183

В союзе с математиками. Как обезопасить разработки калийных месторождений?

Еженедельник "Аргументы и Факты" № 13. АиФ-Прикамье 29/03/2016
По словам Алексея Шамаева, нужна научная кооперация, чтобы создать новый метод моделирования для калийных рудников.
По словам Алексея Шамаева, нужна научная кооперация, чтобы создать новый метод моделирования для калийных рудников. Пресс-служба «Уралкалий»

Понятно, что сегодня каждая ответственная добывающая компания старается предупредить природные и техногенные катаклизмы ещё на стадии проектирования и разработки рудника. 
Благо современные технологии и научные разработки помогают это сделать. Сейчас ведущие математики страны занимаются разработкой передовой математической модели, которая позволит прогнозировать поведение горных пород во время и после ведения работ в калийных рудниках, выявлять и контролировать потенциально опасные места. Вопросы и возможности создания такой модели недавно обсудили на крупном международном научном семинаре в МГУ им. Ломоносова. 

Идеально не бывает

По словам профессора Владимира АСАНОВА, д. т. н., директора Института калия ПНИПУ, перед началом разработки шахты всегда создают её идеальную модель и проводят многочисленные исследования.

Так, прочность образца из калийной шахты измеряют с помощью лабораторного пресса, который давит с усилием до 12 т. И чтобы просчитать и представить все процессы, которые происходят в руднике под землёй, нужно провести сотни подобных испытаний. Но загвоздка в том, что в природе идеальных условий не бывает. 

– Если условия нестандартные и предполагаются какие-то аномалии, то нужны ещё более сложные эксперименты и расчёты, - поясняет Владимир Асанов. 

Поэтому, чтобы точнее представлять и прогнозировать, как при разработке месторождений поведут себя пласты различных минералов на глубине в сотни метров, компания «Уралкалий» обратилась за помощью к ведущим математикам страны. Сегодня этими вопросами и исследованиями занимается группа учёных во главе с профессором Алексеем ШАМАЕВЫМ, д. ф.-т. н., главным научным сотрудником Института проблем механики им. А. Ю. Ишлинского РАН.

Научная кооперация

Первые результаты совместной работы учёных и калийщиков обсудили на семинаре, который недавно прошёл в МГУ им. Ломоносова. В нём, помимо группы профессора Шамаева и представителей калийной компании, участвовали научные сотрудники Горного института УрО РАН, специалисты из ОАО «Галургия», а также профессора факультетов математики из университетов Гумбольдта (Берлин, Германия) и Пенсильвании (США). Такой внушительный и представительный состав неслучаен. По словам Алексея Шаваева, нужна научная кооперация, чтобы создать новый метод моделирования для калийных рудников. 

– Сейчас мы начинаем процесс построения математической модели. Она требует знания большого числа параметров, которые описывают упругие и ползучие свойства горной породы. И здесь одной нашей группе не справиться. Нужна кооперация научных и промышленных организаций, тесная совместная работа теоретиков и экспериментаторов, - рассказывает Алексей Шамаев. - Одни добывают данные, другие ставят эксперименты, третьи пишут программы, четвёртые создают модели. На выходе рассчитываем создать такую программу, которая позволяла бы получать качественный прогноз по руднику и горным выработкам, выделять потенциально опасные места. 

Тензор ползучести

На семинаре Алексей Шамаев представил новый математический метод расчёта и прогнозирования того, как многосоставные грунты ведут себя в условиях горных выработок. Он базируется на «теории ползучести», одновременно учитывает «упругие» и «ползучие» характеристики участка горной породы со сложной слоистой структурой, как в калийных рудниках.

Как пояснил Александр Шамаев, в основу нового способа математического моделирования легло понятие «тензор эффективной ползучести». Оно позволяет рассчитывать поведение многосоставных горных пород как для единого (гомогенного. - Авт.) образования. Это заметно упрощает и облегчает создание модели. Ведь в противном случае, если отдельно учитывать каждый элемент структуры породы, понадобятся слишком большие вычислительные ресурсы.

Новый метод моделирования разрабатывают с прицелом на максимально прикладное применение в тех средах, в которых работают калийные компании во всём мире. Учёные уверены, что он позволит значительно повысить точность прогнозов поведения рудных тел как во время, так и после завершения горных работ на калийных рудниках. И вместе с этим - заранее увидеть слабые и потенциально опасные места на месторождениях. Это поможет предотвратить природные и техногенные катаклизмы.

– Геологическая безопасность - одно из главных условий не только разработки калийных месторождений, но и любых горнодобывающих работ. Мы полагаем, что точность прогноза поведения пород во время и после завершения горных работ на руднике можно серьёзно улучшить. Поэтому мы заинтересованы в поддержке научных исследований, направленных на повышение качества таких прогнозов. В результате мы потенциально сможем снизить существующие геологические риски, присущие нашей отрасли, - уверен Дмитрий ОСИПОВ, генеральный директор ПАО «Уралкалий».
По его словам, впереди ещё предстоит кропотливая исследовательская работа, чтобы довести до ума и практического применения предлагаемые учёными прогнозные механизмы. После семинара в МГУ к разработке модели калийщики готовы подключить и других известных математиков и учёные группы, чтобы совместными усилиями решить эту задачу гораздо быстрее. 

Смотрите также:

Оставить комментарий (0)

Также вам может быть интересно

Загрузка...

Топ 5 читаемых

Самое интересное в регионах