[ «ОТЧЕТ О научной и научно-организационной деятельности Института горного дела за 2007 год УТВЕРЖДЕН ОДОБРЕН Объединенным ученым Ученым советом Советом УрО РАН Института горного дела по наукам о Земле 21 декабря 2007 г. ...»
Российская Академия Наук
Уральское отделение
ОТЧЕТ
О научной и научно-организационной деятельности
Института горного дела за 2007 год
УТВЕРЖДЕН ОДОБРЕН
Объединенным ученым Ученым советом
Советом УрО РАН Института горного дела
по наук
ам о Земле « 21 » декабря 2007 г.
«»_2008 г. Протокол № 13 Протокол №_ Председатель Совета Директор института, Академик проф., д.т.н.
_В.А.Коротеев С.В.Корнилков и.о. ученого секретаря института А.А.Панжин Екатеринбург
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………..
1. ВАЖНЕЙШИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ
2. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ПРИКЛАДНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ3. КРАТКИЕ АННОТАЦИИ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ РАБОТ
3.1. Краткие аннотации работ по основной тематике, выполненной в соответствии с Основными направлениями исследований РАН
3.2. Краткие аннотации работ по программам фундаментальных исследований Президиума РАН
3.3. Краткие аннотации работ по программам Отделения наук о Земле РАН
3.4. Краткие аннотации работ по интеграционным проектам с СО и ДВО РАН
3.5. Краткие аннотации работ по федеральным целевым программам.. 3.6. Краткие аннотации работ по грантам РФФИ и РФФИ «Урал»........
4. СВЕДЕНИЯ О РАБОТАХ, ВЫПОЛНЕННЫХ ПО ДОГОВОРАМ,
ЗАКАЗАМ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ЗАКАЗЧИКОВ...... 4.1. Сведения о работах, выполненных по договорам и заказам отечественных заказчиков4.2. Сведения о работах, выполненных по договорам и заказам зарубежных заказчиков
5. ОСНОВНЫЕ ИТОГИ НАУЧНО-ОРГАНИЗАЦИОННОЙ
ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ИНСТИТУТА5.1. Сведения о тематике научных исследований
5.2. Сведения о финансировании научных исследований
5.3. Сведения о численности и профессиональном росте научных кадров, деятельности аспирантуры, получении наград, научных премиях
5.4. Информация о работе по совершенствованию деятельности института и изменению его структуры
5.5. Характеристика международных научных связей и совместной деятельности с зарубежными организациями и учеными
5.6. Связи института с отраслевой и вузовской наукой
5.7. Деятельность Ученого совета
5.8. Деятельность диссертационного совета
5.9. Сведения о деятельности коммерческих структур при институте... 5.10. Сведения о проведении и участии в работах конференций, совещаний, школ
5.11. Сведения о публикациях и издательской деятельности.................. 5.12. Сведения о патентно-лицензионной деятельности
5.13. Сведения об экспедиционных работах
5.14. Характеристика оснащенности института научным оборудованием
ПРИЛОЖЕНИЯ
Перечень работ по использованию результатов научных исследований в народном хозяйстве, выполненных в 2007 году (таблица 1)................. Сведения об участии в конференциях в 2007 году (таблица 2)............... Список печатных работ сотрудников института за 2007 год
ВВЕДЕНИЕ
Институт горного дела УрО РАН выполняет фундаментальные исследования по трем научным направлениям:- разработка теоретических основ стратегии освоения и комплексного использования минеральных ресурсов;
- создание научных основ новых технологий разработки глубокозалегающих месторождений;
- исследование проблем геомеханики и разрушения горных пород.
В отчетном году выполнялись научно-исследовательские работы по темам. Работы велись в соответствии с «Основами политики Российской Федерации в области развития науки и технологий до 2010 года и дальнейшую перспективу», утвержденными Президентом РФ 30 марта 2002 г. № ПР-576, и «Основными направлениями фундаментальных исследований РАН».
