В МГУ им. Ломоносова прошел научный семинар, во время которого был представлен новый математический метод в подходе к расчётам и прогнозированию поведения многосоставных грунтов в условиях горных выработок. Новый метод разрабатывается при непосредственной поддержке компании «Уралкалий» под руководством доктора физико-математических наук, профессора, заместителя заведующего кафедрой дифференциальных уравнений механико-математического факультета МГУ, главного научного сотрудника Института проблем механики им. А.Ю. Ишлинского РАН Алексея Шамаева.

Представленный на базе существующей «теории ползучести» новый способ математического моделирования стал инновационной разработкой, в основу которой легло понятие о «тензоре эффективной ползучести». Это понятие используется в создании методики расчета, в которой учитываются одновременно и «упругие», и «ползучие» характеристики участка горной породой со сложной слоистой структурой (например, в калийных рудниках). Использование этого понятия позволяет удобно рассчитывать поведение многосоставных горных пород как для единого («гомогенного») образования. В противном случае учет каждого элемента структуры породы в отдельности потребовал бы слишком больших вычислительных ресурсов.

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 разнородных сред на большом промежутке времени и значительно повысить точность прогнозов во время и после ведения горных работ на калийных рудниках.

В работе семинара, помимо группы профессора Шамаева и представителей компании «Уралкалий», приняли участие научные сотрудники Горного института УрО РАН, специалисты из ОАО «Галургия» и АО «ВНИИ Галургии», а также профессора факультетов математики из университетов Гумбольдта (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 хотя в основном и справляются с поставленными задачами, но имеют погрешность, которая порой приводит к катастрофическим последствиям.

– Геологическая безопасность является одним из главных условий не только разработки калийных месторождений, но и любых горнодобывающих работ, – отмечает генеральный директор ПАО «Уралкалий» Дмитрий Осипов. – 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 калийщики и ученые сходятся во мнении, что точность прогнозирования можно улучшить. Поэтому «Уралкалий» будет и дальше поддерживать исследования в этом направлении.

– Сейчас мы находимся только в начале процесса построения математической модели, требующей большого количества параметров, описывающих упругие и ползучие свойства горной породы, – говорит доктор физико-математических наук, профессор Алексей Шамаев. – Работа над построением модели и методик сбора параметров потребует кооперации ряда научных и промышленных организаций, тесной совместной работы теоретиков и экспериментаторов.

Поддержать редакцию