ПОТЕНЦИАЛ
РОССИЙСКОЙ ГОРНОЙ НАУКИ —
НА РЕШЕНИЕ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ПРОБЛЕМ
ГОРНОДОБЫВАЮЩЕГО КОМПЛЕКСА СТРАНЫ
С 28 июня по 3 июля в ходе Всероссийской конференции «Фундаментальные проблемы формирования техногенной геосреды» ученые-горняки обсуждали актуальные вопросы и перспективы развития горнодобывающего комплекса России.
Б.Н. Смоляницкий, зам. председатель Оргкомитета, д.т.н., проф.,
А.Н. Дворникова, ученый секретарь ИГД СО РАН, к.т.н.
 |
| Открытие мемориальной комнаты чл.-корр. АН СССР Н. А. Чинакала: ректор Ляонинского технического университета профессор Пан Ишан, академик Цян Циху (оба КНР) и чл.-корр. РАН В. Н. Опарин за столом Николая Андреевича.
|
Начало конференции украсило знаковое событие — открытие мемориальной комнаты чл.-корр. АН СССР Николая Андреевича Чинакала. Присутствующие при этом отдали дань глубокого уважения человеку, чьи заслуги перед страной и горной наукой неоспоримы. О вкладе Н. А. Чинакала в становление Института горного дела и горную науку в целом рассказали д.т.н. А. Р. Маттис,
чл.-корр. РАН В. Н. Опарин, академик НАН КР М. С. Джуматаев, гости института.
Среди участников нынешней конференции: академик Цянь Циху из министерства науки и образования КНР, делегация из Ляонинского технического университета во главе с ректором профессором Пан Ишаном, директор Института машиноведения из Бишкека, академик НАН Кыргызстана
М. С. Джуматаев с коллегами; ученые из академических институтов и вузов России (2 академика,
2 чл.-корр. РАН, более 30 докторов и 50 кандидатов наук), представители горной промышленности России и СНГ — всего более 150 человек.
Первый день работы форума был посвящен проблемам машиноведения. Актуальные, яркие доклады вызвали участников на дискуссию в зале и бурные кулуарные обсуждения. Центральным стал доклад
чл.-корр. РАН В. Н. Опарина, д.т.н. Б. Б. Данилова, д.т.н. Б. Н. Смоляницкого (ИГД СО РАН) о создании «подземной ракеты» — автономного самоходного устройства, передвигающегося в толще земной коры. Авторами показано, что главным является выбор способа разрушения горной породы и образование в ней свободного пространства для продвижения любого механического устройства. Поэтому в первую очередь следует сосредоточиться на наделении устройства технологическими функциями, необходимыми, например, в строительстве и при ведении аварийно-спасательных работ, а затем отработать конструктивные решения, связанные с размещением в устройстве автономного источника энергии.
Ак. М. С. Джуматаев (Бишкек, Кыргызстан) рассказал об опыте работы Института машиноведения по созданию техники для горнорудной промышленности и гидротехнического строительства, а также аппаратов для исследования недр Луны и Венеры, пресс-автоматов для кузнечно-штамповочного производства, отбойных агрегатов с гидравлическими молотами «Импульс», мобильных буровых агрегатов.
Результаты исследований по созданию вибротехники представлены в докладах к.т.н. С. Я. Левенсона и его соавторов (ИГД СО РАН), примером завершения одного из этапов работ служит успешно испытанная в производственных условиях вибрационная установка для уплотнения дисперсных материалов при формировании огнеупорных слоев в катодах алюминиевых электролизеров. Использование виброисточников большой мощности для повышения нефтеотдачи обосновали
д.т.н. Б. Ф. Симонов с коллегами (ИГД СО РАН). При этом в качестве генератора сейсмоколебаний виброисточников они предложили новый тип вибровозбудителя, выполненный в виде механически независимых унифицированных вибромодулей.
