Большая Советская Энциклопедия (СС)
Шрифт:
Начиная с военных лет, получил распространение открытый способ добычи полезных ископаемых, были построены крупнейшие горные предприятия, созданы механизированные комплексы для горнодобычных и транспортных работ (Е. Ф. Шешко, Н. В. Мельников, А. В. Топчиев, П. И. Городецкий, Б. И. Сатовский и др.).
Научно-техническая революция повлекла за собой резкое увеличение потребности народного хозяйства в полезных ископаемых. В 60—70-е гг., ввиду сложности и специфичности проблем, научные исследования получают более узкую специализацию. Для натурных исследований условий залегания месторождений разработаны методы определения напряжённого состояния массива горных пород, его деформаций и сдвижений под воздействием горных работ. Разработан (Г. Н. Кузнецов) и получил применение в геомеханике метод моделирования эквивалентными материалами. На основе теории предельного состояния и вероятностно-статистических методов обоснованы инженерные экспериментально-аналитические
Предложены и внедрены эффективные системы разработки применительно к мощным крутым угольным пластам (Н. А. Чинакал, Т. Ф. Горбачев и др.), средства комплексной механизации очистной выемки в разнообразных горно-геологических условиях, комплексы с индивидуальной металлической крепью и механизированные комплексы, включающие узкозахватные выемочные машины, гидрофицированные крепи, передвижные конвейеры и другое оборудование (А. В. Докукин, В. Н. Хорин, В. Г. Яцких и др.), средства комплексной механизации проведения и крепления горных выработок, проходческие комплексы (Н. М. Покровский, Я. Б. Кальницкий, Д. И. Малиованов и др.), а также методы расчёта параметров исполнительных органов очистных и проходческих машин (Л. И. Барон и др.).
Созданы научные основы эксплуатации рудных месторождений — систем разработок, схем вскрытия, технологических процессов, средств механизации (Н. И. Трушков, Н. А. Стариков, М. И. Агошков, Г. М. Малахов и др.).
Разработаны технологические схемы ведения очистных работ и типовые модели угольных шахт (А. С. Кузьмич, М. И. Устинов и др.). В рудничной аэродинамике созданы аналитические методы расчёта вентиляционных систем проветривания шахт (А. А. Скочинский, В. Н. Воронин, В. Б. Комаров и др.). На основе изучения газоносности месторождений основных бассейнов предложен метод прогноза её изменения с глубиной залегания пластов (Г. Д. Лидии и др.). Разработана и внедрена предварит. дегазация угленосных толщ, а также дегазация с дневной поверхности через скважины.
Предложены инженерные способы осушения месторождений, замораживания обводнённых горных пород, специальные способы проходки выработок и агрегаты для проходки стволов шахт с поверхности (Г. И. Маньковский, Н. Г. Трупак и др.). Созданы основы подземной гидравлической добычи угля: инженерные расчёты разрушения пластов угля мониторными струями в подземных условиях, гидравлический транспорт угля и его гидроподъём с больших глубин (В. С. Мучник, Г. П. Никонов и др.).
Одним из важных направлений развития горной науки становятся физико-технические исследования пород как объектов воздействия при горных разработках (Л. И. Барон, В. В. Ржевский, М. М. Протодьяконов-младший и др.). Разработаны основы теории разрушения горных пород взрывом и инженерные методы расчёта зарядов взрывчатых веществ, определяющие степень дробления и объёмы направленного перемещения взорванной горной массы (М. А. Садовский, Н. В, Мельников, Г. П. Демидюк, Г. И. Покровский и др. ).
Научно обоснованы технология и комплексная механизация вскрышных и добычных работ открытого способа разработки (Н. В. Мельников, В. В. Ржевский, Б. П. Боголюбов и др.). Созданы теоретические основы и инженерные методы расчётов по разработке россыпных месторождений (С. М. Шорохов и др.).
Вскрыты закономерности процессов гидромеханизации открытых разработок: гидравлические разрушения пород и их гидротранспорта, складирования, использования средств гидромеханизации для совмещения процессов разработки и обогащения полезных ископаемых (Н. Д. Холин, Г. А. Нурок, Г. П. Никонов, А. П. Юфин и др.).
Углублены теоретические основы гравитационного, флотационного, электромагнитного и других способов обогащения полезных ископаемых. Исследовано действие наложенных силовых полей (магнитных, электрических, вибрационных, ультразвуковых, радиационных), позволяющих интенсифицировать существующие процессы обогащения. Созданы комбинированные обогатительно-гидрометаллургические схемы переработки ископаемого сырья с применением сорбционных, экстракционных, ионообменных процессов, позволяющих экономично извлекать компоненты из бедных руд, промышленных растворов, сточных вод с одновременным обезвреживанием последних (И. Н. Плаксин, П. В. Лященко, В. Я. Мостович, В. И. Классен, Б. Н. Ласкорин, С. И. Полькин, В. А. Глембоцкий и др.).
Выделилась в 70-х гг. в самостоятельный раздел горной науки геотехнология, теоретически обосновавшая способы добычи, основанные на переводе твёрдых полезных ископаемых в подвижное состояние непосредственно на месте их залегания (А. И. Кириченко, В. Ж. Арене и др.). Разрабатываются научные основы и создаётся специальное оборудование для подводной добычи полезных ископаемых и
начаты опытные работы на шельфе по их извлечению.Созданы методы технико-экономического анализа, определения оптимальных параметров шахт и рудников с учётом основных и оборотных фондов (Л. Д. Шевяков, М. И. Агошков, П. З. Звягин и др.).
