Категорії розділу


Онлайн всього: 1
Гостей: 1
Користувачів: 0

Академии горных наук Украины – 20 лет (ч. 2)

Так как и раньше, уголь в Украине является главным энергоносителем. В структуре запасов органического топлива (уголь, газ, нефть) на его долю приходится 95%. Данное обстоятельство позволяет с оптимизмом смотреть в будущее с точки зрения значительного увеличения удельного веса угля в топливно-энергетическом балансе страны взамен дорогостоящего импортного газа не только на ближнюю и среднесрочную, но и более отдалённую перспективу.

Вместе с тем отечественная угольная промышленность уже длительное время не может выйти из охватившего её системного экономического и социального кризиса. Это характеризуется низкой эффективностью функционирования большинства шахт, а также неудовлетворительным соблюдением требований стандартов и норм безопасности и охраны труда. По объёмам добычи угля, которые продолжают снижаться, Украина пока входит в первую десятку угледобывающих стран мира, но по технико-экономическим показателям значительно уступает большинству из них. При достаточно высоком уровне аварийности и травматизма (в 2007 г. - 6,6 тыс. несчастных случаев) производительность труда на отечественных шахтах в целом в несколько раз ниже, чем в России, Германии, Польше и в десятки раз - чем в США и Австралии.

Основными факторами негативного влияния на состояние безопасности и высокий уровень аварийности в угольной отрасли являются одни из самых сложных в мире горно-геологические условия разработки месторождений угля; неудовлетворительное состояние шахтного фонда и горношахтного оборудования, недостаточный уровень научного обеспечения программ безопасности труда, рассогласованность на многих шахтах целей технической и экономической политики, низкий уровень трудовой, производственной и технологической дисциплины.

Особую социальную и экономическую опасность представляют аварии, связанные со взрывами газа и пыли, поскольку они приводят к наибольшему количеству пострадавших. Вызывает обеспокоенность, что за последнее время на самых высокооснащенных современными высокопроизводительными добычными комплексами шахтах произошло 28 таких взрывов, в результате чего погибли шахтёры.

Учитывая такое положение в угольной промышленности, работники Академии под руководством академика Янко С.В. выдвинули предложения по безопасности труда шахтеров:

1)      дать оценку влияния интенсивности отработки угольных месторождений на показатели травматизма и на этой основе разработать допустимые отклонения фактической производительности от проектной мощности;

2)      совершенствовать технологию скважинной и предварительной внутришахтной дегазации угольных шахт, улучшить использование геофизических методов определения мест скопления газа метана в угольных пластах с целью его извлечения;

3)      разработать безлюдные технологии при отработке угольных месторождений на больших глубинах, создав системы автоматизации очистных комплексов, обеспечивающих работу машин без постоянного присутствия людей;

4)      создать мониторинг безопасного ведения горных работ на угольных шахтах.

 

 Дефицит жидких и газовых энергоносителей в Украине выдвигает перед горной наукой задачи поиска нетрадиционных путей их получения. Одним из таких направлений может быть гидрогенизация бурых и каменных углей собственных месторождений. Научные основы гидрогенизации были разработаны в начале 20 века В.Н.Игнатьевым, Н.Д.Зелинским, Ф.Бергиусом, Ф.Фишером и др. В 30-х годах в некоторых странах, в частности в Германии и Великобритании, были построены промышленные предприятия для получения из угля и каменноугольных смол бензина, дизельного топлива, смазочных масел, парафинов, фенолов и т.п. В 40-х гг. производство жидких продуктов из угля превышало 4 млн.т/год. В 50-х гг. гидрогенизация угля была освоена в промышленном масштабе в СССР.

Однако, в 50-х гг. открыты богатые месторождения нефти в СССР, на Ближнем Востоке и других районах мира. Производство синтетического жидкого топлива из угля практически прекратилось, т.к. его стоимость была в 5-7 раз выше стоимости моторного топлива, получаемого из нефти. В 70-х гг. цена на нефть резко повысилась. Кроме того, стало очевидным, что при существующих масштабах потребления нефти (~3 млрд.т/год) запасы ее, пригодные для добычи экономичными методами, будут истощены уже в настоящее столетие. Проблема вовлечения твердого топлива, главным образом угля, в переработку для получения жидких продуктов-заменителей нефти стала вновь актуальной.

Проблема гидрогенизации углей предусматривает, прежде всего, сделать экономическую оценку целесообразности их переработки с учетом современных условий добычи и транспортировки нефти с одной стороны и себестоимости гидрогенизации – с другой стороны.

Украина имеет два нефтегазоносных региона – на востоке "Днепровско-Донецкая впадина" (ДДВ), на Западе – месторождение Предкарпатье (МП). Месторождение ДДВ характеризуется большими глубинами – 1700-5700 м с остаточными запасами нефти порядка 300-350 млн. тонн, газа – 100-200 млрд. м3. Месторождения МП характеризуются глубинами 300-5600 м с остаточными запасами нефти порядка 350-430 млн. тонн, газа 80-90 млрд. м3.

