2009/2008/2007/2006/2005

2006 год

По проблемам горных наук
 

Разработаны вероятностные сценарии эволюции подземных объектов хранения/захоронения радиационно-опасных материалов (РОМ) и сценарии облучения населения, позволяющие дать объективную оценку безопасности подземной изоляции РОМ в геологических формациях Кольского полуострова. Для принятых сценарных условий разработаны концептуальные и математические модели объектов.

Разработана методика расчета теплового режима подземного хранилища корабельного отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) в варианте сухого контейнерного хранения топлива для частного случая тесной компоновки контейнеров. Методика основана на реализации численного решения уравнения нестационарной теплопроводности в трехмерной X, Y, Z - геометрии для математической модели одиночного контейнера как основного элемента транспортно-упаковочных комплектов, разработанных атомной промышленностью для транспортирования и хранения корабельного ОЯТ.

Разработана математическая модель переноса газовой среды в системе подземных помещений хранилища ОЯТ с учетом пространственных особенностей формирования загрязненного газо-аэрозольного выброса в условиях потенциальных техногенных аварийных воздействий. Программная реализация включает алгоритм решения дифференциальных уравнений неразрывности, переноса энтальпии и импульса, замыкаемые уравнением состояния, а также соотношениями для свойств газовой среды и для коэффициентов турбулентного обмена. Предложенная модель позволяет рассчитывать нестационарные режимы течения газовой среды в помещениях подземных объектов, предназначенных для долговременного хранения ОЯТ.

Разработаны методы экономического обоснования геотехнологии и распределения дохода от эксплуатации месторождений, отличающиеся тем, что для соблюдения сбалансированности экономических интересов государства и недропользователей и обеспечения на её основе рационального освоения минерально-сырьевой базы, впервые выясняется и учитывается стоимость минерально-сырьевых ресурсов, расходуемых горно-промышленным комплексом.

Разработан комплексный метод оценки взрывчатых характеристик и газовой вредности промышленных ВВ. Отличительной особенностью данного метода является то, что определение количества токсичных газов, детонационных параметров и относительной работоспособности ВВ проводится в едином экспериментальном цикле, что дает возможность всесторонне рассмотреть особенности действия каждого заряда ВВ и объективно оценить уровень их безопасности и эффективности.

Разработана методология автоматизированного расчета схем естественной аэрации и параметров загрязнения атмосферы карьера в зависимости от орографии его расположения, текущих метеорологических и организационно-технических условий и разработан программный комплекс для оперативного контроля и прогноза состояния атмосферы карьеров и управления горными работами при различных метеоситуациях.

На основе анализа горно-геологической и горно-технической информации, моделирования вариантов технологии горных работ и их экономической эффективности определена промышленная значимость перспективных апатитовых месторождений Кольского полуострова, выполнены ранжирование и оценка их приоритетного геологического изучения и освоения.

Предложена и обоснована математическая модель эволюции геологической среды в горнорудной природно-технической системе вплоть до момента катастрофы (горный удар, техногенное землетрясение), отражающая влияние на управляющий параметр (энергию деформирования) системы прямых и обратных ее связей с внешней средой с учетом кооперативных эффектов основных природно-технических факторов.

Разработана методика прогнозирования параметров обрушений подработанных пород в скальных массивах на основе численного моделирования их объемного напряженно-деформированного состояния с учетом исходного поля напряжений, свойств пород, структурных нарушений массива, рельефа поверхности и сложной геометрии выработанного пространства, использующая деформационный критерий разрушения и ориентацию площадок растягивающих деформаций. Методика позволяет прогнозировать самообрушения пород и предпринимать необходимые профилактические мероприятия для повышения безопасности горных работ.

На основе разработанной геомеханической модели вовлекаемого в эксплуатацию шельфового нефтегазового месторождения, учитывающей пространственно-геометрические и силовые условия флюидонасыщенного блочного массива горных пород, установлены закономерности их напряженно-деформированного состояния, что позволяет прогнозировать развитие деформационных процессов и формирование вероятности геодинамического режима (на примере Штокмановского газоконденсатного месторождения).

