SCI Библиотека

В работе представлены особенности разработки Харбалахского каменноугольного месторождения, имеющего пологое залегание пластов с имеющимся междупластьем мощностью 0,8 м. Вскрытие месторождения осуществлено капитальными наклонными центральными и фланговыми траншеями с подъездными путями, выезжающими на руслоограждающую дамбу. Вскрытие нижележащих горизонтов произведено капитальными внутренними сьездами. Для разработки месторождения принята сплошная однобортовая система разработки с комбинированным внутренним отвалообразованием, с разделением вскрышных работ на два слоя и раздельной технологией их выемки. На верхних горизонтах используется механическое рыхление мерзлой вскрыши бульдозерами и их выталкиванием в выработанное пространство. На нижнем слое вскрышные работы ведутся с применением буровзрывного рыхления с вывозом взорванной горной массы автосамосвалами во внутренний отвал. Таким образом формируются внутренний бульдозерный и автомобильный отвалы для дальнейшей их рекультивации. Выполненный анализ горно-геологических и геотехнологических условий эксплуатации Харбалахского разреза показал эффективность существующей технологии с комбинированным бульдозерным и автомобильным внутренним отвалообразованием, благоприятствующим рекреационной рекультивации созданием водоема на отработанном карьерном поле. Анализ динамики коэффициента вскрыши по годам показал его ежегодный рост из-за рельефа местности, которая приведет к полному заполнению выработанного пространства породами вскрыши к 2026-2027 гг. с переходом на сельскохозяйственную и лесохозяйственную рекультивацию карьерного поля.

В статье рассмотрены сорбционные возможности диатомита по отношению к ионам цинка в модельных растворах. Количественную оценку закономерностей процесса сорбции ионов цинка на природном диатомите проводили по моделям сорбционных равновесий - Ленгмюра, Фрейндлиха, Тёмкина, Дубинина - Радушкевича. Определены параметры сорбции ионов цинка природным диатомитом по моделям при различных температурах методом наименьших квадратов и определена статистическая значимость полученных уравнений регрессии. Проверка предпосылок метода наименьших квадратов подтвердила корректность использования данного метода для построения уравнений регрессии. По адекватности описания сорбции ионов цинка природным диатомитом выявлено, что с повышением температуры протекают сорбционные процессы физической природы на активных центрах с максимальной энергией неоднородной поверхности сорбента. Обработка диатомита модификаторами HCl, NaOH, NaCl приводит также к экспоненциальному распределению избыточной энергии на активных центрах неоднородной поверхности сорбента. При модификации сорбента происходит изменение его поверхности в сторону большей неоднородности по сравнению с его природной формой. Подходящим модификатором для повышения сорбционной активности диатомита показал себя хлорид натрия. Сорбционный процесс протекает с одинаковой интенсивностью, если его проводить при 333 К либо на солевой форме сорбента.

В статье представлены результаты исследования возможности выпадения осадка при смешивании пластовой и закачиваемой воды на примере нефтяных месторождений Западной Сибири, разрабатываемых с применением системы поддержания пластового давления. Лабораторные исследования выполнялись на базе отобранных проб воды из нефтепродуктивного интервала (неоком) и минерализованной воды апт-альб-сеноманского комплекса Западно-Сибирского мегабассейна при комнатной и заданной пластовой температуре. Выпадение карбонатного осадкообразования в лабораторных условиях не наблюдалось, при смешении вод физико-химические процессы не будут оказывать существенного влияния на фильтрационные свойства пласта-коллектора. Выполнена оценка стабильности смешиваемых вод относительно формирования неорганических отложений (карбоната кальция) по методикам Стиффа-Девиса, Дебая-Гюккеля и по методике, утвержденной отраслевым стандартом с использованием программы «РОСА». Термодинамические расчеты карбонатных равновесий для исследуемых вод и их смесей показали, что смешиваемые воды по степени насыщения находятся в пределах близких значений. Это свидетельствует о равновесном состоянии системы, соответствующей среднеагрессивной среде, не образующей осадок карбоната кальция. Прогноз осадкообразования кальцита по регламентированной методике отраслевого стандарта в смешиваемых водах неокомского и апт-альб-сеноманского комплексов предполагает незначительно количество осадка кальцита. По результатам расчетов и лабораторных исследований совместимости смешиваемых вод можно судить о сходимости полученных данных. Экспериментальные и аналитические работы по изучению химического состава пластовых вод выполнены при финансовой поддержке проекта Министерства науки и высшего образования РФ №FWZZ-2022-0015 в рамках НИР СО РАН.

