2009/2008/2007/2006/2005

2007 год

Геотехнология
Созданы научные основы и разработаны технологические регламенты на проектирование горно-промышленного комплекса по добыче и переработке апатит-нефелиновой руды нового месторождения «Олений ручей».

В целях рационального освоения минерально-сырьевой базы разработаны методы экономического обоснования геотехнологии и распределения дохода от эксплуатации месторождений, отличающиеся тем, что для соблюдения сбалансированности экономических интересов государства и недропользователей учитывается стоимость используемых запасов недр.

Предложена методология определения границ карьеров, заключающаяся в пространственном моделировании месторождения с последующим получением системы «вложенных контуров», что позволяет сократить число возможных вариантов границ карьера и устранить систематическую погрешность традиционных методов проектирования, связанную с недоучетом пространственных свойств выемки, наиболее явно проявляющуюся на сложноструктурных месторождениях твердых полезных ископаемых.

Геомеханика
Разработана методология крупномасштабного мониторинга процессов самоорганизации в иерархично-блочной геологической среде природно-технической системы, основанная на натурных измерениях перемещений и деформаций методами спутниковой геодезии, лазерной светодальнометрии и аналитическом определении параметров тензоров дополнительных деформаций и напряжений, а также динамики энергонасыщенности крупных структурных блоков.

Впервые в России обоснована и реализована система сейсмоакустического мониторинга устойчивости бортов карьеров в режиме реального времени, позволяющая на основе анализа пространственно-временного распределения сейсмических событий в геомеханическом пространстве рудника прогнозировать местоположение опасных плоскостей сдвига и оценивать геодинамический риск.

Исследованиями численными методами на примере перспективного апатитонефелинового месторождения Олений ручей в Хибинском массиве установлены закономерности распределения зон сжимающих и растягивающих напряжений (деформаций) для варианта системы разработки с открытым очистным пространством при последовательной отработке системы рудных тел различной мощности и угла падения, позволившие обосновать безопасные размеры камер и целиков, рациональные по геомеханическим условиям направление и последовательность ведения горных работ, а также переход к варианту системы с обрушением подработанных пород на основе выявленных особенностей формирования трещин отрыва в покрывающей толще.

Разработана новая экспрессная методика оценки удароопасности горных выработок, включающая аналитическое решение задачи о размерах зоны хрупкого разрушения пород в приконтурном массиве, сканирующую аппаратуру, определяющую размеры и протяженность зон хрупкого разрушения во времени вокруг выработок, отличающаяся тем, что все определения производятся без бурения контрольных скважин непосредственно при проходке выработок, а оценка удароопасности производится по специальной номограмме состояния выработок.

Геодинамика освоения нефтегазовых месторождений
На основе анализа мирового опыта разработки морских месторождений нефтеуглеводородов разработан алгоритм идентификации механизмов деформирования и разрушения (проседания морского дна, сдвижение пород, оползни придонных илов и грунтов, одномоментные проскальзывания блоков пород по плоскостям разрывных нарушений, макросейсмичность и т.п.). Обоснованы основные модели линейного и нелинейного режимов реализации таких механизмов.

Разработана методология информационного обеспечения автоматизированных компьютерных баз данных по шельфовым нефтегазовым месторождениям, реализующая идеологию интерактивной обработки данных как в локальных, так и в распределенных, в том числе мировых, информационных ресурсов. В методологии реализованы основные принципы: информация, получаемая из многих разнопрофильных источников, интегрируется для системного анализа; имеется возможность оперативно получать ответы на запросы, охватывающие большие объемы данных в поисках общих тенденций (зависимостей); имеется возможность идентифицировать знания за счет автоматической обработки и выявления ранее неизвестных зависимостей и связей данных.

Выполнен анализ тектонофизических и батиметрических данных по трассе магистрального газопровода Штокман-Видяево (подводная часть) и тектонических и сейсмологических данных по трассе газопровода Видяево-Волхов, на основе которого выделены потенциально-опасные участки и сформированы подходы к построению системы геодинамического мониторинга строительства и эксплуатации газопроводов.

Разрушение горных пород, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика
Теоретически обоснованы энергетически эффективные параметры промежуточных детонаторов для обратного инициирования скважинных зарядов на подземных и открытых горных работах, обеспечивающие максимальную полноту протекания детонационного процесса газифицированных эмульсионных и смесевых взрывчатых веществ при механизированном заряжании восстающих скважин.

Разработана комплексная методика определения газовой вредности промышленных ВВ на специализированных полигонах, основанная на выявлении оптимальных параметров взрывания для каждого состава в зависимости от скорости детонации, плотности заряжания и их работоспособности по сравнению с эталонным ВВ и позволяющая воспроизводить условия взрывания, определять полное количество всех токсичных газов в непрерывном режиме и время их разбавления до предельно-допустимых концентраций в зависимости от времени проветривания.

Выявлены закономерности проявления техногенных нарушений в массиве горных пород и на контуре взрывных скважин при отбойке руды в системе разработки с подэтажным обрушением и торцевым выпуском в зависимости от уровня динамического воздействия, заключающиеся в том, что акты повреждения скважин начинают проявляться с наибольшей вероятностью при глубине скважин более 14 м и в торце скважин на границе с ранее обрушенными породами, а протяженность зоны разуплотнения массива горных пород достигает более 10 м от границы отбойки. На основании выполненных исследований обоснованы оптимальные глубины скважин, параметры БВР и схемы обуривания массива.

