Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние изученности вопроса, задачи исследований
1.1. Геологические, горно-технические условия и способы строительства и эксплуатации камер подземного растворения
1.2. Анализ методов расчета параметров геотехнологических скважин
1.3. Обзор существующих методов расчета технологических параметров
1.4. Проблемы добычи солей из индивидуальных камер с помощью геотехнологических скважин и задачи исследований
2. Геомеханическое обоснование параметров камер системы разработки солей способом подземного растворения
2.1. Методика лабораторных исследований
2.2. Изучение влияния характера деформирования системы "камера - целик" на эквивалентном материале
2.3. Исследование влияния безразмерных параметров системы разработки на деформируемость моделей, изготовленных из каменной соли
2.4. Натурные исследования по косвенному определению устойчивости подземных выработок путем изменения противодавления и данных маркшейдерских наблюдений.
2.5. Методы расчета конструктивных элементов системы разработки каменносоляных месторождений способом подземного растворения
2.6. Оценка прогнозных максимальных оседаний земной поверхности
3. Технологическое обоснование процесса добычи хлоридно-натриевых рассолов из одиночных скважин
3.1. Физико-математические основы и разработка базовой осесимметричной модели геотехнологического процесса
3.2. Структура программы расчета процесса эволюции камеры
4. Практическое использование результатов исследований
4.1. Выбор технологических параметров систем разработки и камер растворения
4.2. Требования к управлению и контролю за процессом подземного растворения
4.3. Оптимизация геомеханических параметров системы разработки для условий новомосковского рассолопромысла
4.4. Выбор и оптимизация методов и технологических схем получения рассолов
4.5. Примеры расчетов технологических параметров для новых и уже созданных камер растворения
4.6. Пример расчета ожидаемых оседаний земной поверхности
Заключение
Список литературы
- Проблемы добычи солей из индивидуальных камер с помощью геотехнологических скважин и задачи исследований
- Исследование влияния безразмерных параметров системы разработки на деформируемость моделей, изготовленных из каменной соли
- Физико-математические основы и разработка базовой осесимметричной модели геотехнологического процесса
- Оптимизация геомеханических параметров системы разработки для условий новомосковского рассолопромысла
Проблемы добычи солей из индивидуальных камер с помощью геотехнологических скважин и задачи исследований
Месторождения каменной соли на территории РФ приурочены к обособленным соле-носным бассейнам различного геологического возраста, строения, тектонических условий и пр. Приведем краткую классификацию данных бассейнов, разрабатываемых или предполагаемых к отработке способом подземного растворения (СПР). Расположен к юго-западу от Москвы преимущественно на территории Тульского региона и представлен одним пластом соли мощностью от нескольких метров до 60 м. Глубина залегания кровли варьируется от 750 м до 1080 м. Надсолевые породы представлены в основном ангидрито-доломитовой толщей частично закарстованной.
Из 15 разведанных месторождений эксплуатируются СПР Новомосковское, Гостеев-ское, Щекинское и Комсомольское. Три последних рассолопромысла имеют в своем составе не более 2-х добычных скважин. Расположен в республике КОМИ в верховьях реки Северная Двина. Соленосный горизонт приурочен к отложениям нижней перми и представлен штоковой залежью каменной соли суммарной мощностью до 833 метров. В каменной соли встречаются многочисленные пропластки ангидрито-доломитовых пород. Кровля пласта располагается на глубинах от 250 до 550 м.
Геотехнологическим способом отрабатывается Сереговское месторождение, на базе которого планируется создание комплекса хранилищ природного газа с заводом по производству пищевой выварочной соли. Это самый обширный бассейн, охватывающий Башкортостан, Оренбургскую, Самарскую, Саратовскую, Астраханскую, Волгоградскую Актюбинскую и Гурьевскую области.
Среди более 100 разведанных месторождений нижнепермского периода следует выделить Яр-Бишкадакское и Светлоярское, активно эксплуатирующихся СПР в настоящее время. Мощность соляной толщи Яр-Бишкадакского месторождения колеблется от десятков метров на периферийных участках до 800 м в центре. Глубина залегания соляного зеркала изменяется от 20-150 м до 400-600 м. Интервал отработки запасов каменной соли Светлоярского месторождения 1200-1700 м.
