Геофизика
Целью работы являлось выделение перспективных участков для разведки геотермальных ресурсов по результатам комплексного анализа разрезов петро- и теплофизических свойств пород. По результатам магнитотеллурических зондирований, проведенных в рассматриваемой геотермальной зоне ранее, и построенных двумерных моделей удельного сопротивления, пористости, проницаемости, температуры, теплопроводности и удельной теплоемкости выполнен комплексный кластерный анализ разрезов всех перечисленных параметров. По всем рассматриваемым параметрам построен кластерный разрез, который по существу является петро- теплофизическим «паспортом» изучаемого участка недр, каждый пространственный кластер которого характеризуется своим набором диапазонов значений рассматриваемых свойств. В геотермальной области Сульц-су-Форе (Франция) выделены два участка, перспективные для бурения разведочных скважин. Один из них соответствует найденному ранее и уже разрабатываемому резервуару петротермальной энергии. Второй расположен на глубинах 2–3 км в другой части разреза и может представлять интерес для проведения новых разведочных работ. Созданная таким образом информационная база является удобным инструментарием для интерактивного отбора участков, перспективных с точки зрения поиска тех или иных ресурсов, и построения так называемой «карты перспективности» участков поверхности для бурения разведочных скважин.
Участок «Ноябрьский» используется для закачки дренажных высокоминерализованных вод, образующихся при разработке кимберлитовой трубки «Айхал» (Республика Саха (Якутия), Россия). Производимая с 2013 г. в скважины участка закачка вод привела к формированию локализованного внутримерзлотного техногенного водоносного горизонта. Учитывая фильтрационные параметры формируемых коллекторов толщи многолетнемерзлых пород, а также подтвержденную полезную емкость участка, его эксплуатацию планируют вести как минимум до 2044 г. Несмотря на сравнительно небольшие объемы закачки (до 430 м3/сут.), прогнозирование динамики изменения гидродинамического режима техногенного горизонта является интересной задачей, обладающей большой практической значимостью для обеспечения экологической и промышленной безопасности. Оценка техногенного влияния, а также последующее прогнозирование динамики гидродинамического режима в пределах участка «Ноябрьский» были осуществлены методами моделирования в программном обеспечении Modflow. В настоящее время сформированная линза рассолов характеризуется неравномерными фильтрационными параметрами, что обусловлено особенностями тепло- и массопереноса при использовании толщи многолетнемерзлых пород для закачки дренажных вод. На основе результатов прогнозного моделирования можно сделать вывод, что использование метода закачки дренажных вод рудника «Айхал» в толщи многолетнемерзлых пород на участке «Ноябрьский» позволяет уменьшить степень влияния горных и добычных работ как на геологическую среду изучаемого района посредством локализации ее на планово ограниченном сравнительно небольшом по площади участке, на котором непосредственно осуществляется закачка, так и на окружающую среду посредством исключения попадания в поверхностные воды дренажных рассолов до 2044 г.
Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения
Статья посвящена характеристике руд одного из рудопроявлений Мунгинского узла, расположенного на западном фланге одного из промышленных месторождений Восточного Забайкалья. Руды данного перспективного рудопроявления изучены слабо, особенно в технологическом плане, что и послужило основанием для проведения исследования их состава и характеристики их главного полезного компонента – самородного золота. Исследование состава руд и измененных пород проводилось методами атомно-эмиссионного спектрального количественного анализа, рентгенофлуоресцентного, а также фазового атомно-абсорбционного анализов и атомно-эмиссионного анализа с индуктивно связанной плазмой ICP-AES. Массовая доля общего и органического углерода определялась в Центральной пробирно-аналитической лаборатории АО «Покровский рудник» г. Благовещенска. Доля карбонатного диоксида углерода устанавливалась по методике «Титриметрическое определение диоксида углерода». Содержание золота приводилось по данным пробирной плавки, серебра – по данным атомно-абсорбционного анализа. Петрографические и минераграфические исследования осуществлялись на оптическом микроскопе Olympus BX-51. Минеральный состав пробы руды также оценивался по результатам рентгеноструктурного (дифрактометрического) анализа. Количественный минеральный состав изучался на дробленом материале исходной руды крупностью -2 мм с использованием данных микроскопических исследований прозрачных и полированных шлифов на микроскопе Nikon Eclipse LV 100 POL. Содержание гидроксидов железа определялось по разнице в весе после обработки пробы 10 %-м раствором щавелевой кислоты на водяной бане. Сравнивая полученные результаты по рудопроявлению с материалами по составу руд ближайшего месторождения, расположенного в 30 км, можно отметить, с одной стороны, их близость и однотипность, а с другой – некоторые отличия. Общими параметрами является довольно высокая степень сульфидности руд и их сходный химический и минеральный состав с преобладанием арсенопирита и повышенной ролью висмута, преобладание мелкого золота и его сходные морфологические характеристики. Данный факт позволяет рассматривать исследуемое рудопроявление восточного Забайкалья как составную часть единой рудной системы ближайшего месторождения.
Целью представленной работы стало детальное определение тепловых свойств песков Байкальского региона (Россия) и установление их зависимости от геолого-минералогических характеристик для оценки возможности использования этого сырья в пищевой отрасли. Объектами исследования служили пробы песков, отобранные на юго-западном побережье озера Байкал, предметом исследования являлся минералогический состав песка, его гранулометрический состав и теплоемкость. Минеральный состав проб песков и их кристаллическая структура исследовались при помощи метода рентгенографического фазового анализа. Для гранулометрической оценки песков использовался стандартный метод ситового анализа. Средняя теплоемкость проб песков определялась методом смешивания. На основании анализа полученных рентгенограмм был определен минералогический состав изучаемых проб. Установлено, что в их составе преобладает минерал кварц – он содержится в пробах в количестве 40–60 %. В разных пробах доля таких минералов, как альбит и анортоклаз, составляла 15–30 %. Менее 5 % в каждой пробе приходилось на долю диккита и индиалита. Антофиллит присутствовал только в одной пробе в количестве около 9 %. Результаты определения гранулометрического состава показали, что в большинстве проб можно выделить фракцию, на долю которой приходится 70–90 %. Только в пробе из города Слюдянки примерно в равных количествах присутствовали фракции разной крупности. Для этой пробы была установлена зависимость теплоемкости от гранулометрического состава. Для прочих проб различие определенных значений теплоемкости хорошо коррелировало с их минералогическим составом. Результаты проведенных исследований и их анализ позволяют сделать вывод, что с точки зрения высокой теплоемкости наиболее привлекательны пески из Слюдянки и Байкальска. Для использования в качестве термоаккумулирующего вещества наиболее подходящим является песок с размером зерен от 0,125 до 0,25 мм. Даная фракция является преобладающей в песке города Байкальска.
Горнопромышленная и нефтегазопромысловая геология, геофизика, маркшейдерское дело и геометрия недр
Энергообеспечение и энергоэффективность на сегодняшний день остаются наиболее важными и актуальными вопросами оживленных дискуссий на международной арене. Цель представленной работы заключается в исследовании современного состояния рынка природного газа. Первостепенными видами транспортируемого углеводородного топлива на торговой площадке в настоящее время являются природный газ, транспортируемый преимущественного по магистральным трубопроводам, и его главный конкурент сжиженный природный газ. В процессе изучения рассматриваемого вопроса был произведен сравнительный анализ преимуществ и недостатков транспортировки трубопроводного и сжиженного природного газа на примере поставок в Европейский союз товарного газа из Российской Федерации и сжиженного природного газа из Соединенных Штатов Америки. Следует отметить, что с сентября 2022 года на неопределенный срок были полностью приостановлены поставки природного газа из России по магистральному газопроводу «Северный поток». В связи с этим на данный момент именно американский сжиженный природный газ становится главной альтернативой трубопроводному газу из России. Между Соединенными Штатами и Европейским союзом сформирована договоренность по поставке 15 млрд м3 сжиженного природного газа в минувшем 2022 году. Тем не менее неоспоримым остается тот факт, что ежедневные гарантированные поставки природного газа являются своевременным и экономически целесообразным источником энергетического топлива. С помощью правила гарантированных достоинств и недостатков авторами данной статьи выявлены наиболее рациональные и выгодные аспекты транспортировки легкого углеводородного топлива. В результате проведенного исследования проанализированы такие показатели, как стоимость поставляемого сырья, затраты, необходимые для транспортировки сопоставляемых вариантов, и количество потерь углеводородного газа в процессе основных технологических операций. Совместно с вышеизложенным изучен вопрос экологической безопасности эксплуатируемых объектов.
