AP13268891 «Разработка эффективных технологических схем отбойки маломощных залежей, обеспечивающих снижение разубоживания руды, с учетом геомеханического состояния массива горных пород», научный руководитель проекта Суимбаева Айгерим Маратовна
Актуальность. Создание технологических схем по оптимизации параметров буровзрывных работ (БВР), обеспечивающих снижение разубоживания руды с учетом геомеханического состояния массива горных пород при отбойке маломощных рудных тел с сильнотрещиноватыми устойчивыми вмещающими породами, всегда было важной задачей в горнодобывающей промышленности.
На сегодняшний день практически во всех маломощных месторождениях разубоживание руды является не решенной проблемой. Особенностью технологии освоения месторождения являются сверхплановое разубоживания руды за счет прихвата прилегающей толщи вмещающих пород, что обусловлено такими свойствами массива, как неблагоприятная ориентация трещин, вмещающих пород, трещиноватая структура массива и слабое сцепление двух разных литологических разностей (руда-порода) и т.д. Последствие сверхпланового разубоживания приводит к увеличению расходов на транспортировку излишней горной массы за счет прихвата породного массива и переработку руды, а в конечном итоге к увеличению себестоимости полезного ископаемого.
Оптимизация параметров БВР на основе комплекса геотехнических работ может стать ответом на вопрос, как обеспечить снижение затрат и повысить эффективность проходческих и очистных работ при сохранении высокого качества добываемого полезного компонента. Следовательно, снижение показателя разубоживания руды является актуальной научно-практической задачей.
Цель проекта
Целью проекта является проведение геотехнологических исследований по районированию участков месторождения по рейтингу устойчивости горных пород согласно геологическому индексу прочности для разработки оптимальных паспортов буровзрывных работ по отбойке маломощных рудных тел в зависимости от их мощности, обеспечивающий снижение разубоживание руды.
Ожидаемые и достигнутые результаты
В ходе реализации проекта проведены исследования по изучению закономерностей снижения сейсмического воздействия силы взрыва на законтурный массив и проведена оценка эффективности предварительно разработанных паспортов БВР, обеспечивающих разубоживание руды. Обоснованы наиболее эффективно используемые рейтинговые показатели устойчивости к горно-геологическим условиям месторождения «Жолымбет» и выполнено районирование участков месторождения по категории устойчивости. Создана геотехническая блочная модель для оценки геомеханического состояния массива горных пород вокруг очистного блока с учетом влияния качества взрывных работ и геологического индекса прочности. Разработаны паспорта БВР по отбойке маломощных рудных тел с учетом их мощности, геологического индекса прочности и изменения параметров взрывных скважин. Проведены опытно-промышленные испытания разработанных технологических схем отбойки маломощных рудных тел в условиях рудника «Жолымбет».
Опубликованы: 1 статья в высокорейтинговом научном журнале, индексируемом международной базой данных SCOPUS; 1 статья в журнале, входящем в базу КОКСНВО; получено 1 свидетельство о государственной регистрации прав интеллектуальной собственности
Исследовательская группа
- Суимбаева Айгерим Маратовна — PhD, и.о. доцента кафедры РАиОТ, научный руководитель.
Индекс Хирша – 3, Researcher ID — AAC-8234-2022,
ORCID — 0000-0001-6582-9977, Scopus Author ID – 5720477692
- Имашев Аскар Жанболатович — PhD, заведующий кафедры РМПИ, научный консультант.
Индекс Хирша – 6, Researcher ID – ABC-2138-2021,
ORCID — 0000-0002-9799-8115, Scopus Author ID — 57204153972
Список публикаций в 2023 году
- Salkynov A., Zeitinova S., Rimkulova A., Suimbayeva A. Research into deformation processes in the rock mass surrounding the stoping face when mining sloping ore deposits // Mining of Mineral Deposits, 2023, №17(2) С.82-90 https://doi.org/10.33271/mining17.02.082 (БД Scopus, процентиль – 67)
- Imashev A.Zh., Suimbayeva A.M., Mahmudov D., Auelbekova A. Review analysis of modern methods for determining ore dilution // Труды Университета, 2023. – №3(92). – С.166-171. https://doi.org/10.52209/1609-1825_2023_3_166 (КОКСНВО)
- Суимбаева А.М., Имашев А.Ж., Мусин А.А. Improving the quality of blasting indicators by studying the natural stress field and the impact of the blast force on the rock mass // Свидетельство о внесении сведений в государственный реестр прав на объекты, охраняемые авторским правом № 35437 от «4» мая 2023 года.
