-
Дата отправки2022-12-01
-
Дата принятия2023-01-19
-
Дата публикации2023-12-25
Включения кристаллов алмаза в турмалине шерл-увитового ряда: проблемы генезиса
Детально исследованы минералого-геохимические особенности кристаллов турмалина (шерл-увитового ряда), содержащих включения кристаллов алмаза, из гранат-клинопироксеновых пород Кумдыкольского месторождения (Северный Казахстан). Формирование основных породообразующих минералов (гранат + К-содержащий клинопироксен) происходило в поле стабильности алмаза при 4-6 ГПа и 950-1000 °С. Кристаллизация К-содержащего клинопироксена при этих параметрах возможна в присутствии ультракалиевого флюида или расплава, образовавшегося в результате плавления корового материала, в зонах субдукции. Кристаллы турмалина (до 1 см), содержащие включения алмаза, выполняют жилы, секущие высокобарические ассоциации. Состав отдельных зон варьирует от шерла до увита в пределах как одного зерна, так и образца в целом. Содержание калия в этом турмалине не превышает 0,1 мас.% К2О, а изотопный состав бора δ11B варьирует от –10 до –15,5 ‰, что значительно отличается от установленного ранее изотопного состава бора в кристаллах маруямаита (δ11B 7,7 ‰ в ядре и –1,2 ‰ в кайме) этого же месторождения. Анализ полученных данных о δ11B в турмалинах алмазной субфации метаморфизма в пределах Кумдыкольского месторождения позволяет предположить существование двух источников бора, следствием чего стала кристаллизация К-содержащих кристаллов турмалина (маруямаит-дравитового ряда) и безкалиевых турмалинов серии шерл-увитового ряда.
-
Дата отправки2022-09-26
-
Дата принятия2023-03-23
-
Дата публикации2023-12-25
Новая находка алмаза и перспективы коренной алмазоносности Четласского поднятия (Средний Тиман)
- Авторы:
- А. М. Пыстин
- Ю. В. Глухов
- А. А. Бушенев
В ранее слабо изученной юго-восточной части Четласского поднятия на Среднем Тимане в современных русловых отложениях бассейна р. Увью установлено новое проявление минералов-спутников алмаза и обнаружено зерно алмаза. С целью оценки перспектив рассматриваемого района на выявление представляющих практический интерес алмазоносных объектов дана характеристика хромсодержащих пиропов и хромшпинелидов как главных кимберлитовых минералов-спутников алмаза и описано само зерно алмаза. Материалом для исследований послужили 16 шлиховых проб объемом от 8 до 15 л каждая. Минералы изучались с использованием оптической и растровой электронной микроскопии, спектроскопии комбинационного рассеяния, лазерной люминесценции и рентгенографии (метод Дебая – Шеррера). Показано, что среди пиропов, основная часть которых по составу соответствует минералам лерцолитового парагенезиса, встречаются разновидности, принадлежащие дунит-гарцбургитовому парагенезису, в том числе относящиеся к областям фазовой стабильности алмаза. Среди изученных хромшпинелидов установлены хромпикотиты и алюмохромиты, аналогичные по составу тем, которые встречаются в породах типа лерцолитов и гарцбургитов, а также в кимберлитах. Обнаруженное в одной из проб зерно алмаза имеет вид уплощенного сростка с различимыми гранями октаэдра, осложненного поверхностями совместного роста с другими минеральными зернами, которые к настоящему времени не сохранились. Находка алмаза и установленные признаки формирования ореолов минералов-спутников алмаза в русловых отложениях изученного района открывают перспективы обнаружения здесь их коренных источников.