Наибольшие перспективы по добыче хлоридно-натриевых рассолов имеет Белбашское месторождение (г. Нижний Новгород). Расположен в Иркутской области и приурочен к Усольской свите и занимает площадь порядка 700 тыс. кв. км. Соленосная пачка состоит из 14 промышленных пластов каменной соли средней суммарной мощностью 370 м. На контакте с кровлей соляных пластов залегают, как правило, глинисто-мергелистые разности. Породы межсолевых перемычек неоднородны и представлены доломитами, известняками, ангидритами, глинами, алевролитами. Глубина залегания кровли колеблется от 680 м (р-н г. Усолья-Сибирского) до 1600 -2000 м (р-н г. Братска).
Способом подземного растворения отрабатываются три месторождения Зиминское, Усолье-Сибирское и Братское, Перечисленное выше многообразие геологических условий разработки месторождений требует индивидуального подхода к выбору параметров разработки для каждого конкретного случая. Однако, до недавнего времени существовал унифицированный подход как к выбору технологии рассолодобычи, так и к параметрам системы разработки для всех проектируемых и действующих предприятий по добыче хлоридно-натриевых рассолов. Остановимся более подробно на каждом из них.
Способ принудительного растворения природных солей в недрах земли с помощью воды, подаваемой в специально пробуренную скважину, получил распространение в мировой практике с начала XX века. Ретроспективный анализ показывает, как от технически простых способов эксплуатации скважин происходит переход ко все более прогрессивным способам подземного растворения. Так, на первом этапе получения искусственных рассолов применяются неуправляемые способы прямотока и противотока, характеризующиеся тем, что растворение соли ведется без нерастворителя по всей мощности вскрытой соляной толщи [1]. Указанные способы характеризуются низким коэффициентом извлечения 2,5 - 4,0% [2] и производительностью скважин, малым сроком службы (4 - 5 лет), большими обнажениями кровли. Дальнейшее развитие СПР связано с применением гидроврубового способа, предложенного в 1936 году Э. Тремпом [3] и усовершенствованного П. А. Кулле [4], который для изоляции кровли камеры вместо воздуха применил жидкий нерастворитель (нефтепродукты). Следующий шаг в совершенствовании способа СПР связан с применением послойного (ступенчатого) размыва камер. При этом способе размыва камер стали использо 9 вать трехтрубные конструкции скважин. Сущность послойной выемки, технологию которой разработал П. С. Бобко [5], заключается в отработке соляной залежи отдельными ступенями высотой 5 - 15 м снизу вверх при изоляции потолка каждой ступени нерастворителем. Переход на очередную ступень производится путем выпуска нерастворителя с отработанного слоя, подъема водоподающей колонны на высоту ступени с одновременным поддержанием уровня нерастворителя у башмака колонны. В такой последовательности производят выемку соли на всю мощность залежи. Для исключения обрушения покрывающих пород в кровле выработки оставляют потолочный целик из каменной соли мощностью 2 - 10 м, отделяющий камеру от пород надсолевой толщи. Форма полости, образующаяся в соляном массиве при применении послойной выемки, близка к телу вращения. В настоящее время в отечественной практике этот способ выемки применяется на большинстве рассолодобычных предприятий. Практика показала неоспоримые преимущества послойной выемки перед прямоточным и противоточным способами, заключающиеся в повышении извлечения из недр и в большей производительности скважин (до 80 м /ч). Имеющиеся недостатки способа, как то - сложность подачи растворителя под слой нерастворителя, большой объём спуско - подъемных работ, частые "уходы" потолков камеры, необходимость строго выдерживать время размыва ступени во избежании превышения проектных диаметров - почти полностью исключаются при применении способа конвективного смешения потоков [6]. Специфика указанного способа заключается в том, что после размыва подготовительной выработки (вруба) создается дополнительно вертикальная выработка равная 10 - 15% от проектного диаметра на расчетную высоту. Затем эксплуатация ведется послойно снизу вверх при постоянном поддержании уровня нерастворителя в кровле вертикальной выработки, а уровень водоподачи устанавливается в подошве отрабатываемого слоя. За счет того, что послойное растворение камеры ведется рассолом низкой концентрации, полученным при растворении вертикальной выработки, происходит более равномерный размыв стенок камеры и, как следствие из этого, достигается большее извлечение из проектного контура (до 90% ). Этот способ в настоящее время находит все большее применение на рассоло добывающих предприятиях страны и имеет практически равное хождение со ступенчатым способом. Обоснованность внедрения той или иной технологической схемы аргументируется только экономическими факторами с учетом параметров системы разработки.