Выявлены особенности и обоснованы принципы оптимальной разработки полезных ископаемых, учитывающие горно-геологические условия их залегания, потери и разубоживание, уровень развития горной техники (Н. В. Мельников, М. И. Агошков, А. Н. Омельченко и др.).
Успешно развиваются горные науки, относящиеся к бурению скважин и разработке нефтяных и газовых месторождений.
Исследования в области бурения на нефть и газ были направлены на создание высокоэффективной техники и технологии турбинного бурения. В 20-х гг. создан и испытан в промышленных условиях редукторный турбобур для бурения нефтяных и газовых скважин (М. А. Капелюшников и др.). В 30—40-е гг. разработана теория безредукторных осевых турбобуров, созданы и широко внедрены безредукторные турбобуры (П. П. Шумилов, М. Т. Гусман, Р. А. Иоаннесян, Э. И. Тагиев), сыгравшие решающую роль в освоении нефтяных и газовых месторождений СССР в послевоен. период. Развивается теория работы турбобуров с разделяющимся потоком жидкости, что позволило сконструировать машины для глубокого бурения нефтяных и газовых скважин и проходки шахтных стволов. Созданы турбинные буры для проходки скважин большого диаметра (Г. И. Булах).
Разработаны принципы принудительного искривления скважин с большим отклонением забоя относительно устья при бурении забойными двигателями (М. П. Гулизаде, А. Г. Калинин). Широкое применение получило кустовое размещение скважин (Ф. С. Половин, С. А. Оруджев, В. И. Муравленко и др.), позволившее существенно уменьшить отчуждение земельных угодий, рационально использовать площади морских оснований и приэстакадных площадок и обеспечить ускоренное развитие добычи нефти в морских акваториях и в заболоченных районах Западной Сибири. Успешно ведутся теоретические и экспериментальные исследования разрушения горных пород при бурении скважин (Л. А. Шрейнер и др.). Созданы высокопроизводит. буровые долота из сверхтвёрдого сплава. Разработаны, исследованы и широко внедрены в практику бурильные трубы из алюминиевого сплава, позволяющие существенно повысить скорости бурения (В. Ф. Штамбург и др.).
Большое внимание уделяется теоретическому и экспериментальному исследованию гидродинамики в бурении (Р. И. Шищенко, Б.С.Филатов, А. Х. Мирзаджанзаде и др.), изучению механизма возникновения осложнений в бурящихся скважинах.
Развитие отечественной теории разработки нефтяных месторождений берёт начало с появления в 1894 работы русского геолога Л. Коншина, который для исчисления остаточной добычи нефти вывел кривую постоянного процентного падения её. В 1918—24 появляются работы С. Н. Чарноцкого и др., где впервые исследовалось влияние расстояний между скважинами на производительность разрабатываемых горизонтов и самих скважин. В 1929—30 создаётся учение о режимах нефтяных залежей (Комиссия академика И. М. Губкина). Первые крупные обобщения о добыче газа были сделаны в 30-х гг. И. Н. Стрижовым и др. Основы нефтепромысловой механики, трубной и подземной гидродинамики разработаны Л. С. Лейбензоном, В. Н. Щелкачёвым, И. А. Чарным. В 1940 А. П. Крылов и Б. Б. Лапук выдвинули комплексный принцип решения задач разработки месторождений с привлечением промысловой геологии, подземной гидродинамики и отраслевой экономики. В дальнейшем были созданы научные основы комплексного проектирования разработки нефтяных (А. П. Крылов, М. М. Глоговский, Н. М. Николаевский) и газовых (Н. К. Байбаков, Ф. А. Требин, Ю. П. Коротаев и др.) месторождений.
Разработаны эффективные методы искусств. воздействия на пласт путём нагнетания в него воды, повышающие полноту и темпы отбора нефти из недр. Эти методы предусматривают применение различных систем заводнения: законтурного, разного вида внутриконтурного, площадного (А. П. Крылов, Ю. П. Борисов, М. Л. Сургучёв, М. М. Иванова и др.), избирательно-очагового (Г. Г. Вахитов, Р. Ш. Мингареев и др.). Развитие проектирования систем разработки на новой основе потребовало более глубокого изучения вопросов подземной гидродинамики, охватывающих различные условия залегания и извлечения нефти (М. Т. Абасов, М. М. Саттаров, М. Д. Розенберг, А. К. Курбанов и др.). Получены высокоэффективные комплексные технико-технологические решения, обеспечивающие ускоренное развитие добычи нефти в Тюменской области (С. А. Оруджев, В. И. Муравленко, В. Ю. Филановский-Зенков и др.). Изыскиваются принципиально новые пути повышения нефтеотдачи пластов: испытываются методы теплового воздействия на пласт — закачка горячей воды или пара, движущийся очаг горения, «влажное горение нефти в пласте» (А. Б. Шейнман, Э. Б. Чекалюк, Ю. П. Желтов и др.). Для подъёма нефти из высокодебитных глубоких скважин внедрены глубинные штанговые и погружные электронасосы (А. А. Богданов. Л. Г. Чичеров), позволяющие осуществлять форсированный отбор больших объёмов жидкости с глубин до 3500 м.