Preview

Горные науки и технологии

Расширенный поиск
Том 7, № 3 (2022)
Скачать выпуск PDF | PDF (English)

ГЕОЛОГИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

192-202 684
Аннотация

Важнейшим направлением проведения комплексных исследований по определению перспектив месторождений различных руд является использование современных компьютерных методов, в частности, программного продукта Micromine. В статье рассматривается Березкинское рудное поле, для которого произведены анализ перспектив и подсчет запасов для открытого и подземного способов отработки. При этом определены запасы серебра в качестве основного полезного компонента, а также рассчитаны балансовые запасы раздельно для всех типов руд в контуре оптимального карьера, принятого в технико- экономическом обосновании постоянных разведочных кондиций для разработки руд. Для векторизации и проверки геологической информации, вводимой в базу данных, при помощи программного обеспечения Micromine, в пространственных координатах были привязаны графические материалы в виде планов разрезов с наложенной базой данных скважин. Конечной проверкой являлся контроль на соответствие глубины введенной информации относительно глубины выработки. База данных содержит информацию о местоположении выработок (скважин, канав), конструкции скважин, информацию с описанием пространственного положения оси выработок, данные с результатами опробования выработок на серебро и медь. Для подземного способа отработки оконтуривание рудных тел проводилось по сечениям, выделенным в скважинах по бортовому содержанию 10,7 г/т, с учетом ориентировки геологических структур. Надежность увязки рудных залежей проверялась в трехмерной модели, построенной в программе Micromine. Для условий открытой отработки в процессе эксплуатации возможно уточнение положения мелких рудных тел эксплуатационной разведкой и перевод их в более высокие категории. Построение каркасной модели рудных зон и тел производилось с использованием контуров по разработанной методике. В основу построения каркасной модели разломов положены планы и разрезы участка Березкинский. Построение каркасной модели разломов проводилось в несколько этапов. Применение современных геоинформационных систем (ГИС) технологий позволяет качественно провести оценку перспективности и подсчет запасов на месторождениях. На Березкинском месторождении изучены вещественный состав руд, технологические свойства, гидрогеологические и инженерно-геологические особенности месторождений.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ В МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОМ КОМПЛЕКСЕ И ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

203-215 571
Аннотация

Длительное развитие горнорудной промышленности в Комсомольском, Кавалеровском и Дальнегорском районах Дальнего Востока России позволило сформироваться крупномасштабным горнопромышленным техногенным системам. В период перестройки работа горнопромышленного производства была приостановлена, а горные выработки (карьеры, штольни) и хвостохранилища не подвергались какой-либо консервации или рекультивации. В настоящее время работает только борная и свинцово-цинковая промышленность в Дальнегорском районе. Цель данной статьи – оценить состав рудничных вод, показать условия их формирования, наличие ионов и молекул различных элементов и установить параметры кристаллизации из них ряда гипергенных природных и техногенных минералов. В публикации приведена гидрохимическая характеристика рудничных вод в горнопромышленных техногенных системах олово-сульфидных, медно-оловянных, олово-полиметаллических и полиметаллических месторождений, показаны условия их формирования и негативное воздействие на гидросферу, а также здоровье людей, проживающих в данных районах. Исследования процессов окисления сульфидов и формирования рудничных вод выполнены методом физико-химического моделирования с использованием программного комплекса «Селектор». В широком интервале температур (от –25 до +45 °С) установлены Eh–pH параметры растворов, их состав в отношении устойчивых водных частиц (комплексных соединений и простых ионов), парагенетические ассоциации (парагенезисы) осаждающихся гипергенных минералов в зависимости от первичного состава руд и вмещающих пород. Установлено, что моделируемые микропоровые растворы, формирующие рудничные воды, имеют широкий спектр Eh–pH параметров: Eh от 0,55 до 1,24 В и pH от 0,3 до 13,8. Из них кристаллизуются техногенные минералы Fe, Cu, Zn, Pb и Sb из классов оксидов и гидроксидов, сульфатов и арсенатов. Высококонцентрированные рудничные воды до и после осаждения из них техногенных минералов, масса которых составляет сотни грамм, попадают в гидросферу. Полученные моделированием растворы содержат все элементы сульфидных руд: Cu, Zn, Pb, Fe, Ag, As, Sb и S, а их концентрации в форме водных частиц достигают десятков грамм, причем в криогенных условиях они на порядок и два выше за счет кристаллизации льда. Формы миграции элементов зависят от температурного режима. Показано отрицательное воздействие рудничных вод на гидросферу региона и здоровье населения, проживающего в нем. Установлено, что в рассматриваемых районах отмечается тенденция роста практически всех видов болезней в два раза как у взрослых, так и у детей, причем заболеваемость детского населения практически по всем рассматриваемым болезням значительно выше, чем у взрослых.

