КОНФЕРЕНЦИЯ
«ГЕОДИНАМИКА И НАПРЯЖЁННОЕ
СОСТОЯНИЕ НЕДР ЗЕМЛИ»:
ИСТОРИЯ И СОВРЕМЕННОСТЬ
В Малом зале Дома учёных состоялась ХХ Всероссийская конференция «Геодинамика и напряжённое состояние недр Земли», которую её организаторы назвали юбилейной, поскольку прошло уже более 50 лет со времени организации Семинара по измерению напряжений в массиве горных пород, явившегося предшественником данного форума.
А.В. Леонтьев, учёный секретарь конференции, д.т.н.,
А.Н. Дворникова, учёный секретарь ИГД СО РАН, к.т.н.
Известно крылатое выражение Д. И. Менделеева: «В природе мера и вес есть главные орудия познания. Наука начинается тогда, когда начинают измерять». Увеличивающиеся на рубеже 1960–1970-х годов ХХ века объёмы добычи, повышенные требования к качеству полезных ископаемых, особенно когда речь шла о получении специальных сплавов для оборонной и космической промышленности, участившиеся аварии в подземных выработках на всей территории СССР и за рубежом привели к необходимости приобретения новых знаний о поведении породного массива под воздействием техногенных факторов и послужили предпосылкой для развития новой науки — экспериментальной геомеханики.
 |
| Оргкомитет конференции «Геодинамика-2009» (слева направо): к.т.н. В.Д. Барышников, д.т.н. А.В. Леонтьев, д.ф.-м.н.
А.Ф. Ревуженко, д.ф.-м.н. О.А. Хачай (сидит), д.г.-м.н. В.В. Ружич, чл.-корр. НАН КР
К.Ч. Кожогулов, д.т.н. С.В. Кузнецов (сидит), чл.-корр. РАН В.Н. Опарин, д.г.-м.н. С.Й. Шерман,
чл.-корр. РАН М.Д. Новопашин, д.т.н. А.П. Тапсиев.
|
Накопленный практический опыт разработки месторождений полезных ископаемых, возведения и эксплуатации различного рода подземных сооружений во всё более ухудшающихся горно-геологических условиях и, в частности, при неуклонном увеличении глубины горных работ всё ярче обнаруживал несоответствие существующих в то время подходов и методов изучения деформационных процессов натурным условиям, поскольку в их основе лежали представления, неполно отражающие изменения напряженно-деформированного состояния горных пород под воздействием техногенных процессов при недропользовании.
 |
| Участники конференции — руководители академических горных учреждений СНГ (слева направо): директор ГИ УрО РАН д.т.н. А.А. Барях, директор ИГД Севера им. Н.В. Черского СО РАН чл.-корр. РАН М.Д. Новопашин, директор ИГиОН НАН КР чл.-корр. НАН КР К.Ч. Кожогулов, директор ИГД ДВО РАН д.т.н. И.Ю. Рассказов, директор Геофизической службы СО РАН д.г.-м.н. В.С. Селезнёв, директор ИГД СО РАН чл.-корр. РАН В.Н. Опарин, учёный секретарь конференции д.т.н.
А.В. Леонтьев.
|
В 1959 году под патронатом заместителя председателя Сибирского отделения чл.-корр. АН СССР Тимофея Фёдоровича Горбачёва для координации и согласования работ по исследованию горного давления, обмена опытом и взаимной помощи при Институте горного дела СО АН СССР был организован Научный совет по проблеме горного давления, тогда же стали проводиться ежегодные научно-координационные совещания.