Информация для потенциальных пользователей
Паспорта буровзрывных работ будут работать на минимальное сейсмическое воздействие на законтурный массив горных пород, что в свою позволит снизить разубоживание руды до проектного показателя. Снижение разубоживания руды позволить сократить объем транспортировки лишней горной массы, стабилизировать геомеханическое состояние массива горных пород и повысить безопасность ведения горных пород.
Область применения. При разработке паспортов буровзрывных работ по отбойке маломощных рудных тел.
AP13268843 «Исследование нефтегазоносности домезозойского комплекса Арыскумского прогиба Южно-Торгайского бассейна», научный руководитель Мадишева Р.К.
Актуальность
В Арыскумском прогибе нефтяные и газовые залежи приурочены в основном в юрских и меловых отложениях, а также девонско-нижнекаменноугольными образованиями квазиплатформенного комплекса и дезинтегрированными выступами фундамента. Ныне существуют 52 месторождений нефти и газа, выработанность начальных извлекаемых запасов которых достаточно высока. Нефтегазопроявления домезозойских образований вплоть до промышленных притоков нефти позволяют делать выводы о наличии в них определенного потенциала нефтегазоносности. В этой связи определение происхождения нефти и прогноз направления миграции углеводородов является актуальной для обоснования глубокого бурения, с целью восполнения минерально-сырьевой базы страны.
Цель
Генетическая типизация углеводородов, определение флюидосообщаемости структур и определение направления миграции по результатам биомаркерного анализа и фингерпринтинга нефтей месторождений Арыскумского прогиба Южно-Торгайского нефтегазоносного бассейна.
Ожидаемые и достигнутые результаты:
Результаты анализа новых данных по геохимии углеводородов Южно-Торгайского бассейна позволили сделать следующие выводы:
- По результатам пиролитического анализа керна, позволяющего оценить генеративный потенциал нефтедобывающей породы, установлено, что изученные образцы по содержанию Сорг (от 0,47 до 1,41), а также по параметру S2 (от 1,1 до 9 мг УВ/г породы) имеют потенциал от плохого к хорошему.
- Определение типа керогена по графику зависимости Сорг от углеводородного потенциала показало, что подавляющее большинство исследованных образцов относится к типу керогена II и III, и только образец с глубины 1897,36 м, с максимальным TOC и S2 находятся в пределах керогена I типа. Характеристики керогена и исходного органического вещества по пиролитическим параметрам HI, Tmax относятся к керогену II-III типа, предположительно с нефтегазообразованием и керогену I типа с вероятной нефтегенерацией.
Водородный (HI) и кислородный индексы (OI) исследованных образцов, позволяющие определять фациально-генетические типы органического вещества, указывают на преимущественно гумусовое и реже гумусово-сапропелевое происхождение, что позволяет сделать вывод о органическое вещество исследованных проб накапливалось в умеренно восстановительных условиях (кероген III и II типов) и прибрежно-морской среде (кероген I типа).
Органическое вещество исследованных проб по показателю Tmax относится к термически зрелым, однако степень зрелости органического вещества керна с глубины 1682,9 м (дауловая свита) и 1896,54 м (кумкольская свита) ниже. оценивается как низкий.
- По значениям Pr/Ph первичная нефтепродукция органического вещества Акшабулакского грабена формировалась в субокислительных условиях, а Аксайского горста и Бозингенского грабена – в окислительной среде.
