ресурсов часто оставляют без внимания, несмотря на их важное социально-экономическое значение для развития местной промышленности регионов разного ранга. Важное значение ОПИ имеют и для территории Брестской области Беларуси. Развитие минерально-сырьевой базы данного региона в связи с особенностями его геологического строения (территория сложена мощной толщей кайнозойских отложений) связано именно с общераспространенными видами сырья. Поэтому научные исследования, направленные на моделирование геологического строения кайнозойских отложений территории Брестской области для оценки перспектив выявления новых залежей нерудных видов минерального сырья в регионе, являются весьма актуальными. Цель настоящей работы заключается в создании цифровой геологической модели кайнозойских отложений территории Брестской области как основы для прогноза новых наиболее доступных для освоения залежей ОПИ в регионе и оценки перспектив их освоения. Задачи: систематизировать сведения о геологическом строении Брестской области; создать цифровую геологическую модель кайнозойской толщи территории Брестской области; разработать подход к группировке земель региона по приемлемости к освоению залежей ОПИ; разработать схему вовлечения прогнозных залежей ОПИ территории Брестской области в разработку. Объект: кайнозойские отложения территории Брестской области. Методы: компьютерного моделирования, геоинформационный, аппроксимации, картографический, классификации, экспертных оценок. Результаты: предложен новый, адресный научно-методический подход к геологическому моделированию недр территории Брестской области и находящихся в них залежей нерудных полезных ископаемых. Созданная на его основе цифровая геологическая модель регионального уровня позволяет выполнить первичный прогноз на залежи ОПИ, приуроченных к толще кайнозойских отложений, а также провести оценку приемлемости вовлечения выявленных залежей в разработку.