Научная статья на тему 'Экономико-технологические принципы диверсификации производства и разработки инновационных технологий добычи и переработки угольного и карбонатного минерального сырья для получения синтетического газообразного и жидкого топлива и продукции нетопливного назначения'

Экономико-технологические принципы диверсификации производства и разработки инновационных технологий добычи и переработки угольного и карбонатного минерального сырья для получения синтетического газообразного и жидкого топлива и продукции нетопливного назначения Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
126
31
Поделиться
Ключевые слова
ДИВЕРСИФИКАЦИЯ / ГАЗИФИКАЦИЯ / ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ / УГОЛЬ / МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ / СИНТЕТИЧЕСКОЕ ПРОИЗВОДСТВО / DIVERSIFICATION / GASIFICATION / INNOVATIVE TECHNOLOGIES / COAL / MINERAL RAW MATERIALS / SYNTHETIC PRODUCTION / NON-FUEL APPLICATION

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Жуков Анатолий Васильевич, Жукова Юлия Анатольевна, Михалков Антон Владимирович, Умаров Максим Сергеевич

При газификации угля и получении газообразных топлив выделяются три основные направления, связанные с производством топливного газа: 1) состав и теплотворная способность продуцируемого газа; 2) конструкции используемого газогенератора; 3) особенности получаемого заменителя низкое содержание СО и токсичность газа, что позволяет широко использовать этот газ в бытовых целях. В промышленных процессах переработки углей чаще всего применяют следующие комбинированные технологии: полукоксование + газификация твердого остатка (полукокса); полукоксование + гидрогенизация жидкого продукта (смолы); газификация + синтез из полученного синтез-газа (СО+Н 2) высокомолекулярных углеводородов (синтез Фишера-Тропша). Разработанная экономико-математическая модель (ЭММ) организации производства обладает высокой степенью универсальности. Реализацию ЭММ целесообразно производить дифференцированно по альтернативным вариантам для угледобывающих, энергетических, газодобывающих и топливно-энергетических предприятий.

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Жуков Анатолий Васильевич, Жукова Юлия Анатольевна, Михалков Антон Владимирович, Умаров Максим Сергеевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

THE ECONOMICAL AND TECHNOLOGICAL PRINCIPLES FOR DIVERSIFICATION OF PRODUCTION AND DEVELOPMENT OF INNOVATIVE TECHNOLOGIES FOR EXTRACTING AND PROCESSING OF COAL MINERAL RAW MATERIALS WITH THE PURPOSE OF OBTAINING THE SYNTHETIC GASEOUS AND LIQUID FUEL AND PRODUCTION OF NON-FUEL APPLICATION

The three main directions, connected with production of fuel gas, are distinguished under coal gasification and obtaining of gaseous fuels: 1) structure and caloric power of produced gas; 2) constructions of used gas-generator; 3) special features of extracted substitute low content of CO and gas toxicity level, that fact permits to use widely this gas in living conditions. The following mixed technologies are more often used in industrial processes for coal conversion: semi carbonization + gaseous conversion of semi-coke; semi carbonization + gaseous conversion of liquid product (gum); gaseous conversion + synthesis of high molecular hydrocarbons (synthesis of Fischer-Tropsch) from obtained synthetic gas (CO+ H2). The developed economical-mathematical model (EMM) for organization of production has a high degree of generality. It is advisable to implement realization of EMM separately on alternative variants for coal mining, energetic and gas extracting plants.

Текст научной работы на тему «Экономико-технологические принципы диверсификации производства и разработки инновационных технологий добычи и переработки угольного и карбонатного минерального сырья для получения синтетического газообразного и жидкого топлива и продукции нетопливного назначения»

 ОСВОЕНИЕ

ГЕОРЕСУРСОВ

В АЗИАТСКО-

ТИХООКЕАНСКОМ

РЕГИОНЕ

ГОРНЫЙ ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ БЮЛЛЕТЕНЬ № 4 СПЕЦИАЛЬНЫЙ ВЫПУСК 13

МОСКВА л ИЗДАТЕЛЬСТВО / \ «ГОРНАЯ КНИГА» -3 2015

УДК 622.271; 553.068.5; 553.981.2; 658.5:622.32 М 15

Книга соответствует «Гигиеническим требованиям к изданиям книжным для взрослых» СанПиН 1.2.1253-03, утвержденным Главным государственным санитарным врачом России 30 марта 2003 г. (ОСТ 29.124—94). Санитарно-эпидемиологическое заключение Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека № 77.99.60.953.Д.014367.12.14

Под обшей редакцией канд. техн. наук, действительного члена РАЕН А. В. Андреева

Макаров В.В., Ксендзенко Л.С., Голосов А.М., Опанасюк Н.А., Андреев А.В., Макишин В.Н., Маликов А.С., Хрулев Е.А., Миробян А.А., Николайчук Н.А., Белов А.В., Каулин М.И., Гребенюк И.В., Обжиров А.И., Лушпей В.П., Видоменко В.В., Жуков А.В., Жукова Ю.А., Михалков А.В., Умаров М.С., М 15 Ким Кен Чжу

Освоение георесурсов в Азиатско-Тихоокеанском регионе. Отдельные статьи: Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). — 2015. — № 4 (специальный выпуск 13). — 68 с. — М.: Издательство «Горная книга»

ISSN 0236-1493

Представлены результаты научных исследований по проблемам освоения георесурсов Российского Дальнего Востока и Азиатско-Тихоокеанском региона. Представленные научные работы основаны на-комплексном научном подходе к таким вопросам, как использование подземных пространств мегаполисов, внедрение новых и новейших безотходных технологий добычи, переработки и обогащения полезных ископаемых в условиях Азиатско-Тихоокеанского региона, основанных на принципах полноты и комплексности освоения георесурсов, обеспечения сейсмо- и ударобезопасности, а также других актуальных вопросов в этой области.

УДК 622.3:33.24

ISSN 0236-1493 ©

©

©

Приморское отделение РАЕН, 2015 Издательство «Горная книга», 2015 Дизайн книги. Издательство «Горная книга», 2015

УДК 62-75 © В.В. Макаров, Л.С. Ксендзенко,

А.М. Голосов, Н.А. Опанасюк, 2015

О МЕХАНИЗМЕ ЯВЛЕНИЯ РЕВЕРСИВНОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ ОБРАЗЦОВ СИЛЬНО СЖАТЫХ ГОРНЫХ ПОРОД*

На реверсивный характер линейных деформаций при сжатии образцов горных пород, по-видимому, впервые было обращено внимание в 1958 году в работе (Seidenrath & Gramberg 1958). При поиске деформационных предвестников реверсивные деформации были установлены также в работе (Tomashevskaya & Khamidullin 1972), где была выдвинута гипотеза дилатансионного расширения. Причиной реверсивного деформирования в работе (Tazhibaev 1986) были названы остаточные напряжения. Однако ни одна из рассмотренных гипотез не объясняет все имеющие место аномальные эффекты с единых позиций, как было показано в (Guzev & Makarov 2007).

Ключевые слова: сжатие горных пород, линейные деформации, обратимая деформация, акустические и математические методы.

UDC 62-75 © Makarov V. V., Ksendzenko L.S.,

Golosov A.M., Opanasiuk N.A.

ABOUT THE MECHANISM OF A HIGH STRESSED ROCK SAMPLES REVERSIBLE DEFORMATION PHENOMENA*

Attention to the reversible character of linear deformations of rock samples was presented, apparently, for the first time in (Seldenrath & Gramberg 1958). The authors did not research the mechanisms of the origination of the deformation anomalies, but already in subsequent works such attempts have begun to be undertaken. So the reversible character of the deformations of rocks was contacted with a barrel-shaped straining of samples at uniaxial compression (Tomashevskaya & Khamidullin 1972). In the works of other researchers, residual stresses were proposed in the capacity of reasons for deformation anomalies of various types (Tazhibaev 1986). However, these hypotheses are not supported by critics on closer examination (Guzev & Makarov 2007). In this paper, based on specially developed complex research methods, including on deformation, acoustical and mathematical methods, the authors analyse deformation anomalies of reversible types in samples of rocks at uniaxial compression, define the mechanism of their origin, and develop a mathematical model of the phenomenon.

Key words: high stressed rock, linear deformations, reversible deformation, acoustical and mathematical methods.

* The paper was supported by grant numbers № 13-06-0113-м_a from the "Scientific Fund" of FEFU and Ministry of the Russian Federation Grant ^5.2535.2014^

1. Experimental research into the regularity of THE HIGH STRESSED rock samples FIELD near to the source of macrofailure

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Based on previous researches, a two-phase model of the macrocrack formation, consisting of a period of scattered microcracking followed by a stage of formation of the source of macrofailure and then macrodefect development, has been assumed (Lockner et al. 1991). The source field is often modelled by inhomogeneity in the form of a soft inclusion, calling the formation round it an area of consolidation at the expense of disproportionation of stress (Brace et al. 1966). Modern methods of researches applying servocontrolled rigid loading devices allow measurements to be taken directly before failure, and multichannel measurement systems - to research the behaviour of the sample as a whole, including around the site of the failure source.

The technique of multidot deformation research of samples of strongly compressed rocks provides uniaxial loading of samples by the servocontrolled rigid loading machine MTS-816. This uses resistance strain gauges as a way of taking local measurements of deformations, both in the central part of the sample, and on its height. Thus the «cross» design of the resistance strain gauge allows measurements to be taken of both the longitudinal and lateral strains in a single position, which eliminates the possibility of the joining of individual measurements of the different processes. The conditions of loading, face conditions and sizes of the samples at compression are accepted, taking into account the effect of contacts of end faces with a load machine (Guzev & Makarov 2007).

Research was conducted on samples of various rocks, including dacites, rhyolite, diorite, and granite-porphyry. Resistance strain gauges were attached at equal intervals on the whole of the sample, with from four to eight pairs in each row and from one (in the middle) to three rows in height. The special circuit design of their fastening has been developed to preserve the wire leading-outs on the sample. The readings from the resistance strain gauges were fixed by means of a computer program on the multichannel device UIU-2000. This research was carried out at the Geodynamics Laboratories at FEFU.

In Fig. 1b, the schema of the sensors displacement is shown during tests. In total, 4 series on 10 samples were tested. The tests were carried out at uniaxial compression of samples under the multidot schema of measurements with from 8 to 48 sensors (Fig. 1).

b

a

Fig. 1.Schema of measurements (a, b) of a sample of dacite, .source position (triangle on a, b) and change of AE intensity (c)

The source position was fixed according to acoustic tests using a complex «Interjunis». The change of AE intensity during the time of loading is shown in Fig. 1c. It can be seen from Fig. 1c that the cracking begins at a level of loading of 224 MPa, which corresponds to the moment of the deflection of the stress strain curves from a linear relation. The position of the source of failure concerning pairs of deformation gauges is shown in Fig. 1a-b).

The basic results of the tests on the laws of the deformation of rock samples in a prefailure state using the newest equipment can be reduced to the following. In a prefailure stage of loading, a series of anomalous deformation effects which can be used as precursors is observed. First, this flattening out of the deformation curves with reduction by it fields of modules of deformations by 1.5—3 and more times can be seen in Fig. 2a. It is displayed especially clearly in the field of the source, as shown in Fig. 2b. In this part, there are two anomalous deformation effects where, apart from the already noted effect of significant (repeated) decreases of the module of deformation, there are naturally fixed sharp augmentations of the increments of lateral deformation, which are comparable in size or even exceeding the increments of

a

5 1 >> 200 s 4

TJ YYi> /» i 12 // if 10 J, /16 f A2 6

3'

--3ta --Stu ---Sto --Sbn ^rlinwina^oaftS !!!!!!(!!!

/ -Stn --Stra --Sin --Stti --Stra. --Sbi

-a- 3|3|B|

20 -10 D 1» 20 30 40 50 BO „id"'

b

-a<tvMt1 -fl>tviH<2 -afrtccmt»u|

Fig 2. Laws of deforming of rock samples: a - dacite in a prefailure stage of loading: linear strains, the central part; - character of linear strains in source parts of the rhyolite sample

longitudinal strain. The first anomalous effect can be considered to be within the limits of the model of «soft inclusion», as already mentioned above.

2. Source model of «defective heterogeneity» with reference to rocks samples at axial compression

Modelling source areas by «soft inclusion» is good knowing in ge-omechanics (Rice 1980). The inclusion can be ideal soft at the rock module of deformation E = 0. It is a case of a circular hole in a semiplane with evenly distributed symmetrical load on a part of its border. This problem is considered by the author in (Makarov 2013), where the character of the displacements of a contour of the hole is shown as in Table 1.

The second deformation anomaly of the source part, consisting of large lateral strains, as a rule, exceeding the longitudinal increments of deformation, indicates a shear-rupture of a developmental character in the mesodefect part of the source, leading to the wedge action of such defects (Odintsev 1996). Within the frame of the «soft inclusion» model, this effect cannot be considered directly, as the Poisson's ratio of a continuous material cannot exceed 0.5. Properties of the source parts of the sample are formed at the expense of defects of the shear-rupture type, where the wedge action of a shift element (Odintsev 1996) prevails. Therefore research on mechanisms of deformation anomalies should be divided into two stages, caused by the presence of two source deformation anomalies: longitudinal and across the direction of loading.

Table 1

Size of displacements of a contour of a section of a round hole in a semiplane at the attitude of symmetrically applied load to depth B/H = 5.0 (R - hole radius)

©, degree Displacements

u/R v/R

90 0 -1,321

60 -0,011 -0,827

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

30 0,610 -0,142

0 1,029 -0,071

-30 0,567 0,018

-60 -0,012 0,664

-90 0 1,104

Direct overseeing by deformations of fields of rocks testify that it is lower and nearer to the source (Fig. 3a and 3b respectively) also. On the border of the source and the surrounding material, the condition of a continuity of displacements is met, so it is logical to expect deformation anomalies not only in the source area, but also in the adjoining parts of the rock.

The procedure considered above allows making such supervision, the results of which are shown in Fig. 3. The gauges located immediately under the source part of the sample have fixed the negative increments of the deformations, similar to the results described in (Guzev et al. 2005). At augmentation of strains, there is an original reversal of linear strains in this connection, and this can be called a phenomenon of reversive linear deforming in the immediate vicinity of source areas of the rock sample at uniaxial compression. The size of the negative increments of longitudinal strain in this case exceeds the size of the negative increments of lateral deformation (Fig.3a).The reversive deforming of that part of the sample which also adjoins the source areas has a different character from the source parts of the sample in a direction perpendicular to the direction of action of the load (Fig. 3,b). In this case, by contrast, the size of the negative increments of lateral deformation exceeds the size of the negative increments of longitudinal strain. Sometimes only negative increments of lateral deformation are identified.

Thus, the results of complex acoustic, deformation and theoretical tests allow us to formulate a hypothesis of the conditionality of re-versive linear strains of rocks samples in immediate proximity to source parts specificity of deforming of defective heterogeneity to what can present the source.

3. Experimental reproduction of reversive deformations near to source areas

The laws of deformation of heterogeneous rock samples in a kind of «soft inclusion» were researched using an expressly developed procedure that enables the building of a preliminarily relaxed field in the centre of the sample, its division in height in some parts and installation on their borders metal thresholds, serving by the supports for indicators of hour type. Gauges of hour type settle down on special posts (Guzev & Makarov 2007).

For the experiments, samples of strong low-porosity granite were collected. The samples were loaded in two stages: first, deformations of the monolithic sample were measured at loading to 0.8cl-ts, (where cl-ts is the long-term strength) and the sample was then unloaded. Then it was lead up to a long-term strength and, after unloading, the deformations were measured at cyclic loading to cl-ts. The loading of samples of strong granite to strains close to a long-term strength shows that anomalous deformation effects in this case are absent (Fig. 4a). After reachingcl-ts and then unloading, the samples were loaded again to strains of 0.8cl-ts. The appearance in this case of reversible anomalies at the top of the sample (Fig. 4a) is positioned. At a cyclic load, the anomalous character of the deformations is conserved.

