Получено точное решение двумерной задачи нестационарного массопереноса при наличии внутреннего источника в форме многоугольника. Проведено тестирование алгоритма конечно-разностного решения задачи переноса и оценена его точность при помощи аналитического решения. Установлено влияние параметров численного алгоритма и параметров процесса на распределение погрешности численного решения.

Викладено основи математичних моделей, які використовуються під час дослідження процесів розповсюдження шкідливих речовин в атмосфері, поверхневих та підземних водах, описано процеси у навколишньому середовищі. Розглянуто питання трансформації речовин у водному середовищі, визначено параметри рівняння переносу домішок у поверхневих водах. Наведено фізичну та геометричну характеристики пористих середовищ.

Изложены основы математических моделей, используемых при исследовании процессов распространения вредных веществ в атмосфере, поверхностных и подземных водах, описаны процессы в окружающей среде. Рассмотрены вопросы трансформации веществ в водной среде, определены параметры уравнения переноса примесей в поверхностных водах. Приведены физическая и геометрическая характеристики пористых сред.

Розроблено математичну модель міграції токсичних речовин у підземних водах у районі великого хвостосховища відходів уранового виробництва. Модель базується на аналітичних розв'язках крайових задач нестаціонарного масопереносу в пористому середовищі. За допомогою розроблених програмних засобів оцінено вплив на рівень забруднення підземних вод одного з таких хвостосховищ, розташованого у Дніпропетровській області. Спрогнозовано динаміку зони забруднення підземних вод нерадіоактивними мікрокомпонентами Be, Cd і Pb у неогеновому водоносному горизонті, який використовується для водопостачання. Надано рекомендації щодо оптимізації існуючої мережі моніторингу.

Індекс рубрикатора НБУВ: Д479

Рубрики:

Прикладна гідрогеологія (загальні роботи).Охорона підземн.вод,використання

Шифр НБУВ: Ж69472 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Обгрунтовано фізико-хімічні параметри керування елементами геотехнічних систем у порушеному масиві під час підземного видобутку корисних копалин. Розроблено систему моделей гідрогазодинамічних і міграційних процесів у порушеному масиві та над його поверхнею, спричинених веденням і згортанням гірничих робіт. Досліджено закономірності детермінованих і випадкових чинників руху води та газів, вилуджування та міграції токсичних речовин під час відпрацювання запасів, функціонування хімічно та радіаційно небезпечних об'єктів, затоплення шахтних полів. Розроблені моделі застосовано на реальних об'єктах у гірничопромислових районах, визначено діапазони параметрів гідрогазодинамічного режиму, за яких створюються безпечні умови для гірничих робіт на завершальному етапі відпрацювання родовищ. На базі моделей і одержаних закономірностей обгрунтовано параметри заходів з керування гідродинамічним режимом і міграцією на гірничодобувних підприємствах.

Обоснованы подходы к прогнозированию гидрогеохимического состояния породного массива при ведении и сворачивании горных работ. На основе соединения стохастических и детерминированных методов разработаны новые модели гидрогазодинамических и миграционных процессов в нарушенном горном массиве, которые позволяют определять рациональные диапазоны технологических параметров и схемы эффективного управления состоянием геотехнической системы. Уделено внимание особенностям взаимодействия жидкой и газовой фаз при вытеснении рудничной атмосферы подземными водами в затапливаемой шахте. Приведены модели фильтрационного массопереноса в нарушенном массиве, адаптированные к условиям горнопромышленных районов Украины.

Раскрыты проблемы загрязнения окружающей среды радиоактивными отходами (РАО). Проанализированы современные подходы к моделированию миграции радионуклидов в подземных водах. Предложены модели и методики для проведения радиоэкологического мониторинга на предприятиях горной промышленности по добыче радиоактивного сырья, а также предприятиях и организациях, выполняющих работы по подзменому захоронению РАО. Уделено внимание аналитическим моделям массопереноса в двумерных областях фильтрации, влиянию миграционных параметров на формирование зон радиоактивного загрязнения подземных вод, прогнозу миграции радионуклидов в подземных водах зоны Чернобыльской АЭС.

Разработана гидрогеомеханическая модель, описывающая распределение деформаций и напряжений в борту карьера с учетом влагопереноса и насыщения пород. Верификация модели выполнена для карьера № 7 "Север" Вольногорского горно-металлургического комбината. Рассчитаны коэффициенты запаса устойчивости борта карьера в зависимости от физико-механических характеристик и влажности вмещающих пород.