Применяемые в настоящее время системы разработки месторождений солей растворением подразделяются в свою очередь на сплошные и камерные. Сплошная система разработки на территории стран СНГ практически внедрена только на одном месторождении -Новокарфагенском (Украина) и, поэтому, в рамках данной работы не рассматривается. Разработка каменной соли камерными системами имеет повсеместное распространение и ведется обычно индивидуальными реже сдвоенными камерами с оставлением охранных целиков между изолированными камерами. Использование сдвоенных камер пока не находит широкого применения ввиду сложности управления процессом формообразования выработок.
Исследование влияния безразмерных параметров системы разработки на деформируемость моделей, изготовленных из каменной соли
Лабораторные исследования проводились комплексным методом, включающим моделирование на эквивалентных материалах и на материале натуре - каменной соли. Целью лабораторных исследований являлось изучение деформационных характеристик междукамерных целиков в зависимости от параметров системы разработки и величины давления рассола в камере. Основой для моделирования физических процессов служит учение о подобии. Законы подобия сформулированы в конце 19 века В. Л. Кирпичевым [22], I. Barba и Fr. Kick [23, 24]. Они гласят, что "геометрически подобные и подобно нагруженные статистическими внешними силами тела из одного и того же материала получают одинаковые напряжения деформации (относительные), если все силы пропорциональны квадратам линейных размеров" [25]. Данный закон позволяет определять функциональные характеристики элементов натуры на моделях в любом удобном для исследователя масштабе моделирования [26].
Анализ литературных данных показал, что достоверные значения прочностных и деформационных свойств горных пород получаются при испытании кубических образцов с минимальной стороной ребра 4 - 5 см [27, 28] и максимальной - 20,0 см [29], а при испытании цилиндрических образцов - при отношении гу, = 2. Для цилиндрических образцов с другими соотношениями hid следует воспользоваться в расчетах поправочным коэффициентом К, функционально зависящим от h/d (формула ВНИМИ). Существенное влияние на прочностные характеристики образцов оказывает средний размер зёрен. В работе [30] рекомендуется, что бы отношение диаметра образца к среднему размеру составляющих его зёрен было не меньше 15.
Переход от деформационных свойств пород, определенных на образцах, к деформационным свойствам массива является сложной задачей. Интересен в этом смысле опыт расчета одиночных осесимметричных подземных полостей хранилищ, образованных в соляных породах [31], где на основе лабораторных, теоретических и натурных исследований построены уравнения механического состояния соляных пород. Расчет базировался на изучении прочности пород в условиях растяжения и сжатия, трехосного сжатия и частичного изгиба, а также на исследовании процесса ползучести каменной соли в различных режимах нагружения (лабораторные эксперименты). Испытания проводились на сплошных и трубчатых цилиндрических образцах с соотношением h/d = 2 при постоянной скорости нагружения. В работе
доказывается правомерность использования трубчатых образцов каменной соли при испытании на ползучесть. Экспериментальная проверка полученных параметров ползучести, по данным лабораторных исследований, осуществлялась при помощи аналитического решения задачи о ползучести толстостенного цилиндра. Эта проверка выявила достаточную для практики согласованность аналитически и экспериментально полученных (на трубчатых образцах) параметров ползучести. Авторами отмечено, что, хотя напряженное и деформированное состояние трубчатых образцов вблизи их торцов и отличается от соответствующих условиям решения задачи, но этим можно пренебречь. Таким образом, результаты работы [31] доказывают возможность перехода от деформационных свойств трубчатых образцов к деформационным свойствам массива. Следует, однако, отметить, что только совокупность лабораторных исследований с данными натурных и аналитических исследований позволили, по мнению авторов, вывести уравнение механического состояния каменной соли и на его базе произвести расчет напряженного состояния одиночных полостей хранилищ.
