Природоподобные решения некоторых проблем горного производства
Д.И. Борисенко
Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт», г. Москва, Российская Федерация
Горная Промышленность №4 / 2025 стр. 86-90
Резюме: Убыль запасов урана и тория в разведанных месторождениях и на складах может быть компенсирована за счёт извлечения их из угля. Поскольку чем больше урана в угле, тем более он склонен к самовозгоранию, важная проблема на пути разработки таких углей – подземные (эндогенные) пожары в угольных пластах. Однако, используя принципы природоподобия, можно рассмотреть эти пожары не как проблему, а как процесс обогащения ураном содержащей его среды. При сгорании угля в образующейся золе увеличивается концентрация радиоактивных элементов. В связи с этим интерес представляют очаги пожара и максимально точное определение пространственно-временного положения их границ. Для этого представляется перспективным применение акустической диагностики. Для упрощения технологии извлечения радиоактивных элементов из содержания очагов пожара в угольных пластах предлагается использовать неметаллические анкерные крепи. Цель настоящей работы – рассмотреть пожары в угольных пластах не как проблему угольной промышленности, а как возможность для получения урана.
Ключевые слова: уголь, уран, истощение запасов, дефицит урана, содержание урана в угле, очаги пожара в угольных пластах, природоподобие, акустическая диагностика, анкерная крепь
Благодарности: Автор выражает глубокую признательность сотрудникам Курчатовского института В.Ю. Бландинскому, В.М. Вершинину, А.В. Гролю, М.В. Кормилицыну, В.А. Невинице, Е.В. Родионовой, П.А. Фомиченко, В.Ф. Шикалову и Т.Д. Щепетиной за ценные консультации и предоставление литературы, а также М.Р. Сарухановой и М.В. Цапакиной за поиск информации и Е.Г. Байракдар за корректировку рукописи.
Для цитирования: Борисенко Д.И. Природоподобные решения некоторых проблем горного производства. Горная промышленность. 2025;(4):86–90. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2025-4-86-90
Информация о статье
Поступила в редакцию: 11.05.2025
Поступила после рецензирования: 10.06.2025
Принята к публикации: 20.06.2025
Информация об авторе
Борисенко Дмитрий Иванович – кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник, Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт», г. Москва, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Список литературы
1. Weiss R., Gandolfi S. Nuclear three-body short-range correlations in coordinate space. arXiv:2301.09605. https://doi.org/10.48550/arXiv.2301.09605
2. Егорова И.В. Перспективы мирового рынка природного урана. Руды и металлы. 2023;(1):6–16. https://doi. org/10.47765/0869-5997-2023-10001 Egorova I.V. Prospects for the natural uranium world market. Ores and Metals. 2023;(1):6–16. (In Russ.) https://doi.org/10.47765/0869-5997-2023-10001
3. Сендеров С.М. Воспроизводство минерально-сырьевой базы ТЭК как важнейшая составляющая обеспечения энергетической безопасности России. В кн.: Методические вопросы исследования надежности больших систем энергетики: материалы 96-го заседания Международного научного семинара им. Ю.Н. Руденко, г. Архангельск, 15–19 июля 2024 г. Иркутск: Институт систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН; 2024. С. 40–50.
4. Ибламинов Р.Г. Геолого-промышленные типы месторождений полезных ископаемых. Рудные месторождения. Пермь: ПГНИУ; 2021. 278 с. Режим доступа: https://elis.psu.ru/node/642780 (дата обращения: 21.04.2025).
5. Никитенко С.М., Патраков Ю.Ф., Никитенко М.С., Кизилов С.А., Харлампенкова Ю.А. Геотехнологические перспективы использования радиационных свойств угля и породы. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2021;(6):181–189. https://doi.org/10.15372/FTPRPI20210617 Nikitenko S.M., Patrakov Y.F., Nikitenko M.S., Kizilov S.A., Kharlampenkova Y.A. Radiation properties of coal and barren rocks: geotechnical applications. Journal of Mining Science. 2021;57(6):1041–1048. https://doi.org/10.1134/S106273912106017X
6. Юдович Я.Э., Кетрис М.П. Уран в углях. Сыктывкар; 2001. 84 с.
