Рассмотрены численные расчеты сдвижения горных пород и земной поверхности при разработке нефтяных месторождений на севере Пермской области методом конечных элементов с использованием разработанной ранее модели деформирования нефтяного коллектора под нагрузкой. Определены условия возникновения значительных оседаний поверхности. Установлены некоторые особенности сдвижения горного массива при наличии тектонических нарушений.
На основании численных расчетов получена формула, из которой следует, что при взрывах линейных зарядов объемы камуфлетных полостей получаются меньше, чем при взрывах сосредоточенных зарядов той же массы взрывчатого вещества (ВВ). Явление объясняется тем, что закон энергетического подобия действия взрывов выполняется приближенно.
Дана математическая постановка плоской задачи гидроразрыва в среде, обладающей прочностью (обобщенная модель Христиановича–Гиртсма–де Клерка). Учет прочности кардинально изменил характер заполнения трещины на ранней стадии роста, так что изменилось само определение начального состояния. Уравнения записаны в специальном безразмерном виде, при котором сохранены только существенные параметры задачи. Сформулированы критерии, когда прочностные либо фильтрационные свойства продуктивного пласта слабо сказываются на развитии трещины. Показано, что в рамках плоской задачи ГРП при неизвестной высоте трещины данные тестовых испытаний не позволяют судить о других ее размерах.
Приведены результаты экспериментальных исследований влияния формы и размеров блоков, ориентации их относительно заряда взрывчатого вещества на величину и форму зоны дробления, характер взрывного трещинообразования в блоках, структуру гранулометрического состава разрушенного материала, изменение крупности кусков в зоне дробления трещиноватой среды при взрыве цилиндрического заряда взрывчатого вещества.
Рассмотрен комплекс проблем проектирования подземной разработки рудных месторождений. Отмечены достижения отечественных горных наук в области совершенствования методов проектирования и расчета параметров подземных рудников. Сформулированы принципы развития теории проектирования горных предприятий на современном уровне.
Приведены особенности состояния подземных рудников, сформулированы основные принципы развития технологии добычи руд. Отмечается, что основным направлением совершенствования горных работ на месторождениях цветных металлов является освоение на базе комплексов самоходной техники систем разработки с закладкой твердеющими смесями с утилизацией отходов горно - металлургических производств. Для выемки малоценных руд в условиях больших глубин рассмотрены новые варианты сплошных камерных систем разработки, подэтажного обрушения с выделением остающихся в недрах породных включений. Для рудников черной металлургии региона показана целесообразность коренной реконструкции технологии с освоением системы разработки подэтажным обрушением с торцовым выпуском руды и комплексным применением самоходного оборудования.
Исследованы возможности использования выработанного пространства разрезов для размещения вскрыши во внутренние отвалы. Установлено, что с завершением разработки пологих и наклонных пластов в выработанном пространстве формируются свободные емкости, составляющие 40–70 % от его объема, которые являются ресурсом для размещения вскрыши из других разрезов при обосновании порядка разработки. крупных месторождений. Предложен комплексный критерий, учитывающий затраты энергии на разработку месторождения и энергетический ущерб, нанесенный окружающей среде. Изложена методика решения задачи и представлены результаты расчетов по Талдинскому и Томусинскому месторождениям.
Выполнен анализ современного состояния сырьевой базы страны, отмечается негативная тенденция сокращения добычи полезных ископаемых и ухудшение качества добываемых руд. Показано, что в ближайшей перспективе будут осваиваться месторождения, представленные в основном тонко вкрапленными и труднообогатимыми рудами, что требует принципиально новых решений в технологии и технике их обогащения. Приведены примеры прогрессивных решений в технологической минералогии, направленном изменении свойств минералов и руд при различного рода энергетических воздействиях, использовании пиро- и гидрометаллургических технологий, которые открывают определенные возможности для рационального и комплексного использования труднообогатимого минерального сырья.
Т. С. Юсупов, С. Б. Леонов, Л. Г. Шумская
Объединенный институт геологии, геофизики и минералогии СО РАН, пр. Коптюга, 3, 6300910, г. Новосибирск, Россия
Обоснованы новые технологии переработки высококалийного алюмокалиевого сырья (сынныритов) на основе ранее установленной возможности разделения алюмосиликатов с одноименными катионами. Предложена комбинированная схема, включающая химическое, флотационное и магнитное обогащение, обеспечивающая получение калисилитового и микроклинового концентратов. Калисилитовый концентрат является новым бесхлорным калийным удобрением, а высококачественный полевошпатовый концентрат – дефицитное сырье для фарфоро - фаянсовой, электротехнической и огнеупорной промышленности.
На основе экспериментальных данных впервые доказано влияние и проведена оценка размеров зоны вибросейсмического воздействия с дневной поверхности на разработку нефтяного месторождения. Показана доминирующая роль в этом процессе горизонтальной компоненты колебаний горных пород. Рассмотрены факторы, обусловливающие неравномерный характер реакции пластов на вибросейсмическую обработку.