Испытания трубчатых образцов на ползучесть представляют собой в целом метод поэлементного моделирования, который предложил применять при изучении поведения конструкций А. Г. Назаров [32]. Предложенный метод является следствием из доказываемых автором теорем подобия. Обобщив результаты исследований по изучению функциональных характеристик элементов натуры на моделях, проведенные различными исследователями, нами были выбраны методологические приемы лабораторных испытаний. Они представляют собой: метод моделирования на эквивалентных материалах, предложенный Г. Н. Кузнецовым [33]; метод поэлементного моделирования на материале натуры - каменной соли, сущность которого заключается в совершенствовании лабораторных испытаний трубчатых образцов, проведенных Ж. С. Ержановым, В. Менделем и др. Исследования заключались в испытании моделей в условиях объемного напряженного состояния. Моделированию подвергалась часть системы разработки, включая камеру и окружающий её целик (рис. 4). Для проведения исследований изготавливались объемные модели из различных материалов: эквивалентного материала, состоящего из смеси 95% песка и 5% технического вазелина; чистого парафина, характер деформирования которого близок к характеру деформирования природной соли; материала натуры - природная соль. Эквивалентный материал подбирается по двум основным критериям механического подобия: 1. углу внутреннего трения ф, где должно выполняться соотношение tgtyM — tgtyH (м- модель, н-натура) и при соблюдении условия подобия процессов пластических деформаций Еп - пластическая относительная деформация (вне зависимости от времени); Є - упругая относительная деформация. 2. пределу прочности на сжатие. Геометрический масштаб моделирования выбран 1:300, так как при этом соотношении эквивалентный материал хорошо удовлетворяет характеристикам каменной соли. Моделируемые системы, изготовленные из эквивалентного материала, испытывались в жесткой матрице для соотношений диаметра камеры (d) к стороне сетки бурения скважин (а) — = 0,48 - 0,63 и отношении высоты целика (h) к стороне сетки бурения — = 0,45 3,1. Изменение соотношений параметров системы разработки достигалось путем изменения количества моделируемых камер от 1 до 36 при неизменных размерах моделей.
Для испытаний моделей из природной соли первоначально использовалась экспериментальная установка, позволяющая проводить лабораторные испытания на объёмных моделях. Модели представляли собой кубические образцы (размер 100x100 мм, высотой до 200 мм и 50x50x50 мм) с просверленным в них центральным цилиндрическим отверстием, моделирующим камеру растворения. Модели изготавливались из каменной соли Артёмов-ского месторождения с различным отношением диаметра камеры d и стороны куба а, которое изменялось от 0,3 до 0,7. Испытание моделей проводилось в условиях объёмного напряженного состояния, при одновременной возможности создания давления внутри камеры. Подготовленные модели при помощи прижимных плит, позволяющих запретить горизонтальные деформации, закреплялись на установке и через давильную плиту нагружались при помощи гидравлического пресса. Вертикальные деформации фиксировались индикаторами часового типа.
Моделирование на указанной выше установке не позволяло исследовать влияние факторов времени и противодавления на деформируемость междукамерного целика. Поэтому автором для продолжения исследований был разработан новый способ определения деформационных свойств междукамерных целиков методом моделирования, а для его осуществления сконструирована и изготовлена соответствующая экспериментальная установка [34, (а.с. СССР №1270330 от 15 июля 1986г.)], схема которой представлена на рис. 5.
Физико-математические основы и разработка базовой осесимметричной модели геотехнологического процесса
Геомеханические проблемы, возникают из противоречивых требований максимального извлечения каменной соли при сохранении устойчивости камер и минимальном воздействии на окружающую среду.
