Том 45, № 1 (2022)
Колонка главного редактора
Колонка главного редактора
Науки о Земле и недропользование. 2022;45(1):6-7
6-7
Геология, поиски и разведка месторождений полезных ископаемых
Оценка эффективности интегрированных исследований продольных и поперечных волн с помощью ультразвука
Аннотация
В статье оценивается потенциал комплексной геофизической, в частности комбинированной приповерхностной, съемки продольных (P-) и поперечных (S-) волн, что продемонстрировано с использованием умеренно сокращенных хронографических (время и скорость) данных ультразвукового изображения (1 МГц). Рассмотрен случай инфильтрации разливов водного и неводного происхождения, особое внимание уделено разливам ископаемого топлива. Последние оценены в пределах приповерхностной геологии с точки зрения возможных сложностей взаимодействия жидкостей и окружающей среды, которые экспериментально моделируются в виде компонентов потока несмешивающегося вытеснения. Такие процессы широко изучаются в различных областях, в частности при геозондировании становлением поля в ближней зоне, инженерии, включая экологические аспекты, а также геокатастрофы. Для лучшего понимания проблемы наряду с соответствующей теорией, достоверной методологией и выводами в статье представлены интересные актуальные сценарии, в том числе вопросы геологической сложности хорошо известных географических мест, влияние на них различных естественных или антропогенных стрессовых факторов. Подробно объясняются экспериментальные аналоги и геометрические ограничения. Ультразвуковые P- и S-волны и аналитически проверенные данные в актуальном контексте получают всестороннюю оценку. Данные об S-волнах не только подтверждают набор признаков данных P-волны в пространственно-временной локализации смещенной фазы, включая «тусклое пятно» (что является интересным признаком, соответствующим границе раздела (смешанная фаза)), S-волны также проявляют другие упругие и термомеханические характеристики того же свойства. Далее автором был подтвержден расход, в частности расход нагнетания, а также контроль или зависимость запланированного процесса вытеснения, например в маркерных и коррекционных исследованиях (при необходимости). Предполагается, что пригодность характеристики S-волн для выявления других особенностей взаимодействия систем «жидкость – жидкость» и «жидкость – твердое тело» в микро- и, возможно, в наномасштабе (например, амплитудные эффекты) будет иметь значительные перспективы.
Науки о Земле и недропользование. 2022;45(1):8-33
8-33
Минералогия и условия формирования руд Холтосонского вольфрамового месторождения
Аннотация
Целью представленного исследования являлось выявление и изучение особенностей минерального состава и условий формирования руд Холтосонского вольфрамового месторождения, расположенного в пределах Джидинского молибден-вольфрамового рудного поля (Юго-Западное Забайкалье, Россия). В ходе исследования авторами был использован комплекс минералого-петрографических и термобарогеохимических методов. Молибденовое оруденение Джидинского рудного поля приурочено к апикальной части Первомайского штока (Первомайское месторождение), вольфрамовое – к многочисленным кварцевым жилам западной части рудного поля (Холтосонское жильное месторождение) и к штокверку в центральной части (Инкурское штокверковое месторождение). Холтосонское месторождение занимает западную часть рудного поля и сложено многочисленными кварцевыми жилами, локализованными преимущественно в диоритах Модонкульского массива. В результате проведенных работ было установлено, что главный жильный минерал представлен кварцем, также присутствуют мусковит, калиевый полевой шпат и карбонаты. Главным рудным минералом Холтосонского месторождения является гюбнерит. В общей сложности было диагностировано более 20 минеральных видов, включающих сульфиды (пирит, халькопирит, галенит, сфалерит, борнит и другие), сульфосоли (тетраэдрит, айкинит, станнин и другие), оксиды (шеелит, касситерит), теллуриды (гессит). По данным изучения флюидных включений в солевом составе преобладают хлориды кальция с примесью хлоридов натрия и калия. Минимальные температуры отложения кварца варьируют в интервале ~195–344 °С. Большинство определений ложится в интервал ~250–300 °С. Наличие сингенетичных существенно водных и существенно газовых включений в кварце из руд Холтосонского месторождения позволяет оценить интервал температур захвата флюидных включений в 413–350 °С. Результаты проведенных авторами исследований свидетельствуют о том, что главными факторами осаждения гюбнерита из гидротермальных растворов являются изменение щелочности-кислотности и снижение температуры.
Науки о Земле и недропользование. 2022;45(1):34-49
34-49
Свойства благородных металлов золоторудного месторождения Пионер
Аннотация
Целью представленного исследования являлась оценка массовых долей группы благородных металлов (золота, серебра, платины, рутения, осмия, палладия, иридия, родия) в рудах и вмещающих породах месторождения Пионер (Верхнее Приамурье, Россия), определение их миграционной активности и гидрохимической классификации металлов рудных минералов по размерностям. Объектом исследования служили первичные и окисленные руды, а также породы, вмещающие эти оруденения. В ходе работ были использованы количественный химический анализ, а также микропробирная плавка с погрешностью по правильности, точности и воспроизводимости результата ≤30 %. Пионер является гидротермальным, близповерхностным месторождением с окисленными и сульфидными типами руд, которые перерабатываются как открытым способом щелочного, кучного, цианидного выщелачивания, так и закрытым, автоклавным способом соответственно. Для осуществления данных способов переработки была построена золотоизвлекательная фабрика. Главным извлекаемым компонентом по этой технологии является золото, а серебро и металлы группы платины присутствуют в промышленных продуктах в виде примесей. Технология отличается высокой рентабельностью, что позволяет экономически эффективно перерабатывать руды с массовыми долями 1–4 ppm золота. Выполненная гидрохимическая классификация размеров минералов самородного золота показала, что основная часть золотин первичных, сульфидных и окисленных руд на 74–78 % приходится на фракцию с размерами 160–1000 мкм и на 11–13 % – на фракцию с размерами 16–40 мкм. Мелкое золото месторождения способствует его полному растворению в процессе цианирования.