В Новосибирске Научный совет провёл подобное совещание (седьмое по счёту) 25–26 мая 1965 г. В нем приняли участие более
100 представителей научно-исследовательских, проектно-конструкторских организаций и учебных заведений: ИГД и ИТПМ СО АН СССР, ВНИМИ, КузНИУИ, ВостНИИ, КузНИИшахтострой, ВНИИгидроуголь, ВостНИГРИ, АН КазССР, АН КиргССР, КНИУИ, СНИИГиМС, МакНИИ, ПермНИУИ, Сибгипрошахт, Сибгипрогормаш, Кемеровского и Карагандинского политехнических институтов. В решении, принятом на совещании, рекомендовалось «при исследованиях обратить особое внимание на обобщение накопленного материала для изучения закономерностей явлений и процессов в горном массиве, разработку эксплуатационных классификаций условий проявления горного давления и соответствующих им схем и методов расчёта». Материалы этих научных форумов освещались в выпускаемом Институтом сборнике «Вопросы горного давления», а затем в журнале «Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых» (ФТПРПИ), основанном Сибирским отделением АН СССР в 1965 году.
В 1968 г. институт провел Первую всесоюзную конференцию по механике горных пород и горному давлению. Подобного рода совещания на протяжении многих лет собирали научный и производственный актив для совместной работы. Со временем они трансформировались в серию специализированных семинаров по более узким проблемам: горное давление в капитальных и подготовительных выработках; влияние горного давления на передвижные механизированные крепи; математические методы и модели в механике горных пород; физико-механические свойства горных пород и др.
В числе первых подобных собраний был Всесоюзный семинар по измерению напряжений в массиве горных пород, целью которого стало объединение учёных-горняков, геомехаников и геофизиков страны, ведущих исследования в области контроля, диагностики и прогнозирования напряженно-деформированного состояния породных массивов при добыче полезных ископаемых и подземном строительстве. К тому времени научно-исследовательские учреждения страны, изучающие напряжённо-деформированное состояние массива горных пород, были представлены на широчайшем географическом пространстве: Апатиты, Ленинград, Москва, Свердловск, Днепропетровск, Кривой Рог, Тбилиси, Фрунзе, Кемерово, Владивосток и др. Несмотря на то, что экспериментальные исследования в большом объёме проводились на различных месторождениях и гидротехнических объектах, вследствие отсутствия строгой методической основы результаты определения напряжений часто оказывались несопоставимыми, а порой и противоречивыми.
Первый семинар по измерению напряжений в массиве горных пород состоялся в мае 1967 года. Он не был многочисленным, однако сразу обозначил интерес к методическим вопросам по развитию геомеханико-геофизических методов контроля состояния массива и устойчивости подземных сооружений, созданию приборов для экспериментальных наблюдений в натурных условиях и, что немаловажно, по интерпретации результатов измерений. Семинар дал общую оценку изученности напряжённого состояния геологической среды и сформулировал перечень вопросов, которым следовало уделить первостепенное внимание. А именно: организация и координация исследований в рамках проблемы контроля напряжений, увеличение объёма исследований в интересах горнодобывающих предприятий, разработка методических руководств по отдельным способам определения напряжений, создание типовых приборов и оборудования для экспериментальных работ особенно в натурных условиях.
Второй семинар состоялся 16–19 июня 1969 г. и был более представительным и по численности, и по кругу заявленных проблем. В его работе приняли участие сотрудники большинства научно-исследовательских институтов и вузов страны, работающих в области экспериментальной геомеханики. Важным решением семинара было избрание Оргкомитета на постоянной основе. Его возглавил Т. Ф. Горбачёв, заместителем был избран М. В. Курленя, а ответственным секретарём А. В. Леонтьев. В состав оргкомитета вошли представители институтов, имеющие богатый опыт выполнения исследований в данной области, энтузиасты и изобретатели: И. Т. Айтматов,
В. К. Аксёнов, М. С. Анцыферов, В. И. Ахматов, П. А. Богданов, В. И. Борщ-Компониец, Н. П. Влох, Г. А. Катков, В. И. Мурашов, Н. Р. Надирашвили, Г. Т. Нестеренко, В. Ф. Трумбачев, И. А. Турчанинов.