Fig. 4. Reversive character of deforming of samples of rocks in conditions of axial compression: a- relative tests of the monolithic and preliminarily broken granite samples, b - character of deforming of separate parts of the sample

Note also that in all situations that demonstrate a reversive («negative») deformation anomaly, on the next fields of the sample on its height a «positive» deformation anomaly is also formed. This fully explains the cause of the reversal of deformations in the area near the source in a longitudinal direction (reversive anomaly of the first type) and confirms the hypothesis of defective heterogeneity.

The modelling of cross-wise reversal of deformations in near-source areas (reversive anomaly of the second type) can be done by building on local fields of the sample of holding apart efforts of sufficient size to reflect the holding apart action shear-rupture of defects in the area of the source. This effect is modelled to the full by thin cuts (thickness 0.2 - 0.3 mm) made by a cutting tool in the material of rocks well enough giving in to cutting, by introducing the cutting tool in the rock (wedge effect). The size of the deformations depends on the distance to a cut, its depth and length. The optimum depth of a cut is 3 mm, and it is rational to make the cuts at a distance of 3 mm from the gauge.

Experimental reproduction of the reversive deformation effects shown in Fig. 3b is done by making imitation shear-rupture fractures in a preliminarily loaded sample. From the experiments, it is determined that anomalous longitudinal and lateral deformations of the reversive type arise close to these imitation fractures (Fig. 5b).

CT=const

l,S 0,75 0 «,75 1,5

EjXlO-4 £,xlOJ

a b c

Fig. 5. Reversive deformations of the second type: a — the experiment schema, b -deformations of rock samples at compression and the subsequent drawing of a cut, c -wedge effect of cutting

Thus, this direct experiment on the drawing of imitation fractures in a preliminarily loaded sample shows that the anomalous character of its deforming at axial compression is replicated qualitatively.

4. Mathematical model of the phenomenon of reversible deformation of rock samples at uniaxial compression

The modelling of highly compressed rocks where the deformations 'conditions of compatibility are not satisfied and the state of the thermodynamic conditions is far from equilibrium by dissipation system generally has well proved at the description of the phenomenon of zonal failure of a massive around the underground openings. Therefore a mathematical model has been developed and the solution of a problem on the highly compressed sample of rock is developed on the same principles (Guzev et al. 2005).

Deformation anomalies of a reversive type occur in the sample of rock at achievement by a load o some of critical values o*. If o is less than o* the stress-strain state of the sample is described within the limits of the elastic theory

a, = T+v [8, + T-V8« 5j), (1)

where E — elastic modulus, v — Poisson's ratio.

At o is less than o * the equation of balance for the sample of rock in cylindrical co-ordinates looks as follows:

da 1 da da a _ a

rr i rH> | rz i rr W _ A

dr r dq dz r

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

da 1 da da 2a

r m A mm m7 ri

99

■ = 0.

dr r dz r

^+1 ^ ^=o, (2)

dr r dz r

And the problem boundary conditions for the stress-strain state in a cylindrical sample at uniaxial compression are registered as

a zz I z=±h = —a , a zr I z=±h = 0, a Z9I z=±h = 0,

arr\r=R = 0, ar9 I r =R = a rz I r =R = 0- (3)

From experimental researches, it follows (see Fig. 2) that anomalous reversive deformations in the area of loading where o is more

than o * (we will designate these deformations E.), coincide in the order of sizes with subcritical deformations in s.. area when o is less

V

than o *. This makes it possible to bind the strains corresponding n v to deformations E V, to the linear E V interrelations similar in algebraic structure to Hooke's law for conditions of area where o is less than o *:

nv =ttv(ev +T-VE»5V J, (y=',2,3), (4)

where E - elastic modulus, v - Poisson's ratio.

The formation of periodic mesocracking structures involves the appearance of some new field of strains in which T. generally depends

on the type of cracking defects considered. As the sample is in balance, the forces defined by a field TiV , should be compensated, and therefore

they are often referred to as self-counterbalanced. nV acts as a compensatory field. Thus a full field of strains in E V the sample equals:

2V =nV + TV. (5)

This satisfies the equations of balance (2) and regional conditions (3). In turn for fields also n . it is possible T. to write down the conforming equations of balance:

dn V dTV

-V = 0, —. = 0 (6)

dx. dx.

And boundary conditions:

nVnj U =-T Vni U . (7)

And

2 dr

T = 2aJ s.s.k—^ , (8)

V 0 jpq jmk dx V '

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

where sipq - a Levi-Chivity symbol, constants c0, I have dimensions

of strain and length respectively. The concrete kind of functions r qm depends on the type of defective structure, so it is necessary to

analyze the background of the formation of defects and dissipative processes in a material.

Statement of the problem for equation (5) consists in the construction of an elastic field such that n .. deformations corresponding

lJ

to it coincided E. with the measured values on the border of the sam-i.

ple in a discrete panel of points.

Table 2

Results of comparison of the data from theoretical and experimental researches

Parame- Longitudinal deformations meaning in the gauge positions

ters 4-6 5-7 2-8 3-9

Experiment Theory Experiment Theory Experiment Theory Experiment Theory

Longitu- -1067 -899 704 704 -899 -899 679 679

dinal de-

forma-

tions,

10-6

Differ- 18.7 0.0 0.0 0.0

ence, %

The field of elastic stresses and n..deformations can E.be

J J

bound linear interrelations

n. = A( E j + BEk 5 j ), (9)

with some coefficients A, B .

Without restriction of generality parameters A, it is possible to

choose B as in the elastic theory:

E v

A = --= , B = -—, (10)

1 + v 1 - 2v

where ^ - a shear modulus.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

As the equations (5) are linear, we will present a field in the form

of the n.. sum of the classical solution and a.. some field n..:

. . .

nj = a j . (U)

As the solution is under construction in the prefailure area load level o = o * is initial, therefore in formula (3) it is necessary a. to believe instead of5a = a-a * a *. We will follow-up demand, that the first invariant reverted nkk in zero. Then the tensor is bound n. to the

conforming deformation tensor an interrelation

n V = ^

f dat + daV

dx, dx.

V j

(12)

where ai - components of a vector of the displacements, loads counted from level c = c * .

Components (ai j = 1,2,3) are defined from the equations of balance which in a cylindrical frame of axes look like:

a ar 2 da,

Aar —^ —^—^ = 0, r r d,

Aa,- % + = 0, (13)

r r d,

Aaz = 0.

After the solutionof system (12) in the form of rows, the Fourier on trigonometrical functions and carrying out numerical calculations for experimental conditions at values of parameters of model: v = 0,26 E = 1,7-104Pa, x = 0,5 -n, h = 5cm , R = 2,5cm .

we obtain values of quotients of rows:

A2TT = -3519 -10-6, A4(T) = -29410 -10-6, AT(T2) = -1167 -10-6,

52T) = -700 -10-6, £4? = 885 -10-6, BT(T2) = 1143 -10-6.

Now, calculating the sizes of deformations for the experimental conditions and displaying them in comparison with the data of this experiment in Table 2, we can see that at full qualitative coincidence of the results of the analytical and experimental researches, the maximum quantitative difference of values of longitudinal strain does not exceed 19 % (Guzev et al. 2005).

5. Conclusion

Thus, satisfactory results of mathematical modelling allow us to determine the mechanism of the phenomenon of reversive deformation of highly compressed rock samples. which consists of conditions of strong non-equal components of compression which cause mesocracking destruction on inhomogeneities of the medium, while strains in the sample have an oscillation of a periodic character that has a consequential development in local fields of action of the maximum normal tangential stresses of the source of concentration of interacting mesodefects, and in the vicinity of the source - the formation of places where deformations assume a reversive character.

The establishment of the phenomenon of reversive deformation of highly compressed samples of rocks allows us to formulate a system of deformation precursors of failure that is of great value in the forecasting of geodynamic phenomena in a rock mass.

REFERENCES

1. Brace, W.F. et al. 1966. Dilatancy in fracture of crystalline rocks. J. Geo-phys. Research 16(71): 3930-3953.

2. Guzev, M.A. et al. 2005. Modeling elastic behavior of compressed rock samples in the pre-failure zone. Journal of Mining Science 41 (6): 497-590

3. Guzev, M.A. & Makarov, V.V. 2007. Deforming and failure of the high stressed rocks around openings. Vladivostok: RAS Edit. (in Russian)

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

4. Lockner, D.A. et al. 1991. Quasi-static fault growth and shear fracture energy in granite. Nature 350(7): 39-42.

5. Makarov, V.V. 2013. Calculation of lining of city shallow tunnels on action of a surface loading. GIAB, pp.74-81 (in Russian)

6. Odintsev,V.N. 1996. Tensile destruction of a brittle rock masses. M: IP-KON, Russian Academy of Sciences (in Russian)

7. Rice, J.R. 1980. The Mechanics of Earthquake Rupture. In Physics of the Earth's Interior. Italian Physical Society and North-Holland Publ. Co., pp. 555-649.

8. Sagiya, T. 2011. Rebuilding seismology.Nature473(5): 146-148

9. Seldenrath, T.R. & Gramberg, J. 1958. Stress-strain relations and breakage of rocks. In Mechanical Properties of Non-Metallic Materials. London: Butterworths, pp.79-102.

10. Tazhibaev, K.T. 1986. Deformation and destruction of rocks. Frunze: Ilim (in Russian)

11. Tomashevskaya, I.S. & Khamidullin, Ya.N. 1972. Precursors of the destruction of rock samples //Izv. USSR Academy of Sciences. Earth Sciences 5: 12-20 (in Russian)

AUTHORS

Makarov V. V., Professor, Far Eastern Federal University, Russia, Ksendzenko L.S., PHD, Docent, Far Eastern Federal University, Russia, Golosov A.M., Graduate student, Far Eastern Federal University, Russia, Opanasiuk N.A., Assistant, Far Eastern Federal University, Russia.

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ

Макаров Владимир Владимирович — доктор технических наук, профессор, vlmvv@mail.ru,

Ксензенко Людмила Степановна — кандидат технических наук, доцент, Голосов Андрей Михайлович — аспирант, a-dune@mail.ru, Опанасюк Николай Александрович — ассистент, neksan1@mail.ru, Дальневосточный федеральный университет.

УДК 553.98

©А.В. Андреев

СЛАНЦЕВЫЕ НЕФТЬ И ГАЗ. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ

Одним из важнейших направлений в нефтяной отрасли является снижение добычи легкой нефти и нефти средней плотности. Сокращение традиционной нефти вынуждает нефтяные компании уделять больше внимания альтернативным источникам углеводородов, одним из таких источников являются нефтяные сланцы. Существующие объемы на порядок больше, чем открытые запасы нефти. По оценкам, общие запасы горючих сланцев в мире порядка 650 трлн. т из которых можно получить до 26 трлн т сланцевой нефти. Таким образом, объем добычи сырой нефти, содержащийся в сланцах, и традиционно известный как сланцевая нефть, м.б. в 13 раз больше, чем традиционных запасов нефти.

Ключевые слова: сланцевый газ, сланцевая нефть, запасы, источники энергии, углерода диоксид, наклонно-направленное бурение, ГРП, подземные технологии.

UDC 553.98 © A.V. Andreev, 2015

SHALE OIL AND GAS DEVELOPMENT PROSPECTS

One of the most important trends in the oil industry is to reduce the production of light oil and oil medium density. Reduction in traditional oil is forcing oil companies to pay more attention to alternative sources of hydrocarbons one such source, along with heavy oil and natural bitumen are oil shale. Their existing volumes on the order of more than open oil reserves. Estimated total reserves of oil shale in the world order of 650 trillion. so you can get up to 26 trillion tons of shale oil. Thus, the volume of oil raw materials contained in the shales, and conventionally known as shale oil, probably in 13 times more than traditional oil reserves. With the current level of consumption, these energy sources are more than enough for 300 years of continuous production. Technology development of shale gas, and adapting them for oil production from tight reservoirs allowed United States overestimate their recoverable oil reserves. And with them the prospects of enhancing oil production and reduce dependence on imported hydrocarbons. Using the technology of directional drilling and hydraulic fracturing United States are planning to increase oil production by 2035from dense shale rocks in half. Key words: Shale gas, shale oil, reserves, energy sources, carbon dioxide, directional drilling, hydraulic fracturing, in-situ technologies, ex-situ technologies.

One of the most important trends in the oil industry, is to reduce the production of light oil and oil medium density. Reduction in traditional oil is forcing oil companies to pay more attention to alternative sources of hydrocarbons one such source, along with heavy oil and natural bitumen are oil shale. Their existing volumes on the order of more than open oil reserves.

Oil shale is solid kaustobiolites and represents organic mineral education formed in aquatic environments. Geologists define the oil shale as sedimentary rocks that contain mostly akvagen organic matter (extinct marine and lake animals, etc.), which makes them with oil.

When heating the shale formed without access of air, liquid, and gaseous hydrocarbons (20-70% of original mass). Liquid hydrocarbons are the shale oil, tar, which is close to the composition of petroleum hydrocarbons and, indeed, may be deemed to be non-conventional (oil shale) oil. Estimated total reserves of oil shale in the world order of 650 trillion. So you can get up to 26 trillion tons of shale oil. Thus, the volume of oil raw materials contained in the shales, and conventionally known as shale oil, probably in 13 times more than traditional oil reserves. With the current level of consumption, these energy sources are more than enough for 300 years of continuous production.

But it should be noted that stocks of shale oil extraction, where economically feasible, much less. According to Shell, economically advisable only for the richest mining deposits, containing oil from 90 liters per ton of oil shale. In addition, the thickness of the reservoir shall be not less than 30 meters. Only a third of the shale oil reserves concentrated in the fields of oil and 90 liters per tone and not all these deposits have thickness of reservoir in 30 meters or more.

Mainly, the oil shale deposits are concentrated in the United States — about 450 trillion tones (24.7 trillion tones of shale oil). Substantial deposits of oil shale are concentrated in Brazil and China. Russia also has large reserves of oil shale (around 7% of world reserves).

There are two primary ways to obtain the necessary raw materials from oil shale. The first is the mining of schistose rocks open with mine or its subsequent processing on special installations-reactors, where the shale is subjected by pyrolysis without access of air, which breed is slate resin. This method actively developed in the USSR. Well known projects of mining oil shale in the Fushun province (China), the Irati (Brazil). In General, the method of extraction of shale with subsequent processing is a very cost effective way with high cost price of the end product. Cost of barrel of oil output is 75-90 dollars (prices 2005 onwards).

The second method — extraction of shale oil from the reservoir. The method involves the directional drilling of wells with subsequent multiple hydraulic fracturing. Often there should be a thermal or chemical heat reservoir. It is obvious that this type of extraction is more difficult and more expensive than traditional oil production regardless of the progress of technology. Therefore, the cost of shale oil, one way or another, will be markedly higher than traditional. According to the mining companies, shale oil extraction profitable with a minimum level of oil prices at $ 60-50 per barrel. Some researchers believe these estimates are optimistic and leaning toward the figure at $ 80-85 per barrel, which was close to the current price of oil (the end of 2014).

Both methods suffer some significant flaws. Development of oil shale extraction and their subsequent processing greatly hampered by the problem of large quantities recycling of carbon dioxide (CO2), a reduction in the extraction of oil shale pitches. The problem of disposal of CO2 has not yet been solved, and its release into the atmosphere to face major environmental disasters. The solution to this problem was recently offered by scientists from Stanford University. The new technology is combining power generation and carbon capture, can make available now closed energy reserves.

