№70-07
Аналіз впливу потужності вугільного пласта с8н шахти Дніпровська на вміст германію
В.В. Ішков1,2, Є.С. Козій1, О.І. Чернобук3
1Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна
2Інститут геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова НАН України, Дніпро, Україна
3Джорджиан Манганез, Тбілісі, Грузія
Coll.res.pap.nat.min.univ. 2022, 70:76-90
https://doi.org/10.33271/crpnmu/70.076
Full text (PDF)
АНОТАЦІЯ
Мета. Дослідити та проаналізувати вплив потужності вугільного пласта с8н шахти Дніпровська на вміст германіюта розробити об'єктивну (природну) типізацію ділянок вугільного пласта різної потужності за концентраціями цього елемента.
Методика. Фактологічною основою роботи були результати 370 аналізів германію та інших елементів-домішок (їх ще називають «малими елементами»), вимірювань потужності пласту, зольності та сірчистості вугілля виконаних в центральних сертифікованих лабораторіях виробничих геологорозвідувальних організацій України з матеріалу пластових проб отриманих виробничими і науково-дослідницькими підприємствами і організаціями. Для приведення вибірок до одного масштабу вихідні дані нормувались. Для досягнення поставленої мети у роботі використано лабораторні та статистичні методи наукових досліджень з урахуванням та інтерпретації отриманих результатів в геологічних поняттях. У процесі досліджень було здійснено кластеризацію ділянок пласта різної потужності за вмістом Ge зваженим центроїдним медіанним методом, який був реалізований у найпопулярніших професійних статистичних програмних платформах «STATISTICA» та «SPSS» й виконано аналіз результатів кластеризації.
Результати. Реалізація підходу, який викладений в статті, дає можливість запропонувати природну типізацію ділянок за потужністю вугільного пласта по вмісту германію. Аналіз отриманих результатів моделювання свідчить про прояв так званого «закону Зільбермінця» – емпіричної закономірності збагачення деякими елементами (насамперед – германію) приконтактових зон вугільних пластів. Потужність таких шарів звичайно не перевищує 0,2 – 0,3 м.
Наукова новизна. Полягає у встановленні чисельних характеристик диференційного впливу потужності вугільного пласта с8н шахти «Дніпровська» на вміст Ge та розробці природної типізації ділянок із різною потужністю пласта с8н шахти Дніпровська за концентрацією цього елемента.
Практична значимість. Полягає у тому, що запропоновано методичний підхід та алгоритм дій для поділу вугільних пластів на природні, близькі за вмістом Ge і генетично споріднені ділянки, що надає можливість найбільш ефективного планування організаційно-технологічних заходів та виконання їх максимально вірогідної геолого-економічної оцінки, яка спрямована на видобуток Ge з вугілля.
Ключові слова: германій, вугільний пласт, регресійний аналіз, кластерний аналіз, гістограма розподілу, нормований вміст.
Перелік посилань
1. Наумов, А.В. (2007). Світовий ринок германію та його перспективи. Изв. вузов. Цв. Металлургия, 4. 32-40.
2. Naumov, A. V. (2007). World market of germanium and its prospects. Russian Journal of Non-Ferrous Metals, 48(4), 265–272.
https://doi.org/10.3103/S1067821207040049
3. Ішков, В.В., Козій, Є.С., & Клименко, А.Г. (2021). Особливості розподілу германію у вугільному пласті c1 шахти «Дніпровська». Міжнародна науково-технічна конференція «Проблеми розвитку гірничо-промислових районів», 42-50.
4. Ішков, В.В., Козій, Є.С., & Сливний, С.О. (2021). Про розподіл германію у вугільному пласті с8в поля шахти «Західно-Донбаська». Міжнародна конференція молодих вчених «Геотехнічні проблеми розробки родовищ», 27-32.
5. Ішков, В.В., Козій, Є.С., & Чернобук, О.І. (2022) Зв'язок германію із зольністю у вугільному пласті с10в шахти «Дніпровська». Х Міжнародна науково-практична конференція «Технології і процеси в гірництві та будівництві», 25-33.
6. Гольдшмидт, В. М. (1930). "Ueber das Vorkommen des Germaniums in Steinkohlen und Steinkohlenprodukten". Nachrichten von der Gesellschaft der Wissenschaften zu Göttingen, Mathematisch-Physikalische Klasse, 141-167.
7. Зильберминц, В. А., Русанов, А. К, & Кострыкин, В. М. (1936). К вопросу о распространении германия в ископаемых углях. Академику В.И. Вернадскому к пятидесятилетию научной деятельности, 1, 169-190.
8. Павлов, А.В. (1966). Вещественный состав золы углей некоторых районов Западного Шпицбергена. Уч. зап. НИИГА. Региональн. геол, 8, 128-136.
9. ГОСТ 9815-75. Угли бурые, каменные, антрацит и горючие сланцы. Метод отбора пластовых проб.(1975). Изд-во стандартов.