Верховые торфяники низкой степени разложения широко распространены на севере материковой части России, что делает их значимым природным ресурсом при освоении этих территорий, предусмотренном стратегическими задачами развития нашей страны. Вместе с тем свойства торфа этих регионов, а также их трансформация при осушении, неизбежном в ходе вовлечения этих природных ландшафтов в хозяйственный оборот или при строительстве инфраструктурных объектов, изучены крайне слабо. Исследованы спектры поглощения и флуоресценции, а также распределение частиц по размерам в водных растворах гуминовых веществ, выделенных из верхового торфа низкой степени разложения. Образцы гуминовых веществ выделены из верхового торфа с градацией по уровню обезвоживания. Установлено, что все исследованные растворы содержат частицы с гидродинамическим радиусом 5-15 (более 99 %), 200-1200 и 2000-6000 нм. Спектры поглощения водных экстрактов торфа имеют плечо в области 280 нм, что объясняется переходом в раствор фульвокислот. По мере высыхания торфа оптическая плотность спектров поглощения и интенсивность флуоресценции гуминовых веществ снижаются. Экспериментально подтверждено, что степень разложения и влагосодержание торфа существенно влияют на спектрально-люминесцентные свойства гуминовых веществ.

Несмотря на наличие благоприятных условий для водоснабжения городов Ханты-Мансийского автономного округа - Югры, рост численности населения может привести к увеличению объемов питьевых вод. И со временем вопрос об альтернативных источниках водных ресурсов будет весьма актуальным. Целью исследования является установление возможности использования вод родников в качестве дополнительного ресурса подземных вод. На территории природного парка «Самаровский Чугас» в пределах г. Ханты-Мансийска в летний меженный период было проведено опробование вод родников и скважин. Химический анализ природных вод проводился в аккредитованной лаборатории стандартным набором методов (титриметрия, спектральный анализ, инструментальный нейтронно-активационный анализ и др.). В работе рассмотрены гидрогеологические условия г. Ханты-Мансийска, в частности химический состав водоносных горизонтов, воды которых используются в хозяйственно-питьевых целях. Изучены родники подземных вод как дополнительный источник водоснабжения в условиях увеличения численности населения города. Дана оценка экологического состояния родников, расположенных в пределах природного парка «Самаровский Чугас» на территории города. Проведенные исследования показали большое разнообразие по химическому составу пресных подземных вод, что свидетельствует о приуроченности вод родников к разным водоносным горизонтам. Во многих родниках установлены повышенные содержания в водах железа, марганца, кремния, что характерно для подземных вод Западной Сибири. И после небольшой водоподготовки (водоочистки) воду из источников можно использовать для хозяйственно-питьевых целей. Но для вовлечения дополнительных источников водоснабжения необходимо проведение ряда мероприятий по предотвращению поступления загрязняющих веществ в подземные воды.

В работе представлены результаты экспериментальных исследований характеристик течения воды и параметров транспорта наносов, выполненных в гидравлическом лотке с песчаным деформируемым дном при установившемся и неустановившемся режимах течения воды. Эксперименты проведены в гидравлическом лотке длиной 8,0 м и шириной 0,21 м, оборудованном устройствами для изменения уклона дна в диапазоне значений: прямым - до 0,025, обратным - до 0,015, а также для автоматического воспроизведения гидрографа стока по заданной программе. Диапазон расходов в экспериментах изменялся в диапазоне от 2,0 л/с до 6,0 л/с. В качестве руслового материала использовался кварцевый песок диаметром 0,1-0,3 мм. В работе определены значения и дана оценка интенсивности изменения основных характеристик речного потока при распространении волны попуска, включая характер изменения уровенного режима и уклонов свободной поверхности, а также режим скоростей течения воды. Изучены параметры транспорта влекомых наносов, в том числе длины и высоты донных гряд, скорости перемещения гряд и расход наносов. Выполнена статистическая обработка параметров грядового рельефа при установившемся и неустановившемся движении воды. Гидравлические исследования и численные эксперименты позволили выявить специфику движения наносов в условиях неустановившегося движения. Экспериментально подтверждено, что при неустановившемся движении воды транспорт наносов активизируется в моменты прохождения волны попуска воды. При этом основные параметры транспорта наносов - скорость перемещения гряд и расход наносов - возрастают по сравнению со стационарным движением воды.