Shale oil extraction directly from the reservoir is another problem. It is high rate of incidence rate of drilled wells. In the initial period of wells due to directional drilling and multiple hydraulic fracturing are characterized by a very high production rate. After this (in about 400 days of work) is drastically reduced (up to 80%) of the volumes of production. To compensate for this dramatic fall and alignment extraction wells profile on shale operations introduced step by step. The most successful example of the successful use of shale oil extraction technology is considered to be a deposit of Bakken in North and South Dakota. The development of this oil field spawned a kind of euphoria at the oil market in North America. If 5 years ago production of shale oil in this field was 60 thousand barrels per day, the 500 thousand. Exploration of the oil reserves of the deposits have increased from 150 million barrels of up to 11 billion barrels of oil.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Along with the deposit of Bakken shale oil extraction is also the Eagle Ford deposits in Texas, Bone Springs in New Mexico and Three Forks in North Dakota. Technology development of shale gas and adapting them for oil production from tight reservoirs allowed United States overestimate their recoverable oil reserves. And with them the prospects of enhancing oil production and reduce dependence on imported hydrocarbons. Using the technology of horizontal drilling and hydraulic fracturing United States are planning to increase oil production by 2035 from dense shale rocks in half.

REFERENCES

1. Asjylyn Loder. Shakeout Threatens Shale Patch as Frackers Go for Broke. Blumberg, 27.05.2014.

2. Amrita Sen, Virendra Chauhan, Maarten van Mourik. The other tale of shale. Energy Aspects, 16.10.2013.

3. Rob Wile. Oil Guru Destroys All Of The Hype About America's Energy Boom. Business Insider, 20.01.2013.

AUTHOR

Andreev A.V., PHD, Docent, Far Eastern Federal University, Russia. КОРОТКО ОБ АВТОРЕ

Андреев Андрей Владимирович — кандидат технических наук, доцент, Дальневосточный федеральный университет, aandreevmining@mail.ru.

УДК 622.271; 622.61 © В.В. Макаров, В.Н. Макишин, А.С. Маликов,

Е.А. Хрулев, А. А. Миробян, 2015

ЭФФЕКТИВНЫЕ ПОДЗЕМНЫЕ ТРАНСПОРТНЫЕ СИСТЕМЫ АЗИАТСКО-ТИХООКЕАНСКОГО РЕГИОНА НА ПРИМЕРЕ ВЛАДИВОСТОКА

Владивосток - крупнейший промышленный и социально-культурный центр и самый моторизованный город российского Дальнего Востока. В настоящее время существующие исторические здания и топоргафические особенности привели к тому, что плотность транспортной сети не отвечает современным стандартам и почти все её резервы для развития по традиционным методам полностью исчерпаны. Альтернативный вариант развития транспортной системы города является строительство подземной проезжей части, созданной по радиально-круговой схеме, что позволит увеличить автомобильные перевозки и значительно улучшит городскую экологию.

Ключевые слова: подземные транспортные системы, развитие подземного пространства.

UDC 622.271; 622.61 ©Makarov V.V., Makishin V.N., Malikov A.S.,

Hrulev E.A., Mirobyan A.A.

ASIA- PACIFIC EFFECTIVE UNDERGROUND TRANSPORT SYSTEM IN CASE OF VLADIVOSTOK CITY

Vladivostok is the largest industrial and socio-cultural center and the most motorized city of the Russian Far East. At present the existing historical buildings and topographic features have led to the fact, that the density of the transport network does not meet current standards and almost all of its reserves for the development by traditional methods is completely exhausted. The alternative solution of development of transport system of the city is the construction of the underground roadway complex created by radial- circle scheme, that will increase of motor transportations profitability and significant improvement of city ecology.

Key words: underground transport system, development, underground space.

Vladivostok is the largest industrial and socio-cultural center and the most motorized city of the Russian Far East. The city's population is about 600 thousand people, while the number of vehicle units reaches 0.5 per head according to various estimates and constantly increasing.

At the same time mainland and island parts of the city are characterized by complex mountainous terrain, indented coastline, historical development of the city on the mountain slopes and on the lowlands,

all these things had a dominant influence on the formation of its transportation system.

Urban development in a significant range of elevations causes the roads with gradients close to the limit. Frequent changes of slope and relatively small length of the tracks, steep turns, traffic of heavy trucks sharply reduce speed, increase the accident rate on the roads, can shorten the life of pavements. Additional complications in the winter create even low-intensity precipitation, especially ice-covered ground. On separate tracks with a maximum slope movement in difficult weather conditions may be stop, which further worsens the situation.

Currently, the transport network Vladivostok does not meet current standards and almost all of its reserves to traditional methods (widening of the carriageway due to pedestrian and recreational areas, and also demolition of dilapidated buildings and construction) are exhausted.

Therefore, the most promising is the development of underground space, which allows to significantly improve people's living conditions by the removal to the underground space transport communications, industrial, economic, social and cultural facilities. In this regard, Vladivostok has significant prospects for underground construction. The difference of elevations within the city is 200-250 m. Given the terrain and based on European experience of underground construction, it can be concluded that the resource underground construction only mountainous part of Vladivostok is estimated at about 5 million m3.

The development of underground space and placement in underground conditions of the socio-cultural and industrial spheres are becoming more of a priority. Large underground facilities have been created in cities of many countries. Underground space in most cases represent complexes of transport and the chamber of mines, constructively and logistics associated with land-based transport systems and facilities. The cubic capacity of the underground complex, Toronto (Canada) is 371,6 thousand m3. The underground city in Montreal (Canada) is a pedestrian network length of about 32 km, linking 10 metro stations, two railway stations, two bus terminals and more than 60 buildings. Under the square of the Central station, Tokyo (Japan) is the largest underground complex, which is visited each month 8-10 million people. In Helsinki (Finland) development of underground space is included in the General plan. The authorities actively cooper-

ating with private investors who, having data about the needs of the city and territories with suitable geological conditions, can development separate parts of underground space [1].

On the Boston in late 90s started realization of an unprecedented project construction of tunnels directly under the central streets of the city- The Big Dig, 8 km of tunnels were built about 15 years. Through the use of advanced achievements of Geotechnology transportation movement did not stop for a single day. There was no building destroyed. As a result, traffic flows have gone to underground, and the drivers got to save time and fuel costs [2].

It should be noted that for the cities located in difficult terrain conditions, development of underground space is particularly relevant that determine the characteristics of their building, zoning under the terms of the relief, the development of transport networks.

In dense urban areas should provide for the possibility of merging located close to each other underground structures in a single complex, connecting them with underground transportation facilities (tunnels, pedestrian crossings). The result over time will have a single underground infrastructure of the city with the prospects for development in the horizontal plane, and in the depths of the mountain range.

The experience of foreign underground construction shows that an alternative solution for the transport system of Vladivostok city is the construction of an underground transportation complex. The basis of this complex is the ring road tunnel under the Central part of the city and a set of radial tunnels, uniting distant neighborhoods and center, as well as the mainland and the island part of the city. On the portals of the tunnels it is advisable to create underground socio-cultural infrastructure, including- underground Parking, public transport stops, trade spaces, warehouse and office space, workshops and industrial units.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

The objects of transportation complex include:

• Engineering and transport facilities (autotransportation and pedestrian tunnels, railway tunnels, underground parking);

• the objects of trade and public catering (shopping malls, shops, restaurants, cafes);

• public facilities (archives, gyms, cinemas, swimming pools);

• objects of municipal services and communications (Atelier repair, dry cleaning, laundries, saunas, hairdressers, post and Telegraph office, exchanges, etc);

• objects of warehousing (food and industrial warehouses, refrigerators, tanks for liquids and gases, storage of fuels and lubricants, etc);

• industrial and energy objects, which requires careful protection from dust, vibrations, temperature changes and other external influences;

• engineering equipment network (the water supply and Sewerage, electricity and gas supply, heating systems, boilers, pumping stations and reservoirs, the total bushing collectors, transformer stations, gas station, etc.).

All of these combined with existing transportation system will allow greatly optimize the traffic flows of the city, unload the main routes and center of the town, move the part of the production capacity to the underground space.

The creation of underground transport complex will significantly increase the availability of key areas of the city, several times will reduce the time spent in transit, which consequently contributes to improving the efficiency of road transport and significant improvements to the environment of the city.

The advantages of the underground transport system:

• in comparison with widening or reconstruction for construction of the roads, low cost of land allotment and moving of existing underground utilities;

• low rental payments for land;

• compared with the roads, low maintenance costs of the road;

• favorable microclimatic conditions increase the service life of the road surface;

• reduction in accidents due to the separation of traffic flows counter and transverse directions;

• for underground infrastructure sharp decline in the cost of heating and air conditioning;

• no costs for repairs of facades and keeping surrounding areas;

• the creation of a single sewer system underground complex and effective clearing not only of wastewater and exhaust air;

• a comprehensive greening of urban areas and create favorable conditions for living.

The most urgent problem that must be addressed for the Vladivostok city, which can be solvable by development of underground space is overcrowded streets of transport, especially during peak hours, since about 75% of the population lives in residential areas, while the main number of places of work are concentrated in the Central part of the city. Currently widely discussed proposal to solve the

problem by creating Vladivostok ring road (VCAD). In the case of this project underground motor complex will become an integral part of it, with great prospects for development and improvement.

Fig. 1. One of the project VKAD with underground system

Vladivostok situated on the sea coast, that makes appropriate create underground terminals and deep-laid tonnels, for the service of the Vladivostok Commercial Port. Which is one of the biggest on the Far East of Russia (the turnover in 2012 amounted to 6.64 million. tons) [3].

The underground autotransportation complex can become step for forming a multi-level transport system — (1-level railway transport; 2 — level road tunnel complex, underground shopping and other terminals, Parking lots, industrial and social facilities; 3 — level surface transportation system — roads, interchanges, flyovers).

The creation of urban underground transport infrastructure contributes to the implementation of an internationally recognised concept of «a City for people», contributes to improving living conditions in the city and is an interesting engineering and scientific challenge that requires research in underground construction, geo-mechanics, architecture and other fields of knowledge [4]. There is an opportunity to create a short (under 10 years) terms fundamentally new, modern, comfortable for living people and for business, center of Russian Far East.

REFERENCES

1 Malyarenko E. Increase by dungeon // Izvestiya, 28.02.2011. -http://izvestia.ru /news/371892.

2 Vasiliev Yu. Megacities discovering dungeon // Design and engineering surveys (17), 2012.

3 http://www.vmtp.ru.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

4. Makarov V.V., Mirobyan А.А., Hrulev Е.А., A comprehensive evaluation of the effectiveness of tunnel construction highway systems in large Metropolitan areas. Mining information-analytical bulletin (scientific and technical journal), № ОВ7, 2013, Materials of 4 international Seminar «Problems of development of underground space large cities », Vladivostok, Russia, 10-14 June 2013, — р. 33-46.

AUTHORS

Makarov V. V., Professor, Far Eastern Federal University, Russia,

Makishin V.N., Professor, Head of Department, Far Eastern Federal University, Russia,

Malikov A.S., Graduate student, Far Eastern Federal University, Russia,

Hrulev E.A., Assistant, Far Eastern Federal University, Russia,

Mirobyan A.A., Graduate student, Far Eastern Federal University, Russia.

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ

Макаров Владимир Владимирович — доктор технических наук, профессор, vlmvv@mail.ru,

Макишин Валерий Николаевич — заведующий кафедрой Горное дело и комплексное освоение георесурсов, доктор технических наук, профессор, interrex@mail.ru,

Маликов Алексей Сергеевич — аспирант, Дальневосточный федеральный университет, malikov_aleksei@mail.ru, Хрулев Евгений Александрович — ассистент, Миробян Aнастасия Ллександровна — аспирант, Дальневосточный федеральный университет.

УДК 553.068.5

© Н.А. Николайчук, А.В. Белов, М.И. Каулин, И.В. Гребенюк, 2015

НОВЫЙ МЕТОД РАЗРАБОТКИ РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ НА ШЕЛЬФЕ

Краткое описание титаномагнетитовых россыпей на шельфе дальневосточных морей не достаточно надежны. Сделана оценка мирового и отечественного опыта добычи морских отложенийя. Предложена новая технологическая схема добычи титано-магнетитовых песков без нарушения морского дна. Ключевые слова: шельф, россыпные месторождения, добыча, титано-магнетит.

UDC 553.068.5 © Nikolaichuk N.A., Belov A.V.,

Kaulin M.I., Grebeniuk I.V.

NEW METHODS OF MINING PLACER DEPOSITS ON THE SHELF

The brief description of titanium-magnetite placers in the shelf of the Far-Eastern Seas is adduced. The appraisal of world and home experience of mining marine deposits is made. A new technological scheme of titanium-magnetite sands mining excluding disturbances of the sea ground is offered. Key words: shelf, placer deposits, mining, titanium-magnetite

The Far-Eastern seas shelf is rich in alluvial deposits. Titanium-magnetite, iron, vanadium, gold, tin ores and other rare and precious metals are their components.

The strict observance of ecological demands excluding negative influence of mining works on fauna and flora of area of water is the main technological and technical and economic principle in working out of technological approach in the design of mining-marine enterprises carrying out mining of marine deposits.

Conditions of titanium-magnetite sands occurence

Examination of geological and economic study and comparative estimation of 1 metal content in placers of the Far-Eastern and Arctic shelf zones shows that those areas were weakly explored. Metal content of the deposits was determined in the process of search works in the beach and under-water shelf slopes of the Far-Eastern seas. The

most prospective titanium-magnetite deposits are situated in Kamchatka, Kuril Islands, in western shelf of Tartar strait, in Primorskiy territory. Productivity of under-water slope along that ore- bearing beach area of those deposits is different. Deposits of under-water slope propagate from the shore to the depth of 50 m. Thickness of deposits varies from 4 to 16 m. They are covered with overburden of 220 m thick.

New large deposit of marine vanadium titanium-magnetite placers in Tartar strait is particularly prospective. It was determined in the process magmatic formations exploration in the middle part of East-ern-Sikhote-Alin volcanic belt by officials of Academy of Sciences. Beach titanium-magnetite placers in the shelf of Tartar strait are concentrated not in the beach, which is usually extremely narrow, but in the floor. Total deposits of the placers retracing along 700 km from cape Tumaniy to cape Lazarev may be rather rich. In destruction of l m3 of volcanic rocks, containing 2% of titanium-magnetite dissemination 50 million tons of that mineral are released. In addition titanium-magnetite contains high content of vanadium (0,4-0,6%), that considerably increases value of placers. Ore concentrate of placers is easily separated into magnetic and electro-magnetic fractions, magnetic fraction being

50-80% of concentrate mass, electromagnetic is 20-50% of concentrate. Magnetic fraction of ore concentrates consists of 50-60% of magnetite grains without aggregation of ilmenite and 2-9% of free il-menite grains.

The high content of vanadium penta-oxide (0,4-0,6%) is an important feature of magnetite fraction. Mass portion of gross iron in magnetite fraction differs from 7 to 13%. Thus, magnetic fraction of Tartar strait placers is rich complex vanadium, iron and titanium ore. Titanium pigment dioxide is the main product for production of expensive titanium paint, which are extremely necessary in aircraft industry, ship-building industry, space industry and oilier branches of the economy. In addition, according to the investigation of specialists, titanium-magnetic sands may be applied as weighing material for clay solution in drilling for oil, in oil-well cement as a filling agent, in coal mining for heavy suspension in coal dressing, in tin and polymetallic ore concentration, for powder metallurgy it is used as components, additions into the resistant powder materials to

manufacture different types of resistant parts of engines and for manufacturing for alloying of steel products etc. It is impossible to carry out development of titanium magnetite, magnetic placers of other minerals without reliable, effective and ecologically good technologies and technical means. However, one must not think that traditional methods and technical means of under-water mining mineral deposits of the sea floor such as suction-tube dredger, clamshell dredge etc. can be used for this purpose nowadays without serious damage of the environment.

Production development of those placers demands working out of new technological principles, technical, economic and ecological estimations of titanium-magnetite deposits development efficiency.

New technology of titanium — magnetite sands mining

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

World experience of placers mining examination shows that application of different types of dredge and suction dredges results in destruction of sea floor and fauna and flora, that excludes the reproduction of fishes for many years.