Для усиления взаимодействия с промышленностью Оргкомитет обычно собирался один раз в два года между работой семинара в различных городах. В программу выездных заседаний входило посещение горнодобывающих предприятий и обязательный анализ геомеханической обстановки на них, обсуждение перспектив экспериментальных исследований, развития измерительно-вычислительной техники и формирование повестки очередного научного семинара. Учёные побывали в г. Тбилиси в ИГМ АН ГрузССР, на шахте
им. В. И. Ленина Ткибули-Шаорского каменноугольного месторождения и на руднике Чиатурского марганцевого месторождения; в Кривом Роге в НИГРИ и на шахтах Криворожского железорудного бассейна; в г.Фрунзе в Институте физики и механики горных пород и на станциях, выполняющих мониторинг напряжённо-деформированного состояния массива горных пород в окрестности Токтогульской ГЭС и тела плотины; в г.Свердловске в ИГД МЧМ СССР и на шахте «Северопесчанская» и т.д. Такая системная научно-организационная работа оказалась на редкость плодотворной и способствовала интеграции интересов науки и производства.
Тот факт, что в состав Оргкомитета, который, естественно, менялся с годами, входили уважаемые учёные, высококлассные представители горной науки: ак. Е. И. Шемякин (ИГД СО АН СССР), чл.-корр. АН СССР П. Н. Кропоткин (Геологический институт АН СССР) и И. В. Лучицкий (Институт геологии и геофизики СО АН СССР), д.т.н. И. М. Петухов (ВНИМИ), д.ф.-м.н. С. В. Кузнецов (ИПКОН АН СССР), д.т.н. П. В. Егоров (Прокопьевский филиал ВНИМИ, Кемеровский политехнический институт), д.т.н. Г. А. Марков и д.т.н. А. А. Козырев (Горный институт КФ АН СССР), д.т.н.
В. С. Ямщиков (Московский горный институт), к.т.н. Е. П. Чистяков (Криворожский НИГРИ), говорит в первую очередь о том, что решения, принятые конференцией, важны, актуальны и востребованы современным обществом.
В период с 1967 по 1990 гг. семинар проводился с периодичностью раз в два года. Эти встречи специалистов-геомехаников, геофизиков и экспериментаторов обобщали большой объём исследований породной среды и вносили посильную лепту в становление геомеханики как научной дисциплины. Другая немаловажная их роль состоит в объединении крупнейших советских и зарубежных научных школ. Конечно, этому способствовала поддержка таких выдающихся учёных, как Ж. С. Ержанов, П. Н. Кропоткин, Н. П. Лаверов, И. В. Лучицкий, Н. В. Мельников, Н. Н. Пузырёв, Ю. Н. Работнов, С. А. Христианович, Е. И. Шемякин. Они принимали непосредственное участие в дискуссиях по докладам, создавая творческую атмосферу, и подчас давали толчок новым идеям.
Двенадцатый по счёту семинар состоялся в трудные годы «перестройки» в 1994 году в Екатеринбурге. Он был организован совместно с Институтом горного дела Уральского отделения РАН, когда инициативу по возобновлению деятельности семинара предпринял д.т.н., профессор Н. П. Влох. Совещание было проведено как Всероссийская конференция под названием «Управление напряжённо-деформированным состоянием массива горных пород при открытой и подземной разработке месторождений полезных ископаемых».
Знаковым для конференции стал 1999 год, когда руководство Института горного дела СО РАН решило возродить традицию обсуждения насущных проблем контроля, диагностики и прогнозирования напряжённо-деформированного состояния массива горных пород в Новосибирском научном центре. Так Международная конференция «Геодинамика и напряженное состояние недр Земли», преемница семинара по измерению напряжений, стала проводиться раз в два года. Тогда Оргкомитет конференции возглавил
ак. М. В. Курленя, учёным секретарём стал д.т.н. А. В. Леонтьев, состав Оргкомитета был следующим:
ак. НАН РК И. Т. Айтматов (ИФиМГП, Бишкек), д.т.н. А. А. Барях (ГИ УрО РАН, Пермь), д.т.н. Н. П. Влох (ИГД УрО РАН, Екатеринбург), проф. Й. Дубинский (ГИГД, Польша), д.т.н. П. В. Егоров (КузГТУ, Кемерово), чл.-корр. РАН А. Д. Рубан (ИГД им. А. А. Скочинского, Москва), к.т.н. Ю. С. Исаев (ВНИМИ, Санкт-Петербург), к.т.н. В. А. Квочин (ВостНИИ, Новокузнецк), проф. П. Кноль (Германия), д.т.н. А. А. Козырев (ГоИ КНЦ РАН, Апатиты), д.ф.-м.н. С. В. Кузнецов (ИПКОН, Москва), д.т.н. Н. Р. Надирашвили (НАН Грузии, Тбилиси), к.т.н. Е. П. Чистяков (НИГРИ, Кривой Рог), д.т.н. В. Л. Шкуратник (МГГУ, Москва).
