Пермские ученые разработали новый метод прогнозирования выбросов соли и газа в калийных рудниках
В Пермском Политехе (ПНИПУ, участник НОЦ «Рациональное недропользование») разработали новый метод прогнозирования газодинамических процессов в калийных пластах, основанный на их структурно-тектонических особенностях.
Газодинамические явления представляет собой внезапные быстрые движения соли и газа вблизи горных выработок, которые несут за собой сильное обрушение пород кровли и повышенные газовыделения. Это в свою очередь приводит к нарушению технологического режима рудника, поломке дорогостоящего оборудования и в отдельных случаях к гибели горнорабочих.
Прогнозирования газодинамических явлений — актуальная задача, которую решают ученые как в России, так и за рубежом. Вместе с тем, среди таких разработок отсутствуют методы, основанные на структурно-тектоническом анализе строения пластов, который во многом определяет газодинамическую опасность на рудниках.
Ученые Пермского Политеха предложили оптимальный метод, позволяющий обрабатывать данные о структурно-тектоническом строении пласта для прогнозирования складчатых структур, опасных по газодинамическим явлениям. По их мнению необходимо проводить анализ антиклинальных складок. В процессе складкообразования в их пределах образуются трещины и расслоения, которые, в большинстве случаев, заполнены свободным газом. При вскрытии таких структур в ходе работ происходит выброс газа в полость горной выработки.
Способ ученых заключается в построении пространственной математической модели по координатам, снятым с геологических профилей подготовительных выработок и интерпретация полученных данных с помощью метода скользящего среднего. Этот метод является наиболее результативным для оценки координат пласта в точках, где они не измерены.
Все необходимые координаты ученые получили с помощью геологических профилей, которые геологи рисуют на калийных рудниках вручную. Для исследования был оцифрованы 41 профиль выработок шахтного поля и выявлены 21767 точек видимых отметок кровли и почвы пластов. Полученные данные позволили создать пространственную модель и провести прогнозирование складчатых структур с помощью метода скользящего среднего
— Данные, на основании которых делаются оценки, разбросаны на площади карты и могут лежать или не лежать в пределах пространственной модели. В методе скользящего среднего расположим окружность на карте так, чтобы центр лежал в точке, по которой должна быть получена оценка. Для этого зададимся размерами фигуры 500х500 м, а количество точек — 30. По всем точкам, лежащим внутри этой фигуры, определяются значения отметок кровли пласта, которые затем используются при получении оценки в центральной точке. Затем эллипс передвигается в следующий узел сетки, и процесс повторяется снова, — объясняет принцип работы метода старший преподаватель кафедры «Разработка месторождений полезных ископаемых» ПНИПУ Елена Лукьянец.
Предложенный учеными метод позволит использовать результаты пространственной модели для местонахождения антиклинальных складок, в пределах которых произошло около 70% от общего количества газодинамических явлений в условиях калийных рудников.
«Технологии разработки месторождений полезных ископаемых» — один из приоритетных научно-технологических проектов Пермского НОЦ «Рациональное недропользование».
Статья с результатами опубликована в сборнике «Известия Тульского государственного университета. Науки о земле», №1, 2023.
