Горные науки и технологии @gornye-nauki-tekhnologii
Статьи журнала - Горные науки и технологии
Все статьи: 1097
Особенности флюидодинамики в длительно эксплуатирующихся неоднородных газовых резервуарах
Статья научная
Геологические объекты характеризуются макро- и микронеоднородностью, что проявляется изменчивостью в пространстве вещественного состава и литофизических свойств пород. Это, в свою очередь, определяет пространственно-временную изменчивость динамики углеводородных (УВ) флюидов как при формировании залежи, так и при ее разработке, а в последующем и эксплуатации в качестве подземного хранилища газа (ПХГ). Длительная эксплуатация подземных газовых резервуаров на площадях Галмас и Гарадаг в Южно-Каспийском бассейне (ЮКБ), служащих вместилищем промышленных скоплений газа, а в дальнейшем для подземного хранения газа (ПХГ) характеризуется существенными особенностями. Анализ данных мониторинга объемов закачки-отбора газа на ПХГ Галмас и Гарадаг в период 2020-2021 гг. показал изменчивость в пространстве их значений, так же, как и продуктивности скважин при разработке газового резервуара. Это позволяет предположить унаследованный с режимом разработки газового резервуара характер режима эксплуатации ПХГ. Неоднородный характер изменения в пространстве этих параметров определяется фильтрационно-емкостными свойствами пород. Падение пластового давления в процессе разработки залежи сопровождается снижением проницаемости пород, а при эксплуатации ПХГ литофациальные свойства пород определяют соотношение объемов закачиваемого и отбираемого газа. В связи с этим необходимым условием выбора оптимальной системы эксплуатации ПХГ является учет пространственной неоднородности подземного резервуара. Неравномерный характер изменения по площади фильтрационно-емкостных свойств горных пород (ФЕС), формирование изолированных зон в резервуаре со значительными остаточными объемами газа, а также непрогнозируемые направления движения флюидов являются основными причинами снижения эффективности разработки залежи и эксплуатации ПХГ. Для определения оптимальной системы эксплуатации ПХГ, созданных в истощенных подземных нефтегазовых резервуарах, необходимо учитывать особенности изменения в пространстве ФЕС слагающих его пород.
Бесплатно
Статья научная
Изучение минерального состава руд является основополагающим этапом при разведке новых месторождений, поскольку именно оно позволяет определить формы нахождения полезных компонентов, процессы рудообразования и потенциальную извлекаемость ценных элементов. Минеральная ассоциация, текстуры и структуры руд не только дают ключевые сведения о геологии месторождения, но и определяют выбор методов обогащения. Несмотря на развитие современной аналитической базы и существующие решения автоматической диагностики минералов, например, на основе СЭМ-EDS метода, оптическая микроскопия является самым доступным средством количественного минералогического анализа. Однако она остаётся трудоемкой и требует высокой квалификации специалиста. А её визуальный характер ограничивает точность и воспроизводимость результатов, что создает необходимость в разработке более эффективных подходов. Одним из перспективных направлений является автоматизация идентификации рудных минералов по фотоизображениям аншлифов. Целью работы являлась разработка и валидация универсальной сегментационной модели на основе глубокого обучения. В процессе исследования также были решены сопутствующие задачи, включая формирование открытого набора данных LumenStone, разработку методов цветовой адаптации, совместного анализа PPL- и XPL-изображений, построения панорам и разработки метода быстрой разметки. В работе были применены свёрточные нейросетевые архитектуры, алгоритмы коррекции цвета и совместной обработки изображений, а также оригинальный метод семплирования, компенсирующий дисбаланс классов. Предложенная модель сегментации продемонстрировала высокую точность (IoU до 0,88, PA до 0,96) по девяти минералам. Полученные результаты подтвердили эффективность интеграции глубокого обучения и современных алгоритмов обработки изображений для задач минералогического анализа и заложили основу для дальнейшего развития цифровых методов в автоматизированной петрографии.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается и обосновывается возможность открытия завода по переработке твердых бытовых отходов в г. Шахты исходя из состояния окружающей природной среды в регионе.