Учёные сосредоточили свое внимание на методах и технических средствах контроля, диагностики и прогнозирования напряжённо-деформированного состояния породных массивов, геодинамических полях и процессах, вызванных техногенной деятельностью; управлении геомеханическими процессами при освоении недр. Тогда же установилась традиция сопровождать очередной форум грамотно отредактированным и хорошо изданным сборником трудов.
Тематика конференции современного периода, сформулированная в 2001 году Организационным комитетом под руководством чл.-корр. РАН В. Н. Опарина, изменилась несущественно и представлена следующими разделами.
1. Современные методы контроля, диагностики и прогнозирования напряженно-деформированного состояния породных массивов.
2. Геодинамические поля и процессы, вызванные техногенной деятельностью. Модели массива горных пород и методы их идентификации.
3. Теории прогноза и предотвращения техногенных катастроф. Управление геомеханическими процессами при освоении недр.
4. Приборы и оборудование для геомеханических исследований и контроля напряженно-деформированного состояния массива в промышленных условиях.
Результаты исследований, представленные в докладах, в большинстве своём являются отражением длительных исследований разных научных коллективов и школ. Так в Горном институте КНЦ РАН (Апатиты) традиционно много внимания уделяется мониторингу геомеханического состояния апатитовых рудников с выработкой рекомендаций производственникам по организации эффективных и безопасных технологий добычи. Точно так же обширные исследования уральских геомехаников (Екатеринбург, Пермь) посвящены контролю геодинамических полей и процессов, вызванных техногенной деятельностью, геофизическими методами, а также с использованием технологий спутниковой геодезии. Специалисты Института горного дела СО РАН (Новосибирск) развивают аналитические методы решения квазистатических и динамических задач механического поведения геоматериалов, изучают основы теории предсказания динамических событий и горных ударов, ведут комплексные натурные наблюдения за развитием геомеханико-геофизических процессов в экстремальных климатических условиях Норильска, Якутии, Забайкалья, создают современные измерительные комплексы для выполнения наблюдений в натурных условиях. В Физико-техническом институте
им. А. Ф. Иоффе РАН (Санкт-Петербург) активно развивается теория горных ударов и катастроф. Практические методы оценки и прогноза напряженно-деформированного состояния породного массива, в том числе в условиях действующих производственных объектов, совершенствуются учёными из Томска, Хабаровска, Якутска, Иркутска, Донецка, Красноярска. Уникальные эксперименты по воздействию на нетронутый породный массив электромагнитными полями проводят исследователи Научной станции РАН в Бишкеке.
Именно стабильно работающая площадка геомехаников в Новосибирске дала возможность «встать на ноги» и проявить себя нашим коллегам из ближнего зарубежья. По мнению заведующего лабораторией механики горных пород ИМиМаш МОН Казахстана д.ф.-м.н. А. А. Баймухаметова «Сибирская школа геомехаников, имея выдающиеся научные результаты, нашла свою нишу в мировой науке, заняла лидирующие позиции в решении фундаментальных проблем исследования природных и техногенных явлений различного масштаба. Казахстанская школа геомехаников глубоко благодарна сибирским коллегам за сотрудничество в области подготовки и аттестации научных кадров, обсуждении и внедрении результатов своих исследований».
