База результатов НИР Аннотации

Повышение эффективности горного производства

В русскоязычной технической литературе достаточно подробно описаны проблемы экспуатации горных предприятий и подземных сооружений. Ключевые работы в данном направлении были опубликованы Антоновым М. А., Оганесяном Н. К., Агафоновым В. В., Алексеевой Л. Б., Уваровым В. П., Боркиным В. С., Баловцевым С. В., Буяновой Д. С., Воловик А. В., Ефименко С. В., Клавдиевым И. А., Клавдиевым А. А., Трушниковым В. Е., Гавришевым С. Е., Залядновым В. Ю., Немчиновой А. В., Граховым В. П., Мохначевой С. А., Манохиным П. Е., Иштряковым А. Х., Деминым В. Ф., Деминой Т. В., Жировым Д. В., Сохаревым В. А., Рыбиным В. В., Климовым С. А., Мелиховой Г. С. и многими другими исследователями. В их работах были показаны основные принципы и методические подходы к оценке параметров влияния различных горно-геологических условий на оптимизацию работ по выемке полезного ископаемого, возведение строительных конструкций, районное зоонирование и др. Однако, данные исследования направлены на разработку эффективных методов проектирования и строительства новых горных предприятий, в то время как эксплуатация уже существующих промышленных объектов становится все менее эффективной с точки зрения экономики. Одним из путей решения данной проблемы является применение методов систем с распределенными параметрами при оценке технического состояния существующих горных предприятий и подземных сооружений. Вышеупомянутые методики были применены в работах таких исследователей, как И. В. Першина, Д. А. Первухина, Ю. В. Ильюшина, С.Е. Абрамкина, О.В. Афанасьевой, И.М. Новожилова, В.В. Румянцева, Д.А. Ковалёва, А.В. Дагаева, Т.В. Кухаровой, А.В. Мартиросяна, М-А.М. Асадулаги, В.А. Коваля, Е.П. Чубарова. Таким образом, основной задачей, направленной на повышение экономической эффективности шахт и подземных сооружений является разработка методов и моделей оценки их технического состояния. ► Читать

Алгоритмические модели для определения режима течения нефтепроводов на самотечных участках трубопроводов

Современные системы транспортировки нефти по трубопроводам сталкиваются с проблемами точного определения коэффициента заполнения трубопровода, особенно на самотечных участках, где традиционные методы измерения оказываются неэффективными. Существующие подходы, такие как номинальное принятие коэффициента заполнения равным 1 или использование данных расходомеров, не учитывают сложные режимы течения многофазных потоков, что может приводить к ошибкам в коммерческом учете и рискам потерь продукта. Перспективы решения этих проблем связаны с применением алгоритмов компьютерного зрения и машинного обучения для классификации режимов течения и более точного расчета коэффициента заполнения. ► Читать

Методика подбора параметров модели Хука–Брауна с разупрочнением для массива горных пород на основе лабораторных испытаний образцов и численных экспериментов трещиноватого массива в дискретной постановке

В настоящее время одной из ключевых проблем в геомеханике является корректный переход от лабораторных характеристик породы к параметрам трещиноватого массива при расчетах устойчивости и прогнозировании напряженно-деформированного состояния. Существующие подходы часто не учитывают масштабный эффект разупрочнения и структурную неоднородность массива, что приводит к завышенной оценке прочности и риску недостоверных расчетов. Необходима методика, которая связывает лабораторные данные с масштабной геомеханикой через численное моделирование, учитывающее реальную структуру трещиноватости и постпиковое поведение породы. ► Читать

Создание системы искусственной аэрации в целях улучшения качества воды в водохранилище

Крупные гидроэлектростанции играют важную роль в обеспечении России электроэнергией. В Евросоюзе гидроэнергетика признана экологически устойчивым видом деятельности и имеет практически нейтральный углеродный след. При этом строительство и ввод в эксплуатацию ГЭС связан с рядом экологических проблем, таких как затопление территорий для построения водохранилища, изменение биоразнообразия прилегающих экологических ниш, влияние на микроклимат района и некоторых других. Таким образом, необходимо учитывать, что использование гидроэлектростанций нельзя назвать полностью экологически «чистым» видом получения энергии. Эксплуатация водохранилища тесно связана с изменением гидрологического режима водной толщи и её экологического состояния. Неизбежное заиление и принос наносов особенно явно сказывается на качестве воды и заболачиваемости акватории на мелководьях водохранилища или на средних и малых ГЭС. При застойном режиме анаэробные процессы в недостатке кислорода протекают с выделением метана, ацетилена и других соединений, частично растворяющихся в воде. Одновременно происходит образование сульфидов, карбонатов натрия, что ведет к изменению pH воды повышая его до 8-8,5, негативно сказываясь на плодородии почв, орошаемых водой из этого источника. Искусственные водоемы активно подвержены «цветению» - распространением в объеме микроводорослей, в связи с нарушением биоценоза в речном русле. Активная жизнедеятельность бактерий, поедающих органические вещества водорослей приводит к дефициту кислорода в воде, потребляя его на процессы окисления, и выделяя при этом фенолы, индолы и другие продукты жизнедеятельности. Изменившийся химический состав ведет к гибели местной речной фауны – рыб, ракообразных, моллюсков. Постепенно ухудшается качество воды, усугубляется эвтрофирование водоёма. ► Читать

Метод оценки качества электроэнергии в системах электроснабжения горных предприятий с мощными высоковольтными частотно-регулируемыми электроприводами