В исходном органическом веществе нефтей аксайского горста отмечено повышенное содержание гаммацерана, свидетельствующее о более высокой минерализации бассейна. Установлено образование исходного нефтеобразующего вещества нефтей из меловых отложений, отложившихся, по-видимому, в морских, возможно, мелководных условиях.
- Изотопный состав углерода (δ13С) нефтей позволил выявить генетическую связь исследованных образцов нефтей Арыскумской котловины с органическим веществом сапропелевого типа (кероген типа I и II), а также их образованием из органического вещества смешанных гуминовых -сапропелевый тип.
- Результаты представленных геохимических исследований свидетельствуют о возможности прогнозирования новых зон нефтегазонакопления в отложениях нижней и средней юры, занимающих значительные объемы осадочного выполнения грабенов, что в свою очередь позволяет расширить представление о углеводородный потенциал этих месторождений в разрезе Южно-Тургайского бассейна.
Рисунок 1. Графики (a) геохимический разрез исходных пород образцов кернового материала скважины Р-4; (b) зависимости ТОС от углеводородного потенциала в исследуемых образцах керна Арыскумского прогиба Южно-Торгайского бассейна, Казахстан
Рисунок 3. Графики меловых отложений Арыскумского прогиба Южно — Торгайского бассейна; a — зависимость водородного индекса (HI) от Tmax юрско: b — корреляционная зависимость между водородным индексом (HI) и кислородным индексом (OI), Казахстан.
Исследова тельская группа
- Мадишева Рима Копбосынкызы — научный руководитель, PhD, старший научный сотрудник КазМИРР, и.о. доцента кафедры ГРМПИ
Индекс Хирша — 1
ResearcherID: M-3883-2014
Scopus Author ID: 57216301476
https://orcid.org/0000-0003-1167-6113
- Портнов Василий Сергеевич — научный консультант, д.т.н. профессор кафедры ГРМПИ
Индекс Хирша — 2
ResearcherID: N-1982-2015
Scopus Author ID: 55750611900
https://orcid.org/0000-0002-4940-3156
Публикация за 2023 г:
Madisheva, R.K., Portnov, V.S., Amangeldiyeva, G.B. et al. Geochemical prerequisites for the formation of oil and gas accumulation zones in the South Turgay basin, Kazakhstan. Acta Geochim (2023). https://doi.org/10.1007/s11631-023-00660-4
Информация для потенциальных пользователей:
Полученные экспериментальные данные и выводы, следуемые из них, могут быть использованы для прослеживания путей миграции углеводородов и спрогнозировать масштабы нефте- и газонакоплений данного региона.
AP13268841 «Разработка технологии поддержания подготовительных горных выработок для условий угольных шахт» научный руководитель Жумабекова Айла Ермековна
Актуальность заключается в обеспечении обоснованных технологических решений по определению параметров крепи для ее эффективной эксплуатации и может быть достигнута при разработке и внедрении технологии и средств с обоснованием параметров крепления, учитывая напряженно-деформированное состояние вмещающих пород, что позволит снизить трудовые и материальные затраты при эксплуатации горных выработок, а также достигнуть высокого технико-экономического эффекта и повышения безопасности подземных горных работ.
Цель проекта
Разработка технологии поддержания подготовительных выработок на основе управления напряженно-деформированным состоянием приконтурного массива горных пород впереди очистного забоя.
Ожидаемые и достигнутые результаты:
— разработка технологии и средств крепления с учетом геомеханического состояния массива и схем развития горных работ (подать заявку на патент; свидетельство об интеллектуальной собственности: на программу ЭВМ или учебное пособие);
— формирование прогрессивных технологических решений, изготовление опытно-промышленной партии средств контурного упрочнения горного массива и произведении мониторинга внедряемых технологий крепления контуров выработок (испытание опытно-промышленных партий различного назначения);
— опытно-промышленная апробация и реализация результатов исследований по совершенствованию технологических схем проведения выработок с канатными и составными анкерами в условиях шахты (акт шахтных опытно-промышленных испытаний);
— создание прогрессивных способов крепления при проведении выработок в зонах геологических нарушений, зонах повышенного горного давления (технологические схемы), в т.ч. с синтетическими смолами.
