Fot. 1. Dr inż. Michał Kucewicz

Ekspert od wirtualnego badania wytrzymałości skał i modelowania strzelań podziemnych w kopalniach i tunelach górskich dr inż. Michał Kucewicz otrzymał stypendium START Fundacji na rzecz Nauki Polskiej, przyznawane co roku stu wybitnym młodym uczonym o udokumentowanym dorobku. Badacz pracuje na Wydziale Inżynierii Mechanicznej Wojskowej Akademii Technicznej.

W programie START Fundacja na rzecz Nauki Polskiej oferuje stypendia dla wybitnych młodych uczonych na początku kariery naukowej posiadających udokumentowane osiągnięcia w swojej dziedzinie badań. Celem konkursu jest wyróżnienie najzdolniejszych młodych uczonych i zachęcenie ich do dalszego rozwoju naukowego przez umożliwienie pełnego poświęcenia się pracy badawczej. Nabór wniosków do tegorocznej edycji trwał od 20 września do 3 listopada 2023.

Naukowiec z Instytutu Mechaniki i Inżynierii Obliczeniowej WAT zajmuje się, między innymi, tworzeniem dokładnych modeli komputerowych, które znacznie ułatwiają wydobywanie z kopalni cennych dla przemysłu pierwiastków takich jak miedź czy srebro, a także pozwalają na bezpieczne drążenie tuneli górskich.

Stypendysta FNP opisuje w sposób matematyczny zjawiska związane z niszczeniem się materiałów kruchych, czyli z mechanizmem prac wydobywczych. „Opracowanie takich modeli wymaga przeprowadzenia dziesiątek badań eksperymentalnych w skali laboratoryjnej i polowej, a następnie długiego procesu ich kalibracji i walidacji, czyli uwiarygodniania. Dopiero wtedy i tylko wtedy materiał w komputerze zachowuje się dokładnie tak samo jak ten, którego możemy dotknąć w kopalni” – tłumaczy dr inż. Michał Kucewicz.

Opracowane modele służą m.in. do symulacji tzw. strzelań dołowych. „W praktyce wydobywczej w skale wiercone są otwory, w których umieszcza się ładunki wybuchowe, a następnie detonuje je w ściśle określonych miejscach i z zachowaniem odpowiedniej kolejności. Urobiony i rozkruszony materiał transportowany jest do zakładów przeróbczych, a następnie do hut, gdzie powstają metale” – wyjaśnia dr inż. Kucewicz.

Numeryk z WAT został doceniony i uhonorowany prestiżowym stypendium START za aspekty naukowe swojej pracy. Modele materiałów można wykorzystać do badania zjawisk, których nie da się zweryfikować eksperymentalnie, tj. analizy efektów dynamicznych i bezwładnościowych w szybko kruszących się materiałach. Dr inż. Kucewicz podkreśla, że od wielu lat toczy się zażarta dyskusja na ten temat. Naukowcy ustalają: co, jak i dlaczego wpływa na to, że kruchy materiał przy szybkim uderzeniu zachowuje się inaczej niż ten obciążony w sposób powolny.

Dr inż. Kucewicz uczestniczył m.in. w prowadzeniu symulacji numerycznych dla strzelań w kopalniach Legnicko-Głogowskiego Okręgu Miedziowego. Wraz z ekspertami KGHM Cuprum naukowcy z WAT zbudowali modele matematyczne opisujące m.in. parametry mechaniczne dolomitu oraz piaskowca. Symulacje pozwoliły ustalić, ile otworów należy nawiercić w przodku wyrobisk górniczych, jak zorientować je względem siebie, w jakiej sekwencji je odpalić itd. – tak, żeby cały proces był jak najbardziej efektywny zarówno w ujęciu produkcyjnym, jak i kosztowym.

Wybrane publikacje z czasopisma „Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering”, których współautorem był Michał Kucewicz – o modelowaniu struktury dolomitu oraz o stanowisku do badania dolomitu w testach wybuchowych – zostały opisane w cyklu Najlepsze publikacje WAT.

Karolina Duszczyk
fot. Katarzyna Puciłowska