Ухудшение горно-геологических условий подземной разработки угольных месторождений с глубиной приводит к значительному газовыделению в горные выработки, которое на отдельных шахтах достигает 45 м³ и выше на 1 т добытого угля. Существующие нормативные способы дегазации напряженных угольных пластов часто не обеспечивают необходимой для ритмичной работы очистных забоев эффективности дегазации 50 % и выше. В некоторых условиях можно достичь эффективности скважинной дегазации 30 %, что позволяет увеличить нагрузку на лаву до 1 000 т/сут при газовыделении из пласта до 5 м³/мин. Однако на глубинах 1 000-1 300 м при высокопроизводительной работе очистных комплексов выделение газа может достигать 170 м³/мин, что приводит к остановкам забоев по газовому фактору и сдерживает темпы ведения очистных и подготовительных работ. Кроме того, предварительная дегазация пластов осуществляется довольно продолжительное время. Современные достижения в области гидроразрушения горных пород являются основой для разработки малоэнергоемких безопасных и экологически чистых технологий дегазации напряженных газонасыщенных угольных пластов. В статье приведены результаты исследований влияния гидродинамического воздействия (ГДВ) на газонасыщенный пологий угольный пласт и разработки способа дегазации и снижения газодинамической активности напряженных угольных пластов в горные выработки ГДВ. Установлено химическое взаимодействие части свободных радикалов угля с молекулами воды и продуктами ее гидролиза, в результате которого образуются устойчивые соединения, что приводит к снижению концентрации парамагнитных центров (ПМЦ) в угле, и соответственно к уменьшению сорбционного взаимодействия. Шахтными экспериментами впервые установлено влияние гидродинамического воздействия на протекание геомеханических и газодинамических процессов в угольном массиве при образовании зоны интенсивного газовыделения. Разработаны технология и схема дегазации газонасыщенных пологих угольных пластов гидродинамическим воздействием, предусматривающие разделение в пространстве и времени процессов добычи угля и дегазации пластов.

В настоящее время неблагоприятным фактором для окружающей среды в Солигорском горнопромышленном районе является влияние подземных горных работ на рельеф и ландшафтную обстановку. Отмечено, что подтопление и заболачивание на подрабатываемой территории шахтных полей калийных рудников связано со специфическими природными условиями района. Известно, что глинисто-солевые шламы складируют в шламохранилищах. С целью предотвращения фильтрации рассолов и диффузионного проникновения солей в подстилающие грунты и грунтовые воды и недопущения тем самым засоления геологической среды в районах размещения солеотвалов и на откосах ограждающих дамб устраивается противофильтрационный экран. Отмечено, что в последние годы на рудоуправлениях ОАО «Беларуськалий» широко используется технология высотного складирования твердых отходов, что позволяет сократить площади, занимаемые под солеотвалы. В целях предотвращения и ликвидации избыточных рассолов в ОАО «Беларуськалий» внедрен способ биологической рекультивации отработанных шламохранилищ, что предусматривает создание растительного покрова на поверхности почвенно-грунтового слоя и условий для его самовосстановления. Определено, что есть пять степеней загрязнения подземных вод Солигорского промрайона: низкая, средняя, периодически высокая, высокая, катастрофически высокая. Отмечено, что на растительный и животный мир в районе деятельности калийных предприятий отрицательное воздействие оказывают в основном следующие факторы: изъятие земель под промплощадки, солеотвалы и шламохранилища и, как следствие, сокращение площади растительного покрова; затопление, подтопление и заболачивание земель вследствие оседания земной поверхности над отработанными горными выработками; засоление избыточными рассолами прилегающих к предприятию территорий; влияние промышленных пылегазовыбросов. Одним из средств борьбы с засолениями почвы является создание лесозащитных полос.

Загрязнение поверхностных вод является одним из последствий развития современного общества и экономической деятельности на основе эксплуатации природных ресурсов с оказанием постоянного давления на окружающую среду - в целях поддержания высокого уровня жизни здесь и сейчас. Деградация пресноводных водоемов вызвана исчезновением природных водосборных площадей, вырубкой лесов и истощающими природные ресурсы и экологически опасными методами ведения сельского хозяйства, загрязнением рек мусором и сбросом бытовых и промышленных сточных вод в природные водоемы без надлежащей очистки. Основной целью математического моделирования рек является прогнозирование распространения загрязняющего вещества в продольном и поперечном направлении с учетом коэффициента перемешивания вод водоема. Эта статья посвящена мониторингу физико-химических показателей вод на участках отбора проб воды, а также моделированию рассеяния загрязняющих веществ в верхнем течении реки Ист Джиу.