Кроме того, выполнялось 5 тем, входящих в целевые программы фундаментальных исследований Президиума РАН и Отделения наук о Земле, междисциплинарных проекта в содружестве с учеными СО и ДВО РАН, проекта, финансируемых Российским фондом фундаментальных исследований. Выполнялась одна Федеральная целевая программа «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научнотехнологического комплекса России на 2007-2012 годы», проект «Исследование закономерностей развития природных и техногенных катастроф при недропользовании и разработка технологий снижения риска и тяжести последствий их проявления».
По хозяйственным договорам с предприятиями и организациями Российской Федерации выполнялась 100 научно-исследовательских работ. Закончено и оплачено 75 работ на сумму 24,7 млн. руб.
1. ВАЖНЕЙШИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ
Установлено, что процесс деформирования массива горных пород проявляется в виде взаимных подвижек блоковых структур, которые имеют сложный полигармонический характер. За длительный период в подвижках блоковых структур преобладают трендовые составляющие, осложненные на отдельных этапах цикличными знакопеременными движениями. При этом границы самоорганизующихся блоков в иерархически блочной среде в различные временные периоды могут иметь различные конфигурации и размеры.Проявляя относительную целостность и согласованность подвижек за длительные периоды, крупные блоки в более короткие временные периоды несут в себе внутренние подвижки между блоками более низких порядков (рис. 1).
Установлено, что одним из главных факторов, определяющих превышение измеренными вертикальными напряжениями веса налегающих пород, является угол падения рудного тела: описываемый эффект наблюдается только на месторождениях с наклонным (25-55) падением залежи.
Установлено, что к фундаментальным проблемам карьерного транспорта относится формирование транспортных систем, где возникло противоречие между необходимостью принятия стратегических решений при реализации инвестиционных проектов и возможностями научно-методической базы. Противоречие может быть разрешено путем разработки методологических основ развития горно-технических систем, включающих содержательную интерпретацию и формальное исчисление.
Рисунок 1 – Деформирование породного массива за длительные (а) и короткие (б) временные промежутки Установлено, что перспективы развития подземной геотехнологии связаны с модернизацией систем разработки, геотехники и комплекса взрывных работ. В рамках концепции бесконфликтного развития техно- и биосфер впервые обоснована экономическая эффективность экологически чистой и безопасной технологии подземной разработки рудных месторождений восходящим способом. Для повышения интенсивности подземной добычи руды, повышения производственной мощности рудников предложен ярусный способ отработки месторождений.
Для условий железорудного предприятия установлено, что монополист, который стремится к прибыли, будет производить каждую последующую единицу продукции до тех пор, пока ее реализация обеспечивает больший прирост валового дохода, чем увеличение издержек. Равенство цены продукции и предельных издержек указывает на эффективное размещение ресурсов для выпуска этой продукции (рис. 2).
Рисунок 2 – Определение оптимального объема продукции (а) и издержек (б) для железорудного предприятия в условиях монополии Установлено, что процесс нарушения целостности природных структур высоких уступов карьеров при взрывном нагружении с определенной точностью может быть описан энергетической теорией взрывного разрушения. Согласно этой теории предварительное сжатие и подвижка массива являются необходимыми ступенями взрывного разрушения. Доказано, что одним из главных факторов, определяющих надежность детонации эмульсионных ВВ является их плотность, которая изменяется в колонке заряда по глубине скважины. Установленная зависимость позволяет определить исходную плотность эмульсионного взрывчатого вещества, обеспечивающего его гарантированную детонацию в нижней части скважин при любой ее глубине.
Установлено, что энергозатраты на разрушение породы в забое скважины при шарошечном способе бурения изменяются по параболической зависимости от физико-механических свойств породы и конструктивных размеров вооружения бурового инструмента. Определены экстремумы функции при изменении диаметра, вылета и расстояния между твердосплавными штырями шарошечного долота в конкретных условиях напряженнодеформированного состояния локального массива с физико-механическими свойствами, определяемыми методом многоволновой сейсмометрии.
Получены динамо-кинематические характеристики упругопластических деформаций, наведенных технологическими взрывами скважинных зарядов в ближней зоне законтурного массива. Установлены зависимости изменения скорости фронта и величины максимальной относительной деформации с расстоянием от взрывного источника и связи между временными характеристиками деформирования разрушаемой части массива и взрывчатыми характеристиками ВВ, физико-механическими свойствами пород (рис. 3).
