SCI Библиотека

Цель работы - создание достоверного цифрового двойника месторождения для дальнейшего его использования в исследовании особенности строения месторождения и поиска зависимостей пространственного распределения качественных характеристик пласта. В работе приведен порядок моделирования угольных месторождений в горно-геологической информационной системе Micromine на основе данных геологоразведки Большесырского буроугольного месторождения. Для достижения поставленной цели произведено поэтапное моделирование, включающее в себя подготовку и импорт данных, создание базы данных, визуализацию траекторий скважин, создание поверхностей пластов и блочной модели с наполнением данными о качестве полезного ископаемого. Результат исследования показал высокую сходимость с исходными данными, что позволяет заявлять о достоверности блочной модели и дальнейшем ее использовании в исследованиях. Несмотря на то, что государственные органы при экспертизе и постановке запасов на баланс требуют предоставления графических материалов, выполненных традиционным способом, создание цифровой модели остается для исследователей полезным результатом. Наличие достоверного цифрового двойника позволит подробно и с большей точностью исследовать месторождение и увеличивать количество оцениваемых вариантов с меньшими трудозатратами в сравнении с исследованием геологической информации, представленной в классическом виде.

Цель исследования - изучение состава полиароматических углеводородов в подземных водах на добывающих территориях нефтяного и угольного регионов. Изучен состав полиароматических углеводородов в подземных водах пермских отложений Нарыкско-Осташкинской площади Кузнецкого угольного бассейна и апт-альб-сеноманских и атлым-новомихайловских горизонтов Западно-Малабалыкского, Унтыгейского и Федоровского нефтяных месторождений Ханты-Мансийского автономного округа методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. Установлено, что суммарное содержание полиароматических углеводородов изменяется в интервале от 0,313 до 5,5597 мкг/л. Нефтяные подземные воды обогащены низкомолекулярными соединениями, представлены антраценом, фенантреном и замещенными нафталинами. Для подземных вод угольного бассейна отмечается преобладание высокомолекулярных полиароматических структур, среди которых доминируют дибенз[a, h]антрацен, флуорен и флуорантен. Определено содержание нормированных веществ нафталина и бенз[a]пирена в подземных водах. Концентрация нафталина во всех изучаемых образцах не превышает предельно допустимых значений - 10 мкг/л. Для образца Унтыгейского нефтяного месторождения и одной из проб с угольного бассейна содержание бенз[a]пирена превышает предельно допустимые концентрации 0,01 мкг/л в 2 раза, что может указывать на антропогенный вклад в состав полиароматических углеводородов. Подтверждена взаимосвязь минерализации и концентрации полиароматических углеводородов в подземных водах добывающих нефтяных и угольных бассейнов. Полученные данные требуют дальнейшего изучения и систематизации, вносят вклад в наши представления о составе растворенного органического вещества подземных вод.

В последнее время наличие значительных нарушенных площадей без предварительного снятия плодородного слоя почвы делает актуальным разработку альтернативных технологий рекультивации с использованием бытовых и промышленных отходов, в связи с этим открытые горные выработки могут использоваться для их захоронения. В данной работе рассмотрен отработанный карьер кирпичного завода г. Красноярска в качестве объекта рекультивации земель с захоронением твердых промышленных и коммунальных отходов IV-V классов опасности. Описан рассматриваемый участок, по результатам анализа свойств грунтов выделено два инженерно-геологических элемента. Изложен ход проведения рекультивации. Акцентировано внимание на том, что для восстановления продуктивности нарушенных земель необходимо было проведение биологического этапа рекультивации. По приведенным результатам оценки состояния атмосферного воздуха негативное воздействие на окружающую среду не выявлено. Результаты полевого обследования оценки почвенного покрова на объекте после проведения рекультивации показали, что содержание химических веществ не превышает ориентировочно допустимую концентрацию и предельно допустимую концентрацию содержания их в почве. Соблюдение нормативов качества почвенного покрова на границе территории объекта рекультивации подтверждает эффективность проведенных мероприятий по биологической рекультивации объекта. Установлено, что на объекте рекультивации сформирован оптимально организованный и экологически сбалансированный устойчивый ландшафт.