Остаточные напряжения в металлоконструкциях карьерного оборудования, вызванные сваркой, возникают из-за неравномерного одновременного нагрева и охлаждения локальных участков конструкций, переменных скоростей охлаждения в разных областях сварного шва, а также деформаций, связанных с металлургическими фазовыми преобразованиями. Остаточное напряжение в сварном соединении может существенно увеличить внешнюю нагрузку и привести к разрушению конструкции. Исследования по расчету, измерению и снижению остаточных напряжений при сварке являются важными вопросами при прогнозировании ресурса узлов металлоконструкций горных машин и оборудования. Точная количественная оценка остаточных напряжений в сварных изделиях, включая ремонтные швы, а также поиск основных принципов, лежащих в основе методов устранения остаточных деформаций, представляет значительный практический интерес, актуальный и для авторов данного исследования. В ходе работы нами была обобщена информация по последним исследованиям в области оценки и измерения остаточных напряжений, вызванных электрогазосварочным воздействием. Предложено использование в исследовании различных техник и аналитических методов для количественной оценки остаточных напряжений сварного шва на основе механики разрушения, что позволяет на ранних стадиях предпринимать упреждающие меры по снижению затрат на ремонт и техническое обслуживание сварных металлоконструкций карьерных экскаваторов. В результате проведенных работ сформированы предложения для снижения остаточных сварочных напряжений в металлоконструкциях карьерных экскаваторов.
Технология и техника геолого-разведочных работ
Целью представленного исследования являлась инвентаризация источников накопленного вреда промышленной площадки бывшего аккумуляторного завода «Востсибэлемент», расположенной в черте муниципального образования «г. Свирск» Иркутской области (Россия), а также анализ их влияния на состояние окружающей среды. В ходе проведенных работ авторами был рассчитан критерий численной оценки общего влияния объекта накопленного вреда окружающей среде на состояние экологической безопасности. На основе полученных результатов сделано заключение о том, что промышленная площадка бывшего завода «Востсибэлемент» является источником накопленного вреда, а также крайне экологически опасным объектом в связи со своим расположением в черте муниципального образования «г. Свирск» и водоохраной зоны реки Ангары, представляющим потенциальную угрозу всей территории верхней части Братского водохранилища. По данным мониторинга построена геостатистическая модель рассеяния подвижных форм свинца в почве, установлены аномальные зоны загрязнения. В почве на территории промышленной площадки бывшего аккумуляторного завода «Востсибэлемент» было выявлено три участка с аномально большим, более 6000 мг/кг, содержанием подвижных форм свинца. На всей территории промышленной площадки содержание подвижного свинца в поверхностном слое (0–20 см) не опускается ниже 100 мг/кг, что выше предельно допустимой концентрации в 17 раз. Установлено превышение содержания свинца в лапчатке гусиной (Potentilla anserina), которое составило 10 фоновых значений. В разовой точечной пробе донных отложений реки Ангары в начале промышленной площадки, в четырех метрах от уреза береговой линии, зафиксировано превышение фонового содержания по свинцу, меди, цинку в 59, 12 и 4,7 раза соответственно. В результате проведенных работ на основании полученных данных и представлений о наилучших доступных технологиях предложена концепция экологически безопасной рекуперативной технологии рекультивации промышленной площадки бывшего завода ОАО «Востсибэлемент», которая является весьма эффективной как с технико-экономической, так и с правовой и социально-экологической точки зрения и может быть рассмотрена в качестве варианта ликвидации накопленного вреда крайне опасного объекта.