10. ГОСТ 10175-75. Угли бурые, каменные, антрациты, аргиллиты и алевролиты. Методы определения содержания германия. (1975). Изд-во стандартов.
11. ГОСТ 10478-93. Топливо твердое. Методы определения мышьяка. (1993). Изд-во стандартов.
12. ГОСТ 28974-91. Угли бурые, каменные и антрациты. Методы определения бериллия, бора, марганца, бария, хром, никеля, кобальта, свинца, галлия, ванадия, меди, цинка, молибдена, иттрия и лантана. (1991). Изд-во стандартов.
13. Ишков, В.В., & Козий, Е.С. (2014). О классификации угольных пластов по содержанию токсичных элементов с помощью кластерного анализа. Збірник наукових праць НГУ, 45, 209-221.
14. Козій, Є.С. (2017). Особливості розподілу токсичних і потенційно токсичних елементів у вугіллі пласта с10в шахти «Сташкова» Павлоградсько-Петропавлівського геолого-промислового району. Збірник наукових праць «Геотехнічна механіка», 132, 157-172.
15. Ішков, В.В., & Козій, Є.С. (2017). Про розподіл токсичних і потенційно токсичних елементів у вугіллі пласта с10в шахти «Дніпровська» Павлоградсько-Петропавлівського геолого-промислового району Донбасу. Збірник наукових праць «Геотехнічна механіка», 133, 213-227.
16. Козій, Є.С. (2018). Миш’як, берилій, фтор і ртуть у вугіллі пласта с8в шахти "Дніпровська" Павлоградсько-Петропавлівського геолого-промислового району. Вісн. Дніпроп. ун-ту. Геол., географ, 26 (1), 113-120.
https://doi.org/10.15421/111812
17. Ішков, В.В., Козій, Є.С., & Циба, А.С. (2021). Особливості розподілу деяких токсичних та потенційно токсичних елементів у вертикальному розрізі вугільного пласта і «Закон Зільбермінця». Матеріали конференції «Тиждень студентської науки 2021», 238-240.
18. Ішков, В.В. Козій, Є.С., Циба, А.С., & Пономаренко, О.В. (2021). Особливості розподілу деяких токсичних та потенційно токсичних елементів у вертикальному розрізі вугільних пластів Донбасу. Всеукраїнська науково-практична конференція «Актуальні проблеми науково-промислового комплексу регіонів», 80-82.
19. Ішков, В.В., & Козій, Є.С. (2017). Про розподіл токсичних і потенційно токсичних елементів у вугіллі пласта с7н шахти "Павлоградська" Павлоградсько-Петропавлівського геолого-промислового району. Вісн. Київ. нац. ун-ту. Геологія, 79 (4). 59-66.
https://doi.org/10.17721/1728-2713.79.09
20. Ішков, В.В. (1999). Проблеми геохімії «малих» і токсичних елементів у вугіллі України. Наук. вісник НГА України, 1, 128-132
21. Юдович, Я.Э. (1978). Геохимия ископаемых углей. Наука.
22. Юдович, Я.Э. (1965). Распределение элементов в вертикальном профиле угольных пластов. Недра, 7, 134-142.
23. Юдович, Я.Э., & Keтрис, М.П. (2005). Селен в углях. Геопринт.
24. Козій, Є.С., & Ішков, В.В. (2017). Класифікація вугілля основних робочих пластів Павлоградсько-Петропавлівського геолого-промислового району по вмісту токсичних і потенційно токсичних елементів. Зб. наук. пр. «Геотехнічна механіка», 136, 74-86.
25. Ишков, В.В., Сердюк, Е.А., & Слипенький, Е.В. (2003). Особенности применения методов кластерного анализа для классификации угольных пластов по содержанию токсичных и потенциально токсичных элементов (на примере Красноармейского геолого-промышленного района). Сб. науч. тр. НГУ, 1 (19), 5-16.
26. Ішков, В.В., Чернобук, О.І., Березняк, О., & Дьячков, П.А. (2022). Дослідження методів кластеризації ділянок різної потужності вугільного пласта з метою створення їх природної типізації за вмістом германію (на прикладі пласта с8н шахти «Дніпровська», Україна). Problems of the development of modern science. Proceedings of the ХХXIV International Scientific and Practical Conference, 86-95.
https://doi.org/10.46299/ISG.2022.1.34
27. Козар, М.А., Ішков, В.В., Козій, Є.С., & Стрєльник, Ю.В. (2021). Токсичні елементи мінеральної та органічної складової вугілля нижнього карбону Західного Донбасу. Геологічна наука в незалежній Україні: Збірник тез наукової конференції Ін-ту геохімії, мінералогії та рудоутворення ім. М.П. Семененка НАН України, 55-58.