-
Дата отправки2022-11-11
-
Дата принятия2023-01-19
-
Дата публикации2023-12-25
Оценка эффективности сорбентов для реагирования на аварийные разливы нефти в арктической акватории
- Авторы:
- Ж. В. Васильева
- М. В. Васеха
- В. С. Тюляев
Разработка и эксплуатация новых нефтяных месторождений на арктическом шельфе увеличивает риски нефтяных разливов, что требует использования эффективных в суровых климатических условиях средств и материалов для ликвидации аварийных разливов нефти. Актуальным является вопрос фактической эффективности сорбентов для снижения уровня нефтяного загрязнения в условиях арктических и субарктических акваторий. Работа направлена на сравнительное исследование эффективности действия сорбентов минерального и органического происхождения, используемых береговыми предприятиями Кольского залива, а также сорбента на основе хитина в модельных системах, имитирующих реальные условия морской акватории. Характеристики сорбирующих материалов определялись по методике ASTM F716-18. Сорбционная емкость оценивалась в отношении нефти сорта ARCO, дизельного топлива и масла судового. Эффективность сорбентов оценена в модельных системах «морская вода – нефть» при температуре воды, соответствующей среднегодовой температуре поверхности Баренцева моря. Получены фактические данные сорбционной емкости коммерческих сорбентов «Лессорб», «Новосорб», сорбента на основе вермикулита и полученного сорбента хитина в отношении потенциальных загрязнителей акватории. Установлена динамика насыщения морской воды нефтепродуктами при –0,5 (±1) и 10 (±1) °С. Показано, что при более высокой температуре концентрация нефтепродуктов в толще морской воды (при наличии нефтяной пленки на поверхности) в среднем в четыре раза выше, чем при низкой температуре. Получены кинетические зависимости, описывающие содержание нефтепродуктов в толще и приповерхностном слое морской воды в присутствии исследуемых сорбентов при 5 (±1) °С, соответствующей среднегодовой температуре Кольского залива Баренцева моря. Предложен способ оценки эффективности работы сорбентов по значениям коэффициентов регрессии, характеризующих зависимость содержания нефтепродуктов в морской воде в зависимости от природы сорбента и времени его действия.
-
Дата отправки2022-09-27
-
Дата принятия2023-04-03
-
Дата публикации2023-12-25
Исследование вытесняющей способности водных растворов лигносульфоната на насыпных моделях пласта
В работе представлены результаты исследований реологических характеристик и вытесняющей способности растворов лигносульфоната технического на насыпных моделях пласта в лабораторных условиях. Составы, включающие лигносульфонат, могут быть использованы в качестве вытесняющих агентов при разработке обводненных пластов с неоднородными фильтрационно-емкостными свойствами. При высокой концентрации лигносульфоната технического может быть реализована селективная изоляция высокопроницаемых областей пласта, что способствует выравниванию профилей приемистости и изоляции водопромытых зон при поддержании пластового давления. Увеличение эффективности вытеснения нефти достигается путем перераспределения фильтрационных потоков; селективной изоляции зон с высокой проницаемостью. Применение подобных составов позволяет увеличить охват низкопроницаемых зон пласта за счет создаваемого перепада давления и обеспечить довытеснение остаточной нефти.
-
Дата отправки2021-05-08
-
Дата принятия2022-07-21
-
Дата публикации2023-12-25
Технологии интенсивной разработки калийных пластов длинными очистными забоями на больших глубинах: актуальные проблемы, направления совершенствования
- Авторы:
- В. П. Зубов
- Д. Г. Сокол
Приведены результаты анализа практического опыта разработки калийных пластов с использованием систем разработки длинными очистными забоями на рудниках ОАО «Беларуськалий». Отмечены позитивные изменения технико-экономических показателей рудников и повышение безопасности горных работ при внедрении ресурсосберегающих технологий без оставления целиков полезного ископаемого между выемочными столбами или с оставлением между столбами целиков с размерами, при которых происходит их разрушение горным давлением в выработанном пространстве. Отмечено, что использование очистных механизированных комплексов, характеризующихся высокой энерговооруженностью, в сочетании с большими глубинами разработки является главной причиной повышения температуры в лавах до величин, превышающих предельно допустимую температуру воздуха, регламентируемую санитарными нормами. На основании производственных исследований сделан вывод о том, что температурный режим по длине очистного забоя определяется температурой пород в выработанном пространстве лавы, тепловыделениями от оборудования энергопоезда и температурой массива полезного ископаемого впереди лавы. Сделан вывод о целесообразности использования в условиях глубоких горизонтов разработанных технологических схем, обеспечивающих снижение температуры в лавах на 6-9 °C и более за счет обособленного проветривания лавы и энергопоезда, а также теплообмена между струей воздуха, поступающего в лаву, и породами в выработанном пространстве.