Проведенными ранее исследованиями была доказана эффективность безвзрывного разрушения массивов, в том числе состоящих из крепких пород. Сегодня перед разработчиками ковша активного действия ставится задача создания конструкции с гидравлическим приводом зубьев, который должен питаться от существующей гидросистемы экскаватора. Об этом в своем докладе рассказали д.т.н. А. Р. Маттис и к.т.н. В. Н. Лабутин (ИГД СО РАН), доказав также принципиальную техническую возможность дооснащения мощными гидромолотами существующих типов строительных гидроэкскаваторов.
 |
| Участники конференции знакомятся с приборами для геомеханического мониторинга массива горных пород на экспериментальном участке ИГД СО РАН «Зеленая горка».
|
Большое внимание на конференции было уделено вопросам, связанным с бурением. В частности к.т.н. А. А. Репин и С. Е. Алексеев (ИГД СО РАН) обобщили опыт создания и внедрения на предприятиях ОАО «Евразруда» пневмоударных расширителей скважин большого диаметра для использования на открытых и подземных горных работах. Представлен новый буровой станок СБР-400, разработанный сотрудниками ИГД СО РАН под руководством д.т.н. В. И. Клишина совместно с ОАО «Спецгидравлика» (Новосибирск), который по своим техническим возможностям значительно превышает показатели существующих аналогов как по глубине, так и по скорости бурения, в том числе по крепким породам. Это позволяет применять его для проведения подземных глубоких разведочных скважин.
Ни для кого не секрет, что безопасность работы в подземных условиях шахт, рудников и метрополитенов связана с рациональной системой вентиляции. Вентиляция — основа их жизнедеятельности. Это было подчеркнуто в докладах д.т.н. А. М. Красюка, к.т.н. И. В. Лугина, к.т.н. Д. В. Зедгенизова (ИГД СО РАН) и их коллеги из МУП «Новосибирский метрополитен» к.т.н. А. Н. Чигишева. Результаты, представленные собравшимся, получены как экспериментальным путем, так и с использованием математического моделирования.
Широкий круг вопросов в области машиноведения традиционно решают специалисты Сибирского государственного университета путей сообщения (СГУПС), постоянные партнеры ИГД СО РАН в научных исследованиях и подготовке кадров. Перспективам применения в приводах горных машин спироидных редукторов был посвящен доклад д.т.н. В. П. Анферова, к.т.н. А. П. Ткачука, к.т.н. И. В. Галюды,
Ю. В. Корнеева. Результаты применения метода акустической эмиссии для оценки повреждаемости материалов содержатся в докладах д.т.н. Л. Н. Степановой, А. Н. Серьезнова, Е. С. Тенитилова и сотрудника
ФГУП «СибНИА
им. С. А. Чаплыгина» К. В. Канифандина. Метод основан на регистрации упругих волн, излучаемых дефектами, развивающимися в нагруженных конструкциях.
В. А. Каргин, к.т.н. А. Д. Абрамов и М. С. Галай доложили о проведенных ими исследованиях по деформированию различных материалов импульсными нагрузками. Это положено в основу принципиальной схемы и методики расчета редкоударных электромагнитных машин с регулируемой частотой нанесения ударов. Представители СКТБ «Наука» КНЦ СО РАН к.т.н. С. В. Доронин и Д. В. Косолапов также посвятили свои исследования вопросам изучения прочности материалов, в частности, прогнозированию ресурса деталей машин ударного действия.
Жесткий регламент не позволял присутствующим получить исчерпывающие ответы на возникающие в ходе пленарной сессии вопросы. Но без ответа они не остались. Организаторы конференции предложили участникам перенести обсуждение на экспериментальный участок ИГД «Зеленая горка», чтобы те, кто хотел убедиться в достоверности теоретических расчетов конструкционных параметров или функциональных возможностях описанных в докладах хозяев конференции машин и механизмов, смогли своими глазами увидеть, а также своими руками прикоснуться к действующим образцам современной техники.
История этого инженерного комплекса восходит ко времени становления сибирской науки, когда «три кита», на которых базировалось Сибирское отделение (образование—наука—производство), еще не были названы «треугольником Лаврентьева», а связь науки и производства не просто декларировалась в кабинетах чиновников, а была живой и действенной. В семидесятые годы прошлого столетия корпуса и полигон «Зеленой горки» представляли собой открытую площадку, где элита советской промышленности знакомилась с достижения ученых-машиноведов, заинтересованно обсуждая установки и механизмы, рожденные в лабораториях и реально востребованные на предприятиях горной промышленности. Отсюда разработки ученых-машиноведов «шагнули» в заводские цеха Одесского завода СОМ, «Уралмаша», Кыштымского, Серовского и Юргинского машзаводов, ПО «Полет» из Омска, «Сиблитмаша», «Элсиба» и других крупных предприятий машиностроения, а из них — на угольные и горнорудные предприятия Урала, Кузбасса, Горной Шории и Хакасии, а также на многие строительные объекты России и за рубеж.