На выявление и изучение связей между сейсмическими процессами в сейсмоактивных зонах, отдельными землетрясениями и деструктивными процессами в районах сильного техногенного влияния (рудники, шахты), а также на определение механизмов этих связей нацелены исследования Института нефтегазовой геологии и геофизики и Западно-Сибирского филиала Геофизической службы СО РАН (Новосибирск). Новый взгляд на некоторые проблемы физики земли развиваются в трудах Института физики Земли
им. О. Ю. Шмидта, Института динамики геосфер РАН (Москва), а идея взаимосвязи вращательного момента блоков земной коры с происходящими на горных предприятиях катастрофическими явлениями выдвинута в Институте вулканологии и сейсмологии ДВО РАН (Петропавловск-Камчатский).
Все перечисленные выше важные и актуальные проблемы горной науки настолько сложны и динамичны, что требуют для своего решения привлечения учёных многих специальностей. Это считает основным преимуществом конференции «Геодинамика и напряженное состояние недр Земли» директор ИГД ДВО РАН д.т.н. И. Ю. Рассказов: «Важным достоинством этого форума также является его междисциплинарность, ведь именно совместная работа горняков, геологов, геофизиков, механиков, математиков и учёных и специалистов других смежных отраслей науки могут принести и дают наиболее значимые научные результаты при решении чрезвычайно сложных проблем горного производства и освоения недр в сложных горно-геологических условиях и на больших глубинах».
Каковы же итоги научной и научно-организационной значимости конференции, которая сохранила свои традиции и тематическую направленность на фоне многочисленных научных форумов в стране, особенно в реалиях новой российской истории?
Начнём с того, что на протяжении прошедших лет её участниками были и остаются безусловные лидеры научных школ и творческих коллективов в разных регионах страны и ближнего зарубежья. Конференция была и остается площадкой для широкого обсуждения научных (новых, прорывных) результатов, что чрезвычайно важно для молодых и начинающих учёных, получающих информацию из первых рук и имеющих возможность вовремя найти и занять свою нишу в безбрежном потоке знаний.
Во все постперестроечные годы финансовую поддержку организаторам конференции оказывает РФФИ. Сам факт такой поддержки говорит об актуальности её тематики. Фонд таким образом, в том числе и через труды конференции, имеет доступ к пониманию современного состояния данного раздела знаний.
Конференция, безусловно, способствует росту научных кадров страны. Многие из её участников, получив поддержку в среде единомышленников, ныне возглавляют отделы, лаборатории и в целом академические, отраслевые и учебные институты (университеты), являются руководителями научных школ, поддержанных не только научным сообществом, но и правительством своих стран.
Особенно конференция важна и полезна для студентов и аспирантов профильных специальностей и молодых учёных, которые апробируют на ней свои идеи и результаты фундаментальных и прикладных исследований, поэтому молодёжную составляющую конференции неоходимо усиливать.
Высшей оценкой актуальности обсуждаемых на конференции проблем явилось признание достижений большого коллектива её участников — присуждение в 1989 году большой группе исследователей, сформировавшейся в процессе регулярных контактов, Государственной премии СССР «За создание и внедрение методов управления горным давлением при подземной разработке рудных месторождений на основе исследований напряжённого состояния массива горных пород».
Наконец, следует заметить, что параллельно с конференцией развивался и журнал ФТПРПИ — единственный среди изданий горного профиля признанный за рубежом и включённый в базу Web of Science академический научный журнал, страницы которого, а иногда и популярные в наше время спецвыпуски, предоставлялись и предоставляются наиболее интересным докладам, прозвучавшим на конференции.
Накопленный к настоящему времени задел знаний и практический опыт показывают, что чем больше информации о геологии и тектонике месторождения, чем качественнее сделан проект рудника и чем строже он исполняется, чем лучше организован геодинамический мониторинг и качественно выполняется противоударная профилактика, тем более стабильно работает предприятие и тем меньше вероятность возникновения чрезвычайных ситуаций, в том числе горно-тектонических ударов и техногенных землетрясений.