Рисунок 1. Посещение в рамках научно-исследовательской работы по проекту рудника «Нурказган» ТОО корпорация «Казахмыс»
Рисунок 2. Ознакомление с работой Карагандинского литейно-машиностроительного завода в рамках научно-исследовательской работы по проекту
Исследовательская группа
- Жумабекова Айла Ермековна — научный руководитель, старший преподаватель кафедры «Разработка месторождений полезных ископаемых»
Индекс Хирша — 2.
Author ID в Scopus: 57209741110
Researcher ID Web of Science: AAA-6811-2022
ORCID ID: 0000-0002-1501-5382
Researcher ID in Publons: AAA-6811-2022
- Демин Владимир Федорович — научный консультант, профессор кафедры «Разработка месторождений полезных ископаемых»
Индекс Хирша — 3.
Author ID в Scopus: 57212219714
Researcher ID Web of Science: AAD-7143-2022
ORCID ID: 0000-0002-1718-856X
Researcher ID in Publons: AAD-7143-2022
Список публикаций
- Усенбеков М.С Исабек Т.К., Полчин А.И, Жумабекова А.Е. Динамика метановыделения при ведении горных работ в зонах геологических нарушений. Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал), 2022, (12), С. 141–151. (Scopus 36%). Цитирование 3. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2022_12_0_141, https://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-85143989145&origin=resultslist
- Issabek T., Ussenbekov M., Zhumabekova A. Gas control in mines of the Karaganda basin (Republic of Kazakhstan). Key trends of integrated innovation-driven scientific and technological development of mining regions : monograph. — Petroșani, Romania : UNIVERSITAS Publishing, 2023. — Р. 150-176. https://doi.org/10.31713/m1208
Информация для потенциальных пользователей
Подземные горные выработки на шахтах Карагандинского угольного бассейна находятся в неустойчивом состоянии (по смещениям пород кровли, почвы и боков), поддерживаются со значительными материальными затратами и трудоемкостью работ, что следует из-за отсутствия обоснования по соответствию параметров их крепления условиям эксплуатации в заданных горно-геологических, технических и производственных условиях. Принятие обоснованных технологических решений по определению параметров крепи и эффективной эксплуатации необходима геомеханическая прогнозная оценка деформированного состояния пород вмещающего горного массива вокруг периметра горных выработок. Разработка и внедрение технологии и средств с обоснованием параметров их крепления с учетом напряженно-деформированного состояния вмещающих пород позволит снизить трудовые затраты и материальные при эксплуатации подземных горных выработок.
На сегодняшний день одним из актуальных направлений развития угольной отрасли является разработка и апробация технологичных ресурсосберегающих способов и активных средств крепления выработок со стабилизацией горного массива для достижения высокого технико-экономического эффекта и повышения безопасности горных работ.
Область применения
Горнодобывающая промышленность, техника и технология добычи твердых полезных ископаемых, внедрение, сопровождение и ремонт горных работ.
AP13268798 «Разработка и промышленная апробация технологических схем по упрочнению ослабленной зоны горных пород при пересечении геологического нарушения подготовительной выработкой» н.р. Халикова Э.Р.
Актуальность
В связи с ростом глубины разработки месторождений полезных ископаемых горно-геологические условия постоянно ухудшаются.
Повышение устойчивости горных выработок является одной из важнейших задач при подземной разработке месторождений полезных ископаемых.
Неудовлетворительное состояние горных выработок обусловливает трудно учитываемые косвенные финансовые и трудовые затраты, а также оказывает отрицательное влияние на ряд процессов, связанных с технологией выемки угля (транспорт, вентиляция водоотлив и т. д.). Поэтому проблема устойчивости горных выработок остаётся одной из наиболее актуальных и определяющих эффективность работы угольных шахт в различных бассейнах страны.