Сегодня «Зеленая горка» является своеобразным технопарком и стационарным полигоном ИГД СО РАН. Здесь специалисты машиноведческого направления создают и испытывают оборудование, не имеющее аналогов в мировой горной и строительной практике.
Второй день работы начался с обсуждения проблем прикладной геомеханики. Организаторы в первую очередь предоставили трибуну гостям конференции. Интересным и содержательным был доклад академика Цянь Циху, в котором отражены современные исследования китайских ученых в области гидротехнического строительства. На основе экспериментальных данных, подтвержденных результатами численного моделирования, был составлен прогноз состояния породных массивов и выданы практические рекомендации по эксплуатации гидроэлектростанций различной мощности, расположенных в горных районах республики. Тема мониторинга геомеханического состояния массивов горных пород, в частности анализ горных ударов, продолжена в сообщении профессора Пан Ишана (ЛТУ, КНР), рассмотревшего три схемы реализации горных ударов, из которых наиболее опасной с точки зрения ведения горных работ признана схема этого геодинамического явления со сдвигом горных масс.
Теоретические исследования ученых ИГД СО РАН в данной области касались изучения поведения блочных массивов
(к.ф-м.н. В. А. Сарайкин и Ю. М. Волчков, д.т.н. В. Е. Миренков и
к.ф.-м.н. А. А. Красновский), численного моделирования развития расположенных рядом трещин и расчета траектории их развития
(д.ф.-м.н. Е. Н. Шер, И. В. Колыхалов). Перспективами в области геомеханического мониторинга по данным дистанционного зондирования поверхности Земли поделились в своем докладе
чл.-корр. РАН В. Н. Опарин, д.т.н. В. П. Потапов, А. В. Семенов (ИУУ СО РАН). Предполагается, что результаты зондирования могут быть положены в основу решения многих проблем безопасности горных предприятий. Ученые Уральского отделения РАН предложили дополнить традиционный мониторинг освоения месторождений оригинальным комплексом геофизических исследований (д.т.н. А. А. Барях, д.т.н. И. А. Санфиров, Ю. И. Степанов, А. Е. Ахматов, ГИ УрО РАН).
Интересные сведения, связанные с целенаправленным поиском медленной деформационной маятниковой волны, сопровождающей сильные землетрясения, представлены в докладе академика С. Н. Багаева (ИЛФ СО РАН),
чл.-корр. РАН В. Н. Опарина, профессора В. А. Орлова с соавторами. На основе анализа деформационного процесса, регистрируемого лазерным методом, и афтершоковой активности нескольких сильных сейсмических событий в Байкальской рифтовой зоне учеными задетектирована искомая медленная деформационная волна в диапазоне скоростей ~ 0,43–1,76 м/с.
Прозвучали на конференции и результаты, достигнутые сотрудниками ИГД СО РАН, их коллегами по интеграционным проектам из КТИПМ СО РАН и специалистами ГМК «Норильский никель» по созданию приборных комплексов для исследования поведения породных массивов. Ими представлена конструкция тензометрической станции измерительных зондов для определения поперечных деформаций скважин. К.т.н.
В. Д. Барышников (ИГД СО РАН) с соавторами познакомил участников конференции с измерительным комплексом для определения напряженного состояния и механических свойств горных пород в полевых и шахтных условиях, созданным на основе современных технических решений и программных средств, а также привел результаты анализа состояния массива в условиях рудника «Интернациональный» АК «АЛРОСА».
Вслед за геомеханиками проблему поведения горных массивов, в частности, внезапных выбросов метана на угольных шахтах, предъявляющую свой счет обществу трагедиями в Кузбассе и других добывающих регионах, обсуждали и технологи.
Техногенные аварии имеют множество причин. Сводить их просто к нарушению технологического регламента или исполнительской дисциплины было бы не только проявлением профессиональной некомпетентности, но и опасной халатностью. Безусловно, здесь необходима и оперативность, и тактическое владение ситуацией, но не менее важно понимание проблемы в целом, в увязке многочисленных факторов, определяющих ее появление и проявление. К сожалению, в настоящее время при существовании многочисленного отряда собственников различного калибра, не заинтересованных в развитии отрасли, а иногда и просто слабо понимающих ее специфику, сиюминутная цель которых — получение максимума прибыли «здесь и сейчас» (что не предполагает затраты на мониторинг геодинамического состояния массива, равно как и на строжайшее соблюдение всех норм и требований безопасности ведения горных работ), решить эту проблему без участия государства как гаранта финансового обеспечения и строгого выполнения принятых решений пока не представляется возможным.
