В георадиолокации одной из наиболее популярных процедур определения скорости распространения электромагнитных волн в массиве горных пород является подбор теоретических гиперболических годографов с последующим сравнением с годографом, полученным при георадиолокационном измерении. Эта процедура основана на модели однородной среды, но в настоящее время объектом изучения георадиолокации часто становятся неоднородные среды, такие как горизонтально-слоистые среды, характерные для рыхлых отложений криолитозоны. В статье представлены результаты исследования формирования гиперболических годографов георадиолокационных сигналов в горизонтально-слоистой среде без учета дисперсии и поглощения электромагнитных волн. На основе законов геометрической оптики выведены формулы, позволяющие рассчитать форму гиперболической оси синфазности георадиолокационных сигналов, отраженных от локального объекта в многослойном массиве мерзлых горных пород. На примере массива горных пород криолитозоны, содержащего слой незамерзших горных пород, показано влияние мощностей слоев горных пород и их относительной диэлектрической проницаемости на кажущуюся диэлектрическую проницаемость, получаемую в результате расчета теоретического гиперболического годографа. Также представлены условия, при которых невозможно определить наличие слоя незамерзших горных пород по гиперболическому годографу. Установленные закономерности апробированы на синтетических георадиолокационных радарограммах, рассчитанных в программе gprMax. Результаты теоретических исследований подтверждены сравнением с результатами анализа данных компьютерного моделирования георадиолокационных измерений в системе gprMax (относительная погрешность составила менее 0,5 %).

Геомеханические рейтинговые классификации массивов являются важным инструментом при проектировании подземных технологий отработки месторождений. Особенно актуальны они на ранних стадиях разработки проекта, когда первичная горно-геологическая информация доступна в ограниченном объеме. В представляемой работе показан подход к сбору исходной информации и расчету рейтинга RMR и индекса Q для массива горных пород глубоких горизонтов подземного рудника Удачный, отрабатывающего одноименную кимберлитовую трубку. Поскольку классификации являются многокомпонентными системами, они предъявляют высокие требования по объему и качеству первичной информации, выполнение которых возможно путем применения комплексной системы сбора данных. Основной их объем получен посредством акустического телевьюверного каротажа, совмещенного с геолого-структурной документацией неориентированного керна. Также использованы данные о физико-механических свойствах пород, напряженно-деформированном состоянии и гидрогеологических условиях. Расчет рейтингов произведен поинтервально вдоль стволов скважин, в которых производился акустический каротаж. В качестве одного из критериев для выделения геомеханических интервалов предложен параметр амплитуды акустической волны, зависящий от физических свойств породного массива и степени его структурной нарушенности. Установлен средний уровень связи между Q и RMR, что обусловлено разной «чувствительностью» и структурой входных параметров. С помощью рассчитанных рейтингов массив рудных тел и вмещающих отложений оценен по степени устойчивости (присвоены классы/категории), а также определены оптимальные способ и параметры крепления выработок. Накопленная в процессе проведения исследований база геомеханических данных обеспечивает возможность расчета альтернативных рейтингов, таких как MRMR, RMi, GSI и др., без использования переходных уравнений.

На текущий момент использование цифровых моделей при разработке нефтяных и газовых месторождений является эффективным инструментом принятия обоснованных тактических и стратегических решений для максимального извлечения углеводородных запасов на месторождении. При этом постоянное увеличение доли трудноизвлекаемых запасов приводит к ускоренному нарастанию роли моделирования пластовых углеводородных систем при разработке нефтяных и газовых месторождений. Многие газоконденсатные месторождения Восточной Сибири можно охарактеризовать как залежи с низкими фильтрационно-емкостными свойствами и сложными термобарическими условиями, и, как следствие, актуальным является вопрос повышения эффективности разработки подобных залежей для увеличения накопленной добычи газа и конденсата. В случае если начальное пластовое давление газоконденсатного месторождения соответствует давлению начала конденсации, наблюдается выпадение значительного количества ретроградного конденсата при понижении давления в пласте. Выпадение конденсата в поровом пространстве пласта приводит к понижению как коэффициента извлечения конденсата (КИК), так и коэффициента извлечения газа (КИГ). С помощью гидродинамического симулятора Т-Навигатор отечественного производителя Rock Flow Dynamics были произведены прогнозные расчеты разработки газоконденсатной залежи вертикальными и горизонтальными скважинами. Расчеты производились при различных технологических режимах на примере газоконденсатного месторождения, который характеризуется сложными термобарическими условиями (начальное пластовое давление соответствует давлению начала конденсации), при этом целевым технологическим параметром являлось количество выпавшего конденсата в пласте. По результатам исследования можно сделать основной вывод – разработка залежи горизонтальными скважинами позволяет значительно снижать депрессию на пласт по сравнению с вертикальными, при этом конденсат в пласте выпадает по большему объему, становится неподвижным и препятствует дальнейшей добыче газа, снижая общую добычу конденсата. Увеличение конденсатоотдачи пласта при разработке газоконденсатной залежи вертикальными скважинами по сравнению с горизонтальными скважинами наблюдается при определенных пластовых условиях, соответствующих проделанному в настоящей работе моделированию, а именно при низких фильтрационно-емкостных свойствах пласта и наличии насыщенной газоконденсатной системы.