In connection with the above, method of borehole hydraulic mining excluding disturbances of the floor in working out of marine placers should be widely practiced. (Fig 1).

However improvement of chamber roof support reliability if its rocks are not steady enough and water flow in holes is rather high, is still a problem.

Officials of FEFU have offered method of roof stability improvement in mining coal and placers confirmed by author's certificate for the invention. The method is as follows: opening up of productive seam by borehole, placing hydraulic giant and washing out of cavity near the upper limit of the seam is followed by formation of supporting layer from filler in the cavity. The density of the filler is less than that of the water and as a consequence of the above Archimedian force

appears in the filler.

Fig. 1: 1 - SGD module; 2 -production well; 3 - air lift; 4 -monitor, 5 - stripped well; 6 -pulp pipe; 7 - useful minerals; 8 - roofing; 9 - hydraulic holling, 10 - cement cork

The supporting layer is formed from separate pieces of filler not jointing with each other, supplying from the hydraulic giant column. This method provides regulation of the rate of supporting force of the roof by floating layer which gives possibility to increase the supporting area of the roof at any moment of a chamber development makes the pollution of the extracted mineral to be lower, reduces losses of mineral, excludes disturbances of the sea floor. The above method of mining but leaving natural ceiling and pillars in borehole hydraulic mining [2, 3] may be applied in working out of not valuable ores and placers to preserve sea fauna for example in extraction of 5 billion tons of titanium-magnetite sands under sea floor in the shelf of the Sea of Okhotsk and the Sea of Japan. In this case drilling of holes will be carried out from floating platform. Pulp, transported along the pipeline to the shore will go through magnetic dressing on the shore. The sand being got after dressing may be used in construction or as a filler or may be transported to the chamber, forming production without waste.

Application of the above methods of extraction provides the improvement of ecological conditions of the environment in mining useful minerals under sea floor.

Thus, in accordance with the «Programme of working out of ecologically good technologies for mining, dressing and complex processing of titanium-magnetite sands of the shelf of Far-Eastern seas» it is necessary to underline three main tasks:

• carrying out of full cycle of geological prospecting and exploration works, beginning with searching and finishing with estimation of the deposits;

• -carrying out of the necessary value of scientific-research and experimental works in the field of working out of new progressive ecologically safe technologies and technical means of under-water mining and processing of titanium-magnetic sands resulting in production of concentrates;

• -continuation of research works in complex metallurgical processing of titanium-magnetite raw material (concentrates).

All that will provide more objective and precise estimation of necessity to attract titanium magnetite deposits of the sea shelf to the economy and to substantiate a number of technical, economic and social aspects of development mineral resources of the Far-Eastern shelf.

REFERENCES

1. Zhukov, A.V., Papulov, V.I., Menshikov, A.I., Makhmutova, R.M, (1990) «The main technological, Technical and economic principles of titanium-magnetite sands mining in the shelf of the Far Eastern Seas». Collection of articles. Complex application of mineral resources of the Far East. Vladivostok, DVO AN USSR. 131-134

2. Niskovskiy, Y.N., Vasianovich, A.M. (1996) «Investigation of possibility to apply untraditional and ecologically good methods of coal mining under sea bed» Int. J. Offshore and Polar Engrg.,1, 51-53

3. Nikolaichuk, N.A., Niskovskiy, Y.N., Zvonarev,M.I., (1991) Method of borehole extraction of materials from thick underground formations» A.C.No 1694903, bulletin N 44.

AUTHORS

Nikolaichuk N.A., PHD, Docent, Far Eastern Federal University, Russia, Belov A. V., PHD, Docent, Far Eastern Federal University, Russia, Kaulin M.I., PHD, Docent, Far Eastern Federal University, Russia, Grebeniuk I. V., Graduate student, Far Eastern Federal University, Russia.

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ

Николайчук Николай Артемович — кандидат технических наук, доцент, rmpi48@mail.ru,

Белов Алексей Викторович — кандидат технических наук, доцент, poraen@mail.ru,

Каулин Михаил Иванович — кандидат технических наук, доцент, Гребенюк Игорь Владимирович — аспирант, dsi_fentu@mail.ru, Дальневосточный федеральный университет.

УДК 553.981.2

© А.И. Обжиров, 2015

МЕТОД ПОИСКА ПОТОКОВ МЕТАНА И ГАЗОВЫХ ГИДРАТОВ В ОХОТСКОМ МОРЕ

Первый поток метанового пузыря был обнаружен в водной толще в склоне О. Парамушир в 1983 году. Эта области газогидратов была найдена близ поверхности осадка на глубине 1-5 м ниже морского дна. Первый поток пузырей метана на северо-восточном Сахалинском склоне обнаружили в водной толще в 1988 году. Газогидрат в этой области нашли в приповерхностных отложениях на глубине около 1-5 м ниже морского дна в 1991 году. После обнаружения первого потока метана количество метановых потоков растёт каждый год. Это происходит с увеличением сейсмической активности.

Ключевые слова: газовый гидрат, потоки метана, Охотское море, морское дно, сейсмическая активность.

UDC 553.981.2 © Obzhirov A.I.

METHOD TO SEARCH METHANE FLUXES AND GAS HYDRATE IN THE OKHOTSK SEA

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

All areas with gas hydrate in the Okhotsk Sea relationship with bubbles of methane flux that are going from sediment to water. The first flux of methane bubble had been found in water column in slope of Paramushir Island in 1983. In this area gas hydrate has been found near surface sediment in the 1-5 m depth below sea floor (Zonenshain et.al., 1987, Gaedicke Ch et.al., 1997). The first flux of methane bubbles in North-East Sakhalin slope we found in water column in 1988 (Obzhirov et. al., 1989). Gas hydrate in this area has been found the same in near surface sediment in depth about 15 m below sea floor in 1991 (Ginsburg et.al., 1993). It is very important that after discovery the first methane flux number methane fluxes were growth every year. It is relationship with increasing seismic activity.

Key words: gas hydrate, methane fluxes, Okhotsk Sea, sea floor seismic activity.

Method of investigation

Detailed seismic profiling for gas and gas hydrates sediment structures study;

Detailed advanced hydroacoustic surveys for water column and sea floor properties related to gas content study;

Core sampling for gas, water and sediment characteristics at gas-fluid seepage.

Detailed bathymetry around gas/fluid seep areas; Detection of gas chimney above and below BSR;

Detection of gas flare in the water column emitted from gas/fluid seepages;

CTD water sampling and trawling for sea water and bottom conditions;

Underway monitoring of distribution of methane and dioxide in surface water and its controlling factors.

Basic of investigation methane fluxes and gas hydrate

Upper boundary of gas hydrates in depth below sea floor (bsf)) is not stable and can be vary from year to year. It connects with some change seismic activity in investigation region. Bottom zone stability of gas hydrate (bottom simulating reflector, BSR) in Okhotsk Sea usually was found in depth below Sea floor about 200 m.(fig 1a and 1b). It means that shallow seismic features prominent for gas hydrates can change from year to year.

Fig. 1. a - рrofile across Sakhalin North-East slope of Okhotsk Sea with fluxes bubbles (vertical column, F46a, F47, F46) from sediment to water. BSR -bottom gas hydrate bearing sediment. WO and ER are registration of seismic gas chimney, b -Hydro acoustics image of methane bubbles (vertical columns from bottom to water)

The next geological, geophysics and hydro-acoustics characteristics assist which help to explain to form methane bubbles fluxes and gas hydrate in the Okhotsk Sea. The methane fluxes are mostly located in the zones fault. Methane is going from deep layers to up in surface sediment and water column via zone fault. Source of methane is oil-gas bearing layers. Thickness sediment with it in North-East Sakhalin slope is about 5-7 km and many hydrocarbon deposits were discovered in Eastern Sakhalin shelf in structures with sediment con-

sist oil-gas-bearing layers that stretch in the slope. But carbon isotopic ratio of methane of gas hydrate is S13C of C1 = -55 + -65%o. It is show that sources of methane are mixture — thermogenic and microbial.

About 500 methane bubbles fluxes from sediment to water and some of it in atmosphere were fixed in the North-East Sakhalin shelf and slope of the Okhotsk Sea during our investigation of it from 1988 to 2010. In area with methane bubbles 11 gas hydrate fields in surface sediment were found in this area. The first flux of methane bubbles in North-East Sakhalin slope has been found in water column in 1988 (Obzhirov et. al., 1989). In this area gas hydrate has been found in near surface sediment about 1-5 m below sea floor in 1991 (Ginsburg et.al., 1993).

After the first discovery of methane flux and gas hydrate field many international expedition were provided in Sakhalin shelf and slope of the Okhotsk Sea to search flux of methane and gas hydrate (Obzhirov, 1993, Obzhirov et.al., 2002, Obzhirov et.al., 2004). It carried out in frame international projects - KOMEX (Russian-Germany, 1998-2004), HAOS (Russian-Japan-Korea, 2003, 2005-2006), SAKHALIN (Russian-Japan-Korea, 2007-2012).

When methane bubbles come up to the seafloor gas hydrate is form in near surface layers sediment in gas hydrate stability zone. Below this zone (bottom gas hydrate thickness, BSR) free gas accumulates. If zone fault activities pass way increase and free gas (mostly methane) come up in surface sediment and water and atmosphere (fig. 1).

Result of investigation

After the first discovery of methane flux and gas hydrate field many international expedition were provided in Sakhalin shelf and slope of the Okhotsk Sea to search flux of methane and gas hydrate (Obzhirov, 1993, Obzhirov et.al., 2002, Obzhirov et.al., 2004). It carried out in frame international projects - KOMEX (Russian-Germany, 1998-2004), HAOS (Russian-Japan-Korea, 2003, 2005-2006), SAKHALIN (Russian-Japan-Korea, 2007-2012).

In this period of investigation including geological, geophysics and hydro-acoustics survey very important regularities have been found: Every year new methane bubbles fluxes (flares) from sediment to water column were found. In flare areas methane concentration increase in bottom water to 1000-10000 nl/l and sediment to 10-100 ml/l that as high as background value to 100-1000 times. All summer of methane flux in Sakhalin shelf and slope of Okhotsk Sea reached to 2013 more than 500 (fig. 2a, 2b ).

а

Fig. 2: а - Scheme of distribution of the methane fluxes (red points) in the Okhotsk Sea, b - One of the methane flux in depth 400 m of Okhotsk Sea

b

Methane fluxes located mostly in the zones fault. It connections that Sakhalin shelf consist many oil-gas deposits. Thickness of sediment with oil-gas-bearing layers in this area reach 7-9 km and in slope of it thickness of sediment is about 5-6 km. It consist the same oil-gas-bearing layers. Methane is going from deep layers to up in surface sediment and water column via zone fault. Source of methane is mostly from oil-gas bearing layers.

Monitoring investigation showed that of methane fluxes were increased during in the period by seismo-tectonic activity in the Sakhalin slope of the Okhotsk Sea. It starts from 1988 and continue now (fig. 3). It regularity supports episodes of earthquakes - 1995-Neftegorsk, 2001-Uglegorsk, 2003-Khokkaido, 2007-Nevel'sk, 2011-Fukusima and other. When methane bubbles come up to the seafloor from deep depth gas hydrate is form in near surface layers sediment in gas hydrate stability zone. Below this zone (bottom gas hydrate thickness, BSR) free gas accumulates. If zone fault activities pass way increase and free gas (mostly methane) come up in surface sediment and water. Methane could form gas hydrate layers in near surface sediment in the gas hydrate stability zone (low temperature and high pressure). Methane reaching the seafloor and in cool temperature in it condition a second (new) gas hydrate layers form near seafloor sediment usually with cm-scaled layer or fragments in the water depth deeper 400 m. A remarkable sample was massive hydrate layer with about 35 cm thickness.

Very important that Sea floor in area of methane flux is destroyed. It is connection with zone fault, especially in period of seismic activity. In this area hole and hillock are formed like mud volcano. Diameter one of it is about 100-800 m. In sea floor of methane flux area usually appear a

2500 -,

Earthquake

100

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

new assemblage (many shell and other benthos, crab and fish). In near surface sediment layers carbonate fragment and concretions are

formed.

are

1980 1985 1990 1995 2000 2005

Fig. 3 Blue Square show methane concentration (nl/l), red triangles show number of methane fluxes

So, methane fluxes and high methane concentration in bottom water are great indicator to search gas hydrate in the sediment of Sea. The increasing quantities of methane flares and methane concentration in water column since 1988 are connected with seismo-tectonic activation of the faults in the Sea of Okhotsk.

In other side, in area with methane fluxes morphology of Sea floor is changing (hill and hole appear), structure of chimney is forming in sediment where gas is going up via sediment. In this area in sediment appear shells, carbonate concretions and other mineral association.

All geological, geophysical, gas geochemical, hydroacoustic, morphostructure complex are very important to search gas hydrate and to understand regularity to form and to destroy of it.

REFERENCES

1. Ginsburg G.D., Soloviev V.A., Cranston R.E., Lorenson T.D., Kvenvolden K.A. (1993) Gas hydrates from the continental slope, offshore Sakhalin Island, Okhotsk Sea//Geo-Marine Letters, 13, 41-48.

2. Gaedicke Ch., Baranov B. et. al. (1997) Seismic stratigraphy, BSR distribution and venting of methane -rich fluids west off Paramushir and Onecotan Island, Northern Kurils//Marine Geology, V.116.

3.Obzhirov A.I., Kazansky B.A., and Melnichenko Yu.I. (1989): Effect of the sound scattering in water of the Okhotsk Sea. // Pacific Geology, N2: 119-121 (in Russian).

4. Obzhirov A.I. (1993): Gas geochemical fields in bottom water of seas and oceans; Science Publ., Moscow: 139 pp. (in Russian).

5. Obzhirov A.I. et.al., (2002) Methane monitoring in the Sea of Okhotsk. Dal-nauka, Vladivostok, 250 p. (in Russian).

6. Obzhirov A., Shakirov R., Salyuk A., Suess E., Biebow N., Salomatin A. (2004). Relations between methane venting, geological structure and seismo-tectonics in the Okhotsk Sea//Geo-Marine Letter. Vol. 24 № 3., p. 135-139.

7. Zonenshain L.P., Murdmaa I.O., Baranov B.V.,et.al, 1987, Submarine gas vent in the Sea of Okhotsk to the west from Paramushir Island: Oceanology, 27, 795800 (in Russian).

AUTHOR

Obzhirov A.I., professor, Head of laboratory, Pacific Oceanological Institute, Far Eastern Branch, Russian academy of science, obzhirov@poi.dvo.ru.

КОРОТКО ОБ АВТОРЕ

Обжиров Анатолий Иванович — доктор технических наук, профессор, заведующий лабораторией Тихоокеанского океанологического института ДВО РАН, obzhirov@poi.dvo.ru.

УДК 622.221.3

© В.П. Лушпей, В.В. Видоменко, 2015

ОБОСНОВАНИЕ КРИТЕРИЯ ПЕРЕХОДА НА ВНУТРЕННЕЕ ОТВАЛООБРАЗОВАНИЕ ПРИ РАЗРАБОТКЕ НАКЛОННЫХ ЗАЛЕЖЕЙ

Рассмотрен принцип определения рациональных параметров поперечно-углубочной системы разработки с внутренним отвалообразованием наклонных вытянутых залежей в зависимости от удельной землеемкости внешних отвалов. Ключевые слова: рациональные параметры, поперечно-улубочная технология, наклонные залежи, удельная землеемкость.

Эффективное применение технологии внутреннего отвало-образования при разработке наклонных и крутопадающих вытянутых месторождений Кузбасса [1] дало определенный толчок в развитии этого направления проф. П.И. Токмаковым и В.С. Коваленко в 80-90-е годы прошлого столетия. При этом было предложено вести отработку месторождений полезного ископаемого с поперечным подвиганием фронта горных работ относительно простирания залежи [2, с. 95]. Карьер отрабатывался поэтапно: I этап — создание первоначального обьема выработанного пространства и II этап — отработка основной части месторождения. Грузопотоки вскрыши на первом этапе разработки направлялись на внешний отвал, а на втором — во внутренний. Транспортировка вскрышных пород на внутренний отвал осуществлялась по транспортным бермам, а полезное ископаемое транспортировалось на поверхность по внутренним съездам, расположенным на нерабочем борту карьера.