Науки о Земле и недропользование. 2022;45(1):50-59
50-59
Разведка и разработка месторождений полезных ископаемых
Бурение скважин с комбинированным регулированием давления
Аннотация
В рамках данного исследования проведен анализ новых технологий бурения нефтяных и газовых скважин, к числу которых относится технология бурения с регулируемым давлением. В ходе исследования рассмотрено оборудование для создания дифференциального давления в системе «скважина – пласт», поставляемое такими международными компаниями, как Schlumberger, M-I SWACO, АКРОС и др. Проведен анализ применения базового комплекса оборудования для бурения с регулируемым давлением, в который входят установка управления противодавлением, азотная компрессорная станция, штуцерный манифольд, сепаратор, роторный устьевой герметизатор, факельная вышка с системой зажигания и программно-аппаратный комплекс. Рассмотрены варианты реализации технологии бурения с регулируемым давлением путем применения герметизированной системы циркуляции, которая упрощает схему промывки скважины и обеспечивает плавное регулирование давления промывочного агента на забой. Исследована реальная возможность представляемого базового оборудования для бурения с регулируемым давлением с помощью комплекса программно-аппаратного обеспечения определять допускаемые значения давления гидроразрыва пласта и пластового давления для повсеместного контроля профиля давления в затрубном пространстве. Установлено, что бурение с регулируемым давлением как принципиально новая для гидродинамических условий залежи технология первичного вскрытия пласта позволяет реализовать бурение в зонах практически с любым по начальной интенсивности поглощением: в ходе работ мы не останавливаем проходку (то есть циркуляцию) и не повышаем эквивалентное давление «на горизонт», зависящее от эквивалентной циркуляционной плотности – регулирование заключается в приближении эквивалентного давления «на горизонт» к пластовому давлению. Технологический процесс бурения с регулируемым давлением с использованием рассматриваемого оборудования поможет буровому персоналу лучше понять эффективность данной методики бурения и будет способствовать ее более осмысленному применению отечественными фирмами.
Науки о Земле и недропользование. 2022;45(1):60-72
60-72
Исследование на трехмерной модели проявления бокового давления во вскрышных породах сооружаемого в ущелье отвала
Аннотация
На современном этапе отработки нагорных карьеров формирование многоярусных отвалов вскрышных пород в сложных условиях гористой местности и ограниченности земельных ресурсов остается проблемной задачей. Анализ показал, что на практике проектирования многоярусных отвалов в ущельях соответствующим образом не рассмотрены вопросы, связанные с установлением распределения напряжений в теле отвала в зависимости от величины двугранного угла, образованного откосами боковых граней ущелья. Дело в том, что в процессе отсыпки вскрышных пород на центральную осевую плоскость формируемого в ущелье отвала со стороны наклонных поверхностей ущелья передаются силы напряжений, при этом наклонное составляющее напряжений обусловлено массой отсыпаемых на наклонные боковые поверхности ущелья вскрышных пород. Эти боковые напряжения направлены под углом к сдвигающим усилиям, действующим в отвале, и в процессе формирования отвала играют положительную роль в ускорении процесса консолидации горной массы в зажатой среде. Снижение сдвигающих усилий в отвале приводит к увеличению его устойчивости, а также к определению в связи с этим рациональных объемов укладываемых в нем вскрышных пород и главных параметров многоярусного отвала. Необходимо отметить, что имеются значительные трудности в выявлении и объективной оценке характера возникновения и распределения сил напряжений в сооружаемом в ущелье отвале графоаналитическими методами. В ходе представленного исследования автором была предпринята попытка выявления и регистрации в теле формируемого в ущелье многоярусного отвала вскрышных пород сил напряжений при помощи методов физического моделирования. Для этого разработан трехмерный модельный стенд многоярусного отвала. Данный стенд позволяет методом физического моделирования решать объемную задачу и в зависимости от углов откоса боковых поверхностей ущелья выявлять закономерности изменения напряжений в центральной осевой плоскости модели отвала.
Науки о Земле и недропользование. 2022;45(1):73-79
73-79
Оценка способов и результатов опробования эфелей и отвалов на рудном месторождении
Аннотация
Целью представленного исследования являлась оценка достоверности результатов опробования хвостов обогащения на экспериментальном участке Терекликан месторождения Канджол (Таджикистан). В ходе исследования было дано описание эфелей и отвалов данного участка. Общая длина опробованного интервала составила 12 м, по геологическим признакам (количеству прожилкового кварцевого материала) он был разделен на два локальных интервала длиной 4 и 6 м соответственно. Каждый вид опробования и каждая составная часть процесса опробования, включая исследование минерального и химического состава руд, играют важнейшую роль в определении качества и количества рудной массы (руды), исследование же минерального и химического состава руд применяется при производстве поисково-разведочных работ на рудные полезные ископаемые (свинец, цинк, олово, золото, медь, алюминий, марганец и др.). В ходе работ авторами была обоснована целесообразность вовлечения в эксплуатацию техногенных отложений, сформированных при добыче цветных металлов. Представлена методика и результаты бороздового опробования, выполнена оценка его достоверности. Изложена методика и приведены результаты физико-химического исследования хвостов обогащения с использованием спектрального анализа и атомно-абсорбционного метода. Установлено промышленное значение древних эфелей и отвалов, а также достаточное для разработки содержание в них ценных компонентов. Предложена приемлемая технология переработки эфелей и отвалов при вовлечении их в эксплуатацию.
Науки о Земле и недропользование. 2022;45(1):80-89
80-89