В связи с большими глубинами залегания нефтегазовых месторождений в коренных породах значительного внимания заслуживает добыча нефти и газа из шельфов Азовского и черного морей. Как отмечают академики Е.И.Крижановской  и Б.В.Копей кроме указанных месторождений основным поставщиком нефти и газа на ближайшие 50-100 лет может стать Азово-Черноморский район, где добыча указанных продуктов будет осуществляться из шельфовых и морских месторождений. Подробно проанализировав историю и опыт глубоководной разработки нефтяных и газовых месторождений с помощью морских плывучих установок, в том числе типа SPAR, а они разработали некоторые рекомендации в морском бурении и добыче нефти и газа в Украине.

Становление Украины как морской нефтедобывающей державы может быть обеспечено включением в разработку и внедрение новых технологий морской нефтедобычи с учетом специфики Черного и Азовского морей. Все это будет невозможно без учета более чем векового опыта добычи нефти на шельфовых и морских месторождениях разных стран. По этой причине достаточно актуальным является проведение анализа параметров и конструктивных схем новых морских плавучих установок, в частности типа SPAR в мире, выявление основных направлений развития технологий и технических средств на всех временных этапах и определений дальнейших направлений развития морской нефтедобычи Украины. Азово-черноморский район может стать, как и Каспийский или Персидский залив, основным поставщиком нефти и газа на ближайшие 50-100 лет. Именно путем разбуривания месторождений нефти и газа Северного моря в 70-ые годы пошли Великобритания и Норвегия, которые уже через 20-30 лет увеличили добычу нефти из акваторий до 150-160 млн. тонн на год. Доля нефти и газа, добытых из континентального шельфа, увеличилась за последние 20-25 лет в мире с 20 до 50-60 %. Разведанные запасы углеводородов в Азовском и Черном морях составляют 1,5 млрд. тонн, а это больше 100 нефтегазовых структур, более 30 из которых могут иметь запасы по 20 млрд. кубометров природного газа каждая. Плотность ресурсов в акватории Черного моря (Прикерченский участок) представляет 30 тыс. тонн нефтяного эквивалента на 1 кв. км.

Одной из проблем добычи нефти и газа на рассматриваемых месторождениях является ограничение водопритока в добывающие скважины. Больших успехов в решении этой проблемы достиг академик Балакиров Ю.А., который разработал технологии ограничения притока воды в добывающие скважины. Так, например, им разработана технология ограничения водопритока в добывающих нефтяных скважинах, которая предусматривает создание водоизоляционного барьера в пласте используется тампонирующий состав с добавкой магнитоактивных веществ. Под действием создаваемого в скважине магнитного поля в пласте образуются изолирующие структуры с повышенной прочностью, благодаря которым ограничивается приток воды к забою добывающей скважины.

Заслуживает внимание технология ограничения водопритока в добывающих скважинах с применением пенных систем. При закачке под высоким давлением в призабойную зону пласта устойчивых пенных систем, стабилизированных полиакриламидом или гипаном, нефтенасыщенные пласты   не теряют своих фильтрационных свойств, а водонасыщенные снижают проницаемость. Поэтому в огромном большинстве случаев приток нефти из пласта в скважину существенно увеличивается при одновременном снижении обводненности продукции.

Положительный эффект получен при испытании и внедрении технологии увеличения производительности нагнетательных  скважин порошкообразной азотной кислотой. Технология создана на основе порошкообразной азотной кислоты, смешанной с другими кислотами и добавочными агентами, играет роль комплексного воздействия на призабойную зону пласта. Неактивная кислота создает химическую реакцию с различными минералами пласта и веществами, создающими закупоривающий эффект и достигает цели для увеличения дебита и водонагнетания.

Как показали рассматриваемые работы разнообразность применяемых технологий главным образом зависит от горно-геологических условий, в которых пробурены нефтяные и газовые скважины, и поэтому требуют постоянного совершенствования.

Современное состояние обогащения таких слабомагнитных полезных ис­копаемых, как хромитовые руды, титан-циркониевые пески, марганцевые руды, окисленные железистые кварциты нуждаются в усовершенствовании техноло­гии обогащения и применяемой обогатительной техники.

В ряду актуальных проблем переработки слабомагнитных руд своей зна­чимостью особо выделяется проблема обогащения окисленных железистых кварцитов, которые являются благоприятным сырьем для получения качест­венного железорудного концентрата. В условиях идеального технологического процесса, каковым является расслоение тонкоизмельченной руды в тяжелых жидкостях, из этих руд можно выделить до 48% концентрата с высокой массо­вой долей железа 65,5-66,1% при извлечении железа на уровне 78-82%. Эти потенциальные возможности обогащения целесообразно иметь в виду при оценке перспектив промышленного обогащения окисленных железистых квар­цитов Кривбасса и КМА.

Успешному освоению переработки окисленных железистых кварцитов должны способствовать следующие ключевые условия:

- наличие эффективной базовой технологии магнитного обогащения сложных тонковкрапленных магнетито-мартито-гематитовых руд;

- наличие эффективных базовых магнитных сепараторов с высокоинтен­сивным магнитным полем для обогащения таких руд;

- наличие эффективной базовой технологии доводки концентратов маг­нитного обогащения железных руд с целью повышения содержания железа;

- отработка технологии магнитного обогащения и конструкции магнитного сепаратора для обеспечения высокого извлечения железа в концентрат магнитного обогащения перед его доводкой флотационным способом с целью повышения содержания железа до 66%.