Основными достоинствами данной системы разработки, по сравнению с продольной углубочной, является:

• меньшая землеемкость угледобычи вследствие размещения большей части вскрышных пород в выработанном пространстве;

• снижение дальности транспортирования вскрышных пород;

• возможность отработки всех пластов свиты со стороны висячего бока, позволяющая снизить потери угля в недрах.

К недостаткам следует отнести необходимость создания первоначальной емкости значительного объема для размещения внутреннего отвала и жесткую взаимосвязь в подвигании отвальной и забойной зон.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

В последующие годы проф. В.С. Коваленко [3, с. 18] предложил принципиально новую систему разработки наклонных и крутопадающих месторождений, заключающуюся в том, что карьер первой очереди на начальном этапе разработки не достигает конечной глубины, а происходит это в процессе непосредственной отработки карьера второй очереди. Таким образом, в данном случае совмещаются элементы углубочной и сплошной систем разработки и в дальнейшем данные схемы отработки получили название углубочно-сплошных систем разработки.

Однако на фоне многих преимуществ данной системы отработки нельзя не отметить сложность формирования отвалов при строительстве карьера первой очереди, так же сложную систему съездов, не позволяющую в полном объёме обслуживать грузопотоки вскрыши и полезного ископаемого. Рассматривая выработанное пространство с точки зрения техногенного ресурса, следует отметить его малый объём на начальном этапе отработке и вследствие этого можно сделать вывод о том, что объём этого техногенного ресурса может быть увеличен в разы при строительстве карьера первой очереди до отметки конечной глубины. Как следствие увеличение объёма первоначального отвала приводит к снижению объема пород, размещаемых во внешние отвалы, что позволит уменьшить площадь отчуждаемых земель за пределами конечного контура карьера. Кроме того, значительно упрощается схема грузопотоков за счет движения автосамосвалов по одному ярусу без преодоления подъемов. Тем не менее, основной акцент в этих исследованиях делался на технологические особенности ведения горных работ и направленность грузопотоков, без учета влияния схемы отработки на целесообразность применения данной схемы в определенных геологических условиях, а также определения области рационального применения.

С целью определения рациональных границ перехода на внутреннее отвалообразование при разработке вытянутых наклонных залежей нами были проведены теоретические исследования влияния не только параметров системы разработки, но и горно-геологических условий на эффективность применения по-перечно-углубочной системы разработки [4, с. 120, 5, с. 17]. На начальной стадии исследований в качестве критерия эффективности было принято значение среднего коэффициента вскрыши

при условии его равенства граничному (Кср. = Кгр.). При этом были поставлены следующие задачи:

• выявить степень влияния на величину среднего коэффициента вскрыши таких факторов, как количество одновременно отрабатываемых уступов (п) и их высота (Ну), угол падения пласта (а) и мощность (т) пластообразной залежи;

• установить рационально допустимую область перехода на внутреннее отвалообразование по величине граничного коэффициента вскрыши.

Однако результаты теоретических исследований показали, что использование в качестве критерия перехода на внутренне отвалообразование значения Кср. не дает четкого ответа на вопрос каким же образом на эффективность перехода на внутреннее от-валообразование влияют размеры карьерного поля, в частности длина карьера по простиранию. В связи с этим в качестве критерия было принято значение удельного объема внешнего отвало-образования, характеризующего землеемкость - отношение объема внешнего отвала к общему объему пустых пород, вынимаемых в конечных контурах карьера (АУ).

Такой подход позволяет определить минимальное значение длины карьерного поля, при котором возможно эффективное применение углубочно-сплошной системы разработки при заданной величине АУ, как с технологической, так и с экономической точек зрения. По величине этого критерия можно определить минимальное значение длины карьерного поля, при котором применение углубочно-слошной системы разработки дает максимальный экономический эффект. С технологической точки зрения данное соотношение безусловно зависит от различных технологических параметров карьера таких как конечная глубина карьера Нк, длине дна карьера Ь, длина карьера по поверхности Ьк, углов заложения рабочего борта уп, угол заложения отвального борта р.

Нами получено аналитическое выражение для определения конечной длины карьера, свыше которой применение внутреннего отвалообразования даст экономический эффект.

к = \ [(Нк^сс^ + цксщ2уп + Ьс$уп) (¿-1)- нк(1 - tgpctgYn) +1)]+ +

Нцс^р + Ь, м.

Таким образом, задаваясь величиной критерия AV, например AV = 0,2 (20 % общего объема вскрыши, вынимаемой в конечных контурах карьера, складируется во внешние отвалы, остальные объемы - во внутренние), а также зная конечную глубину карьера и параметры системы разработки можно установить минимальную протяженность карьерного поля, с которой целесообразен переход на углубочно-сплошную систему разработки, то есть на внутреннее отвалообразование.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ненашев A.C. Исследование эффективности разработки месторождений Южного Кузбасса этапами с внутренними отвалами. Автореф. канд. дис., МГИ, 1975.

2. Томаков П.И., Коваленко B.C. Основные направления повышения эффективности использования земельных ресурсов при открытой разработке месторождений полезных ископаемых. — В кн. — Проблемы комплексного освоения полезных ископаемых. М.: Недра, 1989, с.92- 103.

3. Коваленко B.C. Формирование ресурсосберегающих технологий открытой разработки свит крутых и наклонных угольных пластов. Авторефер. докт. дис. — М., МГГУ, 1996.

4. Лушпей В.П., Видоменко В.В. Исследование и обоснование параметров систем открытой разработки вытянутых наклонных месторождений. Дальний Восток: Отдельный выпуск Горного информационно-аналитического бюллетеня (научно-технического журнала). - М.: Горная книга. -2013. — № ОВ4. С 118124.

5. Лушпей В.П., Видоменко В.В. Методика определения рациональной области применения внутреннего отвалообразования при разработке наклонных месторождений / Мат. III Межд. науч. практ. конф. «Современные научные исследования: инновации и опыт», г. Екатеринбург, 7-8 ноября 2014. - С. 15-18.

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ

Лушпей Валерий Петрович — доктор техниеских наук, профессор, lvp-2012@mail.ru,

Видоменко Вадим Валерьевич — аспирант, vadim3v@mail.ru, Инженерная школа ДВФУ.

UDC 622.221.3

REASONABLENESS CRITERION SWITCHES TO INTERNAL STACKING SLOPES IN THE DEVELOPMENT OF DEPOSITS

Lushpey V.P., doctor of Sciences PhD Habil, Professor, Russia, Vidomenko V.V., postgraduate student, Engineering school FEFU

The principle of definition of rational parameters of cross-system development with uglubochnoy vnutrennimotvaloobrazovaniem inclined elongated deposits depending on the specific zemleemkosti external dumps.

Key words: rational parameters, cross-ulubochnaya technology inclined deposits, specific zemleemkost.

REFERENCES

1. Nenashev A.C. Issledovanie jeffektivnosti razrabotki mestorozhdenij Juzhnogo Kuz-bassa jetapami s vnutrennimi otvalami (Study of efficiency of development of deposits of the southern Kuzbass stages with internal piles). Avtoref. kand. dis., MGI, 1975.

2. Tomakov P.I., Kovalenko B.C. Osnovnye napravlenija povyshenija jeffektivnosti is-pol'zovanija zemel'nyh resursovpri otkrytoj razrabotke mestorozhdenijpoleznyh iskopaemyh (Basic directions of increase of efficiency of land use in opencast mining of mineral deposits). V kn. Problemy kompleksnogo osvoenija poleznyh iskopaemyh. Moscow: Nedra, 1989, pp.92- 103.

3. Kovalenko B.C. Formirovanie resursosberegajushhih tehnologij otkrytoj razrabotki svit krutyh i naklonnyh ugol'nyh plastov (Formation of resource-saving technologies of the open development Suite steep and inclined coal seams). Avtorefer. dokt. dis. Moscow, MGGU, 1996.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

4. Lushpej V.P., Vidomenko V.V. Issledovanie i obosnovanie parametrov sistem otkrytoj razrabotki vytjanutyh naklonnyh mestorozhdenij (Investigation and substantiation of the parameters of systems open development of elongated inclined deposits). Dal'nij Vostok: Otdel'nyj vy-pusk Gornogo informacionno-analiticheskogo bjulletenja (nauchno-tehnicheskogo zhurnala). Moscow: Gornaja kniga. 2013. No OV4. pp. 118-124.

5. Lushpej V.P., Vidomenko V.V. Metodika opredelenija racional'noj oblastiprimenenija vnutrennego otvaloobrazovanija pri razrabotke naklonnyh mestorozhdenij (Method of determining a rational application of internal dumping in developing inclined deposits) / Mat. III Mezhd. nauch. prakt. konf. «Sovremennye nauchnye issledovanija: innovacii i opyt», Ekaterinburg, 7-8 nojabrja 2014. pp. 15-18.

УДК 553.981.2

© А.В. Андреев, 2015

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МЕТОДЫ ОСВОЕНИЯ ГАЗОВЫХ ГИДРАТОВ

Газовые гидраты представляют собой кристаллические соединения, образующиеся при определённых термобарических условиях из воды и газа. Газовые гидраты относятся к соединениям переменного состава. Газовые гидраты являются единственным еще не разрабатываемым источником природного газа на Земле, который может составить реальную конкуренцию традиционным месторождениям в силу огромных ресурсов, широкого распространения, неглубокого залегания и концентрированного состояния газа. Выбор технологии разработки газогидратов зависит от геологических условий залегания. Рассматриваются методы вызова притока газа из гидратного пласта за счет понижение давления ниже равновесного давления, нагрева гидратосодержащих пород выше равновесной температуры, а также электромагнитные и акустические методы.

Ключевые слова: газовые гидраты, термические условия, условия давления, электромагнитные методы, акустические методы.

Гидраты природных газов — газовые гидраты — кристаллические соединения, образующиеся при определённых термобарических условиях из воды и газа.

Выбор технологии разработки газогидратных залежей зависит от конкретных геолого-физических условий залегания. Рассматриваются методы вызова притока газа из гидратного пласта за счет понижение давления ниже равновесного давления, нагрева гидратосодержащих пород выше равновесной температуры, а также электромагнитные и акустические методы.

Газовые гидраты внешне напоминают спрессованный снег или рыхлый лед. Они часто имеют характерный запах природного газа, и могут гореть. Они легко распадаются на воду и газ при повышении температуры

Большинство природных газов (СН4, С2Н6, С3Н8, СО2, К2, И28, изобутан и т.п.) образуют гидраты, которые существуют при определённых термобарических условиях. Область их существования приурочена к морским донным осадкам и к областям многолетнемерзлых пород. Преобладающими природными газовыми гидратами являются гидраты метана и диоксида углерода.

Газовые гидраты являются единственным еще не разрабатываемым источником природного газа на Земле, который может

составить реальную конкуренцию традиционным месторождениям в силу огромных ресурсов, широкого распространения, неглубокого залегания и концентрированного состояния газа (один кубометр природного метан-гидрата в твердом состоянии содержит около 164 куб.м метана в газовой фазе и 0.87 куб.м воды). Газовые гидраты представляют собой скопления газа (чаще всего метана) в особом, связанном на молекулярном уровне с водой состоянии. Эти соединения образуются при низких температурах и высоком давлении и в этих условиях сохраняют агрегатное состояние твердого кристаллического вещества.

Около 98% ресурсов газогидратов находится в акваториях мирового океана (у побережий Северной, Центральной и Южной Америки, Японии, Норвегии и Африки, а также в Каспийском и Черном морях) на глубинах воды более 200-700 м, и только 2% -в приполярных частях материков. По средневзвешенным современным оценкам ресурсы газогидратных залежей составляют около 21000 трлн. куб.м. При современном уровне потребления энергии, даже если мы используем только 10% ресурсов газогидратов, мир будет обеспечен высококачественным сырьем для экологически чистой выработки энергии на 200 лет

Исследование газовых гидратов считается на сегодняшний день наиболее перспективным технологическим направлением газовой промышленности. Оно подразумевает вывод газовых технологий на принципиально новый качественный уровень за счет привлечения научно-технических достижений из разных областей науки. Наибольших успехов в этом направлении добились японские геологи. В декабре 1999 г. началась экспериментальная разработка месторождения переохлажденного метана в виде газогидратов на океанском дне. Это первый опыт разработки подобного месторождения.

Добыча метанового гидрата чрезвычайно опасна. Даже небольшое сотрясение ведет к быстрой фазовой трансформации водно-метановой смеси и образованию газового пузыря, объем которого во много десятков раз превышает первоначальный объем ГГ. Именно высвобождение большого количества газа привело в свое время к разрушению добывающих платформ в Каспийском море.

Выбор технологии разработки газогидратных залежей зависит от конкретных геолого-физических условий залегания. Сейчас рассматриваются только три основных метода вызова притока газа из гидратного пласта:

1. Понижение давления ниже равновесного давления,

2. Нагрев гидратосодержащих пород выше равновесной температуры,

3. Комбинация вышеизложенных методов

Известный метод разложения гидратов с помощью ингибиторов вряд ли окажется приемлемым вследствие высокой стоимости ингибиторов. Другие предлагаемые методы воздействия, в частности электромагнитное, акустическое и закачка углекислого газа в пласт, пока еще мало изучены экспериментально.

В начальный момент времени однородный и единичной мощности пласт имеет давление, температуру и насыщенность гидратами. Метод понижения давления моделировался заданием на скважине постоянного дебита, а тепловой метод — тепловым источником постоянной мощности. Соответственно при комбинированном методе задавались постоянный расход газа и мощность теплового источника, необходимая для устойчивого разложения гидратов.

При моделировании добычи газа из гидратов рассматриваемыми методами учитывались следующие ограничения. При начальной пластовой температуре 10°С и давлении 5,74 МПа коэффициент Джоуля-Томсона составляет 3-4 градуса на 1 МПа депрессии. Таким образом, при депрессии 3-4 МПа забойная температура может достичь температуры замерзания воды. Как известно, замерзание воды в породе не только снижает проницаемость призабойной зоны, но и приводит к более катастрофическим последствиям — смятию обсадных колон, разрушению коллектора и т.д. Поэтому для метода понижения давления принималось, что за 100 суток работы скважины забойная температура не должна снизиться ниже 0°С. Для теплового метода ограничением является рост температуры на стенке скважины и самого нагревателя. Поэтому при расчетах принималось, что за 100 суток работы скважины забойная температура не должна превысить 110°С. При моделировании комбинированного метода учитывались оба ограничения.

Эффективность методов сравнивалась по максимальному дебиту вертикальной скважины, полностью вскрывшей газогидрат-ный пласт единичной толщины, с учетом упомянутых выше ограничений. Для теплового и комбинированного методов энергетические затраты учитывались путем вычитания из дебита того количества газа, которое требуется для получения необходимой теплоты (теплота генерируется от сжигания части добываемого метана).

Анализ этих результатов расчетов показывает, что метод понижения давления является пригодным для гидратных пластов, где на-

сыщенность гидратами невелика, а газ или вода не потеряли свою подвижность. Естественно, что при увеличении гидратонасыщенно-сти эффективность этого метода резко падает. Так, при насыщенности пор гидратами более 80% получить приток из гидратов за счет снижения забойного давления практически невозможно.

Другой недостаток метода снижения давления связан с техногенным образованием гидратов в призабойной зоне вследствие эффекта Джоуля-Томсона, т.е. разработка гидратных залежей за счет понижения давления возможна только при закачке ингибиторов в призабойную зону, что значительно увеличит себестоимость добываемого газа.