Проблеме безопасности ведения горных работ был посвящен доклад
чл.-корр. РАН В. Н. Опарина и к.т.н. В. А. Скрицкого (ИГД СО РАН). В нем отмечено, что при отработке угольных пластов основной мерой по предотвращению очагов самовозгорания угля является своевременная и эффективная изоляция выработанного пространства от поступления в него воздуха из проветриваемых горных выработок. При этом обязателен учет явления зональной дезинтеграции горных пород вокруг подземных горных выработок.
Несколько докладов и сообщений, сделанных специалистами из Кузбасса (ИУУ СО РАН), тоже содержали подход к проблеме промышленной безопасности и созданию новых технологий подземной разработки угля в сложных горно-технических условиях. Вопросы развития горных работ на месторождениях Горной Шории и Хакасии подробно рассмотрены в докладах д.т.н. А. А. Еременко (ИГД СО РАН) и его соавторов: снижение риска и уменьшение последствий техногенных катастроф при разработке рудных месторождений, развитие технологий разработки рудных залежей в охранных целиках и слепых рудных телах.
В докладе чл.-корр. РАН Д. Р. Каплунова, д.т.н. М. В. Рыльниковой, к.т.н. Д. Н. Радченко, к.т.н. Д. А. Милкина (ИПКОН РАН) показана перспектива реализации полного цикла комплексного освоения большинства разрабатываемых и перспективных рудных месторождений. Необходимость по-новому подойти к вопросам управления минерально-сырьевыми потоками обусловила разработку схемы их формирования при освоении месторождений комбинированной физико-технической и физико-химической геотехнологией, обеспечивающей выбор рациональных направлений использования природного и техногенного сырья в конкретных горно-геологических и горнотехнических условиях.
 |
| Д.т.н. В. А. Федорин (ИУУ СО РАН) и академик М. В. Курленя (ИГД СО РАН) обсуждают актуальные проблемы развития горнодобывающего комплекса Кузбасса.
|
Большой интерес вызвал доклад д.т.н. А. А. Ордина (ИГД СО РАН), д.т.н. В. Н. Федорина, В. М. Гончарова (ИУУ СО РАН), посвященный состоянию угольной промышленности Кузбасса, где общие геологические запасы угля до разведанной глубины 1800 м составляют 733,4 млрд т, а до глубины 600 м — 218 млрд т. При этом общий объем добычи угля в Кузбассе в 2009 г. достиг 181,3 млн т. Стратегией социально-экономического развития Кемеровской области намечено довести добычу угля в Кузбассе в 2025—2030 гг. до 250–270 млн т/год. Эта цифра, по мнению авторов, завышена и не подтверждена экономическими расчетами. Они предлагают свою методику экономической оценки проектной мощности горнодобывающего предприятия с учетом рисков.
Развивая и углубляя исследования, рассмотренные в рамках «Плаксинских чтений-2009», специалисты-обогатители рассказали о достижениях в области извлечения ценных компонентов из сложных по составу руд природных и сформировавшихся за годы эксплуатации крупных обогатительных комплексов техногенных месторождений России. Особый интерес был проявлен при обсуждении результатов по применению технологий скважинного извлечения, являющихся прообразом технологий будущего — технологий реакторного типа, востребованность которых будет проявляться и неуклонно расти в связи со сложностью вовлекаемых в отработку месторождений, требованиями по охране окружающей среды и утилизации отходов обогатительного производства (а они в большинстве своем содержат вредные и ядовитые вещества и соединения).
В этой связи актуальным явился обзор состояния горно-технологических отходов Забайкальского края, сделанный
д.г.-м.н. А. И. Трубачевым, к.т.н. В. С. Чечеткиным, д.т.н. В. С. Салиховым,
к.г.-м.н. Д. В. Манзыревым (ЧФ ИГД СО РАН) и Т. Г. Конаревой (ЧитГУ): только в Восточном Забайкалье накоплено свыше 2,8 млрд т горно-технологических отходов, занимающих площадь свыше 4000 га. Здесь находятся: золото (149 т), серебро (925 т), олово (74300 т), вольфрам (10000 т), молибден (24000 т) и др. ценные компоненты. Авторами проведен анализ и показаны возможности их переработки с использованием экологически безопасных способов выщелачивания. В развитие данной проблемы интересными признаны результаты исследований к.т.н. Ю. И. Рубцова (ЧФ ИГД СО РАН). Им изложены сущность и научная новизна скоростного способа кучного выщелачивания золота, основанного на процессах агломерации дробленой руды с использованием «накислороженных» цианидных растворов высокой концентрации. Вопросам переработки золотосодержащих руд региона был посвящен доклад д.т.н. Т. Н. Александровой и д.т.н.
