Заведующая лабораторией
Ольга Николаевна Малинникова
Доктор технических наук
.
.
.
Область научной деятельности
Область научной деятельности лаборатории охватывает науки группы «Геотехнология» в системе наук о Земле. Основным направлением деятельности лаборатории являются исследования, связанные с созданием инновационных, экологически сбалансированных геотехнологий и технологических процессов, ориентированных на комплексное освоение и сохранение недр Земли при разработке полезных ископаемых.
Цель деятельности лаборатории — получение и развитие фундаментальных научных знаний о технологических процессах техногенного воздействия на массив горных пород, совокупность которых составляют основу инновационных геотехнологий, обеспечивающих устойчивое развитие, высокую эффективность, экологическую и промышленную безопасность при комплексном освоении месторождений полезных ископаемых, строительстве подземных сооружений и решении смежных задач.
Основные научные направления лаборатории
— фундаментальные исследования механизмов воздействия на горные породы, формирующих энергоэффективные и ресурсосберегающие технологические процессы извлечения полезного ископаемого из недр Земли;
— разработка теоретических основ и инновационных технологических процессов преобразования полезного ископаемого на месте залегания в конечный продукт с заданными потребительскими свойствами;
— развитие теоретических основ геоконтроля, прогноза и управления напряженно-деформированным, газодинамическим и термодинамическим состоянием техногенно измененного массива горных пород при отработке месторождений полезных ископаемых;
— теоретические исследования и разработка моделей изменения напряженно-деформированного состояния массива горных пород при техногенном воздействии и развития геодинамических, газодинамических и термодинамических процессов в нем;
— исследования физико-механических, физико-химических, механохимических и термодинамических свойств горных пород при различных скоростях нагружения и разрушения;
— исследования механизмов техногенного воздействия на многофазные (твердое -жидкость — газ) среды и разработка технологических процессов отработки месторождений твердых полезных ископаемых включающих флюиды;
— разработка инновационных методов прогноза и технологических способов предотвращения геодинамических и газодинамических явлений; исследование влияния отработки месторождения на сейсмическое состояние региона.
Основные научные результаты
Выполнен комплекс исследований и разработаны базовые технологические процессы высокопроизводительной и энергоэффективной отработки углегазовых месторождений полезных ископаемых подземными геотехнологиями.
Разработаны фундаментальные основы геодинами-ческих, механохимических и термодинамических механизмов формирования выбросоопасных зон в призабойных зонах метаноносных угольных пластов при высокоинтенсивной подземной отработке.
Разработаны методологические основы построения компьютерных трехмерных полноразмерных моделей вскрытия, раскройки и отработки месторождений полезных ископаемых и моделирования изменения напряженно-деформированного состояния массива горных пород при техногенном воздействии и развитии геодинамических, газодинамических и термодинамических процессов в нем.
Разработаны базовые принципы построения аппаратного обеспечения и автоматизированных систем мониторинга и прогноза напряженно-деформированного, газодинамического и геодинамического состояния техногенно измененного массива горных пород при отработке месторождений полезных ископаемых.
Разработана методология применения геофизических моделей в современных системах геоконтроля объектов подземного пространства мегаполисов, базирующихся на полученных ранее функциональных связях параметров волновых пакетов с физико-механическими и реологическими свойствами горных пород, а также на разработанных типовых геолого-геофизических моделях, принципы представления данных в системах геоконтроля подземного пространства мегаполисов.
Инновационная деятельность и реализация разработок лаборатории
- Разработана инструкция по дегазации угольных шахт.
- Разработаны технологические схемы и технологические дегазационные модули для высокоинтенсивной отработки углегазовых месторождений.
- Разработаны методические рекомендации и критерии прогноза выбрсоопасности при отработке угольных пластов подземным способом.
- Выполнен цикл работ по разработке трехмерных моделей кимберлитовых месторождений АК «АЛРОСА» и проведено моделирование и оценка техногенных последствий перехода от открытого способа отработки к подземному.
- Разработана и внедрена в технологический процесс система геомеханического и геофизического мониторинга геодинамических процессов развивающихся в подрабатываемых кимберлитовых породах.
- Разработаны методические рекомендации по организации схем проветривания шахт ОАО «СУЭК Кузбасс» для оценки возможности перевода их на всасывающий или комбинированный способ вентиляции.
Карта изолиний скорости распространения акустических
волн в предохранительном целике рудника «Мир»
На основе результатов инструментальных измерений, проводимых на наблюдательных станциях, размещенных в массиве в переходной зоне на руднике «Мир», и геофизических исследований состояния предохранительного целика, разработаны прогнозные оценки его строения, нарушенности и геомеханического состояния. Проведено математическое моделирование геомеханических процессов, происходящих в горном массиве блока, в том числе в предохранительном целике. Проведена оценка несущей способности предохранительного и противофильтрационного экрана на дне карьера по разным вариантам развития геомеханических процессов в нем.
Выполнен проект «Разработка интегрированной технологии извлечения и утилизации шахтного метана в процессе разработки высокогазоносных угольных пластов». В его рамках:
- Разработан промышленный регламент процесса извлечения и утилизации шахтного метана в процессе разработки высокогазоносных угольных пластов подземным способом.
- Разработана технология комплексного использования ресурсов высокогазоносных угольных месторождений в виде шахтного метана.
- Применение разработанной интегрированной технологии извлечения и утилизации шахтного метана на шахте им. С.М.Кирова (Кузбасс) привело к сокращению выбросов метана, предотвращению взрывов метановоздушных смесей и позволило получать тепло и электроэнергию.
Комплекс технико-технологический решений по дегазации угольных пластов
и утилизации метано-воздушных смесей при подземной угледобыче.
Напряжения в разрезе модели рудника «Мир»
 |
 |
| вертикальные | горизонтальные |
Лаборатория участвовала в работах по ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы», по теме: «Создание технологии прогноза, оценки риска опасных природных и техногенных явлений при подземной разработке твердых полезных ископаемых и выработки технологических решений по их предотвращению на базе интеллектуальной системы поддержки принятия решений и комплексного синтезирующего мониторинга». Разработан технический проект и рабочая документация на автоматизированную систему под-держки принятия технологических решений и ком-плексного синтезирующего мониторинга.
В лаборатории ведутся исследования по грантам РФФИ:
- Развитие теории внезапного лавинного разрушения и методов прогноза опасности газодинамических явлений различной природы в техногенно изменяемых массивах горных пород;
- Теоретические и экспериментальные исследования термодинамических условий протекания сорбционных и газодинамических процессов при нелинейном деформировании и разрушении угля;
- Динамическая неустойчивость и триггерные эффекты в тектонически нарушенном, высоконапря-женном газоносном массиве горных пород при техногенном воздействии.