28. Єрофєєв, А. М., Ішков, В. В., Козій, Е. С., & Барташевський, С. Є. (2021). Дослідження методів кластеризації родовищ нафти Дніпровсько-Донецької западини з метою створення їх класифікації за вмістом металів (на прикладі V). Наукові Праці ДонНТУ. Серія Гірничо-Геологічна, 1–2(25–26), 83-93.
https://doi.org/10.31474/2073-9575-2021-1(25)-2(26)-83-93
29. Kozii, Ye.S. (2021). Toxic elements in the с1 coal seam of the Blahodatna mine of Pavlohrad-Petropavlivka geological and industrial area of Donbas.Collection of scientific works "Geotechnical Mechanics", 158, 103-116.
https://doi.org/10.15407/geotm2021.158.103
30. Kozii,Ye.S. (2021). Arsenic, mercury, fluorine and beryllium in the с1 coal seam of the Blahodatna mine of Pavlohrad-Petropavlivka geological and industrial area of western Donbas. Collection of scientific works "Geotechnical Mechanics",159, 58-68.
https://doi.org/10.15407/geotm2021.159.058
31. Kozii,Ye. (2020). Coal height of coal seam k5 of "Kapitalna" mine.Proceedings of the "Widening Our Horizons": International Forum for Students and Young Researchers,399-401.
32. Yerofieiev, A.М., Ishkov, V.V., Kozii, Ye.S., & Bartashevskiy, S.Ye. (2021). Geochemical features of nickel in the oils of the Dnipro-Donetsk basin. Collection of scientific works "Geotechnical Mechanics", 160,17-30.
https://doi.org/10.15407/geotm2021.160.017
33. Ішков, В.В., & Козій, Є.С. (2020). Розподіл ртуті у вугільному пласті c7н поля шахти «Павлоградська». Наукові праці Донецького національного технічного університету. Серія: «Гірничо-геологічна», 1-2(23-24), 26-33.
https://doi.org/10.31474/2073-9575-2020-3(23)-4(24)-26-33
34. Kozii, Ye. (2021). Chromium in the coal seams of the Chervonoarmiiskyi geological and industrial area of Donbas. Proceedings of the "Widening Our Horizons": International Forumfor Students and Young Researchers,453-455.
35. Ішков, В.В., & Козій, Є.С. Розподіл арсену та ртуті у вугільному пласті k5 шахти "Капітальна", Донбас. Мінерал. журн. 2021, 43 (4), 73-86.
https://doi.org/10.15407/mineraljournal.43.04.073
36. Ішков, В.В., & Козій, Є.С. (2020). Деякі особливості розподілу берилію у вугільному пласті k5 шахти «Капітальна» Красноармійського геолого-промислового району Донбасу. Вісник ОНУ. Сер.: Географічні та геологічні науки, 25 (1(36)), 214-227.
https://doi.org/10.18524/2303-9914.2020.1(36).205180
37. Ішков, В.В., & Козій, Є.С. (2020). Особливості розподілу свинцю у вугільних пластах Донецько-Макіївського геолого-промислового району Донбасу. Вид-во ІГН НАН України. Серія тектоніка і стратиграфія, 47, 77-90.
https://doi.org/10.30836/igs.0375-7773.2020.216155
38. Mametova, L.F., Mirek, A., & Kozii, Ye.S.(2020). Pyritization of the Middle Carboniferous Sandstones of the Donbas. Mineral. Journ. (Ukraine), 42(2), 14-19.
https://doi.org/10.15407/mineraljournal.42.02.014
39. Ишков, В.В., & Козий, Е.С. (2021). Накопление Co и Mn на примере пласта с5 Западного Донбасса как результат их миграции из кор выветривания Украинского кристаллического щита. Материалы Международного совещания по геологии россыпей и месторождений кор выветривания «Россыпи и месторождения кор выветривания XXI века: задачи, проблемы, решения», 160-162.
40. Kozar, M.А., Ishkov, V.V., Kozii,Ye.S., & Pashchenko, P.S. (2020). New data about the distribution of nickel, lead and chromium in the coal seams of the Donetsk-Makiivka geological and industrial district of the Donbas. Journ. Geol. Geograph. Geoecology, 29(4),722-730.
https://doi.org/10.15421/112065
41. Ішков, В.В., & Козій, Є.С. (2019).Аналіз поширення хрому і ртуті в основних вугільних пластах Красноармійського геолого-промислового району. Вид-во ІГН НАН України. Серія тектоніка і стратиграфія, 46, 96-104.
https://doi.org/10.30836/igs.0375-7773.2019.208881
42. Нестеровський, В.А., Ішков, В.В., & Козій, Є.С. (2020). Токсичні і потенційно токсичні елементи у вугіллі пласта с8н шахти «Благодатна» Павлоградсько-Петропавлівського геолого-промислового району. Вісник Київського національного університету. Геологія, 88(1), 17-24.
http://doi.org/10.17721/1728-2713.88.03