Разработана численная модель, учитывающая неоднородность гидрогеологических параметров и комплексно отражающая планово-профильную фильтрацию в пределах проницаемых и разделяющих слоев в условиях их осушения и повторного насыщения. По результатам моделирования выполнена оценка показателей гидродинамического режима в естественных условиях на участке расположения объектов горной промышленности в Кривбассе. На основе оценки отклонений компонент баланса доказана способность модели к сохранению адекватности в фактическом диапазоне входных данных при решении прогнозных задач.

Цель работы - оценка изменений проницаемости трещиноватых пород вследствие возмущений напряженно-деформированного состояния (НДС) вмещающих пород, обусловленных появлением подземной выработки. Объект исследований представлен локальной областью породного массива вокруг горизонтальных выработок на глубинах до 900 м, характерных для рудных месторождений Центральной Украины. Предложена методика, основанная на численном моделировании НДС массива и расчете коэффициента фильтрации по параметрам трещиноватости, что позволяет оценить проницаемость трещиноватых пород в зоне расположения подземных выработок. Верификация модели выполнена для горно-геологических условий Южно-Белозерского месторождения. Изучен характер изменения зоны активной трещиноватости при различных глубинах, свойствах пород и параметрах трещин: длине, величине раскрытия, расстоянии между трещинами, угле наклона. Практический интерес представляет изменение проницаемости как в пределах шахтного поля, так и вокруг отдельных выработок. Установлены закономерности изменения коэффициента фильтрации в зависимости от характеристик трещиноватых пород. Установлены зоны изменения коэффициента фильтрации в 2 - 3 раза относительно значений для ненарушенных пород вокруг выработки при угле падения трещин от 0 до 90 градусов, зависящие от расстояния между трещинами. Наибольшие изменения характерны для угла падения 45 градусов, причем протяженность зон достигает 3 - 5 радиусов выработки. На основании численного моделирования НДС пород проанализированы зоны локальных изменений

проницаемости трещиноватых пород вокруг подземной выработки круглого сечения при различном угле падении трещин. Уточненные значения коэффициента фильтрации в зоне влияния подземных выработок позволяют выполнять обоснованные прогнозы гидродинамического режима в нарушенном массиве пород при затоплении шахт.

Індекс рубрикатора НБУВ: З387

Рубрики:

Акумулятори тепла

Шифр НБУВ: Ж16377 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Цель работы - обосновать геотехнологические параметры способа подготовки и схемы разработки гидрогенных урановых месторождений Монголии методом скважинного подземного выщелачивания. Физико-математическое моделирование миграции продуктивных растворов при подземном выщелачивании урана выполнено методом конечных разностей с помощью специального программного обеспечения Modflow (Schlumberger W. S.). Верификация модели проведена на основании сопоставления с натурными данными, учета гидрогеологических условий месторождения "Ульзит" в Монголии и требуемой точности расчетов. Выполнено инженерно-техническое обоснование погоризонтного способа отработки месторождений с рудными телами на различной глубине. Построена конечно-разностная модель процессов выщелачивания урана для условий гидрогенного месторождения "Ульзит" в Монголии с помощью программного обеспечения ModFlow. В результате моделирования определены параметры фильтрации продуктивных растворов, воспроизведены изменения концентрации урана в блоках выщелачивания, что позволило оценить динамику его извлечения откачными скважинами. Обоснован погоризонтный способ отработки обособленных рудных тел групповыми скважинами с изменяющимися диаметрами и глубиной заложения, что позволяет отделить отрабатываемые горизонты друг от друга. С помощью программного продукта MathCad определены параметры гексагональной схемы расположения скважин для месторождений Монголии. Выполнена оценка финансовых затрат при добыче урана на примере месторождения "Ульзит". Применение погоризонтного способа подготовки обособленных рудных залежей позволяет сэкономить до $ 2,5 млн и до 62 % сократить общее время отработки запасов. Применение рационального радиуса добычной ячейки при гексагональной схеме расположения скважин на месторождениях "Хараат", "Хайрхан", "Гурван-Сайхан" позволяет сэкономить до $ 0,9 млн.

Обоснована перспективность создания универсальных высокоэффективных пылеулавливающих установок путем модернизации имеющегося базового оборудования промышленных предприятий. Разработана простая в изготовлении конструкция электроциклона на базе стандартного циклона ЦН-15-200. Расчет эффективности очистки газов от пыли в электроциклоне выполнен с помощью специальной методики, учитывающей изменение размеров частиц пыли в пределах каждой фракции. Проведенными расчетами показано, что применение электроциклона данной конструкции позволяет увеличить осаждение мелких фракций пыли на 10 - 20 % по сравнению с обычным циклоном. Предлагаемая конструкция электроциклона может быть использована для очистки пылевых выбросов в металлургическом производстве.