Разработана методика средне- и краткосрочного прогноза опасных состояний атмосферы карьеров, основанная на выявлении неблагоприятных типов синоптических процессов и их продолжительности в регионе и установлении взаимосвязи температурного градиента по глубине карьера с инверсионным состоянием, определяющей ослабление естественного воздухообмена в карьерах.

На основе использования принципа дискретности процесса хрупкого разрушения скальной породы разработана методика аналитического решения задачи определения выхода легко переносимой породной пыли (частиц размером менее 100 мкм) при взрывных работах с применением шпуровых и скважинных зарядов промышленных  взрывчатых веществ.

Обогащение полезных ископаемых
Разработаны технологические регламенты на проектирование горно-промышленного комплекса по переработке апатит-нефелиновой руды месторождения «Олений ручей».

На основе изучения процессов взаимодействия поверхности железосодержащих сульфидов с растворами ксантогенатов в сочетании с высокомолекулярными оксиэтилированными соединениями разработана высокоэффективная флотационная технология очистки железорудного концентрата от лимитирующих примесей серы и фосфора (S – менее 0,05% и Р2О5 – менее 0,07%) из комплексных руд Ковдорского месторождения, обеспечивающая снижение вредных выбросов в атмосферу при доменном производстве чугуна.

Разработан способ флотации апатит-нефелиновых руд с учетом бактериального фактора путем применения  гипохлорита натрия, ингибирующего развитие бактерий, что позволяет повысить технологические показатели процесса  обогащения. Предложенный способ обеспечивает сокращение на 20% расхода собирателя при флотации апатит-нефелиновых руд и может быть использован при подготовке оборотных вод при флотации  других несульфидных руд. (ГоИ КНЦ РАН, ИППЭС КНЦ РАН)

На примере лопаритовых руд разработана новая схема измельчения, основанная на использовании высокой избирательности стержневого измельчения по крупности, сущность которого заключается в снижении начальной крупности измельчения с 1.2 мм до 0.63 мм и исключающий необходимость введения операции предварительного грохочения исходной руды.

На основе установленных закономерностей процессов сепарации минеральных комплексов со сглаженной контрастностью свойств разработан новый комплекс математических моделей и программных средств моделирования процессов разделения минерального сырья, позволяющих оптимизировать процесс синтеза и выбора эффективных способов и схем переработки различных типов руд. Предложенный метод апробирован при разработке технологий извлечения полезных компонентов из апатит-нефелиновых, железных и слюдяных руд.

Разработана новая технология флотации апатита для очистки чернового лопаритового концентрата, основанная на использовании разработанной в Горном институте новой пневматической флотомашины, в которой из грубозернистого лопаритового концентрата удаляют апатит за одну операцию при сокращении расхода реагентов более чем в два раза.

Разработана и внедрена на обогатительной фабрике «Карнасурт» ОАО «Ловозерский ГОК» технология очистки чернового лопаритового концентрата от апатита, основанная на использовании разработанной в Горном институте новой пневматической флотомашины для крупнозернистой флотации, обеспечивающая снижение содержания фосфора в лопаритовом концентрате до требуемых кондиций (менее 0.09% Робщ) при одновременном уменьшении расхода основного реагента ДТМ в два раза и позволяющая отказаться от применяемой ранее флотогравитационной технологии в гидроклассификаторах и на концентрационных столах. Готовятся материалы на подачу заявки на изобретение.

Геоэкология
Разработан способ получения композитных материалов с заданными свойствами на основе слоистых алюмосиликатов иммобилизацией на их поверхности минеральных наночастиц в процессе молекулярного наслаивания углерода. Получен сорбент нефти с магнитными свойствами иммобилизацией в углеродном слое частиц магнетита.

Захоронение радиоактивных отходов
В результате численного моделирования температурных режимов и параметров ядерной безопасности подземного хранилища неперерабатываемого отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) судовых ядерных энергетических установок при различных конструктивно-компоновочных решениях модулей хранилища установлено, что при хранении облученного топлива в отдельных чехлах достигается более высокий уровень ядерной безопасности и более эффективное использование подземного пространства по сравнению с контейнерным хранением.

В результате изучения обоснованных вероятностных сценариев эволюции подземного объекта долговременного хранения/захоронения радиационно-опасных материалов с помощью методов численного моделирования продемонстрировано увеличение потенциального загрязнения подземных вод на площадках размещения объекта по сравнению со сценарием нормальной эволюции.

В качестве вероятностных сценариев рассмотрены: конвективный поток подземных вод через инженерные барьеры объекта; ошибка в определении сорбционных свойств радионуклидов в материалах инженерных барьеров и вмещающего массива (на примере изотопа  ); наличие скважины откачки, располагаемой в направлении наиболее опасного распространения радиоактивного загрязнения (на примере площадки Сайда губа).

Разработана трехмерная программа расчета турбулентного нестационарного течения газо-воздушной среды в канале прямоугольного сечения (аналоге тракта системы подземных выработок хранилища РАО) с учетом теплообмена потока с крепью выработок и гидравлического сопротивления потоку.