Рисунок 3 – Эпюры относительных деформаций по ортогональным осям X, Y, Z при различной очередности инициирования зарядов Для территорий УрФО установлены закономерности:
- выполнения рекультивации преимущественно лесохозяйственного направления и естественным восстановлением лесных биоценозов, корреспондирующихся с зонально-географическими условиями расположения большей части территорий УрФО в таёжной и лесной зонах;
- уменьшения объемов рекультивации от 2000 к 2006 г. в старопромышленных районах Свердловской и Челябинской области при стабильно возрастающих до 2004 – 2005 г. – во вновь осваиваемых районах месторождений нефти и газа, подтверждающие важность рекультивации и для холодного пояса территорий УрФО;
- отраслевой специфики рекультивации от нефтегазовой отрасли – в районах тундры, лесотундры (ЯНАО, ХМАО, север Тюменской области) – к цветной металлургии в лесной зоне Свердловской области и черной металлургии – в лесной и лесостепной зоне Челябинской области.
На основании исследований установлено, что при сжигании ракетных двигателей на твердом топливе образуется струя сжимаемого газа. При этом изменение основных параметров процесса в начальном сечении струи – массового расхода, энтала (во времени) и скорости, проходит по экспоненциальной зависимости. В процессе сжигания до возгорания 50 % твердого топлива струя является сверхзвуковой (М >2), а после – дозвуковой с диффузионным фронтом пламени. В теории турбулентных струй исследования процессов распространения сверхзвуковых струй сжимаемого газа и дозвуковых с диффузионным фронтом пламени при изменении основных параметров во времени в начальном сечении отсутствуют. С учетом установленной зависимости возможно определить термодинамические и аэрогазодинамические параметры «затопленных» сверхзвуковых струй сжимаемого газа и дозвуковых с диффузионным фронтом пламени при переменных во времени в начальном сечении характеристик.
Установлено, что инженерно-геологические элементы верхней части земной коры организованы и имеют строгую минерализованную направленность, являющуюся следствием длительного действия тензоров геомеханических полей. Основными признаками и характеристиками минерализованных образований являются наличие в фильтрационной зоне линейноориентированных систем взаимосвязанных пустот и трещин, обеспечивающих их высокую водопроницаемость, при этом же поперечные размеры зон фильтрации 0,5 – 1,0 м при протяженности от 2-х до 15-ти км.
Теоретически доказано и экспериментально подтверждено, что интервал автокорреляции отдельного атрибутивного признака геоданных или обобщенной пространственной корреляции нескольких признаков геоданных меньше произведения длины регулярного единичного интервала профиля на разность между половиной количества точек профиля и единицы. Установлено, что обобщенный интервал корреляции нескольких атрибутивных признаков геоданных представляет собой среднее значение по совокупности автокорреляционных интервалов каждого из них. Величина обобщенного интервала корреляции больше наименьшего из усредняемых автокорреляционных интервалов (рис. 4).
Рисунок 4 – Графическое определение интервалов автокорреляции (а, б, в) Установлено, что при работе с моделями объектов горной технологии используется три основные базы данных (БД): геологическая, технологическая и конструктивная. Их совокупность определяет геотехногенную структуру, включающую месторождение полезных ископаемых и пространственно связанные с ним техногенные образования (карьер, шахта, отвалы, хвостохранилище и т.п.), образующие при разработке единую систему элементов, взаимодействующих и согласованно изменяющихся во времени и пространстве.
2. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ПРИКЛАДНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ
Перечень работ по использованию результатов научных исследований в народном хозяйстве, выполненных в 2007 году представлен в табл. 1 приложения. Всего выполнено и передано заказчикам 75 работ. Аннотации важнейших прикладных исследований приведены ниже.«Диагностика современной геодинамической активности участков недропользования по опасности возникновения катастроф»
Фундаментальными исследованиями установлено, что широкий класс катастроф на объектах недропользования обусловлен современной геодинамической активностью массива горных пород, определяемой трендовыми и цикличными движениями. Впервые установленный механизм развития катастроф под влиянием геодинамических движений проходит практическую проверку при решении задач предотвращения катастроф более чем на 20 отечественных и зарубежных предприятиях – недропользователях. В прикладных исследованиях проводится диагностика современной геодинамической активности участков недропользования, прогнозная оценка потенциальной опасности катастроф и разрабатывается меры по снижению риска и тяжести их последствий.