Бесплатно
Статья научная
Технологии дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) при реализации геологоразведочных работ во многом определяют их эффективность. Поэтому разработка нового методического обеспечения использования данных ДЗЗ в прогнозировании горно-геологических условий является актуальным направлением. Исследования основываются на анализе оценки информационной, социальной и экономической эффективности применения данных ДЗЗ на месторождениях полезных ископаемых. Отмечена роль применения новых технологий (в том числе дистанционных) в процессе оптимизации начальных стадий геологоразведочного процесса. Показаны возможности использования данных ДЗЗ для оценки общего характера, направленности и масштабов изменения природной среды под влиянием разработки месторождений. Предлагается методика, которую можно использовать в процессе отслеживания изменений топологии объектов при добыче полезных ископаемых. Рассмотрены различия в результатах, получаемых при использовании предлагаемой методики обработки спутниковых изображений на прямоугольном и гексагональном растре. Отмечены преимущества применения шестиугольной решетки для отслеживания границ объектов и формирования признаков. Приведены практические примеры из числа обработанных при помощи предлагаемой методики спутниковых изображений из открытых источников. Результаты, полученные в данном исследовании, позволяют осуществлять интеллектуальный анализ данных спутниковых снимков с последующей идентификацией объектов земной поверхности, интересующих исследователя. Показан пример использования полученных результатов совместно со специализированными программными средствами (такими как картографическая геоинформационная система GIS INTEGRO с возможностями решения геологических задач или зарубежная система ArcGIS) для построения контурных карт территории и получения ее описания на основе топологических отношений и метрической информации.
Бесплатно
Отходы переработки аподоломитового нефрита и направление их использования
Статья научная
Камнесамоцветное сырье пользуется повышенным спросом, что приводит к возрастающему объему перерабатываемой горной массы. Обогащение исходного сырья, изготовление камнерезных и ювелирных изделий сопровождаются образованием большого количества отходов. Представленное исследование направлено на изучение вещественного состава и физико-механических свойств твердых отходов переработки аподоломитового нефрита Витимского региона. Образование отходов в значительном количестве приводит к затратам на перевозку, хранение и охрану, ухудшает экологическую обстановку. Месторождения аподоломитового нефрита находятся в Витимском регионе России. Наибольшее их количество сосредоточено на Северо-Западе, Северо-Востоке и Юге Китая, в меньшей мере - в Южной Корее, Австралии, Италии и Польше. В работе использованы отходы переработки наиболее продуктивного российского месторождения аподоломитового нефрита - Кавоктинского. Проведено визуальное и петрографическое изучение нефрита, скарна и амфиболита твердых отходов. Изучен макро- и микрохимический состав нефрита различного цвета, выполнен рентгенофазовый анализ. Определены декоративные свойства. Получен радиационно-гигиенический сертификат. Отходы имеют марки по дробимости 1200, по истираемости - И1, по морозостойкости - F400. Проведенные исследования показали, что в их составе не содержатся зерна слабых пород, а также глина, пылевидные и глинистые частицы. Твердые отходы переработки нефрита Витимского региона имеют высокое качество, соответствуют требованиям ГОСТ 8267-93, за исключением повышенного содержания фрагментов лещадных (уплощенных) и повышенного размера. Они могут использоваться в производстве обычного, декоративного и мозаичного бетонов, декоративных плит, внутренней отделки помещений, бань и саун, для изготовления сувенирной продукции. Использование в качестве сырья для каменного литья и пролонгированного удобрения требует дополнительного рассмотрения. Все это позволит не только решить проблему утилизации отходов, но и улучшить экономические показатели добычи минерального сырья.
Бесплатно
Охрана окружающей среды в связи с применением удобрений
Статья научная
Показано техногенное воздействие на почву ряда элементов, которое сопровождается не только накоплением в почвенном профиле, но и выносом их в определенные среды. Дана краткая характеристика загрязнения поверхностных вод нитратами и тяжелыми металлами.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрено влияние коэффициента бокового распора на основные геомеханические показатели формирующие нагрузку на крепь горной выработки, такие как размеры зоны неупругих деформаций и смещения контура выработки.
Бесплатно
Статья научная
В данной статье описывается проблема воздействия отвала хвостов ЗАО «Золото Северного Урала» на окружающую среду, а так же рассматривается вопрос полной его утилизации как техногенного месторождения. В процессе исследований был произведен вещественный анализ компонентов хвостов, результаты которого стали основой для разработки технологии.
Бесплатно
Статья научная
В данной статье описывается проблема снижения воздействия отвала хвостов ЗАО «Золото Северного Урала» на окружающую среду. В процессе исследований был произведен вещественный анализ компонентов хвостов, результаты которого стали основой для разработки технологии. Особое внимание уделялось консервации и пылеподавлению отвала, как техногенного месторождения. The problem of decrease in influence of wastes emission on environment CJSC The Gold of North Ural is described in this article. In the course of researches the material analysis of components of the waste has been made, its results became a basis for working out a technology. Special attention was given to preservation and decreasing concentration of dust of a waste storaging place as technogenic deposit.
Бесплатно
Статья научная
Строительство большепролетных выработок весьма является сложным и трудоемким процессом, поэтому необходимо выбирать оптимальную схему раскрытия. Эта статья представляет собой оценка влияние схем раскрытия забоя на напряженно-деформированное состояние пород и выбор оптимальной схемы при проходке большепролетных выработок.