Целью работы являлось определение объема мелового карьера методом дистанционного зондирования. Материалом исследований явились спутниковые космоснимки Landsat_8_9, на основе которых была построена цифровая модель рельефа карьера. В качестве объекта исследования был выбран завод «Красный Октябрь» г. Вольска. В работе представлены результаты исследований мелового карьера, расположенного на территории этого завода. Обработка матрицы высот и картографирование полученного материала проводились с помощью кроссплатформенной программной системы QGIS (version 3.32.0). Для разбиения и картографирования толщин карьера применялась программа SAGA-GIS (version 9.2.0). Были изучены особенности морфологии карьера, построена картограмма распределения толщин составляющих его сегментов. Полученные данные позволили определить глубину и объем карьера, а также средние значения крутизны и экспозиции склона соответственно. Проведенные исследования позволили определить высокую степень выработанности изучаемого карьера. Геоинформационные технологии в настоящее время предоставляют необходимые программные средства для оценки ресурсного потенциала месторождений полезных ископаемых, а их дистанционность и низкая себестоимость делают их востребованными инструментами исследований промышленной экологии. Результаты работы актуальны для круга задач инженерной экологии, связанных с рациональным использованием природных ресурсов и обеспечением устойчивого эколого-экономического развития.

Существующие методы обогащения минерального сырья, с учетом ухудшения качества исходного материала, поступающего на обогатительную фабрику, нуждаются в интенсификации. Процесс флотационного обогащения основан на различной смачиваемости минеральных фаз, что приводит к необходимости обеспечения селективного извлечения полезных компонентов и улучшения качества получаемой продукции необходимо понимание действия реагентов на поверхностные свойства. В работе рассматривается селективное действие реагентов-депрессоров с анализом изменения свободной поверхностной энергии и ее составляющих для избирательного подавления минералов пустой породы. Анализ результатов исследования показал, что пирофосфат натрия оказал более селективное действие по отношению к минералам кварца и кальцита, чем на поверхностные свойства угля, с увеличением свободной поверхностной энергии на 37,78 мН/м и 13,19 мН/м, соответственно. Исследование влияния депрессоров на поверхностные свойства минеральных фаз позволяет обосновать возможность повышения качества концентрата путем направленного подавления пустой породы. При проведении флотационных опытов был получен концентрат с зольностью 6,32 % при применении комбинации депрессоров пирофосфата натрия и жидкого стекла; при этом содержание серы составило 0,279 %.

Снижение качества минерального сырья, содержащего цветные металлы, привело к необходимости поиска способов интенсификации процессов рудоподготовки, обогащения и переработки. Одним из возможных способов интенсификации процессов рудоподготовки является использование ультразвукового воздействия. В работе изучено влияние использования ультразвука на измельчаемость медно-молибденовых руд. Исследования проводились на оборудовании Санкт-Петербургского горного университета императрицы Екатерины II. Для изучения влияния ультразвука на измельчение комплексных медных руд с позиции увеличения выхода готового класса были проведены исследования по обработке исходных проб перед измельчением в течение различного времени. Результаты проведенных исследований показали, что при обработке ультразвуком происходит повышение температуры за счет выделения энергии, часть которой может быть использована для разрушения минеральных агрегатов. На основании проведенных экспериментально-теоретических исследований было сделано предположение, что на этапе обработки УЗ в минеральном сырье происходит понижение прочности сырья. Также проведенные исследования позволили установить положительный эффект ультразвукового воздействия при измельчении комплексного медного минерального сырья: использование ультразвуковой обработки перед измельчением позволило увеличить выход готового класса до 82,4 %. Таким образом, использование ультразвукового воздействия позволит повысить эффективность процессов рудоподготовки при снижении энергетических затрат.

В настоящей статье исследовалась фильтрация газа через насыпные образцы, заполненные композициями фракций кварца и глинистых минералов, таких как каолинит, монтмориллонит, хлорит и мусковит. Исследования проводились на отечественной установке «Дарсиметр» в диапазонах перепада давлений от 0,3 до 1,6 атм. Исследовались смеси фракций кварца размером 40, 63, 75, 150, 250 мкм и глинистых минералов при содержании 13, 25, 34, 50 %. Для каждой композиции определен степенной закон зависимости расхода от перепада давления. Основой для полученной зависимости выбрана эмпирическая связь, которую использовали при фильтрации флюида через образцы песка. Также исследовались композиции одного и того же состава, представленные двумя образцами. В одном компоненты перемешаны хаотически, а в другом представлены слоями, в каждом из которых присутствует компонент или смесь. Для ряда образцов с большим содержанием глинистых минералов построены графики Клинкенберга для определения истинной проницаемости. Для смесей каолинита с кварцем возрастание содержания каолинита в 2-3 раза приводит к такому же снижению коэффициентов проницаемости и пропорциональности и показателя степени. Коэффициенты проницаемости и пропорциональности в смесях для кварца и монтмориллонита ориентировочно в два раза больше, чем для смесей каолинит и кварц. Исследования на образцах одинакового состава разных фракций с хаотическим распределением частиц и слоистым показали, что в образцах со слоистым расположением коэффициенты пропорциональности и проницаемости приближенно в 2 раза меньше, чем для хаотического. По ряду образцов с большой долей глин определены истинные коэффициенты проницаемости.