Установлена зависимость размера зоны разупрочнения прибортовой части породного массива при уступной отбойке в карьерных условиях от диаметра отбойных скважин, параметров их размещения и инициирования, основанная на результатах сопоставления степени взрывного энергонасыщения породного массива (eV) и удельной энергии его хрупкого разрушения (Aр) по критерию eV / Aр ≥ 1. С учетом этой зависимости предложен новый порядок отработки блоков по мере их приближения к предельному контуру карьера, обеспечивающий снижение интенсивности динамического воздействия на прибортовую часть породного массива, его минимальные техногенные нарушения и, как следствие, повышение устойчивости борта карьера.

Усовершенствована методика проведения микросейсморайонирования для уточнения сейсмической балльности территории при строительстве и эксплуатации особо ответственных объектов. Отличается тем, что расчет поправок к балльности выполняется с учетом фактических характеристик сейсмических жесткостей различных по составу и структуре блоков пород обследуемого участка по установленным корреляционным связям «скорость сейсмической волны - плотность пород».
 

По проблемам обогащения полезных ископаемых

На основе изучения закономерностей процесса селективной флокуляции тонкодисперсной суспензии фосфорсодержащих минералов предложен высокоэффективный способ флотации руд с повышенным содержанием шламов, включающий использование анионного флокулянта – сополимера акриламида и акриловой кислоты. Способ позволил разработать технологию переработки апатит-штаффелитовых руд Ковдорского месторождения, обеспечивающую получение кондиционного фосфорсодержащего концентрата с содержанием 37,15% Р2О5 при извлечении 75%, железорудный концентрат с содержанием 65,3% Feобщ при извлечении 46,7% и черновой бадделеитовый концентрат с содержанием ZrO2-93,3% при извлечении 54,3% . Новая технология прошла стадию опытно-промышенных испытаний и вошла в технологический регламент для проектирования комплекса по обогащению апатит-штаффелитовой руды Ковдорского месторождения.

На основе изучения физико-химических свойств сульфидных минералов, содержащих элементы платиновой группы, а также минералого-технологических свойств руд месторождения Федорова тундра Кольского полуострова разработан высокоэффективный способ обогащения с использованием оксиэтилированных алкилфенолов в качестве регулятора пенообразования, что позволило получить благороднометалльный концентрат, содержащий Pt – 21,9 г/т, Pd – 106,7 г/т, Au – 7,04 г/т, Cu – 10,63 %, Ni – 5,4 % при пониженном содержании магния.

Разработана, испытана и внедрена технология извлечения нефелина из хвостов апатитовой флотации с использованием собирателей, подаваемых в процесс флотации в виде активированных водных дисперсий воздуха. Экономический эффект от внедрения только за счет сокращения расхода данного типа реагентов составит 13 млн. руб. в год. Предлагаемый способ запатентован.

Установлена возможность эффективного использования талловых масел смешанных пород древесины с содержанием смоляных кислот не менее 20% в качестве жирнокислотного монособирателя. Их применение в определенном сочетании с органическими регуляторами - алкилбензолсульфонатом и Неонолом позволяет при флотации апатито-нефелиновых руд в условиях водооборота снизить затраты на реагенты на 30% и эффективно флотировать при низких температурах пульпы (8-10оС).

Проведенными опытно-промышленными испытаниями флотации апатита из апатито-нефелиновой руды на оборотной воде в условиях пониженной температуры пульпы (13-14оС) показано, что применение органического регулятора типа Неонол в сочетании с оптимальной по составу фабричной собирательной смесью обеспечивает образование хорошо минерализованной и легкоразрушаемой пены и возможность стабильного ведения процесса с получением высоких технологических показателей. Даны рекомендации к проведению промышленных испытаний.

Разработана эффективная экологически сбалансированная технология обогащения титансодержащих руд месторождения Юго-Восточная Гремяха, основанная на использовании предконцентрации для выделения крупнокусковых отвальных хвостов и последующего двухстадиального измельчения руды, получении соответственно путем магнитной и гравитационной сепараций титаномагнетитового и ильменитового концентратов с последующей доводкой последнего электрической сепарацией или флотационной перечисткой.

Исследованы закономерности и режимы формирования физико-химических и технологических свойств минеральных комплексов тонковкрапленной структуры барит-сидеритовых руд месторождения Салланлатва на стадии их рудоподготовки и разделения. Это обеспечило разработку эффективной технологии, включающей сочетание процессов гравитационно-магнитного обогащения и гидрометаллургической переработки и позволяющей получение баритовых концентратов высокой плотности, которые могут быть использованы для организации производства утяжелителей при бурении скважин на  углеводородного сырья.