Бесплатно
Статья научная
Несмотря на принятые нововведения в горно-обогатительных комбинатах АК «АЛРОСА» (ПАО) в рамках обновленной стратегии по экономическому развитию, практика свидетельствует, что за последние несколько лет существенно возросли затраты на эксплуатацию секционных насосов главного водоотлива подземного рудника «Удачный». Такому росту затрат мог способствовать заметный рост концентрации механических примесей в шахтных водах. Настоящая работа посвящена комплексной оценке влияния концентрации механических примесей в шахтных водах на эффективность секционных насосов главной водоотливной установки подземного рудника «Удачный» для технико-экономического обоснования проходки дополнительных наклонных осветляющих резервуаров. Поставленная цель достигается путем проведения визуальных, аналитических, статистических и других видов исследований по установлению степени влияния концентрации механических примесей в шахтных водах на ряд эксплуатационных показателей секционных насосов водоотливных хозяйств подземных кимберлитовых рудников. Комплексными исследованиями доказано, что концентрация механических примесей в шахтных водах является ключевым фактором, определяющим межремонтный ресурс и электропотребление насосного оборудования. Межремонтный ресурс секционных насосов главной водоотливной установки подземного рудника «Удачный» может быть рассчитан как линейная функция их подачи на момент вывода в капитальный ремонт, изменение которой с высокой степенью достоверности описывается эмпирическим выражением Q = -7,5X6 + 326,67, где X6 - усредненная концентрация механических примесей в шахтных водах. Расчетным путем установлено, что снижение концентрации механических примесей в шахтных водах с 17 до 4 г/л позволит уменьшить годовые затраты на эксплуатацию насосного оборудования главной водоотливной установки рудника «Удачный» на 100 млн рублей.
Бесплатно
Оценка влияния человеческого фактора на аэрологический риск выемочных участков угольных шахт
Статья научная
Особое внимание уделено влиянию человеческого фактора на аэрологический риск выемочных участков угольных шахт.
Бесплатно
Статья научная
Объектом исследования является проект элитного жилого дома, кото- рый предполагается возводить по адресу: г. Москва, Даев пер., д.29а, стр. 2. Цель - проанализировать объект с целью предотвращения негативно- го воздействия на окружающую среду. В процессе работы были проведены расчеты выбросов загрязняющих веществ от автостоянок. В результате исследования было установлено, что объект наносит вред окружающей среде, были предложены меры по сни- жению негативного воздействия. Область применения исследований - экологическая экспертиза - проверка соответствия документов и (или) документации, обосновываю- щих намечаемую в связи с реализацией объекта, экологическим требова- ниям, установленным техническими регламентами и законодательством в области охраны окружающей среды, в целях предотвращения негативного воздействия такой деятельности на окружающую среду.
Бесплатно
Оценка воздействия на ос при проходке геологоразведочной скважины «Исчухская- 1» в Красноярском крае
Статья научная
Под добычей нефти (или газа) понимается комплекс работ, позволяющий поднять на поверхность из пласта нефть или газ. В настоящее время существует достаточно большое количество методов добычи нефти и газа. Выбор определенного метода зависит от очень многих факторов: режима работы залежи, геологического строения участка, физико- химических свойств пластовой нефти, физико-механических свойств пород коллекторов и др. В конечном итоге необходимо выбрать такой метод добычи, который даст максимальную нефтеотдачу с минимальными негативными последствиями для окружающей среды.
Бесплатно
Статья научная
Оценка горных компаний и проектов нередко становится темой дискуссий отраслевых инвесторов, аналитиков и регуляторов. Среди причин – сложности интерпретации геологической информации, высокая волатильность цен на металлы и минералы, повышенный риск при инвестировании и исторически невысокая доходность на капитал в отрасли. Дополнительный и существенный фактор – характерная для горных проектов стадийность, когда профиль риска проектов заметно меняется на разных этапах их развития. Ненулевая вероятность проекта – не перейти к стадии строительства горного предприятия и добычи даже при наличии исследования уровня Feasibility Study (FS) – требует особого внимания к выбору метода оценки и анализу исходных данных. Уникальность горных проектов и относительно небольшой размер рынка публичных компаний отрасли ограничивают надежность сравнительного анализа. После публикации отчета с оценкой ресурсов затраты перестают быть релевантной метрикой стоимости. Ниже мы описываем практический подход к анализу стоимости горной компании или проекта до этапа строительства, который позволяет учесть риски проекта на данной стадии, тем самым повысить надежность оценки его рыночной стоимости. Мы показываем, что несмотря на специфику отрасли использование в расчете NPV ожидаемых денежных потоков и традиционных методов расчета ставки дисконтирования (CAPM) позволяет получить адекватную оценку проекта, которая согласуется с выводами сравнительного анализа. В работе приведен анализ причин нередко кажущегося парадоксальным значительного несоответствия между значением NPV в технических отчетах горных компаний и их рыночной капитализацией.