Контролируемое сдвижение массива пород, надежная эксплуатация камер во время добычи и сохранение в рабочем состоянии в процессе их использования в народнохозяйственных целях связано с решением задач оценки состояния камер и выбора параметров извлечения, обеспечивающих необходимый уровень надежности системы.
Анализ работы рассолодобычных скважин России показал, что основными причинами простоев во время размыва камер являются аварийные ситуации, возникающие вследствие деформирования или обрыва обсадных и рабочих (внутренних) колонн труб. Причиной возникновения таких ситуаций является обрушение пород или расслоение кровли в периферийных и центральных частях камер. Расслоение слоев кровли, разрушение и разрыхление пород в междукамерных целиках приводит к нарушению герметичности камер при хранении жидких и газообразных продуктов.
Задача заключается в том, чтобы на основании существующих представлений о геомеханических процессах в горных породах, протекающих вокруг камер во время их образования и в процессе их эксплуатации, выявить сочетание геологических и горнотехнических условий, при которых обеспечивается необходимый уровень устойчивости конструктивных элементов камер. При этом выделяются две группы задач: ? оценка состояния устойчивости конструктивных элементов системы разработки и возможных способов вторичного использования камер; ? определение допустимых размеров камер и целиков, обеспечивающих безаварийное поддержание во время образования камер и дальнейшей их эксплуатации при заданных режимах. Конструктивные элементы, требующие оценки состояния как несущих элементов, следующие: ствол скважины, кровля камеры, междукамерный целик, как несущая конструкция и как противофильтрационная преграда [44]. В зависимости от параметров названных конструктивных элементов их состояние оценивается по шкале устойчивости: Сочетание элементов с различными категориями устойчивости определяет возможность безаварийной эксплуатации камеры при ее размыве и при вторичном использовании (табл. 6).
Из таблицы 6 следует, что вторичное использование камер допускается только для систем отработки с элементами высшей (I-II) категории устойчивости, и только в отдельных случаях допускаются элементы III категории устойчивости. Камеры с более низким уровнем устойчивости элементов (с номерами больше чем указано в таблице) для приведенных в графе 1 способов применения не пригодны.
Оценка устойчивости камеры или группы камер представляет собой сложную задачу моделирования геомеханических процессов, протекающих в массиве горных пород вокруг камер в течение длительного времени при наличии неполных данных о структуре и свойствах пород. Современные вычислительные средства позволяют решать задачи численного моделирования геомеханических процессов вокруг выработок в рамках представлений о свойствах пород и закономерностях протекающих в них процессов. Точность получаемых при этом решений зависит от выбора эффективных параметров напряженно-деформированного состояния, которые в наибольшей мере отражают причины и условия возможного нарушения каждого из конструктивных элементов.
Для оценки устойчивости ствола скважин в качестве параметра, определяющего состояние, используются продольные деформации вдоль оси скважины (є2); для кровли камер -максимальные растягивающие деформации в угловых зонах кровли камер (гз); для характеристики состояния междукамерных целиков - эффективные напряжения (as).
В качестве эффективного напряжения принята интенсивность сжимающих напряжений, определяемая в соответствии с критерием прочности Гриффитса следующим образом:
Условию мгновенного разрушения от действия сжимающих напряжений соответствуют напряжения, при которых as ас (ас - прочность на одноосное сжатие).
