При поддержке "Уралкалия" изобретен новый способ прогнозирования поведения горных пород
В МГУ прошел научный семинар, во время которого был представлен новый математический метод в подходе к расчетам и прогнозированию поведения многосоставных грунтов в условиях горных выработок, разработанный при поддержке компании "Уралкалий". Исследованиями руководит заместитель заведующего кафедрой дифференциальных уравнений механико-математического факультета московского госуниверситета, научный сотрудник Института проблем механики им. А.Ю. Ишлинского РАН — Алексей Шамаев.
Как рассказали Накануне.RU в пресс-службе "Уралкалия", представленный на базе существующей "теории ползучести" новый способ математического моделирования стал инновационной разработкой, в основу которой легло понятие о "тензоре эффективной ползучести". Это понятие существенно используется в создании методики расчета, в которой учитываются одновременно и "упругие" и "ползучие" характеристики участка горной породы со сложной слоистой структурой (например, в калийных рудниках). Использование этого понятия позволяет удобно осуществлять расчеты поведения многосоставных горных пород, как для единого ("гомогенного") образования. В противном случае, учет каждого элемента структуры породы в отдельности потребовал бы слишком больших вычислительных ресурсов.
"Сейчас мы находимся только в начале процесса построения математической модели, требующей большого количества параметров описывающих упругие и ползучие свойства горной породы. Работа над построением модели и методик сбора параметров потребует работы и кооперации ряда научных и промышленных организаций, тесной совместной работы теоретиков и экспериментаторов", - рассказал Шамаев.
Новый метод моделирования разрабатывается с прицелом на максимально прикладное применение в средах, в которых оперирует компания "Уралкалий" и другие компании калийной отрасли по всему миру. Новая математическая модель потенциально позволит применить "теорию ползучести" для прогнозирования поведения гетерогенных (разнородных) сред на большом промежутке времени и значительно повысить точность прогнозов поведения рудных тел во время и после ведения горных работ на калийных рудниках.
"Геологическая безопасность является одним из главных условий не только разработки калийных месторождений, но и любых горнодобывающих работ. Мы полагаем, что текущая ситуация с точностью прогноза поведения пород во время и после ведения горных работ может быть существенно улучшена. Мы заинтересованы в поддержке научных изысканий, направленных на повышение качества прогнозов. В результате, мы потенциально сможем снизить существующие геологические риски, присущие нашей отрасли. Нам еще предстоит кропотливая исследовательская работа и научная дискуссия, призванная ответить на вопрос как должны реализовываться предлагаемые прогнозные механизмы. Тем не менее, уже сейчас мы с коллегами учеными сходимся во мнении, что точность прогнозирования можно улучшить, поэтому мы будем и дальше поддерживать исследования в этом направлении", - отметил гендиректор "Уралкалия" Дмитрий Осипов.
В работе семинара, помимо группы профессора Шамаева и представителей "Уралкалия", приняли участие научные сотрудники Горного института УрО РАН, специалисты из ОАО "Галургия" и АО ВНИИ "Галургии", а также профессора факультетов математики из университетов Гумбольдт (Берлин, Германия) и Пенсильвании (США).
По мнению экспертов, участвовавших в семинаре, в мировой калийной индустрии, которая существует уже много лет, долгосрочная прогнозная часть по геологическим рискам имеет серьезные возможности для улучшения.
С начала промышленной добычи калийных солей зарегистрированы сотни аварий на калийных месторождениях в США, Канаде, Франции, Германии, России и других странах. Это наводит на мысль, что существующие методы, хоть, в основном, и справляются с поставленными задачами, но имеют погрешность, которая, порой, приводит к катастрофическим последствиям.