По причине снижения качества поступающего на переработку сырья, вовлечения упорных руд, упорность которых обусловлена наличием сорбционно-активного по отношению к растворенным благородным металлам органического углеродистого вещества и вкрапленностью низкоразмерных благородных металлов в минералы-носители, актуальным направлением является разработка новых технологических решений с применением энергетических методов воздействия с целью снижения потерь ценных компонентов с хвостами обогащения. Обработка электромагнитным излучением сверхвысокой частоты обладает рядом преимуществ, среди которых отмечаются быстрый и селективный нагрев за счет различий в способности поглощать минералами данное излучение. В качестве объекта исследования приняты углеродсодержащие материалы, представленные углеродистым флотационным концентратом и модельными навесками активированного угля с адсорбированным серебром. На примере модельных навесок обоснована необходимость использования магнетита для достижения укрупнения низкоразмерного серебра при сверхвысокочастотной обработке. Подтверждено образование активных центров локального нагрева в местах добавления магнетита в процессе обработки. Обосновано необходимое содержание магнетита для укрупнения низкоразмерного серебра до сферических агрегатов, средний размер которых составил 20–40 мкм, равное 10 %. Получено укрупнение частиц благородных металлов в обработанных углеродистых концентратах до размеров 20–50 мкм, содержащих серебро и золото, при добавлении обоснованного количества магнетита. Укрупненные частицы благородных металлов возможно извлекать с применением традиционных методов обогащения.

Эффективность ведения горноспасательных работ зависит от времени, когда приступили к локализации и ликвидации аварии. В связи с удалённостью некоторых горных предприятий было принято решение о создании вспомогательных горноспасательных команд из числа горнорабочих. При этом эффективность аварийно-спасательных работ, проводимых членами вспомогательных горноспасательных команд в настоящее время вызывает много споров. В данной работе приведены сведения по оценке готовности вспомогательных горноспасательных команд угольных шахт России. По всем отрядам и взводам было проведено анкетирование профессиональных горноспасателей по основным вопросам деятельности вспомогательных горноспасательных команд. Полученные методом экспертных оценок результаты позволили определить основные проблемы в подготовке членов вспомогательных горноспасательных команд, выявить направления совершенствования нормативно-правовой и методической базы по тактике ведения аварийно-спасательных работ. Во второй части работы представлены результаты проведенных контрольно-тактических учений, проведенных на семи шахтах. Учения проводились внепланово в конце рабочей смены. Проверялся целый спектр знаний, навыков, умений и физическая подготовка членов вспомогательных горноспасательных команд. А именно проверялись правильность выдачи заданий, тактическая подготовка отделений, правильность подготовки к спуску в шахту и применения горноспасательного оборудования, навыки оказания первой помощи, теоретические знания и физическая подготовка.