И. Ю. Рассказова (ИГД ДВО РАН), раскрывающий особенности и закономерности основных обогатительных процессов. Показано, что максимальная эффективность горно-обогатительного комплекса достигается при выполнении обязательных условий по качеству руд, направляемых на обогащение.
Результаты исследований фотоэлектрохимического выщелачивания металлов из руд Удоканского месторождения и техногенных образований Забайкалья представлены в докладе д.т.н. А. Г. Секисова, к.т.н. А. Ю. Лаврова (ЧФ ИГД СО РАН) и А. А. Петухова (ЧитГУ), которыми проведен анализ физико-химических процессов на границе раздела фаз с позиций формирования ион-радикальных кластеров.
К.т.н В. И. Ростовцев (ИГД СО РАН) доложил результаты исследований по интенсификации процессов рудоподготовки и обогащения минерального сырья путем использования энергетических воздействий. Впервые показано, что ускоренные электроны существенно активируют физико-химические процессы на поверхности и в объеме минералов и руд, за счет чего изменяются флотационные свойства минерального сырья. Это подтверждено и в докладе д.т.н. О. Б. Котовой (ИГ КомиНЦ УрО РАН), д.т.н. Е. Г. Ожогиной (ВИМС
им. Н. М. Федоровского) в соавторстве с учеными нашего института, где подчеркивается, что для переработки минерального сырья перспективны не только энергетические воздействия, но и применение экологически чистых технологий, например, с использованием разработанного в ИГД СО РАН и ИЯФ СО РАН высокоградиентного магнитного сепаратора на постоянных магнитах. Доклад д.т.н. С. А. Кондратьева (ИГД СО РАН) был посвящен оптимизации организации процесса флотации. Путем сравнительного анализа конструкций аппаратов наиболее известных отечественных и зарубежных фирм им показано влияние основных технических и конструктивных параметров флотационных машин на технологические и экономические показатели обогащения. Подобные проблемы уже обсуждались в марте 2010 г. на совещании «Прогрессивные технологии и оборудование для обогащения рудных и нерудных материалов», организованном ОАО «Завод Труд», со специалистами которого ученые ИГД СО РАН имеют давние и прочные связи в части разработки аппаратурной составляющей технологий обогащения.
Большую озабоченность высказали собравшиеся в связи с недостатком вузов горного профиля и горных специальностей в технических образовательных учреждениях. Это вынуждает «доучивать» выпускников «на местах», приводит к удорожанию подготовки специалистов и увеличению времени их адаптации. В этой связи с удовлетворением отмечена инициатива Института горного дела СО РАН, создавшего в 2006 году Горный научно-образовательный центр, участниками которого уже стали 9 ведущих вузов Новосибирска, Кузбасса, а также иностранные партнеры из Казахстана и Китая. В рамках конференции партнерство в образовательной деятельности стало предметом обстоятельных переговоров, в результате чего был подписан договор между Институтом машиноведения НАН Кыргызстана и ИГД СО РАН, закрепившего намерения сторон в части подготовки специалистов-горняков.
Участники форума отметили высокий уровень организации конференции, подкрепленный на этот раз выпуском сборника трудов к началу работы, что облегчило обсуждение результатов исследований. Отметив на заключительном заседании лучшие выступления, организаторы форума благодарны всем, кто принял непосредственное участие в решении злободневных вопросов, заявленных в тематике конференции, и уверены в том, что круг собравшихся мог быть гораздо шире, если бы не сокращение бюджетных ассигнований в Академии. Но единодушие собравшихся по решению текущих вопросов и правильный выбор направления стратегического развития горной науки вселяют оптимизм и позволяют надеяться, что поставленные перед учеными задачи будут непременно решены.
Под грохот технологических взрывов и мощных пневмопробойников стук,
Преодолевая сопротивление не столько грунтов, сколько разного рода невежд,
Не дадим разорвать наших дружески сцепленных рук,
Поможем друг другу в реализации творческих планов, идей и надежд!
стр. 8-9
|