В трудах прошедшей конференции отражены новые знания, развивающие представления по современным проблемам теоретической и экспериментальной геомеханики, а именно:
— развиты феноменологические основы и механико-математические методы описания условий формирования очаговых зон повышенной концентрации напряжений и деформаций в массивах горных пород и механизмов их высвобождения;
— выявлены новые закономерности проявления современных геодинамических движений в массиве горных пород, включая распределение их во времени и пространстве, а также по отношению к тектоническим нарушениям;
— большое внимание уделено разработке новых и развитию перспективных методов диагностики и контроля НДС породного массива при отработке месторождений твёрдых полезных ископаемых и углеводородного сырья в различных горно-геологических и природно-климатических условиях России;
— разработаны новые механико-математические модели для описания процессов формирования НДС в геосредах блочной структуры и с привязкой к условиям отработки конкретных месторождений полезных ископаемых. Выполнен анализ потенциальной опасности возникновения техногенных катастроф в ряде регионов крупномасштабных горных работ Кольского полуострова, Урала, Сибири, Белоруссии;
— получили развитие новые методические подходы, на основе которых выполнены оценки сейсмотектонических деформаций земной поверхности по данным наблюдений на геодинамических полигонах Киргизии, Кузбасса, Урала, Кольского полуострова, а также в районах крупного техногенного воздействия на земную кору. Выявлены новые особенности в механизмах подготовки геомеханико-геодинамических явлений;
— предложены новые разработки в области систем автоматизации геомеханико-геофизического мониторинга с целью обеспечения накопления и совместного анализа изменяющейся во времени разнородной информации, связанной с крупными горно-промышленными объектами мониторинга;
— сформулированы концептуальные положения по реализации геоинформационных облачных технологий в СО РАН с ориентацией на задачи интеграции ГИС и обработки геомеханико-геофизических данных.
Научное сообщество, объединяемое конференцией «Геодинамика и напряженное состояние недр Земли» на всей территории постсоветского пространства, за долгие годы плодотворной работы учёных-геомехаников переросшее в содружество, несёт ответственность за обоснование приёмов эффективного и безопасного недропользования как в России, так и за её пределами.
Приведём отзывы постоянных участников конференции, прозвучавшие на юбилейном форуме.
Д.т.н. Г. Я. Полевщиков, заведующий лабораторией Института угля СО РАН):
— В настоящие время руководством страны рассматривается вопрос по сути о целесообразности академической науки, не ориентированной на решение оперативных задач промышленности, а создающей долговременную перспективу технического прогресса. И конференция «Геодинамика и напряженное состояние недр Земли» даёт на это прямой ответ: только в рамках РАН можно было в весьма сложные перестроечные годы, поняв необходимость интеграции знаний, начать регулярное обсуждение проблем как физических процессов горного производства, так и процессов несоизмеримо большего масштаба — геодинамики недр. И вполне закономерно, что уже с начала роста сейсмической активности в Кузбассе её изучение выполняется не только сейсмологами, но и специалистами горного производства с активным участием технологических служб угольных компаний, а обобщение данных ведётся с привлечением методов геоинформатики.
Д.т.н. В. П. Потапов, директор Кемеровского филиала ИВТ СО РАН:
— Практичность конференции и те новые проблемы, которые на ней обсуждаются, всегда дают тот заряд бодрости, позволяющий сегодня не обращать внимание на то, что происходит в стране, а сосредоточиться именно на тех задачах, которые не просто нужны фундаментальной науке, а имеют очень большое значение для практики (я имею в виду проблемы геодинамической безопасности крупных горнопромышленных регионов)".
Д.г.-м.н. В. В. Ружич, заведующий лабораторией ИЗК СО РАН:
— Особую признательность хотел бы выразить Виктору Николаевичу Опарину и другим надёжным и сплоченным членам программного Оргкомитета. Это их заслуга в подготовке заседаний конференций на высоком научном уровне с учётом взвешенного выбора наиболее актуальных вопросов для обсуждения и публикации результатов.
К его мнению присоединилась коллега из Кузбасса д.т.н. Т. В. Лобанова:
— На данной конференции мы всегда узнаем что-то новое и интересное, чувствуем заинтересованность, внимание, заботу, доброту и тепло. Спасибо организаторам конференции за то, что мы приезжаем к вам как домой, и каждый раз хочется вернуться сюда снова!
Фото из архива ИГД СО РАН
стр. 8-9
|