Гипотезы, сообщения, дискуссии
Целью проведенного исследования являлась детализация предложенной ранее единой объемной модели позиционирования химических элементов, минералов и горных пород в земной коре, выработка терминологии для ее описания и характеристика системных свойств модели. Методы исследования включали логико-математический анализ модели на основе атомных весов химических элементов, их валентностей и электроотрицательности, а также атомных весов химических элементов в составе минералов с расчетом показателей многомерной пропорциональности каждой из указанных характеристик. Эти методы были использованы для дальнейшего развития высказанного ранее предположения о том, что минералы по возрастанию показателя многомерной пропорциональности атомных весов химических элементов в своем составе располагаются в объемной модели так же, как по возрастанию атомных весов в такой модели располагаются химические элементы. Горные породы, как и минералы, располагаются в порядке возрастания значений этого показателя, при этом горная порода по показателю многомерной пропорциональности соответствует определенному минералу. В результате исследования выполнен общий анализ системных свойств вертикальных пространственных групп химических элементов модели, эти группы разделены на два типа в зависимости от присутствия газа или твердого химического элемента в первой позиции. Изучены закономерности изменения валентностей и электроотрицательности химических элементов в таких пространственных группах, выполнены анализы многомерных данных для элементов этих групп. Сделан расчет значений многомерного показателя для первых 760 минералов с использованием программы Agemarker с открытым кодом. Анализ многомерных данных подтверждает разделение групп на два типа. По результатам анализа их взаимного расположения предположено существование газовых каналов миграции химических элементов. Определены возможные пути миграции химических элементов в объемной модели при образовании некоторых минералов. Рассмотрено взаимное расположение некоторых месторождений для подтверждения пространственных характеристик объемной модели. Предложена новая парадигма геологических исследований, заключающаяся в позиционировании минералов и горных пород в объемной модели и определении возможных путей миграции химических элементов при образовании минералов и горных пород.
К юбилейным датам (РИНЦ)
Статья посвящена опыту работы Иркутского завода тяжелого машиностроения (ИЗТМ, ныне ООО «ИЗТМ-Инжиниринг») в честь его 115-летия. За это время ИЗТМ прошел путь от мастерской для снабжения армии, сельскохозяйственного и механического завода до одного из крупнейших машиностроительных заводов России с полным циклом производства на территории Содружества Независимых Государств. Развитие на предприятии научной базы позволяет автоматизировать однотипные задачи, а также модернизировать оборудование с целью повышения его технологических показателей. В работе проанализированы результаты деятельности предприятия. Рассмотрена линейка производимого оборудования, пути его совершенствования и модернизации. Отличительной особенностью ИЗТМ является наличие мощностей литейного производства. В литейных цехах проводят плавку, формовку и термообработку продукции. Ключевым звеном, способствующим развитию предприятия, является конструкторское бюро, постоянно находящееся в поиске новых решений, которые наилучшим образом удовлетворяют потребности заказчиков в отношении промышленной и экономической эффективности, безопасности, надежности и срока службы проектируемого оборудования. Конструкторское бюро ИЗТМ использует современные средства конструирования оборудования и моделирования технологических процессов для последующего расчета технико-конструкционных параметров сгустительного оборудования, обеспечивающего высокую производительность, а также безопасную и эффективную эксплуатацию. На сегодняшний день на предприятии налажен серийный выпуск горно-обогатительного, шахтного и металлургического оборудования. Оборудование ИЗТМ работает более чем в 20 странах мира. Заказчиками завода являются крупнейшие компании, занятые на территории Российской Федерации в сфере горного дела, металлургии и нефтедобывающего производства.
ISSN 2686-7931 (Online)