Актуальность проблемы термодинамических параметров воздушной среды на линиях метрополитена заключается в существенной разнице температур воздуха городов России и городами зарубежных стран. Данная температурная разница определяет и закономерности формирования аэротермодинамических параметров воздушной среды, которые необходимо учитывать при выборе способов обеспечения нормативных климатических параметров воздуха. Исследование, представленное в статье, проводилось с целью установления на основе экспериментальных данных закономерностей протекания аэротермодинамических процессов для последующей разработки рекомендаций по нормированию параметров воздушной среды в тоннелях метрополитена (однопутных и двупутных), расположенных на разной глубине заложения. Основные задачи сводятся к определению факторов, оказывающих влияние на установление распределения температур (влажностей) и закономерностей их изменения, проведение инструментальных измерений распределения температур (влажностей) воздуха по длине исследуемых участков перегонных тоннелей как при отсутствии поездов, так и при их движении с различной интенсивностью; разработке предложений по использованию выявленных закономерностей для обеспечения нормативных параметров воздушной среды. Идея статьи состоит в том, что в качестве основы для выбора технических решений по совершенствованию систем вентиляции метрополитенов следует принимать выявленные особенности формирования аэротермодинамических процессов, зависящих от конструктивных параметров перегонных тоннелей и глубины их заложения. На основе выполненных экспериментальных исследований были выявлены закономерности формирования вентиляционных и тепловых режимов однопутных, двухпутных тоннелей и участка сопряжения и предложены мероприятия по совершенствованию вентиляционного и теплового режимов, обеспечивающих нормативные климатические условия. В частности, было установлено, что в однопутных тоннелях глубокого заложения тепловой режим определяется наличием циркуляционных контуров между соседними станциями, которые возникают в результате поршневого эффекта, и тепловыделениями от движущихся поездов; отличием циркуляционных контуров, сформировавшихся в подземных сооружениях мелкого заложения однопутного типа, является наличие плотной аэродинамической связи с поверхностью. Тем самым подземные сооружения мелкого заложения насыщаются поверхностным воздухом, который поступает на станции и в тоннели по пешеходным путям и наклонным ходам; в подземных сооружениях двухпутного типа при отсутствии движения подвижных составов характер изменения температуры воздуха по длине перегона определялся количеством теплоты, которая была аккумулирована грунтом в период движения поездов. Во время движения теплота, выделяемая поездами, движущимися навстречу друг другу при практическом отсутствии поршневого эффекта, равномерно распределяется по длине перегона. Это обусловливает постоянную температуру воздуха в тоннелях за исключениями участков, непосредственно прилегающих к станции, где в период торможения и остановки поездов количество продуцируемой ими теплоты максимально, соответственно, температура тоннельного воздуха в пристанционных выработках увеличивается на 2–3 °С в сравнении с температурой на перегонах. На участках, включающих два типа подземных сооружений, возможный рост температуры воздуха на станции, прилегающей к однопутным тоннелям, связан с образованием циркуляционных контуров между участком сопряжения разных типов конструкции тоннелей и станции, прилегающей к ним. Также разработаны рекомендации по нормализации аэротермодинамического режима для рассмотренных типов тоннелей: при установленной возможности превышения в летнее время температурой воздуха нормативных параметров (значений) необходимо предусмотреть или резерв по его расходу, или его охлаждение в сбойках, прилегающих к станциям. Для повышения температуры воздуха могут быть использованы организационные, аэродинамические и теплотехнические методы.

Взвешенные вещества являются преобладающими загрязнителями сточных вод угольных предприятий. Базовая система очистки сточных вод, регламентируемая в НДТ № 15 ИТС-37–2017, не обеспечивает качества очистки до нормативных значений сброса в водоемы рыбохозяйственного назначения. Используемый в данной технологии метод гравитационного осаждения в прудах-отстойниках эффективен для грубодисперсных частиц. Однако формирующиеся коллоидные системы из мелкодисперсных нерастворимых фракций являются сложными для разделения в условиях гравитационного поля. В качестве эффективного метода удаления взвешенных веществ из сточных вод рекомендуем использовать фильтрование через стационарный слой фильтрующих зернистых материалов. В работе проведено исследование кинетики и динамики фильтрования взвешенных частиц из сточных вод угольных предприятий на фильтрующих материалах различной природы. Построены кривые гравитационного осаждения взвешенных веществ из карьерных сточных вод. Выявлена зависимость степени очистки сточных вод от размера фракций фильтрующих материалов. В работе приведены результаты оценки эффективности применения фильтрующих материалов природного происхождения для очистки сточных вод угольных предприятий от взвешенных веществ. Результаты экспериментов показали, что наиболее эффективным и доступным зернистым фильтрующим материалом является кварцит Бобровского месторождения, который мы рекомендуем использовать, комбинируя его фракции 2,0–5,0 и 0,7–1,2 (в соотношении 1 : 2). Определена оптимальная скорость подачи промывочных вод на этапе регенерации фильтра с зернистой загрузкой.

Глобальные вызовы (рост потребления георесурсов, климатические изменения, ограниченность запасов) повышают актуальность проблем роста накопления отходов и экологической модернизации добычи минерального сырья. В связи с этим существующие подходы к проектированию геотехнологий добычи металлов нуждаются в совершенствовании на основе концепции циркуляционного управления отходами и экологизации технологических процессов. Статья посвящена вопросу формирования концептуальных основ и направлений экологизации геотехнологий при выщелачивании металлов из твердых и жидких отходов обогащения полиметаллического сырья. В исследовании предложены рекомендации по совершенствованию подземного выщелачивания руд в блоках, позволяющие определить оптимальные условия для повышения полноты использования недр и уменьшения ущерба окружающей среде. Выявлено, что при извлечении металлов с циркуляцией раствора через рассольные камеры содержание ионов (Na, Cl, SO₄ и Ca) в диализате было низким, а без циркуляции в рассоле существенно превышало ПДК (по Na, Cl, SO₄ и Ca). Это доказывает принципиальную возможность управления процессами подземного выщелачивания путем усиления окислительного потенциала растворителей за счет добавления промышленных окислителей. Установлено, что рост продолжительности агитационного выщелачивания (как с использованием, так и без механоактивации) приводит к равномерному расширению локальных максимумов выхода Pb из пульпы при снижении минимальной концентрации NaCl с 11–12 до 7 % при H₂SO₄ = 0,6 %. Одним из ключевых результатов исследования является обоснование расширения области использования дезинтеграторов для осуществления направленного активационного воздействия на хвосты обогащения. Практическое значение полученных результатов заключается в возможности оптимизации технологической схемы электрохимического извлечения металлов из техногенных стоков на основании полученных результатов применения циркуляции рассолов через рассольные камеры. Кроме того, совокупность полученных результатов использования дезинтегратора для повторного извлечения свинца из геоматериалов позволит разработать методику расчета параметров механоактивационного воздействия для повышения степени извлечения металлов из хвостов обогащения полиметаллического сырья РСО–Алания (Згидское, Садонское, Архонское месторождения). Наиболее перспективным направлением дальнейших исследований является обоснование путей использования подземного пространства для полного захоронения отходов (техногенных стоков и хвостов обогащения) после их многостадийной обработки.