Предметом исследования являются геометрические характеристики русловых донных форм, знание которых необходимо для решения ряда задач речной гидравлики, в частности для определения гидравлического сопротивления русла. Отмечается, что многие исследователи ставят его значение в зависимость от крутизны донных гряд. Вместе с тем существует немало данных, указывающих на то, что помимо крутизны гряд влияние на величину гидравлического сопротивления оказывает также форма продольного рельефа донных форм, а именно расположение вершины гряды относительно ее подвалий. С целью учета этого обстоятельства введены понятия «коэффициент асимметричности гряды» и «смоченный периметр гряды». Применение возможности аппроксимации продольного профиля гряды треугольником позволило сопоставить основные элементы треугольника параметрам донных гряд, обычно используемых при проведении исследований руслового процесса. Поскольку элементы треугольника связаны хорошо известными геометрическими и тригонометрическими соотношениями, предлагаемая аппроксимация позволяет аналитически вывести соотношения между основными параметрами, характеризующими донные гряды. Для удобства восприятия полученные зависимости представлены не только в виде формул, но и в виде графиков и таблиц. Несмотря на то, что в работе не ставилась задача детальной проверки выведенных соотношений фактическими данными, тем не менее полученные зависимости находятся в хорошем соответствии с некоторыми приведенными в литературе по речной гидравлике результатами статистической обработки данных натурных и лабораторных исследований, что подтверждает допустимость аппроксимации формы гряды треугольником и возможность использования выведенных зависимостей в качестве по крайней мере приближенной оценки количественных значений основных параметров.

Целью работы являлась разработка перманентного модификатора для анализа содержания металлов-токсикантов в шахтных водах. Предложен новый перманентный модификатор коллоидный раствор оксида ванадия(IV) для определения таллия методом электротермической атомно-абсорбционной спектрометрии. На основании экспериментальных данных определено, что по способности термостабилизировать аналит коллоидный раствор оксида ванадия(IV) не уступает ванадату аммония в безматричных растворах, однако превосходит его в высокосолевой хлоридной матрице. Установлена эффективность предложенного модификатора для устранения матричных помех при анализе содержания металла-токсиканта таллия в шахтных водах методом электротермической атомно-абсорбционной спектрометрии. Исследованы высокотемпературные процессы превращения перманентного химического модификатора - коллоидного раствора наночастиц оксида ванадия(IV) в графитовой печи. Установлено, что наночастицы ванадия значительно лучше удерживаются в печи до более высоких температур, чем в случае ранее используемого ионного раствора метаванадата аммония. Экспериментально подтверждено, что модификаторы в виде нанокластеров образуют более термостойкое покрытие атомизатора. С помощью метода рентгеновской дифракции установлено, что после обжига образуются нанокластеры из карбида ванадия кубической сингонии с пространственной группой Fm-3m, которые и являются футеровкой графитового атомизатора. Работа выполнена в рамках государственного задания № 124012400348-9 «Новые аналитические формы при эколого-аналитическом мониторинге металлов-токсикантов» FRRE-2023-0016 Донецкий государственный университет.

Темой работы является анализ строения грядового дна, образующегося в условиях дноуглубительных судоходных прорезей.

Отмечается, что многочисленные наблюдения за трансформацией дна прорези свидетельствуют о том, что сразу после выемки грунта на дне прорези начинают формироваться гряды, при этом высотные отметки гребней гряд превышают отметки проектного дна прорези.

Сделан вывод о том, что формирование грядового рельефа дна приводит к потере глубины судового хода. Подчеркивается, что наблюдения за структурой рельефа русел равнинных судоходных рек показывают, что донный рельеф состоит из гряд и расположенных под ними волн, высоты которых близки к высотам гряд и, таким образом, их формирование приводит к дополнительной потере гарантированной глубины в прорези.

Отмечается, что в наиболее критичном виде такие потери могут наблюдаться на участках капитального дноуглубления, когда прорезь имеет большую длину.

Целью работы является исследование структуры донного рельефа, сформированного в различных условиях в 50-метровом гидравликом лотке. Выполненный сравнительный анализ параметров гряд показал, что гряды в прорези по своей относительной высоте в 2 раза меньше гряд, наблюдавшихся на этих же участках до дноуглубления, при этом под грядами располагались волны II, а еще ниже - III уровня (высоты этих волн близки к высотам гряд).

На основе результатов выполненной работы сделан вывод о том, что при проектировании дноуглубительных работ следует учитывать, что гряды и волны руслового рельефа будут приводить к потере гарантированной глубины судового хода, однако в пределах прорези их размеры будут меньше, чем при формировании в естественных условиях.

На площадях Приазовской возвышенности (28 шахт, 89 выработок) проведены исследования горнотехнического состояния вскрывающих наклонных выработок. По данным исследований выработки классифицированы в четыре класса и для каждой определен показатель степени ликвидированности (ПСЛ). Установлено, что 56 % выработок находятся в аварийном состоянии (III и IV классы), при этом ПСЛ таких выработок равен 0,4-0,0, а остаточная пустотность составляет 0,5-0,8. В хорошем состоянии находятся выработки, ликвидированные с применением тампонажа вязкопластичными смесями. Горнотехническое состояние более половины выработок требует проведения специальных инженерных мероприятий по повторной ликвидации и стабилизации деформаций поверхности.