Современные системы электроснабжения (СЭС) горных предприятий характеризуются широким распространением нелинейной нагрузки в виде мощных (до 10 МВт и более) систем высоковольтного (6—10 кВ) частотно-регулируемого электропривода (ЧРП) технологических установок. Данный факт является причиной появления в питающей сети высших гармоник тока, негативно влияющих на качество электроэнергии и электромагнитную совместимость электрооборудования. Известно, что наличие высших гармоник тока приводит к искажению формы кривой напряжения сети, дополнительному нагреву элементов СЭС, снижению срока службы электрооборудования, резонансным и другим негативным явлениям. В настоящее время нет приемлемых для практики проектирования рекомендаций по рациональному выбору мощности источников питания систем электроснабжения с частотно-регулируемым электроприводом, обеспечивающих нормативное качество электроэнергии, а проектировщики часто идут на необоснованное завышение мощности этих источников. Особенно это касается мощных высоковольтных многопульсных преобразовательных схем. ► Читать

Совершенствование технологии очистки оборотной воды используемой в системах поддержания пластового давления нефтяных промыслов

Постепенно ухудшающиеся горно-геологические условия разработки залежей углеводородных полезных ископаемых и увеличение числа малодебитных и условно рентабельных нефтяных скважин определяет нарастающую потребность добывающих предприятий в широком внедрении методов интенсификации нефтедобычи. В настоящее время на нефтяных промыслах России и зарубежных стран повсеместно используется технология поддержания пластового давления (ППД), заключающаяся в нагнетании преимущественно оборотных вод в продуктивные пласты месторождений. Реализация технологии ППД обеспечивает повышенную степень извлечения углеводородов из объема пласта и необходимые темпы разработки месторождений. На промыслах России свыше 90 % нефти добывается с использованием систем ППД, обводненность скважинной жидкости, как правило, превышает 80 %. Многократное использование оборотных вод по замкнутому циклу при реализации технологии ППД направлено на решение глобальных задач по снижению техногенного воздействия на окружающую среду и рационального использования природных ресурсов, что, в перспективе, позволит достичь целей, поставленных в рамках принятой РФ вместе с государствами-членами ООН Повестки в области устойчивого развития до 2030 года. ► Читать

Перспективы нефтегазоносности палеозойского основания Западно-Сибирского осадочного бассейна

Один из наиболее значимых и промышленно освоенных нефтегазоносных бассейнов мира - Западно-Сибирский характеризуется высокой выработанностью крупных месторождений нефти, высокой изученностью комплексов со скоплениями углеводородов традиционных типов, сокращением активных остаточных запасов и значительной недоизученностью комплексов с объектами нетрадиционного типа, глубокозалегающих, сложнопостроенных и ранее технически недоступных для освоения. Оценка перспектив нефтегазоносности и установление промышленной значимости таких объектов как скопления в низкопроницаемых коллекторах, в том числе сланцевых (баженовская свита), в отложениях зоны контакта палеозойского основания (доюрский комплекс) и мезозойских отложений Западной Сибири в текущих условиях являются важнейшими задачами для наращивания сырьевой базы УВ в среднесрочной перспективе. ► Читать

Оптимизация свойств цемента в высокотемпературных нефтяных скважинах с использованием гибридных добавок: минеральной ваты с добавлением УНТ и наноглины

Эксплуатационные характеристики обычного тампонажного цемента, такого как класс G, значительно ухудшаются в условиях HPHT, что приводит к ухудшению механических свойств и повышению проницаемости. Поэтому очевидна потребность в цементных материалах, которые могут сохранять свою структурную целостность в таких условиях. в настоящее время цементная промышленность использует углеродные нанотрубки в качестве средства повышения прочности цементирующей структуры. Однако дисперсия УНТ в цементной матрице остается серьезной проблемой из-за их тенденции к агломерации. Один из инновационных подходов для решения этой проблемы заключается в пропитке минеральной ваты УНТ. Относительно небольшой размер частиц минеральной ваты позволяет им заполнять капиллярные микропоры, тем самым увеличивая общую структурную целостность цемента. Это свойство углеродных нанотрубок делает их ценной добавкой при производстве высокопрочного цемента. Параллельно с исследованиями УНТ использование наноглины в качестве добавки к цементу показало значительные перспективы. Частицы наноглины с их большой площадью поверхности и слоистой структурой могут улучшить плотность упаковки и уменьшить пористость цементной матрицы, что приводит к улучшению механических свойств и долговечности. ► Читать

Закономерности формирования зон пластических деформаций вокруг незакрепленных стволов в тектонически нарушенных массивах пород

В современной добычной индустрии освоение недр активно ведется в тектонически напряженных, неоднородных и нарушенных массивах, происходит отработка все более и более глубоких горизонтов. Вывалы пород в выработанное пространство в подобных массивах являются весьма распространенным явлением. Несмотря на то, что исследованию закономерностей распределения напряжений в массивах с нарушенным тектоникой строением уделяется большое внимание учеными по всему миру, вопрос применимости аккумулированных в этой области знаний к прогнозу влияния подобного строения массива на характер нагружения крепей выработок раскрыт не в полной мере и на сегодня представляет собой обширное поле для изучения. ► Читать

Снижение выбросов оксидов азота при проведении массовых взрывов на открытых горных работах

При ведении массовых взрывов на открытых горных работах возникает серьезная и в то же время требующая отдельного внимания горных специалистов проблема выделения токсичных газов, среди которых опасность представляют такие вещества как оксиды азота (NOx), серы и углерода. Наибольшую угрозу для окружающей среды и работающего персонала из перечисленных газов представляет NOx. В этой связи, задачей исследования являлось снижение концентрации оксидов азота, выделяющихся при проведении взрывных работ на карьерах. ► Читать