216-230 482
Аннотация

Актуальность исследования заключается в получении первых геохимических данных (включая информацию о радионуклидах) о дренажных водах разрабатываемых и затопленных карьеров в пределах восточных районов Новосибирской области. Целью исследования является выявление особенностей химического состава дренажных вод (широкого спектра химических элементов от Li до U). Лабораторное изучение химического состава методами титриметрии, ионной хроматографии, масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой проводилось в Проблемной научно-исследовательской лаборатории гидрогеохимии (ПНИЛ ГГХ) Инженерной школы природных ресурсов Томского политехнического университета (ИШПР ТПУ). Измерение содержаний 222Rn в водах проводилось на комплексе «Альфарад плюс» в лаборатории гидрогеологии осадочных бассейнов Сибири Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука Сибирского отделения Российской академии наук (ИНГГ СО РАН). Разделение данных на однородные геохимические совокупности выполнено с помощью коэффициентов Са /Na, Са /Mg, Ca / Si, Mg / Si, Na / Si. Установлено, что химический состав изученных объектов весьма разнообразен. Доминируют воды SO4–HCO3 Na–Mg–Ca состава с величиной общей минерализации от 400 до 700 мг/дм3 . Выявлены три геохимические группы вод. Первая представлена дренажными водами разрабатываемых карьеров бутового камня, вторая включает в себя объекты Горловского угольного бассейна и третья – отработанные затопленные карьеры. Первая группа характеризуется окислительными параметрами геохимической среды с Eh, изменяющимся в широком диапазоне от +84,6 до +261,0 мВ, pH от 6,9 до 8,6 и O2 раств. от 3,43 до 14,39 мг/дм3 . Содержания радионуклидов составляют (мг/дм3 ): 238U 9,30 · 10−3 – 1,40; 232Th 1,00 · 10−6 – 2,16 · 10−3; активность 222Rn изменяется от 1 до 572,5 Бк/дм3 . Отношение 232Th/ 238U находится в диапазоне от 4,20 · 10−5 до 2,69 · 10−3 при среднем 8,40 · 10−4. Вторая группа отличается меньшей вариацией Eh от +133,2 до +199,6 мВ, pH от 7,5 до 8,5 и O2раств. от 6,81 до 10,43 мг/дм3 . Концентрации радионуклидов изменяются (мг/дм3 ): 238U 2,26 · 10−3 – 2,90 · 10−2; 232Th 7,15 · 10−6 – 5,57 · 10−4. Отношение 232Th/ 238U находится в диапазоне от 8,37 · 10−4 до 4,80 · 10−2 при среднем 9,54 · 10−3. Третья группа также характеризуется окислительной геохимической обстановкой с Eh +131,3– +250,0 мВ, pH от 6,9 до 8,8 и O2раств. от 4,00 до 16,59 мг/дм3 . Содержания радионуклидов составляют (мг/дм3 ): 238U 3,00 · 10−4 – 2,74 · 10−2; 232Th 1,65 · 10−6 – 1,15 · 10−5; активность 222Rn изменяется от 2 до 31 Бк/дм3 . Отношение 232Th/ 238U находится в диапазоне от 2,36 · 10−4 до 1,02 · 10−3 при среднем 6,25 · 10−4. В целом 232Th/ 238U отношение изученных вод свидетельствует об их урановой природе радиоактивности. Полученные данные говорят о незначительном влиянии сброса дренажных вод разрабатываемых месторождений полезных ископаемых на окружающую среду.