Тепловой метод разработки газогидратных месторождений пригоден для пластов, имеющих высокое содержание гидратов в порах. Однако, как показывают результаты расчетов, тепловое воздействие через забой скважины малоэффективно. Это связано с тем, что процесс разложения гидратов сопровождается поглощением тепла с высокой удельной энтальпией 0,5 МДж/кг (для примера: теплота плавления льда составляет 0,34 МДж/кг). По мере удаления фронта разложения от забоя скважины все больше энергии тратится на прогрев вмещающих пород и кровли пласта, поэтому зона теплового воздействия на гидраты через забой скважины исчисляется первыми метрами.

Кроме того, существует комбинированный метод, состоящий в одновременном снижении давления и подводе тепла к скважине. Причем основное разложение гидрата происходит за счет снижения давления, а подводимая к забою теплота позволяет сократить зону вторичного гидратообразования, что положительно сказывается на дебите. Недостатком комбинированного метода (как и теплового) является большое количество попутно добываемой воды.

Постоянное развитие технологических решений в этой области, помимо совершенствования существующих, приводит к поиску новых эффективных методов разложения гидратов, например, метод применения электромагнитных волн сверхвысокочастотного диапазона (СВЧ). Рядом Российских исследователей произведено сравнение результатов решения задачи о разложении газогидратов под воздействием СВЧ излучения с результатами решения задачи о разложении газогидратов под воздействием теплового излучения при аналогичных исходных параметрах системы. Установлено, что при разрушении газогидратных отложений в пористой среде подвод энергии посредством электромагнитного излучения в ряде

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

случаев является более эффективным по сравнению с обычным подводом тепла, осуществляемым кондуктивной теплопроводностью, при одинаковой мощности излучателей.

Кроме того, интересны управляемые ультразвуковые методы. Воздействие ультразвука с частотой 20-100 кГц характеризуется разделением молекул и ионов с различной массой, появлением переменного электрического поля, капиллярно-акустическим и тепловым эффектами, активацией диффузии.

Установлено, что акустическое воздействие (ультразвуковой излучатель) приводит к интенсивному разложению гидратного слоя в камере, причем значительно более эффективным оказалось оптимальное сочетание акустического воздействия с тепловым (достигается ускорение разложения почти на порядок).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Шагапов В.Ш., Насырова Л.А., Потапов А.А., Дмитриев В.Л. Тепловой удар под воздействием энергии излучения на пористую среду, частично заполненную газогидратом», Инженерно-физический журнал, 75:5 (2003), 47-53.

КОРОКТО ОБ АВТОРЕ

Андреев Андрей Владимирович — кандидат технических наук, доцент, Дальневосточный федеральный университет, aandreevmining@mail.ru.

UDC 553.981.2

ADVANCED METHODS OF EXPLORATION OF GAS HYDRATES

Andreev A. V., PHD, Docent, Far Eastern Federal University, Russia.

Gas hydrates are crystalline connections, appearing at special thermal and pressure terms from water and fluid. Gas hydrates behave to connections of variable composition. Gas hydrates are the unique yet not developed source of natural gas on Earth, which can make the real competition traditional deposits by virtue of enormous resources, wide distribution, shallow bedding and concentrated state of gas. Choice of technology of development of Gas hydrates beds depends on the geological terms of bedding. Three basic methods of call of gas influx are now examined only from a hydrate layer: decompressing below equal pressure, heating of Gas hydrates breeds is higher than equal temperature, and also their combination.

Key words: gas hydrates, pressure terms, electromagnetic techniques, acoustic techniques.

REFERENCES

1. Shagapov V.Sh., Nasyrova L.A., Potapov A.A., Dmitriev V.L. Teplovoj udar pod vozdejstviem jenergii izluchenija na poristuju sredu, chastichno zapolnennuju ga-zogidratom (Heat stroke under the influence of the energy of radiation in a porous medium partially filled gas hydrate), Inzhenerno-fizicheskij zhurnal, 75:5 (2003), 47-53.

УДК 553.981.2

© А.В. Андреев, 2015

ПРОГРЕССИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ОСВОЕНИЯ СЛАНЦЕВОЙ НЕФТИ

Основные перспективы горючих сланцев связаны с так называемым внутрипла-стовым процессом или добыче сланцевой нефти из пласта. В результате анализа было выявлено, что применение высокоэнергетических колебаний могут дать значительный эффект при разработке сланцевой нефти путем активной стимуляции и изменения её структуры и свойств.

Ключевые слова: сланцевая нефть, развивающиеся, высокой интенсивности ультразвукового излучения, высокоэнергетических вибраций.

Основные перспективы освоения горючих сланцев связаны с, так называемым, in-situ process, или добычей сланцевой нефти непосредственно из пласта. Как правило, на пласт оказывается предварительное термическое или химическое воздействие для повышения извлечения органического нефтеносного материала.

Проведенный анализ показал, что применение высокоэнергетических колебаний — ультразвуковых волн высокой интенсивности может дать существенный эффект при освоении сланцевой нефти за счет активного воздействия на пласт и изменения его структуры и свойств.

Сокращение запасов легкой нефти и нефти средней плотности вынуждает нефтяные компании обращать все большее внимание на альтернативные источники углеводородов. Одним из таких источников, наряду с тяжелой нефтью и природными битумами, являются горючие сланцы, объемы которых, по оценке специалистов, вероятно в 13 раз больше, чем запасов традиционной нефти. Общие запасы горючих сланцев в мире составляют порядка 650 трлн. тонн, из которых можно получить до 26 трлн. тонн сланцевой нефти, что при существующем уровне потребления обеспечит человечество на 300 лет.

Основные запасы горючих сланцев сосредоточены в США — порядка 450 трлн. т (24,7 трлн. т сланцевой нефти). Значительные запасы горючих сланцев сосредоточены в Бразилии и Китае. Россия также располагает обширными запасами горючих сланцев (порядка 7% от мировых запасов).

При нагреве сланцев без доступа воздуха образуются жидкие и газообразные углеводороды (20-70% от первоначальной массы). Жидкие углеводороды представляют собой сланцевое масло -смолу, которая близка по составу нефтяным углеводородам и, по сути, может считаться нетрадиционной или сланцевой нефтью.

На сегодняшний день технологии добычи сланцевой нефти все еще находятся в начальной стадии развития. Себестоимость получаемого сырья хотя и имеет тенденцию к снижению, но, тем не менее, значительно выше себестоимости добычи традиционной нефти. Тем не менее, сланцевая нефть остается перспективным резервом на будущее.

В России нефтеносные сланцы начали осваивать с 1918 года. Наиболее активно сланцевая промышленность развивалась в 19601990 гг. В эти годы велась активная разработка месторождений Прибалтийского и Волжского бассейнов (Эстонское, Ленинградское, Кашпирское, Общесыртовское месторождения). Разработка месторождений велась посредством добычи горючего сланца с последующей его переработкой, так называемый ex-situ process. Максимальный уровень добычи в СССР достигал 36 млн. тонн горючего сланца в год. Значительная часть добычи приходилась на Эстонскую ССР. Добыча и переработка горючего сланца продолжается в Эстонии и сегодня. В России большая часть сланцевых шахт закрылась ввиду экономической неэффективности.

На сегодняшний день ex-situ process, т.е. добыча сланцевой породы для извлечения из нее углеводородного сырья является, по оценкам ряда специалистов, является низкоэффективной.

Основные перспективы связаны с так называемым in-situ process, или добычей сланцевой нефти непосредственно из пласта. Как правило, на пласт оказывается предварительное термическое или химическое воздействие для повышения извлечения органического нефтеносного материала. США добились существенных успехов в развитии таких технологий добычи сланцевого газа и адаптации этих технологий для добычи нефти из плотных коллекторов.

В России также обращают все большее внимание на развитие соответствующих технологий. Наиболее перспективной считается так называемая Баженовская свита в Западной Сибири. Эти отложения покрывают площадь в 2,3 млн км2, что примерно со-

ответствует площади американского штата Техас и Мексиканского залива вместе взятых. И это в 80 раз больше площади месторождения Баккен, с которым в США связывают огромные перспективы. Баженовскую формацию в перспективе планирует разрабатывать компания Роснефть совместно с американской ExxonMobil и норвежской Statoil.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Основными направлениями освоения сланцевой нефти является развитие существующих и разработка новых прогрессивных методов экстракции нефти из сланцевых пластов.

Одним из таких направлений является возможность применения ультразвуковых методов, которые успешно зарекомендовали себя в повышении коэффициента извлечении тяжелой нефти из нефтеносных пластов [1].

Одним из таких методов раскольматации скважин является использование ультразвуковых колебаний (метод Acoustic Well Stimulation — AWS) [2]. Специальный погружной аппарат опускается в скважину на глубину расположения продуктивного слоя пласта. Мощный ультразвук увеличивает проницаемость приза-бойной зоны и текучесть неньютоновских жидкостей. Так, в частности, в нефтяных скважинах под действием ультразвука происходит «разблокировка« узких каналов в пористой среде приза-бойной зоны от отложений парафинов и асфальтенов, частиц глины и т. д.

Лабораторные эксперименты показали, что под воздействием ультразвука коэффициент фильтрации нефти сквозь пористую среду увеличивался в 1,2-1,5 раза, а текучесть нефти в 2-3 раза, при этом заметное увеличение текучести происходило для всех исследованных нефтей, в том числе и вязких. Использование технологии AWS на нефтяных скважинах в течение 20 дней пока-залo, что ультразвуковая обработка приводит к увеличению добычи нефти в 20-30 раз [3].

Когда мы затрагиваем тему можно предположить, что применение.

Применение высокоэнергетических колебаний — ультразвуковых волн высокой интенсивности может дать существенный эффект при освоении сланцевой нефти за счет активного воздействия на пласт и изменения его структуры и свойств [3].

Мощность ультразвуковых колебаний может достигать сотен киловатт, а интенсивность (энергия, распространяемая через еди-

ницу площади в единицу времени) — 1...1000 Вт/см2. При таких интенсивностях ультразвукового воздействия внутри материальных тел может распространяться очень большая энергия механических колебаний. В ходе распространения волны (в колебательном процессе) возникают перепады звукового давления, превышающие десятки МПа.

Основным инициатором физико-химических процессов, возникающих в жидкости под действием ультразвука является ультразвуковая кавитация, которая реализуется за счет трансформации низкой плотности энергии ультразвука в высокую плотность энергии вблизи и внутри газового пузырька.

Воздействие УЗ с частотой 20-100 кГц характеризуется разделением молекул и ионов с различной массой, искажением формы волны, появлением переменного электрического поля, капиллярно-акустическим и тепловым эффектами, активацией диффузии.

Таким образом, в жидкости возникают такие физико-химические явления, как акустическая кавитация, интенсивное перемешивание, переменное движение частиц, интенсификация мас-сообменных процессов. Сопутствующими факторами здесь являются эффекты диспергирования в системе твердое тело — жидкость, жидкость — жидкость (получение суспензий, эмульсий), расслоение по относительной массе и размеру взвешенных в жидкой среде твердых частиц, коагуляция.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Абрамов О.В., Градов О.М. Стационарное акустическое течение вязкой жидкости под воздействием мощного ультразвука. Материаловедение 2007, № 11, с. 2 - 7.

2. Абрамов О.В., Абрамов В.О., Градов О.М., МуллакаевМ.С., Печков А.А. Ультразвуковая технология восстановления продуктивности низкодебитных скважин. Химическое и нефтегазовое машиностроение 2009, № 4, с. 15 - 19

3. Новицкий Б.Г. Применение акустических колебаний в химико-технологических процессах (Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии) [Текст] / Б.Г. Новицкий. - М.: Химия, 1983. - 192 с.

КОРОТКО ОБ АВТОРЕ

Андреев Андрей Владимирович — кандидат технических наук, доцент, Дальневосточный федеральный университет, аа пёгссупп п пц@та 11. га

UDC 553.981.2

PROGRESSIVE TECHNOLOGIES OF SHALE OIL DEVELOPMENT

Andreev A.V., PHD, Docent, Far Eastern Federal University, Russia.

The basic prospects of oil shale are associated with so-called in-situ process, or the extraction of shale oil from the reservoir. As a rule, the formation is preliminary thermal or chemical effect to increase the extraction of oil of organic material. The analysis revealed that the use of highly energetic vibrations- can give significant effect when developing shale oil through the active stimulation and changes its structure and properties.

Key words: shale oil, developing, high-intensity ultrasound waves, highly energetic vibrations.

REFERENCES

1. Abramov O.V., Gradov O.M. Stacionarnoe akusticheskoe techenie vjazkoj zhidkosti pod vozdejstviem moshhnogo ul'trazvuka (Stationary acoustic flow of a viscous fluid under the influence of powerful ultrasound). Materialovedenie 2007, No 11, pp. 2 - 7.

2. Abramov O.V., Abramov V.O., Gradov O.M., Mullakaev M.S., Pechkov A.A. Ul'trazvukovaja tehnologija vosstanovlenija produktivnosti nizkodebitnyh skvazhin (Ultrasonic technology of restoring the productivity of marginal wells). Himicheskoe i neftegazovoe mashi-nostroenie 2009, No 4, pp. 15-19.

3. Novickij B.G. Primenenie akusticheskih kolebanij v himiko-tehnologicheskih proces-sah (Processy i apparaty himicheskoj i neftehimicheskoj tehnologii) (Application of acoustic oscillations in chemical engineering processes (Processes and equipment of chemical and petrochemical technology)) / B.G. Novickij. Moscow: Himija, 1983. 192 p.

УДК 658.5:622.32 © А.В. Жуков, Ю.А. Жукова,

А.В. Михалков, М.С. Умаров, 2015

ЭКОНОМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ДИВЕРСИФИКАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА И РАЗРАБОТКИ ИННОВАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ДОБЫЧИ И ПЕРЕРАБОТКИ УГОЛЬНОГО И КАРБОНАТНОГО МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СИНТЕТИЧЕСКОГО ГАЗООБРАЗНОГО И ЖИДКОГО ТОПЛИВА И ПРОДУКЦИИ НЕТОПЛИВНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

При газификации угля и получении газообразных топлив выделяются три основные направления, связанные с производством топливного газа: 1) состав и теплотворная способность продуцируемого газа; 2) конструкции используемого газогенератора; 3) особенности получаемого заменителя - низкое содержание СО и токсичность газа, что позволяет широко использовать этот газ в бытовых целях. В промышленных процессах переработки углей чаще всего применяют следующие комбинированные технологии: — полукоксование + газификация твердого остатка (полукокса); — полукоксование + гидрогенизация жидкого продукта (смолы); — газификация + синтез из полученного синтез-газа (СО+Н2) высокомолекулярных углеводородов (синтез Фишера-Тропша). Разработанная экономико-математическая модель (ЭММ) организации производства обладает высокой степенью универсальности. Реализацию ЭММ целесообразно производить дифференцированно по альтернативным вариантам для угледобывающих, энергетических, газодобывающих и топливно-энергетических предприятий.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Ключевые слова: диверсификация, газификация, инновационные технологии, уголь, минерального сырья, синтетическое производство.

До середины прошлого столетия основой мировой и российской энергетики были угольные ресурсы. Начиная с 50-х годов в связи с ростом уровня потребления нефти и газа, наблюдается постоянное снижение добычи и использования углей. В настоящее время доля углей в мировом знергетическом балансе составляет в среднем около 30%. Современный уровень добычи нефти и газа, по некоторым расчетам, сохранится до середины XXI столетия и уже за пределами 2050 года в мире резко возрастет потребность в угольных ресурсах.

