Отдел №7. Аналитический центр изучения природного вещества при комплексном освоении недр

bobin

 

Заведующий отделом
Вячеслав Александрович Бобин
Профессор, доктор технических наук

 

.
.
.
.
.
.

Область научной деятельности

Центр осуществляет научную и научно-техническую деятельность в соответствии с единым планом НИР Института и планами работы Центра. Область научной деятельности центра — горное недроведение и технологическая минералогия.

Основные направления работы центра:

-обеспечение экспериментально-аналитической базы ИПКОН РАН для выполнения научно-исследовательских работ по  формированию эффективной системы недропользования при добыче и переработке твердых полезных ископаемых;

-разработка   новых   способов   и   методик   комплексного   и   экспрессного анализов минерального сырья;

-работа по решению фундаментальных научных проблем согласно плану НИР

Основные  задачи Центра:

-коллективное использование  высокотехно­логичных научных приборов  и оборудования    для повышения уровня фундаментальных и прикладных иссле­дований;

-определение вещественного состава, физико-химических свойств и структуры геоматериалов.

Основные научные результаты

Научно обоснована теория структурной трансформации газонасыщенного угольного вещества при различного рода внешних воздействиях.

На основе теории структурной трансформации газонасыщенного угольного вещества предсказан и экспериментально подтвержден эффект интенсификации выхода метана из угля при электромагнитном воздействии на газонасыщенное угольное вещество в диапазоне частот от 30-50 кГц до 40-50 мГц для всего ряда метаморфизма углей, а также разработана методика вычисления кинетических параметров угольного вещества, которая позволяет количественно установить временные интервалы развития процесса газовыделения и дифференцированно оценить количество метана, сосредоточенного в основных элементах макроструктуры угольного вещества.

Разработана методика определения минимального количества циклов разгрузки-сжатия и увеличения проницаемости при вибрационном гидровоздействии на добычную зону неразгруженного угольного пласта, достаточного для интенсивного развития макропор-трещин в угольных пластах любой прочности и интенсификации процесса метановыделения из них.

Установлен характер изменения проницаемости пласта вокруг горизонтальных скважин для типичных угольных пластов Кузбасса и разработаны метод оценки размеров зон структурной нарушенности в окрестности горизонтальной скважины, позволяющий увеличить проницаемость угольных пластов почти на три порядка величины, а также методика расчета проницаемости неразгруженных угольных пластов при коллинеарном и компланарном расположении горизонтальных скважин.

Составлены обзорные карты угольных месторождений Беловского, Томь-Усинского и Мрасского районов Кузбасса, где перспективно внедрение технологии извлечения метана из нерагруженных угольных пластов с помощью горизонтальных скважин, а также Ускатского района Кузбасса, где применимо внедрение технологии извлечения метана из нерагруженных угольных пластов с помощью отдельной добычной зоны, расположенной между трещинами гидроразрыва.

Разработана методика рентгенофазового анализа состава неорганической части каменных углей, показавшая, что изучение физико-химических и горно-технологических свойств каменных углей должно включать их исследование с пози¬ции природных органоминеральных композиционных материалов с учетом влияния минеральных включений. При внешних воздействиях (механических, термических, электромагнитных) минеральные частицы играют роль центров концентрации напряжений и генерации дефектов. Глубина и направленность указанных преобразований определяется, помимо степени метаморфизма, элементным и фазовым составом минеральных включений.

Разработаны модели и силовые критерии разрушения микроструктуры газонасыщенного угольного вещества с учетом влияния его минеральных включений, расположенных непосредственно между парой аморфных групп и кристаллитов, образующих поверхность наномикропор, и установлено, что в результате внешнего воздействия трансформация структуры угольного вещества происходит в наномикропорах, содержащих минерал-включения, независимо от их пространственного нахождения в структуре этих пор с образованием внутреннего фильтрацонного микропространства.

Установлено, что комплекс физических свойств алмазоносных пород – кимберлитов, во многом определяется составом вторичных минералов. Получены зависимости, связывающие минеральный и химический состав, а также степень метасоматических преобразований с электрическими, магнитными, и физическими характеристиками кимберлитов. Это позволяет оптимизировать выбор технологических решений по извлечению и обогащению алмазоносного сырья.

 7_2  7_1

Оптический микроскоп «Олимпус» для петрографических исследований

Изображение аншлифа сульфидной руды под микроскопом (увеличение 10х)

7_21 7_3

Cканирующий электронный микроскоп JSM-6610LV

Растровый снимок образца горной породы

 7_4  7_32

Энергодисперсионный спектр минеральной пробы

Дифрактометр рентгеновский для проведения фазового анализа минерального сырья

Техническая база центра формируется на основе технических средств, приобретаемых    за    счет    бюджетных    ассигнований,  хозяйственных    договоров,  грантов РФФИ, других программ расширения материально-технической базы институтов РАН

№п/п

Прибор Название

Назначение

1 Рентгеновский дифрактометр XRD-7000 «SHIMADZU»  Фазовый анализгеоматериалов
2 Рентгенофлуоресцентныйспектрометр ARL Advant’X  IntellipowerARL(Швейцария) Элементный анализгеоматериалов
3 Автоматизированный атомно-абсорбционный спектрофотометр АА-7000«SHIMADZU»,

Элементный анализ геоматериалов

 4 Лабораторная системамикроволновойпробоподготовки MARS 6CEM Corporation  (США) Ускоренноеразложения проб неорганической и органической
5 Сканирующие электронные микроскопы LEO 1420VPJEOLJSM-6610LV Растровая электронная микроскопия  (РЭМ)
6 Микроанализатор OXFORD INСA ENERGY 350 Элементный анализ объектов  РЭМ
7 Микроскоп прямой промышленный OLYMPUS Оптическая микроскопия
8 Тринокулярныйстериомикроскоп SZ-61TR Оптическая микроскопия
9

Конфокальный лазерный сканирующий микроскоп

VK 9700 фирмы KEYENCE  (Япония) Изучение наноразмерных частиц, профилометрия, 3Dизображения
10 Двухлучевой сканирующий спектрофотометр  «SHIMADZU» UV-1700(190-1100нм ) Измерение концентрациифлотореагентов в растворах
11 ИК- фурье-спектрометр с приставками IRAffinty-1«SHIMADZU», Анализ молекулярной структуры
12 Атомно-силовой микроскоп «ИНТЕГРА Прима»  Анализ свойств поверхности
13 Прибор синхронного термического анализа  STA 449 F3 Jupiterтемпературный диапазон от -150°С до 2000°С Изучение термической стабильности, определение температуры фазовых переходов, контроль качества материалов

 Инновационные результаты и технологии

Разработан, создан и прошел испытания опытный экспериментальный образец гигроскопической мельницы для оперативного опробывания руд и пород, реализующий принцип сухого истирания материалов за счет управления силами разрушения на основе гироскопического эффекта.

Назад
Яндекс.Метрика