7. Сидорова Г.П., Крылов Д.А. Радионуклиды в углях и продуктах их сжигания. Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2016;61(2):75–78. Режим доступа: https://medradiol.fmbafmbc.ru/issues?id=328 (дата обращения: 21.04.2025). Sidorova G.P., Krylov D.A. Radioactive elements in coals and their combustion products. Medical Radiology and Radiation Safety. 2016;61(2):75–78. Available at: https://medradiol.fmbafmbc.ru/issues?id=328 (accessed: 21.04.2025).
8. Арбузов С.И., Ильенок С.С., Чекрыжов И.Ю. Радиоактивные элементы (U, TH) в углях Северной Азии. В кн.: Язиков Е.Г. (ред.) Радиоактивность и радиоактивные элементы в среде обитания человека: материалы 4-й Международной конференции, г. Томск, 20–24 сент. 2021 г. Томск: Национальный исследовательский Томский политехнический университет; 2021. С. 55–62.
9. Борисенко Д.И., Семенов Е.В. Экономический ущерб от подземных пожаров в Китае и России. В кн.: Наука и общество 2019: материалы Национальной научной конференции с международным участием, г. Кърджали (Болгария), 2-3 окт. 2019 г. Кърджали: Издава «РКР Принт» ООД; 2019. Т. 7. С. 495–500.
10. Менделеев Д.И. Нефтяная промышленность в Северо-Американском штате Пенсильвании и на Кавказе. СПб.: тип. т-ва «Обществ. польза»; 1877. 304 с.
11. Ковальчук М.В., Нарайкин О.С., Яцишина Е.Б. Природоподобные технологии: новые возможности и новые вызовы. Вестник Российской академии наук. 2019;89(5):455–465. https://doi.org/10.31857/S0869-5873895455-465 Kovalchuk M.V., Naraikin O.S., Yatsishina E.B. Nature-like technologies: new opportunities and new challenges. Vestnik Rossiiskoy akademii nauk. 2019;89(5):455–465. (In Russ.) https://doi.org/10.31857/S0869-5873895455-465
12. Волков В.Г., Чесноков А.В.; Пономарев-Степной Н.Н. (ред.) Реабилитация радиационного наследия. Научно-технический опыт Курчатовского института. М.: ИздАТ; 2008. 119 с.
13. Новоселов С.В., Попов В.Б., Голик А.С. Оценка риска возникновения эндогенных пожаров в угольных шахтах. Уголь. 2020;(5):21–25. https://doi.org/10.18796/0041-5790-2020-5-21-25 Novoselov S.V., Popov V.B., Golik A.S. Risk assessment of endogenous fires in coal mines. Ugol’. 2020;(5):21–25. (In Russ.) https://doi.org/10.18796/0041-5790-2020-5-21-25
14. Голынская Ф.А. Степень метаморфизма как главный генетический признак самовозгорающихся углей. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2013;(7):164–169. Режим доступа: https://giab-online.ru/files/Data/2013/7/164-169-Golinskaya_-_6_str.pdf (дата обращения: 21.04.2025). Golynskaya F.A. Metamorphism intensity as the main genetic trait of self-combustion coal. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2013;(7):164–169. (In Russ.) Available at: https://giab-online.ru/files/Data/2013/7/164-169-Golinskaya_-_6_str.pdf (accessed: 21.04.2025).
15. Сидорова Г.П., Маниковский П.М., Якимов А.А., Овчаренко Н.В. Оценка потенциальной опасности углей и отходов их переработки на угольных месторождениях Приаргунской группы Забайкальского края. Горный информационноаналитический бюллетень. 2024;(12):62–77. Режим доступа: https://giab-online.ru/files/Data/2024/12/12_2024_62-77. pdf (дата обращения: 21.04.2025). Sidorova G.P., Manikovskiy P.M., Yakimov A.A., Ovcharenko N.V. Hazard assessment of coals and processing waste in the Argun area in Transbaikalia. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2024;(12):62–77. (In Russ.) Available at: https://giab-online.ru/files/Data/2024/12/12_2024_62-77.pdf (accessed: 21.04.2025).