Сегодня уголь должен рассматриваться как энерготехнологическое сырье и использовать его в крупных масштабах надо

только комплексно, деля его потенциальную химическую энергию примерно в равных долях между энергетической продукцией (электричеством и теплом) и химической продукцией. Организуя энерготехнологическую переработку твердого топлива на базе крупной энергетики (тепловой, а, возможно, и атомной), мы преодолеем нефтегазовый кризис, ожидающий нас уже в этом, XXI веке. Негативные тенденции в области сырьевой базы нефте- и газодобычи — снижение ресурсов при необходимости сохранения высоких поставок на экспорт — требуют широкого и быстрого внедрения новых угольных технологий, ориентированных на эколого-энергосбережение и комплексное использование углей всех видов. Процесс газификации угля является многоцелевым относительно состава продуцируемого газа.

При получении газообразных топлив выделяются три основных направления, связанные с производством топливного газа, заменителя природного газа и синтез-газа. Состав и теплотворная способность продуцируемого газа зависят не только от режимов газификации, но и от конструкции используемого газогенератора. Применение топливного газа позволяет решать экологические и технологические проблемы в энергетике, металлургии и других отраслях промышленности.

При промышленном внедрении процессов переработки бурых углей указанные выше процессы в чистом виде используют редко. Чаще применяют следующие комбинированные технологии:

• газификация + сжигание газа + производство тепловой и электрической энергии;

• полукоксование + газификация твердого остатка (полукокса);

• полукоксование + производство адсорбентов;

• полукоксование + гидрогенизация жидкого продукта (смолы);

• газификация + синтез из полученного синтез-газа (СО+Н2) высокомолекулярных углеводородов (синтез Фишера-Тропша);

• газификация + синтез метанола + производство бензина (Мобил-процесс).

При получении жидкого топлива на основе синтеза Фишера — Тропша разнообразные соединения углерода (природный газ, каменный и бурый уголь, тяжелые фракции нефти, отходы деревообработки) конвертируют в синтез-газ (смесь СО и Н2), а затем он превращается в синтетическую «сырую нефть» —

синтнефть. Это — смесь углеводородов, которая при последующей переработке разделяется на различные виды практически экологически чистого топлива, свободного от примесей соединений серы и азота. Достаточно добавить 10% синтетического топлива в обычное дизельное, чтобы продукты сгорания дизтоплива стали соответствовать экологическим нормам.

Предложенная математическая модель, при помощи которой можно выбрать оптимальный, с точки зрения получаемой прибыли, вариант производства продукции. При этом исходим из предположения, что модель строится для предприятия угольной и газовой промышленности, которые занимаются как добычей угля, газа, так и производством природного и синтетического газообразного и жидкого топлива, которое возможно при реконструкции и диверсификации угледобывающих, газодобывающих и энергетических предприятий. Поэтому разработанная экономико-математическая модель (ЭММ) организации производства обладает высокой степенью универсальности. Реализацию ЭММ целесообразно производить дифференцированно по альтернативным вариантам для угледобывающих, энергетических и газодобывающих предприятий.

Введем следующие обозначения (все показатели исчисляются за один и тот же период): п — натуральный объем 1-го вида угля, добываемого угледобывающими предприятиями; т, - натуральный объем _)-го вида перерабатываемого угля; щ - натуральный объем ь го вида угля и потребляемый при производстве единицы _)-го вида перерабатываемой продукции; с, - отпускная цена единицы натурального объема 1-го вида угля; Si - себестоимость единицы натурального объема угля, добываемого на угледобывающих предприятиях; и, - отпускная цена единицы натурального объема _)-го вида перерабатываемой продукции; V, - себестоимость единицы натурального объема _)-го вида перерабатываемой угольной продукции; к - количество видов угля, добываемых на предприятиях; I - количество видов новой продукции, производимой на реструктуризуемом и диверсифицируемом предприятии.

Прибыль предприятия угольной (газовой) отрасли складывается из следующих двух основных составляющих:

• полученной за счет реализации части угля (газа), добываемого на предприятиях и равной:

I

-I

3=1

(1)

• полученной за счет реализации новой продукции, производимой предприятием и равной

I

К - ^ Ь • (2)

]=1

Суммируя выражения (1) и (2), получаем величину прибыли предприятия угольной (газовой) отрасли от основных и диверсифицируемых видов деятельности (добычи угля и химической переработки угольных минеральных ресурсов или природного газа). Следовательно, критерий оптимальности будет выглядеть следующим образом:

I

-I

3=1

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

пт

1(иг - V,- ) =

3=1

( к

=1 п,с, +1 ит - I

3 =1

"II V

3

к

"IПРС,

1=1

т,.

->шах. (3)

Последнее выражение представляет собой целевую функцию задачи оптимизации. Для формулировки задачи в целом необходимо еще наложить ограничения на переменные. В соотношении (3) п,з и с, выбираются соответственно на основе технологии и внешних условий деятельности.

Результаты технологических исследований и экономико-математического моделирования процессов позволяют более детально рассматривать конфигурацию и параметры систем реструктуризации и диверсификации угледобывающих и энергетических предприятий, согласовать и определить режимы работы подсистем управления и организации производства, прогнозировать технологические и экономические показатели вновь создаваемых и реструктуризуемых производственных комплексов.

Оптимизация издержек производства осуществляется в данном случае на базе следующего критерия:

1 1

, ь

■ шах,

(4)

где П - общая величина прибыли угледобывающего и энергетического предприятий от реализации продукции; т - количество

марок угля; п - количество способов переработки и использования; У], — натуральный объем ./-той марки угля, перерабатываемого и используемого 1-м способом; Б], — себестоимость /-той марки угля, перерабатываемой и используемой 1-м способом; С-цена /-той марки угля и /-ного вида топлива.

При этом накладываются следующие ограничения:

Сц < Сц < С],, ограничения устанавливаются на основе исследований рынка;

тг ^ / техн. потр.\ техн. _,

< У], < минимум (V] ; V] у), где V] - предельно возможный объем производства; Vj"отр. - предельно возможный объем реализации.

Результаты расчетов экономических параметров химической переработки углекарбонатного минерального сырья в условиях Партизанской ГРЭС и промышленных предприятий приведены в табл. 1.

При расчётах технико-экономических показателей размещения конкурентоспособного производства продукции выделены следующие показатели: рентабельность инвестиций, себестоимость, рентабельность реализованной продукции, период окупаемости, индекс доходности.

За 2012 год индекс доходности составил в условиях Партизанской ГРЭС-7, на отдельном предприятии — 6,87; в 2014 году при условии повышения цен на капитальные затраты и сырье индекс доходности увеличился за счет увеличения цен на производимую продукцию топливного и нетопливного назначения в городах: Спасск-Дальний составит - 8,5, Партизанске 8,3, Уссурийске - 7,9. Себестоимость продукции в 2014 году также выросла на 26 % по сравнению с 2012 году при организации производства в городах Партизанске, Спасске-Дальнем и Уссурийске себестоимость продукции увеличилась на 27,9 %. Индекс доходности увеличился за счет повышения мировых цен на продукцию, которые установились в настоящее время в странах АТР при реализации аналогичной продукции.

Заключение

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Считаем целесообразным проведение совместных с Инженерной школой ДВФУ научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ для повышения эффективности развития и использования топливно-энергетических ресурсов по следующим направлениям:

1) разработать физико-техническую и экономико-технологическую модель технологий и технических средств глубокой химической

Таблица 1

Организация производства по переработке углекарбонатного минерального сырья по данным за 2012 год

№ п/п Показатель Ед. изм. Варианты организации проекта

В условиях Партизанской ГРЭС На отдельном предприятии

1 Объем производимой продукции

Ацетилен Т. 300 300

РЕГРОСТ Т. 1000 1000

ТАКАР Т. 800 800

Углекислота Т. 3500 3500

2 Капитальные затраты на оборудование тыс.руб 165000 165000

3 Себестоимость, всего млн руб 105,3 114,4

5 Рыночная цена:

Карбид кальция тыс.руб/т. 43 43

Ацетилен тыс.руб/т. 250 250

Регрост тыс.руб/кг. 0,25 0,25

Такар тыс.руб/кг. 0,375 0,375

Углекислота тыс.руб/т. 20 20

6 Чистая прибыль тыс.руб 385233,72 377916,48

7 Рентабельность инвестиций % 233,5 229

8 Рентабельность реализованной продукции % 55,4 54,3

9 Срок окупаемости месяц 5,14 5,24

10 Экономический эффект за 10 лет тыс.руб 3892976,67 3812487,03

11 Индекс доходности 7 6,87

Таблица 2

Технико-экономические показатели размещения конкурентоспособного производства в Приморском крае в 2014 году

№ Показатель Ед. Варианты организации проекта

п/п измерения г. Спасск — Дальний г. Партизанск г.Уссурийск

1 Рентабельность инвестиций % 266 237 212

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

2 Себестоимость, всего млн руб. 409,5 401,8 410

3 Рентабельность реализованной продукции % 61 61 61

4 Период окупаемости годы 2,5 2,5 3,0

5 Индекс доходности 8,5 8,3 7,9

поэтапной переработки угольного и углекарбонатного минерального сырья;

2) применить электротермические и разработать плазменные экологически безопасные ресурсо- и энергосберегающие технологии переработки угольного и углекарбонатного минерального сырья с использованием нескольких модулей (подсистем) для получения конкурентоспособной продукции топливного и нетопливного назначения;

3) разработать техническое задание (ТЗ) на выполнение НИР, ОКР, ТЭО с решением следующих задач: рассмотрение альтернативных вариантов размещения предприятий вновь проектируемых горно-химических комплексов в России и Китае; разработать инновационные технологии и комплексы технических средств для промышленной переработки углекарбонатного минерального сырья с применением плазменного реактора мощностью 500; 1000 кВт.

4) как показывают данные, приведенные в табл. 2, наиболее экономически эффективным вариантом размещения производства по расчетным показателям 2014 года является г. Спасск-Дальний, поскольку имеется свое сырье и производственные мощности. Диверсификация производства при данном размещении будет более конкурентоспособной.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Сорокин А.П., Авдейко Г.П., Алексеев А.В., Бакланов П.Я., Жуков А.В., Подолян В.И. и др. Стратегия развития топливно-энергетического потенциала Дальневосточного экономического района до 2020 года./Под ред. чл. — корр. РАН А.П. Сорокина. Владивосток, Дальнаука, 2001, 112 с.

2. Жуков А.В. Рациональное природопользование, ресурсо- и энергосбережение: безотходные, экологически безопасные технологии комплексной переработки карбонатного и угольного минерального сырья. — М.: Изд-во «Академия Естествознания»//Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований, № 12, 2010, С. 147-150.

3. Жуков А.В. Экономические проблемы и приоритетные направления реструктуризации и диверсификации угольной промышленности / Совершенствование технологий добычи, обогащения и переработки угля. - Владивосток: Изд-во ТАНЭБ, 2002. - С. 33-38.

4. Корнеева Е.С. Приоритетные направления организации производства синтетического газообразного и жидкого топлива в условиях Дальнего Востока на основе химической переработки угольного минерального сырья. Магистерская диссертация по направлению - менеджмент. Научный руководитель: д.т.н., профессор Жуков А.В. Институт экономики и управления ДВГТУ. Владивосток. -2008. - 45 с.

5. Гнездилов Е.А., Жуков А.В., Яковлев А.Д. Экономическая эффективность организации производства синтетического топлива на основе химической переработки угольного минерального сырья в условиях Дальневосточного региона/Журнал «Фундаментальные исследования». — № 9. - М.: Изд-во «Российская Академия Естествознания», 2007. - С. 324-329.

6. Гнездилов Е.А., Жуков А.В. Создание горно-химического производства на основе инновационных технологий комплексной химической переработки углекарбонатного минерального сырья. — М: Изд-во «Академия Естествознания», журнал «Фундаментальные исследования», № 9, 2007, с. 61-64.

7. Жуков А.В., Звонарев М.И., Жукова Ю.А. Линия для переработки углекарбонатного минерального сырья. Патент № 74912, Бюл. изобр. № 20, 2008.

8. Жуков А.В., Звонарев М.И., Жукова Ю.А. Установка для переработки углекарбонатного минерального сырья. Патент ЯИ № 2362735 С1. Опубл. 27.07.2009. Бюл. № 21.

9. Жуков А.В., Звонарев М.И., Жукова Ю.А. Способ переработки углекар-бонатного минерального сырья. Патент ЯИ 2373178 С2. Опубл. 20.11.2009. Бюл. № 32.

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ

Жуков Анатолий Васильевич — доктор технических наук, профессор, Жукова Юлия Анатольевна — зав. лабораторией, yul25juk@mail.ru, Михалков Антон Владимирович — аспирант, veelon@mail.ru, Умаров Максим Сергеевич — аспирант, maksim_umarov@mail.ru, Дальневосточный федеральный университет.

UDC 658.5:622.32

THE ECONOMICAL AND TECHNOLOGICAL PRINCIPLES FOR DIVERSIFICATION OF PRODUCTION AND DEVELOPMENT OF INNOVATIVE TECHNOLOGIES FOR EXTRACTING AND PROCESSING OF COAL MINERAL RAW MATERIALS WITH THE PURPOSE OF OBTAINING THE SYNTHETIC GASEOUS AND LIQUID FUEL AND PRODUCTION OF NON-FUEL APPLICATION

Zhukov A.V., Doctor of technical Sciences, Professor, far Eastern Federal University, Russia,

Zhukova Y.A., Head of the laboratory of the far Eastern Federal University, Russia, Mikhalkov A. V., Graduate student, far Eastern Federal University, Russia, UmarovM.S., Postgraduate student, far Eastern Federal University, Russia.

The three main directions, connected with production of fuel gas, are distinguished under coal gasification and obtaining of gaseous fuels: 1) structure and caloric power of produced gas; 2) constructions of used gas-generator; 3) special features of extracted substitute — low content of CO and gas toxicity level, that fact permits to use widely this gas in living conditions.

The following mixed technologies are more often used in industrial processes for coal conversion: — semi carbonization + gaseous conversion of semi-coke; — semi carbonization + gaseous conversion of liquid product (gum); — gaseous conversion + synthesis of high molecular hydrocarbons (synthesis of Fischer-Tropsch) from obtained synthetic gas (CO+ H2). The developed economical-mathematical model (EMM) for organization of production has a high degree of generality. It is advisable to implement realization of EMM separately on alternative variants for coal mining, energetic and gas extracting plants.

Key words: diversification, gasification, innovative technologies, coal, mineral raw materials, synthetic production, non-fuel application.

REFERENCES

1. Sorokin A.P., Avdejko G.P.,Alekseev A.V., Baklanov P.Ja., Zhukov A.V., Podoljan V.I. i dr. Strategija razvitija toplivno-jenergeticheskogo potenciala Dal'nevostochnogo jeko-nomicheskogo rajona do 2020 goda (Strategy of development of fuel and energy potential of the far Eastern economic region until 2020) /Pod red. chl.-korr. RAN A.P. Sorokina. Vladivostok, Dal'nauka, 2001, 112 p.

2. Zhukov A.V. Racional'noe prirodopol'zovanie, resurso- i jenergosberezhenie: bezot-hodnye, jekologicheski bezopasnye tehnologii kompleksnoj pererabotki karbonatnogo i ugol'nogo mineral'nogo syrja (Environmental management, resource and energy saving: waste-free, environmentally safe technology of complex processing of carbonate and coal mineral raw materials). Moscow: Izd-vo «Akademija Estestvoznanija»//Mezhdunarodnyj zhurnal prikladnyh i fundamental'nyh issledovanij, No 12, 2010, pp. 147-150.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

3. Zhukov A.V. Jekonomicheskie problemy i prioritetnye napravlenija restrukturizacii i diversifikacii ugol'noj promyshlennosti (Economic problems and priorities of restructuring and diversification of the coal industry) /Sovershenstvovanie tehnologij dobychi, obogashhenija i pererabotki uglja. Vladivostok: Izd-vo TANJeB, 2002. pp. 33-38.