Бесплатно
Оценка готовности вспомогательных горноспасательных команд угольных шахт
Статья научная
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 горноспаса- тельных 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.
Бесплатно
Оценка гравитационной обогатимости золотосодержащей руды - GRG
Статья научная
Гравитационные методы широко применяются при переработке золотосодержащих руд. Но многие аспекты этого направления обогащения требуют совершенствования. В работе использованы методы пробирно-гравиметрического, химического, минералогического анализов золотосодержащей руды. Золотосодержащая руда по содержанию сульфидной серы и степени окисления серы отнесена к убого-сульфидному типу руды первичной зоны. По данным минералогического анализа, руда представлена глинисто-слюдистыми сланцами. Золото в рудах находится в виде свободных крупных и мелких зерен, преобладает золото свободное. Мелкое золото тесно ассоциируется с пиритом. Для оценки гравитационной обогатимости золотосодержащей руды проведен GRG-тест. Суммарное извлечение золота составляет более 41 %. Наиболее высокие показатели извлечения золота получены на первой стадии при крупности 100 % класса -1,6 мм и третьей стадии при крупности 80 % класса -0,071 мм. Это указывает на то, что в руде присутствуют и относительно крупные золотины, и мелкие свободные, что подтверждается минералогическим анализом. Результаты GRG-теста показали, что золотосодержащая руда эффективно обогащается на центробежных концентраторах. Уровень извлечения золота гравитацией при стадиальном измельчении руды достаточно высок. При разработке технологической схемы обогащения руды необходимо предусмотреть гравитационное обогащение на центробежных концентраторах.
Бесплатно
Оценка долговечности природного камня
Статья научная
В статье приводится информация об итогах исследований долговечности каменной облицовки в фасадах общественно значимых зданий и сооружений г.Москвы, описаны методы оценки остаточного ресурса камня, приводятся уточненные таблицы и номограмма для определения остаточного ресурса мячковского известняка.
Бесплатно
Статья научная
Расширение масштабов добычи полезных ископаемых в калийных рудниках столкнулось с проблемой нехватки свежего воздуха, которую невозможно решить при текущей парадигме автономного проветривания. Перспективы связаны с последовательным и рециркуляционным проветриванием, а также концепцией «вентиляции по требованию», требующими детального описания процессов «самоочистки» рудничной атмосферы от пыли. Разрушение горных пород сопровождается выбросом солевых аэрозолей, которые во влажной атмосфере укрупняются и осаждаются на поверхность. Для прогнозирования распространения этих частиц и сопутствующих газов необходимы точные математические модели. В статье рассматриваются закономерности и механизмы влияния относительной влажности воздуха на динамику размера соляной пыли - гигроскопических аэрозольных соляных частиц галита (NaCl) и сильвина (KCl). Описаны взаимодействия при контакте «соляная поверхность - влажный воздух» и рассмотрено современное представление о процессах гистерезиса, а также об этапах растворения и обратной кристаллизации гигроскопических аэрозольных частиц. В связи с принципиальными сложностями использования современного экспериментального электронного оборудования в условиях подземных рудников в анализ вовлечены данные по океаническим аэрозолям того же химического состава. На основе анализа ряда моделей гигроскопического роста океанических аэрозолей проведена их адаптация к условиям атмосферы калийного рудника, что позволило получить усредненные значения фактора гигроскопического роста соляной аэрозоли. Для океанического аэрозоля и соляной пыли рудничной атмосферы наблюдается хорошее соответствие известных данных динамики фактора гигроскопического роста от влажности воздуха. Полученные теоретико-эмпирические данные, характеризующие изменения размера соляных частиц в зависимости от относительной влажности, апробированы в модельных исследованиях с соляным аэрозолем. Для интерпретации и прогнозирования изменений размерного распределения соляных аэрозольных частиц предложено использовать модель Юнга. На примере записи модели Юнга в двойных логарифмических координатах подтверждена эвристическая ценность предложенного подхода. Результаты исследования могут быть применены для расчета процессов формирования пылевой обстановки в каменно-соляных и калийных рудниках.
Бесплатно
Статья научная
Статья посвящена решению научной и практической задачи повышения качества строительства коммуникационных тоннелей за счет выбора лучшего проектного решения. Авторами рассмотрены способы оценки интегральных параметров проекта на основе нейросетевых моделей прогноза важнейших директивных показателей проекта. В статье приведены результаты апробации предлагаемого подхода.
Бесплатно