-
Дата отправки2022-10-10
-
Дата принятия2023-01-19
-
Дата публикации2023-12-25
Оценка возможности использования лейкоксен-кварцевого концентрата в качестве сырья для получения титанатов алюминия и магния
- Авторы:
- Е. Н. Кузин
- И. Г. Мокрушин
- Н. Е. Кручинина
Лейкоксен-кварцевый концентрат – крупнотоннажный побочный продукт разработки Тиманского нефтетитанового месторождения (нефтенасыщенные песчаники), не нашедший в настоящее время промышленного применения. Высокое содержание соединений титана (до 50 % по массе) и отсутствие промышленных, рентабельных и безопасных технологий его переработки определяет высокую актуальность работы. Традиционные технологии переработки позволяют повысить концентрацию TiO2, однако являются лишь подготовкой к сложному и опасному селективному хлорированию. Изучен процесс пирометаллургической конверсии лейкоксен-кварцевого концентрата в титанаты алюминия и магния. Установлено, что температура твердофазной реакции в системе Al2O3-TiO2-SiO2, необходимая для синтеза титаната алюминия (Al2TiO5), составляет 1558 °С, а для системы MgO-TiO2-SiO2 – 1372 °С. Масштабирование процесса позволило синтезировать значимые количества образцов титанатсодержащих продуктов, фазовый состав которых был исследован методом рентгенофазового анализа. В составе продуктов идентифицированы две основные фазы: 30 % титанат алюминия/магния и 40 % диоксид кремния. В продуктах пирометаллургической переработки в присутствии алюминия также обнаружены фазы псевдобрукита (3,5 %) и титанита (0,5 %). Установлено, что в магнийсодержащей системе возможно образование трех титанатов магния: MgTiO3 – 25, Mg2TiO4 – 35, MgTi2O5 – 40 %. Эксперименты по сернокислому выщелачиванию образцов продемонстрировали повышенную степень извлечения соединений титана в процессе сернокислотной переработки. Предложена комплексная концепт-схема переработки лейкоксен-кварцевого концентрата с получением широкого спектра потенциальных продуктов (коагулянтов, катализаторов, материалов для керамической промышленности).
-
Дата отправки2022-04-03
-
Дата принятия2023-03-02
-
Дата публикации2023-12-25
Специфика управления геотехническими рисками при проектировании подземных сооружений
Освоение подземного пространства сопряжено с возникновением сложных и опасных ситуаций, часто приводящих к авариям. Условием для их развития являются потенциальные геотехнические риски. Качественное выполнение и анализ проектных работ на всех этапах проектирования, начиная с ранних стадий, является одним из эффективных способов управления рисками. Уточнение характеристик и особенностей вмещающего проектируемого подземного сооружения породного массива позволяет выявить потенциальную причину наступления неблагоприятного события при строительстве и эксплуатации подземного сооружения. Целью качественного анализа риска является выявление факторов риска в подземном строительстве. Значение общего геотехнического риска, выраженного суммой каждого из возможных рисков, должно быть численно оценено на стадии проектирования конкретного подземного объекта. Описана методика управления геотехническими рисками, которая позволит оценить их вероятность развития на ранней стадии подготовки проекта и предложить меры по их снижению или предотвращению. Результаты исследования, проведенного в соответствии с представленной методикой, показали, что управление геотехническими рисками оказалось эффективным методом в предотвращении несчастных случаев при подземном строительстве.
-
Дата отправки2022-10-31
-
Дата принятия2023-03-02
-
Дата публикации2023-12-25
Получение легкого золобетона как перспективное направление утилизации техногенных продуктов (на примере отходов водоотведения)
- Авторы:
- Т. Е. Литвинова
- Д. В. Сучков
Исследование посвящено разработке способа утилизации техногенного сырья с перспективой вовлечения продукции на его основе в производство новых строительных материалов. Рассмотрены результаты российских и зарубежных исследований, посвященных полезному использованию отходов (фосфогипс, металлургические шлаки, отходы очистки городских и производственных сточных вод и т.д.) в качестве вторичных материальных ресурсов в отрасли строительных материалов. Установлено, что использование золы от сжигания осадка городских сточных вод в строительстве представляется перспективным направлением в совокупности эколого-экономической эффективности. Проведенное исследование подтверждает соответствие компонентов легких бетонов с добавлением золы требованиям нормативной документации по ряду показателей. Разработан состав сырьевой смеси для производства легкого бетона с золой сжигания осадка городских сточных вод в качестве замены части цемента. По параметрам он не ниже стандартного легкого бетона, маркированного как D1300 (плотность не ниже 1,3 г/см3), Btb2 (прочность на изгиб не менее 2 МПа), M200/B15 (прочность на сжатие не менее 15 МПа), пригодного для использования в строительстве, ремонте автомобильных дорог и благоустройстве городских территорий.