4. Korneeva E.S. Prioritetnye napravlenija organizacii proizvodstva sinteticheskogo gazoobraznogo i zhidkogo topliva v uslovijah Dal'nego Vostoka na osnove himicheskoj pererabotki ugol'nogo mineral'nogo syrja (Priority directions of the organization of production of synthetic gaseous and liquid fuels in the Far East on the basis of chemical processing of coal mineral raw materials). Magisterskaja dissertacija po napravleniju - menedzhment. Nauchnyj rukovoditel': d.t.n., professor Zhukov A.V. Institut jekonomiki i upravlenija DVGTU. Vladivostok. 2008. 45 p.

5. Gnezdilov E.A., Zhukov A.V., Jakovlev A.D. Jekonomicheskaja jeffektivnost' organi-zacii proizvodstva sinteticheskogo topliva na osnove himicheskoj pererabotki ugol'nogo miner-al'nogo syrja v uslovijah Dal'nevostochnogo regiona (Economic efficiency of the production of synthetic fuels on the basis of chemical processing of coal mineral raw materials in the far Eastern region) //Zhurnal «Fundamental'nye issledovanija». No 9. Moscow: Izd-vo «Rossijskaja Akademija Estestvoznanija», 2007. pp. 324-329.

6. Gnezdilov E.A., Zhukov A.V. Sozdanie gorno-himicheskogo proizvodstva na osnove innovacionnyh tehnologij kompleksnoj himicheskoj pererabotki uglekarbonatnogo mineral'nogo syrja (Development of mining and chemical production based on the innovative technologies complex chemical processing Plekhanovo mineral raw materials). M: Izd-vo «Akademija Estestvoznanija», zhurnal «Fundamental'nye issledovanija», No 9, 2007, pp. 61-64.

7. Zhukov A.V., Zvonarev M.I., Zhukova Ju.A. Linija dlja pererabotki uglekarbonatnogo mineral'nogo syrja (Line for processing Plekhanovo mineral raw materials). Patent No 74912, Bjul. izobr. No 20, 2008.

8. Zhukov A.V., Zvonarev M.I., Zhukova Ju.A. Ustanovka dlja pererabotki uglekarbonatnogo mineral'nogo syrja (Installation for processing Plekhanovo mineral raw materials). Patent RU No 2362735 S1. Opubl. 27.07.2009. Bjul. No 21.

9. Zhukov A.V., Zvonarev M.I., Zhukova Ju.A. Sposob pererabotki uglekarbonatnogo mineral'nogo syrja (A method of processing Plekhanovo mineral raw materials). Patent RU 2373178 S2. Opubl. 20.11.2009. Bjul. No 32.

УДК 669.431.2 + 669.332

© Ким Кен Чжу, 2015

МЕТОД ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФЛОТАЦИИ СВИНЦОВО-ЦИНКОВЫХ РУД

В области обогащения полезных ископаемых достигнут значительный прогресс во внедрении перспективных методов и технологий, использование которых повышает технологическую эффективность переработки минерального сырья и качество продукции. Изменяющиеся характеристики воды, которая используется для переработки сульфидных свинцово-цинковых руд, позволяют повысить технологических характеристик обработки, а также снизить материальные, энергетические и другие производственные затраты. Ключевые слова: свинцово-цинковые руды, переработки минерального сырья, прогрессивных методов и технологий, активных воду, молекулярная структура

В области обогащения полезных ископаемых в последнее время наблюдается значительный прогресс за счет внедрения передовых методов и технологий, применение которых направлено на улучшение технологических показателей переработки минерального сырья и повышение качества продукции.

В этой связи определенный интерес представляют влияние определенных качественных характеристик технической воды, которая используется в основном технологическом процессе, на повышение извлечения металла в концентрат.

Одним из таких показателей является молекулярная структура воды, оказывающая влияние на стабильность ее состояния.

В природе вода существует в виде набора десятков молекул Н20. Но существуют способы, при помощи которых воду можно преобразовать в вещество одной или нескольких молекул, в результате чего вода перейдет из стабильного состояния в нестабильное или активное. В таком состоянии воды повышается ее поверхностное натяжение, увеличивается удельная внешняя площадка, повышается растворимость реагентов, возрастает количество наборов единиц молекул воды и реагента, которые способны взаимодействовать с минеральными частицами, сокращается время флотации, повышается степень гидрофильности хвостов обогащения [1, 3].

Одним из таких способов является воздействие на воду электромагнитными импульсами. Такое устройство - электронный импульсный генератор — было разработано на кафедре обогаще-

ния полезных ископаемых Пхеньянского политехнического университета [5].

На рис. 1 представлена схема устройства для получения активной воды.

Принцип действия устройства следующий:

1. Монтируется электрическая цепь, плюсовая клемма «+» подключается к электроду 6, минусовая клемма «-» подключается к корпусу.

2. Устройство включается и с помощью ручки регулировки

4 устанавливается заданные параметры напряжения и силы тока, индикаторы 2 представлены амперметром и вольтметром.

3. Убедившись в нормальной работе устройства через трубку

5 пропускают обычную воду в течение 7—19 секунд. В результате на выходе получаем активную воду, при этом РЬ воды не изменяется, но происходит расширение поверхностной площадки воды, и, тем самым, повышается ее поверхностное натяжение.

Активная вода, полученная с помощью этого устройства, использовалась для проведения эксперимента по флотации сульфидных свинцово-цинковых руд северных месторождений КНДР. Схема экспериментального процесса представлена на рис. 2.

В эксперименте с обычной и активной водой испытывались сульфидные минералы свинца и цинка с одинаковыми реагентами [1, 2, 4].

6

° ч О о

Активная вода

Обычная вода

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Рис. 1. Устройство для получения активной воды: 1 - корпус генератора, 2 - индикатор, 3 - регулировка, 4 - вылючатель, 5 - трубка, 6 - электрод

РЬ, 7л\ ругцл

измельче]

Т

жие

классификация

РЬ-основная флотация

1-перечистная Хп-основная флотация

2-перечистная

РКконцентрация

1 -продукт

Рис. 2. Схема флотационного опыта

1-перечистная

2-перечистная

Тх\. концеЕгграция

2-продукт

При употреблении активной воды рассматривалось два варианта: во-первых, сначала применялся только электрод из никеля, а затем - электрод из никеля на флотации свинца и электрод из меди на флотации цинка, во-вторых, наоборот, применялся электрод из меди на флотации свинца, электрод из никеля - на флотации цинка.

Опыт показывает, что по сравнению с обычной водой, применение электрода из никеля повышает процент выхода свинца на 2-5 %, а процент выхода цинка - на 2-3%.

Кроме того, в опыте употребления электрода из никеля на флотации свинца и электрода из меди на флотации цинка даёт повышать извлечение свинца на 2-5%, а цинка - на 3-4%, при этом процент содержания цинка в свинцовом концентрате снижается на 3-4%, а содержание свинца в цинковом концентрате - на 1-2%.

Кроме того, при переработке руд драгоценных металлов с помощью активной воды время извлечения сокращено наполовину, а извлечения металла концентрат повышено на 3-7%.

Настоящий генератор применен на горных предприятиях в северных районах КНДР. Коллективом авторов кафедры обога-

щения полезных ископаемых Пхеньянского политехнического университета будет подаваться заявка на международный патент.

Таким образом, изменение характеристик воды, необходимой для обогащения сульфидных свинцово-цинковых руд, позволило повысить технологические показатели переработки, а также снизить материальные, энергетические и другие производственные затраты.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРА

1. Зен Зу Сон. Флотационные методы обогащения - Пхеньян: изд-во «Промышленность», 1986. 312-350 с.

2. Абрамов А.А. Технология переработки и обогащения руд цветных металлов книга 2, Том II - Москва: изд-во МГГУ, 2005. 85-153 с.

3. Авдохин В.М. Основы обогащения полезных ископаемых (обогатительные процессы) Том I - Москва: изд-во МГГУ. 2006. 286-318 с.

4. Авдохин В.М. Основы обогащения полезных ископаемых (технология обогащения полезных ископаемых) Том II - Москва: изд-во МГГУ, 2006. 117-132 с.

5. Дьяконов В.П. Генерация и генераторы сигналов. изд-во Москва. 2009. 26-145 с.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

КОРОТКО ОБ АВТОРЕ

Ким Кен Чжу — кандидат технических наук, преподаватель кафедры обогащения полезных ископаемых Пхеньянского политехнического университета им. Ким Чака, КНДР.

UDC 669.431.2 + 669.332

METHOD OF INCREASING THE EFFICIENCY OF FLOTATION OF LEAD-ZINC ORE

Kim Kyung-Joo, candidate of technical Sciences, lecturer of the Department of mineral processing Pyongyang Polytechnic University Kim Chuck, Korea.

Recently, in the field of mineral processing, there has been significant progress by introducing advanced methods and technologies, the use of which is intended to improve the technological performance of processing of mineral raw materials and product quality improvement. Changing the characteristics of the water needed for the processing of sulphide lead-zinc ores,

allows to improve technological characteristics of processing, as well as reduce material, energy and other production costs.

Key words: lead-zinc ore, mineral processing, advanced methods and technologies, active water, molecular structure

REFERENCES

1. Zen Zu Son. Flotacionnye metody obogashhenija - Phen'jan (Flotation methods - Beijing) : izd-vo «Promyshlennost'», 1986. 312-350 pp.

2. Abramov A.A. Tehnologija pererabotki i obogashhenija rud cvetnyh met-allov (Technology of processing and enrichment of ores of nonferrous metals). Kniga 2, Tom II. Moscow: izd-vo MGGU, 2005. 85-153 pp.

3. Avdohin V.M. Osnovy obogashhenija poleznyh iskopaemyh (obogatitel'nye processy) (Fundamentals of mineral processing (beneficiation processes)). Tom I. Moscow: izd-vo MGGU. 2006. 286-318 pp.

4. Avdohin V.M. Osnovy obogashhenija poleznyh iskopaemyh (tehnologija obogashhenija poleznyh iskopaemyh) (Fundamentals of mineral processing (beneficiation technology mineral resources)). Tom II, Moscow: izd-vo MGGU, 2006. 117132 pp.

5. D'jakonov V.P. Generacija i generatory signalov (Generation and signal generators). izd-vo Moscow. 2009. 26-145 pp.

СОДЕРЖАНИЕ

Макаров В.В., Ксендзенко Л.С., Голосов А.М., Опанасюк Н.А. О МЕХАНИЗМЕ ЯВЛЕНИЯ РЕВЕРСИВНОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ

ОБРАЗЦОВ СИЛЬНО СЖАТЫХ ГОРНЫХ ПОРОД................................3

Андреев А.В.

СЛАНЦЕВЫЕ НЕФТЬ И ГАЗ. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ...............16

Макаров В.В., Макишин В.Н., Маликов А. С., Хрулев Е.А., Миробян А.А. ЭФФЕКТИВНЫЕ ПОДЗЕМНЫЕ ТРАНСПОРТНЫЕ СИСТЕМЫ АЗИАТСКО-ТИХООКЕАНСКОГО РЕГИОНА НА ПРИМЕРЕ ВЛАДИВОСТОКА.......................................................................................19

Николайчук Н.А., Белов А.В., Каулин М.И., Гребенюк И.В. НОВЫЙ МЕТОД РАЗРАБОТКИ РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ НА ШЕЛЬФЕ.........................................................25

Обжиров А.И.

МЕТОД ПОИСКА ПОТОКОВ МЕТАНА И ГАЗОВЫХ ГИДРАТОВ В ОХОТСКОМ МОРЕ................................................................................30

Лушпей В.П., Видоменко В.В.

ОБОСНОВАНИЕ КРИТЕРИЯ ПЕРЕХОДА НА ВНУТРЕННЕЕ ОТВАЛООБРАЗОВАНИЕ ПРИ РАЗРАБОТКЕ НАКЛОННЫХ ЗАЛЕЖЕЙ....................................................................................................36

Андреев А.В.

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МЕТОДЫ ОСВОЕНИЯ ГАЗОВЫХ ГИДРАТОВ... 41

Андреев А.В.

ПРОГРЕССИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ОСВОЕНИЯ СЛАНЦЕВОЙ НЕФТИ..........................................................................................................46

Жуков А.В., Жукова Ю.А., Михалков А.В., Умаров М.С. ЭКОНОМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ДИВЕРСИФИКАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА И РАЗРАБОТКИ ИННОВАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ДОБЫЧИ И ПЕРЕРАБОТКИ УГОЛЬНОГО И КАРБОНАТНОГО МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СИНТЕТИЧЕСКОГО ГАЗООБРАЗНОГО И ЖИДКОГО ТОПЛИВА И ПРОДУКЦИИ НЕТОПЛИВНОГО НАЗНАЧЕНИЯ............................................................................................51

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Ким Кен Чжу

МЕТОД ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФЛОТАЦИИ СВИНЦОВО-ЦИНКОВЫХ РУД................................................................60

CONTENT

Makarov V.V., Ksendzenko L.S., Golosov A.M., Opanasuk N.A.

ABOUT THE MECHANISM OF A HIGH STRESSED ROCK SAMPLES

REVERSIBLE DEFORMATION PHENOMENA.........................................3

Andreev A. V.

SHALE OIL AND GAS DEVELOPMENT PROSPECTS...........................16

Makarov V.V., Makishin V.N., Malikov A.S., Hrulev E.A., Mirobyan A.A. ASIA-PACIFIC EFFECTIVE UNDERGROUND TRANSPORT SYSTEM IN CASE OF VLADIVOSTOK CITY..........................................19

NikolajchukN.A., BelovA.V., KaulinM.I., GrebenukI.V. NEW METHODS OF MINING PLACER DEPOSITS ON THE SHELF...............................................................

.25

Obzhirov A.I.

METHOD TO SEARCH METHANE FLUXES AND GAS HYDRATE

IN THE OKHOTSK SEA..............................................................................30

Lushpey V.P., Vidomenko V.V.

REASONABLENESS CRITERION SWITCHES TO INTERNAL STACKING SLOPES IN THE DEVELOPMENT OF DEPOSITS..............36

Andreev A.V.

ADVANCED METHODS OF EXPLORATION

OF GAS HYDRATES...................................................................................41

Andreev A.V.

PROGRESSIVE TECHNOLOGIES OF SHALE OIL

DEVELOPMENT..........................................................................................46

Zhukov A.V., Zhukova Y.A., Mikhalkov A.V., UmarovM.S. THE ECONOMICAL AND TECHNOLOGICAL PRINCIPLES FOR DIVERSIFICATION OF PRODUCTION AND DEVELOPMENT OF INNOVATIVE TECHNOLOGIES FOR EXTRACTING AND PROCESSING OF COAL MINERAL RAW MATERIALS WITH THE PURPOSE OF OBTAINING THE SYNTHETIC GASEOUS AND LIQUID FUEL AND PRODUCTION OF NON-FUEL

APPLICATION.............................................................................................51

Kim Kyung-Joo

METHOD OF INCREASING THE EFFICIENCY OF FLOTATION OF LEAD-ZINC ORE...................................................................................60

Коллектив авторов

ОСВОЕНИЕ ГЕОРЕСУРСОВ

В АЗИАТСКО-

ТИХООКЕАНСКОМ

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

РЕГИОНЕ

Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал) №4 (специальный выпуск 13). Отдельные статьи

Режим выпуска «молния»

Выпущено в авторской редакции

Компьютерная верстка и подготовка оригинал-макета И.А. Вершинина Дизайн обложки Е.Б. Капралова Зав. производством Н.Д. Уробушкина Полиграфическое производство Л.Н. Файнгор

Подписано в печать 22.02.15. Формат 60х90/16. Бумага офсетная № 1. Гарнитура «Times». Печать трафаретная на цифровом дупликаторе. Усл. печ. л. 4,25. Тираж 500 экз. Изд. № 2919

ИЗДАТЕЛЬСТВО «ГОРНАЯ КНИГА»

Отпечатано в типографии издательства «Горная книга»

119049 Москва, ГСП-1, Ленинский проспект, 6, иааательство «Горная книга» Телефон (499) 230-27-80; факс (495) 956-90-40; тел./факс (495) 737-32-65 А