В работе рассмотрены вопросы контроля теплового состояния объектов промышленной группы производственных механизмов на основе обобщенного подхода к пониманию причин и целей диагностирования электромеханических систем (ЭМС) по текущим значениям температуры. Обобщенная математическая модель ЭМС (однородного тела или многомассовой расчетной тепловой схемы замещения) для различных режимов работы объекта позволяет обозначить диагностические признаки (критерии) для принятия конкретных мер по стабилизации его работы. Повышение эффективности контроля теплового состояния объектов можно достичь при использовании приборов бесконтактного измерения распределения температур по всей поверхности объекта. По виду распределения температур по поверхности объектов ЭМС можно сделать вывод о необходимости проведения ремонтных работ. Для эффективного использования бесконтактной тепловизионной техники для диагностики ЭМС на основе изложенных в статье положений разработана программа подготовки специалистов по термометрированию промышленных объектов.

Сложные закономерности поведения массива горных пород определяют особую ответственность при выборе конструкции систем крепления горных выработок, обеспечивающих высокий уровень технологической безопасности. Задачи исследований определяются необходимостью изучения формирования нагрузки на систему «крепь - межрамное ограждение» в процессе формирования вокруг выработки зоны разрушенных пород путем лабораторных исследований на моделях из эквивалентных материалов и структурных моделях. В результате применения методов математического и натурного моделирований выявлена роль межрамного ограждения при формировании нагрузки на рамные крепи. Установлено, что над межрамными ограждениями внутри зоны разрушенных пород образуется свод естественного равновесия, который перераспределяет нагрузку на рамы крепи, а на межрамные ограждения оказывает давление вес пород внутри этого свода. Разработаны требования к межрамным ограждениям рамных крепей горных выработок.

Оптимизация процессов погашения выработанного пространства осуществляется за счет использования свойств дискретных пород. Новое направление совершенствования технологий основано на феномене реализации остаточной прочности пород при заклинивании в процессе подземной разработки структурно-нарушенных скальных месторождений. Целью исследований является уменьшение затрат на погашение выработанного пространства при обеспечении безопасности работ. Цель достигается сравнением вариантов погашения в зависимости от образования свода естественного равновесия пород. Исследование базируется на основе положений строительной механики и механики сплошных сред с использованием феномена проявления остаточной прочности дискретных пород вследствие их заклинивания. Сформулирована концепция погашения выработанного пространства. Приведены сведения о геологическом строении исследуемого сложноструктурного месторождения скальных руд и роли тектонических структур в поведении рудовмещающего массива при вскрытии горными выработками. Приведены результаты исследования состояния массива с выделением характерных инженерно-геологических участков. Рассмотрены варианты поведения рудовмещающего массива в зависимости от естественного заклинивания элементарных структурных блоков пород в пределах свода. Уточнена возможность комбинирования способов погашения изоляцией и закладкой твердеющими смесями. Рекомендована область применения результатов исследования при разработке месторождений твердых полезных ископаемых подземным способом. Определение границ области опасных сдвижений в толще пород на основе использования механизма заклинивания дискретных пород обеспечивает возможность отработки месторождений с большей эффективностью при обеспечении безопасности горных работ. Результаты исследования могут быть востребованы при подземной добыче твердых полезных ископаемых.

Моделирование пласта является мощным инструментом для имитации поведения пласта при первичной добыче, а затем для планирования схем повышения нефтеотдачи пласта (EOR). Однако всё коммерческое и целевое разработанное научное программное обеспечение для этой цели основано либо на методе конечных разностей (FDM), либо на методе конечных объемов (FVM). В последнее время метод конечных элементов (FEM) стал привлекать всё большее внимание в научной и промышленной областях благодаря его надежным результатам и способности работать при сложных границах. COMSOL Multiphysics - это программное обеспечение, основанное на методе конечных элементов, и оно обладает совершенно особыми функциями, которые отличаются от стандартных пакетов программного обеспечения для проектирования разработки пластов, таких как Eclipse или CMG, в которых используется программное обеспечение, основанное на принципе «черного ящика». Самая важная особенность COMSOL заключается в том, что можно видеть уравнение и изменять его в соответствии с потребностями задачи, объединять различные физические процессы/свойства и решать задачи с помощью различных средств, которые находятся в распоряжении пользователя. В этой статье будет представлен краткий обзор FEM, а затем будут рассмотрены и построены математические модели двухфазного несмешивающегося потока вода-тяжелая нефть с использованием COMSOL Multiphysics на основе знаменитой обратной пятиточечной схемы размещения скважин. Сравнение результатов COMSOL Multiphysics и Eclipse показывает их хорошее согласие. Это исследование является первым шагом в использовании COMSOL Multiphysics для моделирования пласта. Дальнейшие шаги будут направлены на моделирование повышения нефтеотдачи за счет тепловой энергии с использованием метода парового заводнения и совместного использования COMSOL Multiphysics с пакетом CMG для улучшения вводных и выходных данных моделирования.