-
Дата отправки2021-01-21
-
Дата принятия2023-09-20
-
Дата публикации2023-12-25
Адаптация результатов гидродинамических исследований скважин при неустановившихся режимах
Гидродинамические исследования скважин при неустановившихся режимах являются инструментом мониторинга процессов нефтеизвлечения. Технологии проведения исследований, реализуемые в механизированных скважинах, предусматривают предварительный пересчет измеренных параметров в забойное давление, что приводит к результирующим погрешностям в определении фильтрационных параметров. Предлагается адаптация результатов интерпретации гидродинамических исследований, выполненных в механизированных скважинах. На основе оригинального способа математической обработки большого объема промысловых данных для геолого-физических условий объектов разработки нефтяных месторождений построены многомерные модели дебитов скважин, включающие определяемые при интерпретации исследований фильтрационные параметры. Признаком достоверности фильтрационного параметра предлагается считать максимальную сходимость дебита, рассчитанного по многомерной модели, и величины, полученной при исследовании скважины. Анализ разработанных многомерных моделей предлагается использовать для оценки условий фильтрации и установления индивидуальных особенностей притока нефти к скважинам в пределах объектов разработки. Для башкирско-серпуховских и турнейско-фаменских карбонатных отложений установлено влияние величины забойного давления на дебиты скважин, что подтверждает известное предположение о возможных деформациях карбонатных коллекторов в призабойных зонах и является признаком физичности разработанных многомерных моделей. Преимуществом предлагаемого подхода является возможность его применения для адаптации результатов любых технологий исследований и методов интерпретации.
-
Дата отправки2021-10-27
-
Дата принятия2023-06-20
-
Дата публикации2023-12-25
Геомеханический анализ влияния строительства новых тоннелей в окрестности действующих подземных сооружений метрополитена на состояние грунтового массива
- Авторы:
- В. В. Набатов
- А. С. Вознесенский
Рассмотрена специфика поведения грунтового массива вблизи строящегося тоннеля в сложных горнотехнических условиях, выявленная благодаря совместной интерпретации результатов геофизических измерений в тоннеле и компьютерного моделирования. Описаны результаты полевых геофизических исследований, проводившихся для выявления областей разуплотненного грунта за обделкой в двух действующих тоннелях при последовательной проходке под ними двух новых тоннелей. Использовался метод анализа отклика обделки на ударное воздействие, предусматривающий вычисление его энергии. Установлено, что зоны разуплотнения в основном находятся в боковых нижних областях тоннеля. Для обоснования механизма образования полостей проведено компьютерное моделирование методом конечных элементов в системе COMSOL Multiphysics. Конечно-элементная модель построена на критерии Друкера – Прагера в варианте двухмерной постановки задачи. Показано, что при исходном положении двух старых тоннелей области разуплотнения могут развиваться в основном по бокам. При проходке новых двух тоннелей положение зон существенно меняется. Возникают зоны разуплотненных грунтов между тоннелями и наблюдается тенденция распространения областей к верхней точке тоннеля. По геофизическим данным отмечены временные задержки воздействия строящихся тоннелей на действующую линию, а также сокращение размеров областей разуплотненных пород со временем. Отмечается удовлетворительное совпадение положения областей разуплотнения и пустот, полученных геофизическим методом, с результатами численного моделирования.
-
Дата отправки2022-06-27
-
Дата принятия2023-06-20
-
Дата публикации2023-12-25
Анализ проблем добычи качественной питьевой воды из подземных водозаборов на о-ве Высоцкий в Выборгском районе Ленинградской области
Приведены результаты буровых, опытно-фильтрационных работ и лабораторных исследований, направленных на оценку ресурсов и качества подземных вод на лицензионном участке о-ва Высоцкий (Финский залив) в соответствии с требованиями нормативных документов. Анализ результатов гидрохимических исследований и сопоставление их с данными по водозаборам на прилегающих участках позволяет сделать вывод о возможности отнесения гидрогеологического подразделения к иному типу формирования ресурсов, нежели используемые поблизости. Подземные воды на данном участке приурочены к неизученной глубинной трещиноватой региональной высоконапорной зоне. Разведанный водозабор может быть отнесен к уникальному месторождению подземных вод, обладающему нехарактерным составом подземных вод севера Ленинградской обл., что может быть обусловлено смешением современных осадков и реликтовых вод Балтийского ледникового озера. Стабильность характеристик подземных вод подтверждается долговременным мониторингом.