«Метод диагностики линеаризованных образований»
Научное обоснование наличия линеаризованных геологических образований, унаследованных исторические геомеханические напряжения, заложили основу изучения основных характеристик инженерно-геологического состояния горных массивов, определяющих его устойчивость и водопроницаемость. Инженерно-геологическое моделирование, в основе которого лежит система линеаризованных разупрочнений, позволяет обоснованно решать задачи устойчивости инженерных сооружений в горных массивах, водоснабжений и водоотведения. Методы диагностики линеаризованных образований, основанные на электроразведке, позволяют уменьшить объем буровых работ при изысканиях и оптимизировать затраты по водоснабжению из подземных источников. Разработки применяются в практике инженерно-геологических и гидрогеологических работ, готовы к практическому использованию и к патентной защите.
«Схемы постановки высоких уступов в предельное положение»
Разработаны новые схемы постановки 30-метровых уступов в предельное положение, позволяющие в пределах уступа увеличить объемы извлекаемой руды или уменьшить объемы вскрышных работ. Разработаны технологические схемы отработки приконтурных целиков, позволяющие существенно снизить взрывное воздействие на законтурный массив. Внедрение усовершенствованной технологии постановки 30-метровых уступов в предельное положение приводит к увеличению углов их погашения с обеспечением долговременной устойчивости. Разработанная технология предназначена для постановки высоких уступов в предельное положение с применением буровзрывных работ на карьерах в скальных массивах горных пород.
«Стратегия развития ОАО «Комбинат Магнезит» до 2015 года»
В соответствии с выполненным анализом качественных характеристик магнезиального сырья Саткинского месторождения магнезита разработана стратегия развития ОАО «Комбинат Магнезит» до 2015 года. Достижение качественных показателей работы предприятия достигается путем организации современных систем опробования, пробоподготовки и анализа продуктов обогащения. Рекомендована технология предобогащения на складах некондиционного сырья, включающая выявление взаимосвязи вещественного состава некондиционной рудной массы с ее крупностью и разделение рудной массы по содержанию полезного компонента или вредной примеси на кондиционную и некондиционную составляющие непосредственно в зоне ведения горных работ с использованием грохотильных установок.
«Проведение комплексных научных исследований для разработки мероприятий по стабилизации Северного и Южного бортов Коршуновского карьера ОАО «Коршуновский ГОК»
Необходимость в выполнении работы обусловлена была тем, что Северный борт Коршуновского карьера, одного из крупнейших поставщиков железорудного сырья на Западно-Сибирский металлургический комбинат, с 1975 года находится в оползневом состоянии. За 32 года на нем произошло крупных оползней, в результате чего угол наклона борта выположился до 20, препятствуя добыче около 120 млн.т. руды. Было установлено, что причиной оползней является тиксотропное состояние пород, обусловленное высокими уровнями обводненности пород и амплитуд короткопериодных цикличных геодинамических движений. Два эти фактора поддерживают обводненные чувствительные к тиксотропии породы в тиксотропном состоянии, которое под воздействием длиннопериодных геодинамических движений реализуется в виде крупных оползней селеобразных масс.
Разработанные мероприятия направлены на устранение повышенной обводненности пород, препятствуя возникновению тиксотропного состояния пород. Рекомендации внедрены в проект реконструкции карьера, предусматривающий расконсервацию 120 млн. т рудных запасов.
«Исследование и мониторинг геодинамической активности и деформаций и деформаций массива горных пород при разработке Киембаевского месторождения хризотил-асбеста»
Проведен мониторинг за деформациями массива горных пород в процессе разработки месторождения. Обеспечен контроль за развитием деформаций массива горных пород и состоянием бортов карьера.