Выполнена оценка изменений физико-механических и фильтрационных свойств пород основания строящегося хвостохранилища отходов переработки титаново-циркониевых руд на Мотроновско-Анновском участке Малышевского месторождения ЧАО "Крымский Титан". Вследствие компрессии следует ожидать уменьшения проницаемости суглинка под слоем хвостов, а технологическое уплотнение грунта при сооружении экрана позволяет на порядок уменьшить его проницаемость. Разработана численная модель фильтрации в неогеновом горизонте, учитывающая различные способы экранирования и влияние строящегося карьера. По результатам моделирования установлено, что наличие экрана приведет к сокращению фильтрационных потерь и площади зоны вероятного подтопления; отсутствие экрана может осложнить отбор воды для оборотного водоснабжения из-за утечек из хвостохранилища.

Цель работы - дать количественную оценку экологического эффекта применения аппаратов Электроциклон для снижения уровня загрязнения атмосферы в промышленных городах за счет уменьшения содержания мелких частиц в выбросах пыли металлургических предприятий. Методика основана на моделировании твердых частиц в воздушной среде, описываемом трехмерным уравнением переноса, и диффузии примеси в приземном слое атмосферы над неоднородной поверхностью. В математической модели, основанной на принципе смены стационарных состояний, используются распределенные параметры скорости ветра и повторяемости его направлений. Построена модель для расчета среднегодовых приземных концентраций твердых частиц в воздухе на территории вокруг источников стационарных выбросов пыли при распределенных параметрах скорости ветра. Прогноз на основе численного моделирования показал существенное снижение концентрации пыли вокруг металлургического комбината им. Дзержинского в г. Днепродзержинск в результате снижения доли мелких частиц в пылевых выбросах за счет применения аппарата Электроциклон. Разработан и практически продемонстрирован подход к прогнозированию экологического эффекта снижения техногенного воздействия на состояние воздушной среды, что достигается за счет дополнительной очистки пыли, существенно изменяющей ее дисперсный состав. Разработанная модель, адекватно учитывающая метеорологические условия рассеивания частиц, условия выброса и параметры розы ветров, можно рассматривать как инструмент экологического картирования промышленных регионов. Обоснован экологический и социальный эффект технологических мероприятий по модернизации газоочистного оборудования на Днепровском металлургическом комбинате им. Дзержинского. Сокращение объемов выбросов пыли и снижение доли мелких частиц позволит уменьшить запыленность воздуха на прилегающей территории, тем самым улучшить условия жизни местного населения. На основе предложенного подхода становится возможным обоснованно определять контуры санитарно-защитных зон вокруг предприятий - загрязнителей атмосферы, с адекватным учетом местных условий.

Цель работы - оценка параметров выщелачивания кальция из трещиноватых карбонатных пород при техногенном карстообразовании в различной гидрохимической обстановке и соответствующих изменений фильтрационных свойств. Проведены эксперименты по растворению образцов карбоната кальция в модельных растворах различного ионного состава и минерализации, а также аналитические оценки моделирования изменений фильтрационных параметров трещиноватых карбонатных пород. Проведен комплекс лабораторных исследований и аналитического моделирования. Эксперименты по растворению монолитных образцов известняка растворами различного химического состава и ионной силы позволили количественно оценить кинетику выщелачивания кальция из исследуемой породы. В результате качественной оценки насыщения модельных смесей карбонатом кальция установлена степень агрессивности растворов по отношению к кавернозному известняку. Аналитическими исследованиями установлены диапазоны параметров выщелачивания карбонатных пород. Впервые выполнены эксперименты по исследованию взаимодействия растворов, моделирующих техногенно измененные подземные воды, с монолитными образцами неогенового известняка. Установлена интенсивность растворения карбонатов в растворах различного состава, определены факторы, влияющие на изменение растворимости породы, количественно оценена кинетика выщелачивания. Полученные результаты позволяют адекватно оценивать фильтрационные деформации карбонатных пород под воздействием шахтных вод различного химического состава. Это дает возможность повысить достоверность прогнозирования миграции рассолов в известняках в зонах влияния водоотстойников горнодобывающих предприятий.

Викладено основи математичних моделей і методів, необхідних для здійснення кількісних оцінок, аналізу та прогнозу стану об'єктів природокористування. Розглянуто застосування розподілів випадкових величин, кореляційного та дисперсійного аналізів геологічних об'єктів із перевіркою відповідних статистичних гіпотез, а також методи оптимізації при розв'язанні прикладних задач природокористування. Наведено інструкції до практичних робіт, які дозволяють краще засвоїти принципи моделювання та статистичного аналізу природничих систем.