-
Дата отправки2021-10-31
-
Дата принятия2023-03-02
-
Дата публикации2023-12-25
Совершенствование технологических схем отработки склонных к самовозгоранию пластов угля, опасных по горным ударам
На примере шахты Алардинская рассмотрена проблема подземной разработки склонных к самовозгоранию и опасных по горным ударам пластов в условиях Кондомского геолого-экономического района Кузнецкого угольного бассейна. Рассмотрены противоречия требований нормативных документов к ширине межстолбовых угольных целиков при отработке пластов длинными очистными забоями в условиях эндогенной пожароопасности и при отработке пластов, опасных по геодинамическим явлениям. Данные противоречия препятствуют безопасной отработке пластов с использованием традиционно применяемых технологических схем при опасности самовозгорания углей и горным ударам. Представлена горно-геомеханическая модель, используемая для проведения численного трехмерного моделирования напряженно-деформированного состояния массива горных пород при различных схемах подготовки выемочных участков методом конечных элементов. Приведены результаты численного анализа напряженного состояния массива горных пород непосредственно перед горным ударом и установлены основные факторы, способствовавшие его возникновению при отработке пласта. Показана опасная степень концентрации напряжений в пласте угля у опережающих диагональных сбоек, особенно в условиях наложения опорного давления от краевых частей смежных ранее отработанных выемочных столбов. Выполнен анализ особенностей распределения напряжений в межстолбовом целике при различной его ширине. Разработаны рекомендации по совершенствованию технологических схем подготовки и отработки угольных пластов, склонных к самовозгоранию и опасных по горным ударам в условиях шахты Алардинская. Показана необходимость дальнейших исследований влияния целиков различного назначения, формируемых при отработке сближенных пластов, на напряженно-деформированное состояние ранее надработанных и подработанных пластов.
-
Дата отправки2022-01-20
-
Дата принятия2022-07-21
-
Дата публикации2023-12-25
Трибодинамические аспекты ресурса электропогружных лопастных насосов для добычи нефти
- Авторы:
- Н. И. Смирнов
- А. Н. Дроздов
- Н. Н. Смирнов
Эксплуатация электропогружных лопастных насосов для добычи нефти сопровождается наличием в пластовой жидкости твердых частиц, коррозионно-активных веществ, асфальтосмолопарафиновых отложений, приводящих к изменению рабочих характеристик и отказам оборудования. Уменьшение ресурса вследствие этого сопровождается увеличением издержек на ремонт и замену оборудования. Основными процессами, негативно влияющими на отказ, являются изнашивание уплотнений рабочих ступеней подшипников скольжения насоса и вибрация, уровень которой может значительно превышать начальный. Разработан стенд и методика испытаний насосных секций на изнашивание в воде с абразивом и одновременной регистрацией вибрационных характеристик. Выявлены две основные формы износа радиальных уплотнений – односторонняя и равномерная. Односторонняя форма износа втулок обусловлена синхронной прецессией вала, равномерная – асинхронной прецессией, а уровень вибрации увеличивается с ростом величины износа. Распределение износа радиальных уплотнений по длине насоса коррелирует с формой упругой линии вала. Износ осевых уплотнений незначительно увеличивает уровень вибрации. При износе изменяется частотный спектр колебаний, возникает частота, которая может служить диагностическим признаком предельного износа насоса. Получена расчетная зависимость виброскорости от величины износа радиальных уплотнений рабочих ступеней, позволяющая прогнозировать наступление отказа функционирования.
-
Дата отправки2022-10-23
-
Дата принятия2023-02-13
-
Дата публикации2023-12-25
Сорбционная очистка вод кислотонакопителя от железа и титана на органических полимерных материалах
Получение и производство металлов из природных минерально-сырьевых источников приводит к образованию большого количества жидких, твердых и газообразных отходов разных классов опасности, оказывающих негативное влияние на окружающую среду. В производстве диоксида титана из ильменитового концентрата образуется гидролизная серная кислота, в состав которой входят различные катионы металлов, их основную часть составляют катионы железа (III) и титана (IV). Отходы гидролизной кислоты направляют на хранение в кислотонакопители, которые оказывают высокую экологическую нагрузку на окружающую среду. В статье описана технология ионообменной очистки сточных вод кислотонакопителя от катионов железа (III) и титана (IV), образующих с сульфат-ионами и компонентами органических отходов в кислых средах соединения, которые подвергаются диспергации и пылеуносу при испарении водного техногенного объекта, особенно в летний сезон. Изучен процесс сорбции комплексных катионов железа (III) [FeSO4]+ и катионов титанила TiO2+ из сернокислых растворов на катионитах КУ-2-8, Puromet MTS9580 и Puromet MTS9560. Получены изотермы сорбции как индивидуальных катионов [FeSO4]+ и TiO2+, так и в совместном присутствии. Рассчитаны значения констант равновесия при температуре 298 K и изменения энергии Гиббса. Определены емкостные характеристики сорбента для отдельно взятых катионов и в совместном присутствии.