«Исследование геомеханических и гидрогеологических условий залегания подкарьерных рудных запасов в карьере «Миллионный» и разработка мероприятий по предупреждению осложнений и аварийных ситуаций при их подземной добыче»
Разработаны мероприятия по предупреждению опасных явлений и контролю за развитием деформаций и режимом подземных вод. Обоснована гидрогеомеханическая модель очистных работ по отработке подкарьерных запасов, спрогнозирована возможность накопления пустот и развития внезапных массовых обрушений в зоне очистных работ, массовых прорывов воды и обводненной породной массы.
«Геомеханическое обоснование порядка отработки очистных блоков на Агинском месторождении»
Произведен выбор и обоснование порядка отработки сближенных рудных тел по условиям устойчивости камер и горнокапитальных выработок, что позволило обеспечить снижение засорения руды в 2-3 раза, снижение загрузки обогатительной фабрики.
«Прогноз устойчивости и оптимизация параметров конструктивных элементов системы разработки с учетом действия статических и динамических напряжений при отработке Гайского месторождения»
Произведен выбор и обоснование параметров системы разработки и порядка выемки запасов, что позволило снизить потери и засорения руды при отработке месторождений в сложных горно-технических условиях.
«Осуществление авторского надзора за реализацией «Проекта на отработку блока №3 гор. 180 м шахты Магнезитовая».
Определены устойчивые параметры систем разработки и на основе технико-экономического сравнения сделан выбор варианта систем разработки.
Результаты исследований реализованы в проектах на отработку опытных блоков для разработки магнезитовых месторождений, что позволило достигнуть увеличения производственной мощности шахты, улучшение условий труда и техники безопасности.
«Мониторинг процесса сдвижения горных пород и разработка указаний по охране сооружений от вредного влияния подземных разработок на главном Сарановском месторождении хромитов»
Проведены исследования угловых параметров и деформационных характеристик развития процесса сдвижения горных пород и деформаций в охраняемых объектах и разработаны указания по охране сооружений шахты и объектов жилой зоны поселка, попадающих в зону вредного влияния подземных разработок месторождения. Выбраны рациональные меры охраны сооружений в зоне вредного влияния подземных разработок.
«Изыскания с целью определения тектонического строения и современной геодинамической активности площадки строительства комплекса сгущения на дамбе хвостохранилища Качканарского ГОКа»
Изучено строение массива горных пород на площадке строительства комплекса, определены параметры геодинамической активности и оценены негативные последствия ее воздействия на строящееся сооружение. Предложены пути и меры нейтрализации негативного воздействия современной геодинамики на строящийся объект.
«Исследование состояния массива горных пород и оценка возможности строительства цеха металлоконструкций на подработанной территории г. Березовского»
Проведено изучение состояния грунтов и массива горных пород, проверено наличие пустот от горных работ и спрогнозировано развитие процесса сдвижения в области влияния подземных горных работ. Установлено, что на территории земельного участка непогашенные горные выработки отсутствуют, строительство зданий возможно без применения мер охраны.
«Экспертиза промышленной безопасности тяговых агрегатов с истекшим сроком службы»
Проведена экспертиза промышленной безопасности тяговых агрегатов с истекшим сроком службы (24 единицы), в ходе которой определялась возможность и срок их дальнейшей эксплуатации в условиях карьеров ОАО «Уральский асбестовый горно-обогатительный комбинат».
«Временные методические указания по мониторингу технического состояния карьерных самосвалов и комплексной оценке влияния условий эксплуатации»
Составлены временные методические указания по мониторингу технического состояния карьерных самосвалов и комплексной оценке влияния условий эксплуатации, состояния ремонтно-технической базы и системы обеспечения запасными частями на техническую и экономическую целесообразность эксплуатации или их списания.
«Испытание конверсионных ВВ в качестве зарядов для постановки бортов карьеров в предельное положение»
Проведен сравнительный анализ эффективности применения зарядов из конверсионных ВВ и ранее используемых на карьере для постановки бортов в предельное положение. Даны рекомендации по применению зарядов из конверсионных ВВ для постановки бортов в предельное положение.
«Разработка рациональной технологии буровзрывных работ для условий карьеров ОАО «Ураласбест»
Проведен комплекс работ по определению физико-механических характеристик локальных массивов горных пород с использованием физических полей. Разработаны рекомендации по применению метода определения физико-механических характеристик массивов горных пород физическими полями. Исследована эффективность применения метода сейсмометрии для определения свойств горных пород при расчетах параметров БВР.