Такая характеристика напряженного состояния точнее отражает условие напряженного состояния горных пород по отношению к разрушению, чем широко применяемая интенсивность сдвиговых напряжений. Для определения величин эффективных параметров напряженно-деформированного состояния для условий Новомосковского месторождения выполнено численное моделирование формирования горного давления и деформаций вокруг цилиндрических камер методом конечных элементов. Расчет деформаций выполнен на действие дополнительных (снимаемых) напряжений, приложенных к поверхностям обнажений камер: к поверхности кровли и почвы камер прикладываются нормальные напряжения у„ = (ум-УР)Н; к стенкам камер ап = (Лум-ур)Н, где ум и Ур - плотность пород ( средний от поверхности до рассматриваемой точки) и рассола, Я- глубина, Я - боковой распор. Учитывая факт пропорциональной зависимости величин деформаций с параметрами упругих констант, которые принимаются в известной мере, произвольно, значения имеют не сами величины рассчитанных деформаций, а их зависимости от размеров камер. Устойчивость ствола скважины определяется характером деформирования пород в кровле камер. Нарушение ствола может произойти в результате больших деформаций и расслоений пород в кровле камер, которые зависят от глубины, строения массива, прочностных свойств пород и от размеров камер; важную роль в сохранении устойчивости ствола скважины играет слой монолитной каменной соли или прочных нерастворимых пород, оставленных в кровле. Численное моделирование выполнено с учетом конкретных геологических особенностей месторождения.
Рассчитанные методом конечных элементов величины деформаций для различных соотношений размеров, радиуса кровли камеры (RK) и ее высоты {К), наносятся на план с прямоугольными координатами RKn h в виде изолиний (рис. 18 для условий Новомосковского рассолопромысла). Область возможных размеров камер 20 м RK 80 м, 10 м h 40 м делится изолиниями-на зоны равных состояний по величинам деформаций вдоль оси скважины вблизи обнажения кровли камеры. Полученная таким образом диаграмма "S" наряду с табл. 6 является средством для определения категории устойчивости ствола скважины. При этом диаграмма "S" отражает зависимость устойчивости колонны скважины от размеров камер, а таблица 7 выражает влияние мощности слоя прочных пород в кровле камеры. Порядок определения категории устойчивости следующий:
Оптимизация геомеханических параметров системы разработки для условий новомосковского рассолопромысла
В результате образования камер начальное напряженное состояние в массиве пород нарушается, в результате чего происходит деформирование массива в непосредственной окрестности камер и сдвижение подработанного массива. Вертикальные и горизонтальные перемещения слоев пород земной поверхности могут привести к нежелательным изменениям в гидрогеологической обстановке как на водоносных горизонтах, так и на земной поверхности.
Нарушение гидрогеологической обстановки водоносных горизонтов и земной поверхности может произойти в результате больших оседаний подработанной толщи, достигаемых в ограниченные сроки.
Устойчивое состояние земной поверхности в течение заданного срока обеспечивается путем соответствующего выбора конструктивных элементов системы разработки, характеризующихся категориями устойчивости.
При неполной подработке сроки устойчивости земной поверхности при тех же категориях устойчивости конструктивных элементов больше, чем в условиях полной подработки. В условиях неполной подработки при 0,5 D/H 1 для обеспечения заданных сроков устойчивости земной поверхности выбор параметров производится по таблице 8; при D/H 68 Выбор конструктивных параметров отработки, удовлетворяющих заданным срокам устойчивого состояния осуществляется поверочным путем. Для принятого варианта отработки с заданными размерами камер и междукамерных целиков определяются категории устойчивости в соответствии с главой 2.5., а затем проверяются по таблицам 8 или 9.