В условиях снижения качества минерального сырья, содержащего цветные металлы, важным становится вопрос оптимизации схем его переработки для получения кондиционных концентратов. Модернизация схем рудоподготовки на основании анализа априорной информации и экспериментальных исследований позволит минимизировать негативный эффект вовлечения в переработку более бедного низкокачественного минерального сырья в условиях увеличения объемов производства. В работе выполнен анализ современного состояния в области оборудования и схем рудоподготовки фабрик, перерабатывающих комплексные медные руды. Снижение качества сырья, а также увеличение комплексности и объемов производства приводят к необходимости сокращения капитальных и эксплуатационных затрат на всех этапах переработки минерального сырья. Авторами проанализированы более 150 научно-технических источников и отобраны для более глубокого анализа и проработки 40 источников. Был проведен анализ работы более 50 предприятий, перерабатывающих комплексные медные руды. Анализ существующих исследований в области процессов рудоподготовки комплексных медных руд показал, что наиболее распространенной технологией (как при модернизации существующих, так и при проектировании новых предприятий) в России и в мире является технология на основе полусамоизмельчения. При этом выявлена тенденция к переходу от схем с использованием мокрого полусамоизмельчения к схемам с использованием измельчающих валков высокого давления.

Развитие измерительной техники и статистическая обработка полученных результатов играют важную роль в процессе флотационного обогащения. Использование современных технологий, таких как ионометрия и нейросетевое моделирование, позволяет проводить более точный анализ данных и предсказывать поведение руды при флотации. Использование единого типового подхода к изучению обогатимости порфировых медно-молибденовых руд с помощью этих методов помогает установить более точные связи между параметрами руды, процессом флотации и получаемыми результатами обогащения. Экспериментальные исследования проводились на лабораторной базе Научного центра проблем переработки минерального сырья Горного университета. В данной работе производился анализ сменных данных с помощью метода обработки статистических данных и выявление негативных факторов, влияющих на флотационный процесс, а также предложены пути устранения выявленных проблем. Данный подход позволяет более глубоко изучить процессы, происходящие внутри системы флотации, выявить взаимосвязи и оптимизировать параметры процесса для достижения наилучших результатов. Это может привести к сокращению времени и затрат на обогащение и повышению эффективности процесса. Таким образом, применение современных методов и технологий в измерительной технике и математико-статистическом анализе данных является важным направлением научного прогресса в области флотации и обогащения руд, включая порфировые медно-молибденовые руды.

В работе представлены особенности разработки Харбалахского каменноугольного месторождения, имеющего пологое залегание пластов с имеющимся междупластьем мощностью 0,8 м. Вскрытие месторождения осуществлено капитальными наклонными центральными и фланговыми траншеями с подъездными путями, выезжающими на руслоограждающую дамбу. Вскрытие нижележащих горизонтов произведено капитальными внутренними сьездами. Для разработки месторождения принята сплошная однобортовая система разработки с комбинированным внутренним отвалообразованием, с разделением вскрышных работ на два слоя и раздельной технологией их выемки. На верхних горизонтах используется механическое рыхление мерзлой вскрыши бульдозерами и их выталкиванием в выработанное пространство. На нижнем слое вскрышные работы ведутся с применением буровзрывного рыхления с вывозом взорванной горной массы автосамосвалами во внутренний отвал. Таким образом формируются внутренний бульдозерный и автомобильный отвалы для дальнейшей их рекультивации. Выполненный анализ горно-геологических и геотехнологических условий эксплуатации Харбалахского разреза показал эффективность существующей технологии с комбинированным бульдозерным и автомобильным внутренним отвалообразованием, благоприятствующим рекреационной рекультивации созданием водоема на отработанном карьерном поле. Анализ динамики коэффициента вскрыши по годам показал его ежегодный рост из-за рельефа местности, которая приведет к полному заполнению выработанного пространства породами вскрыши к 2026-2027 гг. с переходом на сельскохозяйственную и лесохозяйственную рекультивацию карьерного поля.