Базовый сепаратор 6 ЭРМ-35/315 для обогащения окисленных железистых кварцитов был  создан "Научно-техническим центром магнитной сепарации МАГНИС", руководимый почетным членом Академии Улубабовым Р.С. В тендере  в процессе выбора сепаратора  участвовали фирмы KHD (ФРГ), институтов UVR (ЧСФР), "Механобр" (Ленинград) и "Гипромашуглеобогащение" (Луганск). При испытаниях только один сепаратор 6 ЭРМ-35/315 обеспечил показатели, близкие к паспортным и требуемым условиям испытаний.

Опыт Ингулецкого и Полтавского ГОКов по внедрению технологии фло­тационной доводки магнетитовых концентратов позволяет сделать вывод о том, что флотационную доводку концентратов магнитного обогащения железных руд можно рассматривать в качестве надежной базовой технологии, обеспечиваю­щей существенное повышение содержания железа в концентратах магнитного обогащения окисленных руд.

Однако такая доводка ведет к снижению выхода концентрата и снижению извлечения железа. Исследования показывают, что при флотационной доводке концентрата магнитного обогащения окисленных руд повышение массовой до­ли железа с 60% до 66% приводит к снижению извлечения железа на 4-6%. Снижение извлечения ведет к уменьшению производства концентрата и к су­щественному ухудшению экономических показателей обогащения. Для предотвращения таких последствий Академия будет продолжать исследования по данному вопросу на протяжении 2010-2020 годов.

Кроме научно-технического центра "МАГНИС" в решении перечисленных проблем будут принимать участие: группа специалистов под руководством академика Губина Г.В., которая занимается одним из ведущих направлений флотационного процесса – извлечением ультратонких частиц (менее 10 мкм) с помощью носителей; группа ученых под руководством член-корреспондента Воробьева Н.К., которая разрабатывает технологию комплексного обогащения окисленных железных руд, предусматривающею постадийное выделение концентратов, сброс хвостов и долей бедных промпродуктов.

С целью обеспечения горной промышленности взрывчатыми веществами, которые отвечали бы мировым стандартам по безопасности, экологии, эффективности и экономики, сотрудниками предприятия "Интервзрывпром", руководимого членом-корреспондентом Носовым В.Н. созданы эмульсионные взрывчатые вещества (ЭВВ) "Анемикс". Эти ЭВВ способны эффективно дробить породы независимо от крепости, обводненности и трещиноватости. Результаты внедрения "Анемикс" более 45000 тонн на карьерах Украины показали, что его использование позволяет полностью отказаться от тротилосодержащих  ВВ, практически исключить вероятность профзаболеваний у персонала взрывников, снизить до минимума загрязнение грунтовых вод и атмосферы при подготовке и производстве массовых взрывов, эффективно дробить горные породы.

Специалистами "Интервзрывпрома" была разработана конструкция смесительно-зарядных машин (СЗМ), для транспортировки компонентов, приготовления и заряжания скважин.

Благодаря своим высоким потребительским свойствам, относительно низкой цене, "Анемикс" успешно прошел промышленные испытания и применяется более чем на 60 карьерах в 10 областях Украины. Однако по мнению специалистов еще имеются большие резервы в повышении эффективности использования "Анемикса" и поэтому необходимо продолжить целенаправленную работу по оптимизации параметров буровзрывных работ при его использовании.

Характерной особенностью современного развития открытого и подземного способов разработки месторождений является значительная глубина горных работ. На большинстве шахт добычу ведут на глубинах свыше 1000 м, а карьеры достигли глубины свыше 300 м. Складываются условия, при которых ограничиваются технические возможности скипового подъема на шахтах с одной стороны, и значительное удорожание вскрышных работ из-за дальности транспортирования пород на карьерах – с другой стороны. Кроме того, по мере отработки карьеров возникли участки, где для добычи полезного ископаемого необходимо произвести подготовительные работы, связанные с отселением людей из рабочих поселков, перенесением железнодорожных веток, отвода рек и другими обстоятельствами.

Поэтому, одним из важных направлений работы Академии  в ближайшие 10 лет является создание технологии совместной открыто-подземной разработки месторождений, которая позволяет, используя пустоты при подземной разработке, складировать вскрышные породы карьеров.

Выдвинутые основные направления научных исследований Академии горных наук Украины на 2010-2020 годы должны стать основной для формирования программ работы отделений Академии на ближайшее десятилетие, предметом внедрения полученных результатов на предприятиях горной промышленностью Украины, обеспечивая повышение эффективности их работы.

 

Кривой Рог-Киев

25 февраля 2011года

Вхiд користувачiв

Логін:
Пароль:

Пошук

Календар

«  Листопад 2017  »
ПнВтСрЧтПтСбНд
  12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
27282930

Архів записів

Друзі сайту

Почта

Логин:
Пароль:

Газета