16. Голынская Ф.А. Оценка геологических факторов самовозгорания углей ведущих угольных бассейнов. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2010;(11):193–203. Режим доступа: https://giab-online.ru/files/Data/2010/11/Golynskaya_11_2010.pdf (дата обращения: 21.04.2025). Golynskaya F.A. The evaluation of coal ignitability factors at the largest coal basins. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2010;(11):193–203. (In Russ.) Available at: https://giab-online.ru/files/Data/2010/11/Golynskaya_11_2010.pdf (accessed: 21.04.2025).
17. Крылов Д.А., Сидорова Г.П. Оценка содержания радиоактивных элементов в углях и продуктах их сжигания. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2015;(7):369–376. Krylov D.A., Sidorova G.P. Evaluation of the content of radioactive elements in coals and products of combustion. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2015;(7):369–376. (In Russ.)
18. Anghelescu L., Diaconu B.M. Advances in detection and monitoring of coal spontaneous combustion: techniques, challenges, and future directions. Fire. 2024;7(10):354. https://doi.org/10.3390/fire7100354
19. Коршунов Г.И., Мироненкова Н.А., Полещук А.А. Актуальные методы определения очагов самовозгорания на угольных шахтах. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2025;(5):169–180. Режим доступа: https://giabonline.ru/files/Data/2025/5/04_2025_169-180.pdf (дата обращения: 21.04.2025). Korshunov G.I., Mironenkova N.A., Poleshchuk A.A. The topical methods of detecting spontaneous combustion sources in coal mines. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2025;(5):169–180. (In Russ.) Available at: https://giab-online.ru/files/Data/2025/5/04_2025_169-180.pdf (accessed: 21.04.2025).
20. Борисенко Д.И. Акустический способ диагностики очагов пожаров в угольных пластах. Уголь. 2013;(9):44–45. Borisenko D.I. Acoustic method of the fire centers diagnostics in coal layers. Ugol’. 2013;(9):44–45. (In Russ.)
21. Kong B., Zhong J., Lu W., Hu X., Gao L., Zhuang Z. et al. Progress in the study of acoustic effects and precursor characteristics during spontaneous combustion of coal. Coal Science and Technology. 2025;53(2):211–221. (In Chinese) https://doi.org/10.12438/cst.2024-0157
22. Lee M.R. et al. Vibroseis application becoming world-wide. World Petroleum. 1963;34(3):85.
23. Pietsch K., Slusarczyk R., Dec J. O możliwości lokalizowania stref bezpokładowych przy zastosowaniu sejsmiki węglowej. Zeszyty naukowe politechniki slaskiej. Serie: Gornictwo. 1987;155(1021):157–170.
24. Потапов С.Л. Контроль перемещения фронта горения и состояния кровли при подземном сжигании угля с использованием взрывных сигнализаторов [дис. ... канд. техн. наук]. М.; 1990. 164 с.
25. Гладун Ю.В. Разработка сейсмоакустических методов контроля границ выработанного пространства при подземном сжигании угля [автореф. дис. … канд. техн. наук]. М.; 1990. 19 с.
26. Лебедев В.А., Карабута В.С. Проблемы обеспечения радиационной безопасности в нефтедобывающей промышленности России. Молодой ученый. 2016;(1):257–261. Режим доступа: https://moluch.ru/archive/105/24728/ (дата обращения: 21.04.2025). Lebedev V.A., Karabuta V.S. Problems of the provision of the radiation safety in the oil industry of Russia. Molodoi Uchenyi. 2016;(1):257–261. (In Russ.) Available at: https://moluch.ru/archive/105/24728/ (accessed: 21.04.2025).