В современном мире стремительной урбанизации экологическая безопасность становится ключевым аспектом городского планирования и управления. Проблематика экологической безопасности охватывает широкий спектр вопросов – от снижения уровня загрязнения и сохранения биоразнообразия до обеспечения устойчивого использования природных ресурсов. В этом контексте объекты метрополитена как неотъемлемая часть городской инфраструктуры играют важную роль в обеспечении мобильности городского населения, однако они также представляют собой потенциальный источник экологических проблем. Эксплуатация объектов метрополитена сопровождается шумовым загрязнением, эмиссией вредных веществ, так как системы метрополитена используют энергию, производимую из ископаемых источников, энергопотреблением, нежелательным влиянием на подземные воды и другими негативными экологическими аспектами. Также не менее важным является вопрос утилизации отходов и строительных материалов, используемых при строительстве и ремонте метрополитенов. Целью данного исследования являлась оценка экологической безопасности при эксплуатации объектов метрополитена. Рассмотрение этой темы особенно актуально в свете глобального стремления к устойчивому развитию и необходимости обеспечения высокого качества жизни городского населения. Оценку экологической безопасности при эксплуатации объектов метрополитена предполагается осуществлять на основе комплексного подхода, подразумевающего проведение натурных исследований и моделирования характера распределения дефектов в конструкциях подземных сооружений метрополитена под воздействием гидрогеологических рисков. Системный подход к оценке экологической безопасности при эксплуатации объектов метрополитена, основанный на моделировании развития дефектов в конструкциях тоннелей под действием гидрогеологических факторов, позволит структурировать имеющуюся информацию по потенциальным авариям, выработать методы мониторинга и меры по минимизации рисков, ведущих к снижению экологической устойчивости подземных объектов транспортной структуры города. Полученные результаты исследований, включающие в себя систематизацию критериев экологической безопасности при эксплуатации метрополитена, анализ дефектов в конструкциях тоннелей под действием гидрогеологических факторов, являются основой для дальнейшей разработки методики обеспечения экологически безопасной эксплуатации городских транспортных тоннелей.

Применение частотно-регулируемого привода штанговых насосных установок (ШНУ), широко используемых для добычи нефти, повышает энергетическую и технологическую эффективность добычи нефти, способствует снижению износа оборудования, но его применение сдерживается неустойчивой работой при недостаточной уравновешенности ШНУ и чувствительностью к кратковременным провалам напряжения, часто возникающим в протяженных электрических сетях нефтепромыслов. Недостаточная уравновешенность ШНУ приводит к появлению в цикле качания периода работы двигателя в генераторном режиме, обусловленном неравномерностью и изменением направления момента сопротивления рабочего механизма. Переход двигателя в генераторный режим так же, как и провалы питающего напряжения, приводит к выходу напряжения в звене постоянного тока преобразователя частоты за установленные пределы и к отключению преобразователя. Для исследования процессов при работе штанговых насосных установок и проверки способов устранения негативного влияния на преобразователь частоты генераторного режима, а также провалов напряжения питающей электросети с целью повышения устойчивости системы в среде Matlab, Simulink создана модель «электрическая сеть – частотно-регулируемый привод ШНУ» с характерной для данного применения нагрузкой, проведен ряд опытов и выполнен анализ результатов. Рассмотрена программная функция подавления генераторного режима и дана оценка возможности ее применения для реальных установок. Проанализировано применение системы бесперебойного питания на основе аккумуляторных накопителей энергии для предотвращения прерывания работы при разных уровнях провалов питающего напряжения. Модель, полученная в результате работы, может быть применена для общего анализа работоспособности и устойчивости, а также проверки правильности подбора ключевых элементов проектируемых систем штанговых насосных установок с частотно-регулируемым приводом.