Для успешной реализации новых технологических схем добычи рассолов и снижению экономических затрат при эксплуатации скважин недостаточно только знаний и опыта практического ведения работ. Необходимым дополнительным условием является научная обосновать выдаваемых рекомендаций и возможность выбора оптимального варианта из множества возможных с учетом требований производителей рассолов, как по срокам строительства, так и по объемам производства. С этой целью нами на первом этапе была предпринята попытка реализации указанных выше требований с помощью существующих программных продуктов, разработанных в разные годы независимыми группами специалистов, В основном нас интересовала физико-математическая аргументированность моделей без которой невозможно прогнозирование и тем более управление процессами подземного растворения соляных каверн. Перечень рассмотренных программ компьютерного моделирования включал в себя следующие: SALGAS, SANSMIC, INWDIR, UBRO, UBROASUM, КВВ и др. [20, 21, 44]. Знакомство с функциональными возможностями данных программ показало, что резервы их применимости в свете новых требований ограничены по следующим, как нам кажется, общим причинам: в силу сложности реализации численных методов решения полных систем уравнений авторами программ допускаются грубые упрощения фундаментальных положений механики сплошных (жидких) сред. При этом оставшаяся часть упрощенных уравнений, уже поддающаяся решению, теряет замкнутость полного описания и, как правило, становится не адекватной реальному объекту. Именно в этом кроется функциональная ограниченность существующих моделей. попытки компенсации незамкнутости системы и приближении ее к объекту исследований с помощью эмпирических зависимостей и/или критериальных соотношений опять же с эмпирически подобранными параметрами создают лишь иллюзорность правдоподобия, а на самом деле еще более отдаляют применяемые модели от реальных внутрикамерных процессов. В этом кроется локальность применимости программ и необходимость их корректировок для каждых последующих итераций. по настоящее время не найдено правильное описание уравнения движения стенки камеры. Из этого следует, что под сомнение ставится правомерность прогноза формообразования каверн. в силу указанных причин применяемые модели в значительной степени блокируют возможность полного и адекватного отражения в многофакторном процессе размыва объективных данных о геологических и физико-химических составах солесодержащих пород изучаемого месторождения, что неизбежно приводит к искажениям в прогнозировании составов выходящих рассолов при растворении многокомпонентных солей. рассмотренные модели создают ограничения в использовании потенциальных ресурсов современных ЭВМ в части применения достаточно гибких интерактивных (диалоговых) возможностей оперативного обмена информацией между пользователем и данными о внутрикамерных процессах воспроизводимыми на экране/принтере в графическом или визуальном отображениях. наконец, вышеуказанное предопределяет недостижимость качественного перехода от решения проблем эволюции камер к решению проблем управления этими эволюциями (в частности - формообразованием) как в рамках одной программы, так и в случаях привлечения сопроводительных программ (геомеханических, гидрогеологических и др.). Как известно, задачи управления особенно чувствительны к адекватности математического описания реальному процессу.
Резюмируя вышесказанное можно констатировать следующее: существующие программные продукты недостаточно отражают реальные свойства исследуемого объекта (процессов, происходящих внутри камер растворения) и поэтому оказываются неприемлемыми для решения задач, требующих более высокого качественного уровня.
В силу этого, на втором этапе нами была предпринята попытка существенного улучшения физико-математической базы алгоритма программы расчета каверн. Шестидесятилетний опыт эксплуатации рассолодобычных скважин, вместе с произошедшим в последнее время качественным сдвигом в теории и практике численных методов решения уравнений сохранения, в частности, молекулярного и конвективного переноса различных физических субстанций (уравнений Навье-Стокса, непрерывности, молекулярной и конвективной диффузии и теплопроводности и др.), а также почти пятилетний срок активной работы в области программного обеспечения компьютерного моделирования процессов выщелачивания соляных каверн предопределил успех задуманного начинания. Реальным стало не только составление более полных и научно более обоснованных моделей соответствующих процессов, но конструирование для них законченных вычислительных алгоритмов с последующим претворением их в исследовательские и рабочие программы для ЭВМ.
Результатом этой работы явилось создание нового поколения компьютерных программ по осесимметричному моделированию процессов формообразования камер (РАЗМЫВ) [45]. Версия этой программы в операционной системе MS-DOS была представлена на встрече SMRI в Новом Орлеане [46] в 1995 году, а сравнительные возможности данной программы с польской программой UBROASYM - в Сан-Антонио [47] осенью того же года. Кроме того, программа РАЗМЫВ использовалась для прогнозирования, управления и исправления более чем 50 камер растворения расположенных на территории России.
Поскольку операционная среда WINDOWS-95/97 получила наибольшее распространение среди пользователей, версия программы РАЗМЫВ в англоязычном варианте написана и в этой системе на языке Borland Delphi.
Базовая модель основывается на фундаментальных закономерностях механики сплошных сред, ориентирована на изучение конкретного типа объектов - камер подземного растворения - и содержит в себе главные черты этих объектов [48,49].