ГОРНЫЕ МАШИНЫ, ТРАНСПОРТ И МАШИНОСТРОЕНИЕ

231-239 452
Аннотация

Для увеличения механической скорости бурения при бурении мягких пород используют смещение осей вращения шарошек, которое позволяет увеличить проскальзывание зубьев вооружения по всей площади забоя. Анализ износа зубчатого вооружения бурового инструмента со смещёнными осями вращения шарошек показал, что происходит существенное изнашивание («зализывание») переходной зоны от тыльного конуса к основному, и это приводит к существенному снижению механической скорости бурения и быстрому уменьшению диаметра скважины. Целью работы является проведение теоретических исследований характера и условий взаимодействия с забоем тыльных и периферийных конусов шарошек данного вида бурового инструмента для повышения эффективности разрушения породы забоя шарошечным буровым инструментом со смещенными осями вращения шарошек. Для достижения поставленной цели в работе проведён анализ характера износа зубчатого вооружения и причин его возникновения у существующих конструкций шарошечного бурового инструмента; разработана математическая модель в цилиндрической системе координат, позволяющая определять расположение и геометрические параметры зоны контакта калибрующего конуса со стенкой скважины для различных типоразмеров шарошечных буровых долот; разработана компьютерная твердотельная модель для проверки адекватности работы математической модели путём их сравнения; разработаны рекомендации по дальнейшему совершенствованию конструкции зубчатого вооружения шарошечного бурового инструмента со смещёнными осями вращения шарошек.  Исследования были проведены методом математического моделирования геометрических фигур и тел, соответствующих шарошкам и  скважине.  В результате исследований определено, что необходимо внести существенные коррективы в геометрию зубчатого вооружения шарошек (на данный момент патентуется), позволяющие на 15–20 % уменьшить площади площадок притупления периферийных венцов шарошек, а также обеспечить более длительный контакт основных и калибрующих конусов шарошек с поверхностью забоя и стенки скважины. Это позволит снизить повышенный износ зубьев вооружения в зоне перехода образующей от периферийного основного к калибрующему конусу шарошек и даст возможность зубчатому вооружению шарошек более длительный период времени сохранять требуемое удельное давление на разрушаемую породу, диаметр долота и, как следствие, обеспечит увеличение как механической скорости бурения, так и ресурса бурового инструмента.

ПОДГОТОВКА ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ КАДРОВ. ОРГАНИЗАЦИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

240-259 1269
Аннотация

Подготовка специалистов для минерально-сырьевого комплекса в России является всегда одной из самых актуальных тем для дискуссий в академическом и профессиональном горном сообществе, в том числе и в международном контексте. Эксперты из многих стран регулярно представляют свои исследования о состоянии и достижениях высшего горного образования в национальных системах подготовки горных инженеров. Целью публикации являются анализ и количественная оценка системы подготовки горных инженеров в России. Для оценки количественных характеристик подготовки горных инженеров в России в исследовании использовались методы анализа, основанные на объективных данных государственной статистики выпуска горных инженеров во всех университетах, а также приема на соответствующие специальности и направления подготовки. Так, по специальностям «Прикладная геология»; «Технология геологической разведки»; «Горное дело»; «Физические процессы горного или нефтегазового производства» в 2021 г. в России был подготовлен 5031 горный инженер. По специальностям нефтегазового профиля – 10 789 бакалавров и магистров. Результаты анализа представлены в статье в разрезе конкретных университетов, специальностей и направлений подготовки, федеральных округов и страны в целом. Количественные параметры подготовки кадров для минерально-сырьевого комплекса в университетах России свидетельствуют о возможности формирования кадрового потенциала в системе высшего образования отрасли только за счет собственных научно-педагогических школ.



Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2500-0632 (Online)