Заведующий отделом
Сергей Дмитриевич Викторов
профессор, доктор технических наук
.
.
.
.
.
.
.
.
.
Область научной деятельности
Научные направления работы отдела соответствуют основным направлениям фундаментальных научных исследований государственных академий наук (распоряжение Правительства Российской Федерации от 27 февраля 2008 г. № 233-р).
Исследования отдела выполняются по следующим разделам Наук о Земле:
- Комплексное освоение недр и подземного пространства Земли, разработка новых методов освоения природных и техногенных месторождений.
- Катастрофические процессы природного и техногенного происхождения, сейсмичность – изучение и прогноз.
- Эволюция окружающей среды и климата под воздействием природных и антропогенных факторов, научные основы рационального природопользования, использование традиционных и новых источников энергии.
Отдел занимается научной деятельностью, связанной с решением проблем геомеханики и разрушения горных пород применительно к процессам комплексного освоения недр.
Основные научные направления отдела
Проблема разрушения горного массива для обеспечения эффективного, безопасного и комплексного освоения недр. Теоретические основы взрывного разрушения массивов горных пород и разработка методов эффективного освоения недр.
Проблема теоретического обоснования разработки новых высокоэнергетических источников взрывного разрушения массивов горных пород.
Теоретическое описание процессов деформирования, квазистатического и динамического (катастрофического) разрушения, как отдельных элементов, так и массива горных пород в целом при подземной и открытой добыче полезных ископаемых.
Теоретическое описание многофазного и многомерного масса переноса флюидов в горных породах, включая катастрофические его проявления.
Разработка технологий крупномасштабного взрывного разрушения горных пород на открытых и подземных работах, обеспечивающих снижение количества массовых взрывов и существенно повышающих производительность труда на горнодобывающих предприятиях.
Теоретические основы образования наночастиц в технологических процессах горного производства, особенности их распространения в атмосфере, инструментального контроля и влияния на экологические системы.
Разработка основных положений управления риском техногенных катастроф и уменьшения последствий их проявления при освоении недр. Анализ техногенного риска при разработке месторождений в сложных горно-геологических условиях.
Основные научные и научно-практические результаты
Выполнено научное обоснование энергетического принципа работы зарядов при взрывном разрушении горных массивов.
Предложено и реализовано направление развития промышленных взрывчатых веществ, изготавливаемых непосредственно на горных предприятиях, ставшее доминирующим в отечественной и зарубежной практике.
Разработаны: методология расчета горного давления и сдвижения подрабатываемой толщи горных пород; методология оценки риска опасных техногенных геомеханических процессов; теория отрывного разрушения иерархически структурированных горных пород; теория техногенных суфляров в угольных шахтах; численный метод решения нелинейных задач теории фильтрации газа в угольных пластах; методы определения проницаемости углей, насыщенных метаном; теория горных ударов в целиках; теория локации источников акустической эмиссии в массивах горных пород. Обоснованы гидродинамическая модель и гидродинамический эффект сжатия угольного пласта.
Создана теория формирования полей напряжения в горном массиве при действии групп сближенных зарядов («пучков скважин»).
Предложена концепция и теория крупномасштабного взрывного разрушения горных пород, определившие новое научно-техническоенаправление в буровзрывных работах на горных предприятиях.
Разработаны методические основы экспериментальной идентификации микро- и наночастиц в продуктах разрушения горных пород и возможные механизмы их образования. Даны прогнозные оценки выхода сверхтонких фракций при взрыве. В результате экспериментальных исследований получены доказательства образования наноразмерных фракций при механическом разрушении горных пород в горном производстве.
Разработаны алгоритм расчёта взрывного рушения и методика управляемого взрывного дробления горных пород на пластовых угольных месторождениях.
Инновационные технологии
Предложены и внедрены простейшие взрывчатые веществ повышенной энергии различных видов. В настоящее время более половины используемых в горной промышленности взрывчатых веществ изготавливается вблизи мест их применения.
Созданы и внедрены методы управления горным давлением при подземной разработке рудных ме-сторождений.
Обоснованы возможности увеличения масштабов взрывной подготовки к выемке массивов горных пород на крупнейших карьерах России.
Обоснована и внедрена технология крупномас-штабной взрывной отбойки железных руд в сей-смоактивных районах Сибири.
Разработан и создан опытный образец жесткой фильтрационной камеры в комплексе с контрольно-измерительной системой, алгоритмами и программами для исследования деформационных, фильтрационных и сорбционных свойств трещино-пористых геоматериалов и протекающих в них процессов. Установка позволяет фиксировать, измерять и варьировать величину деформаций образцов кернов.
 |
 |
| Схема формирования волн напряжения при использовании сближенных зарядов |
Моделирования структуры микроразрушения горной породы |