Перспектива развития представленного научного направления для подземных работ в угольной отрасли РК в настоящее время зависит от использования результатов научно-прикладных исследований и проведения опытно-промышленной апробации на угольных шахтах Карагандинского бассейна. Поэтому опытно-промышленные испытания и коммерциализация казахстанской технологии предотвращения обрушений массива в зонах повышенных смещений из-за различного рода нарушений залегания вмещающих пород при проведении подземных выработок на основе численного моделирования напряженно-деформированного состояния массива горных пород является актуальной задачей в области горных работ в различных горнотехнических условиях подготовки и схем отработки угольных пластов.
Цель проекта
Разработка технологических схем по упрочнению ослабленной зоны горных пород при пересечении геологического нарушения подготовительной выработкой, обеспечивающих повышение устойчивости горных пород, окружающих выработку.
Ожидаемые результаты. В результате проекта будут или разработаны:
- Будут опубликованы не менее 2 (двух) статей в журналах из первых трех квартилей по импакт-фактору в базе данных Web of Science или имеющих процентиль по CiteScore в базе данных Scopus не менее 50.
- Будут опубликованы не менее 2-х научных статей в журналах, входящих в базу КОКСНВО, РИНЦ.
- Будет издана монографии на русском языке в отечественном издательстве.
- Планируется получение 1 патента в казахстанском патентном ведомстве, 1 свидетельств о регистрации объектов авторского права.
- Будет получен акт внедрения на технологические разработки.
- Будет создана веб-страница на сайте университета, на которой будут указана краткая информация о проекте, полученных результатах, сведениях об участниках проекта и др.
- Результаты исследований будут использованы в подготовке учебно-методических материалов по специальности «Горное дело» студентов бакалавриата, магистратуры и докторантуры.
Рисунок 1 – Исследовательская работа в рамках проекта на промышленных предприятиях Карагандинского региона
Исследова тельская группа
- Халикова Эльвира Равиловна — научный руководитель, PhD, старший научный сотрудник КазМИРР, старший преподаватель кафедры «Разработка месторождений полезных ископаемых».
Индекс Хирша — 1. Author ID в Scopus: 57212216553
Researcher ID Web of Science: ABE-4117-2021
ORCID ID: 0000-0003-1501-8492
Researcher ID in Publons: ABE-4117-2021
https://person.kstu.kz/halikova-elvira-ravilovna/
- Демин Владимир Федорович — научный консультант., д.т.н., профессор кафедры «Разработка месторождений полезных ископаемых».
Индекс Хирша — 3. ORCID ID: 0000-0002-1718-856X
Author ID в Scopus: 57212219714
Researcher ID Web of Science: AAD-7143-2022
Researcher ID in Publons: AAD-7143-2022
https://person.kstu.kz/demin-vladimir-fedorovich/
Список публикаций
- Zholmagambetov, N., Khalikova, E., Demin, V., Balabas, A., Abdrashev, R., & Suiintayeva, S. (2023). Ensuring a safe geomechanical state of the rock mass surrounding the mine workings in the Karaganda coal basin, Kazakhstan. Mining of Mineral Deposits, 17(1), 74-83. https://doi.org/10.33271/mining17.01.074
- R. Khalikova, V.F. Diomin, R.A. Mussin, A.P. Krakovsky, U.Zh. Khanafin. Monitoring of the stress-strain state during preparatory workings. Комплексное использование минерального сырья. 2023. №1. 68-75. https://doi.org/10.31643/2024/6445.08
- Патент РК № 7955 Канатный анкер/ Халикова Э.Р., Демин В.Ф., Исаков Б.К., Жумабекова А.Е., Демина Т.В., Абдрахман Е.А, Танекеева Г.Д., Балабас А.Ю.; опубл. 14.04.2023.
Информация для потенциальных пользователей
В результате реализации проекта будут разработаны технологические схемы установки разработанной крепи, обеспечивающей снижение затрат на поддержание выработок в нарушенном горном массиве, соизмеримом по амплитуде с вынимаемой мощностью пласта при мотивации выполнения работ по повышению безопасности и эффективности добычи угля на шахтах Карагандинского бассейна.
Область применения
Горнодобывающие производства угольной отрасли с распространением полученного научно-технического потенциала на подземные горнорудные предприятия.