3. КРАТКИЕ АННОТАЦИИ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ РАБОТ
В отчетном году в ИГД УрО РАН, в соответствии с утвержденным планом НИР на 2007 год, выполнялись научно-исследовательские работы по темам. Кроме того, выполнялось 5 тем, входящих в целевые программы фундаментальных исследований Президиума РАН и Отделения наук о Земле, междисциплинарных проекта в содружестве с учеными СО и ДВО РАН, проекта, финансируемых Российским фондом фундаментальных исследований. Выполнялась одна Федеральная целевая программа «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научнотехнологического комплекса России на 2007-2012 годы», проект «Исследование закономерностей развития природных и техногенных катастроф при недропользовании и разработка технологий снижения риска и тяжести последствий их проявления».3.1. Краткие аннотации работ по основной тематике, выполненной в соответствии с Основными направлениями исследований РАН Тема 1. «Моделирование и натурные исследования напряженного состояния и деформационных процессов в природных условиях и в техногенно измененных массивах горных пород с учетом блочно-иерархического строения земной коры и среды со структурой»
Подтема 1. «Исследование закономерностей формирования напряженного состояния и современной геодинамической активности массивов на участках недропользования»
В отчетном году велись экспериментальные работы в форме мониторинга на стационарных наблюдательных станциях, оборудованных на техногенно измененных территориях горных предприятий. Установлено, что массив горных пород и земная поверхность деформируются под воздействием техногенной деятельности и естественных геодинамических процессов, протекающих в массиве горных пород независимо от техногенных условий.
Соотношение между естественными и техногенными смещениями и деформациями неоднозначны и зависят от масштабов техногенной деятельности и уровня геодинамической активности. Совместное воздействие обоих факторов формирует в иерархически блочной среде массива горных пород самоорганизующиеся временные консолидированные блоки, по границам которых концентрируются максимальные подвижки, представляющие особую опасность для объектов недропользования.
Проведены обобщение и анализ результатов измерений напряженного состояния скальных массивов более чем на 25 шахтах. При анализе рассматривались: методы измерения, геологическое строение месторождения, рельеф дневной поверхности, а для некоторых месторождений также физикомеханические свойства пород и массивов.
Результаты анализа дают основание предположить, что одним из главных факторов, определяющих превышение измеренными вертикальными напряжениями веса налегающих пород, является угол падения рудного тела.
Данное направление исследований является безусловно новым, поскольку ранее эти факты лишь фиксировались. В лучшем случае превышение измеренными вертикальными напряжениями веса налегающих пород объяснялось ошибкой эксперимента.
Тема 2. «Разработка научных основ системного прогноза освоения месторождений твердых полезных ископаемых; создание фундаментальных эколого-технологических основ управления георесурсами»
Подтема 1. «Разработка научных основ формирования транспортных систем карьеров»
Для получения среднесрочных и долгосрочных прогнозов принята вероятностная концепция исследование тенденций, определяющих перспективы развития горно-технических систем. Направление методологии — системный подход. Основные методы исследования: абстрактно-логический, дедуктивный, диалектический анализ, синтез, идеализирование, моделирование, взаимодействие системы и среды, восхождение от абстрактного к конкретному.
В результате проведенных исследований:
1) разработана общая классификация признаков горно-технических систем и построена модель развития горно-промышленного (научнопроизводственного) объединения ;
2) упорядочены (систематизированы) основные термины и понятия и установлены тенденции горно-технических систем;
3) получены новые элементы формального исчисления (закономерности, показатели, критерии эффективности) для расчета технологической эффективности трудовой деятельности при поточной организации горного производства, систематизированы основные термины и понятия; установлены тенденции горно-технических систем;
4) получены новые элементы формального исчисления (закономерности, показатели, критерии эффективности) для расчета технологической эффективности трудовой деятельности при поточной организации горного производства.
Подтема 2. «Стратегия подземной геотехнологии рудных месторождений Урала в первой четверти XXI века (черные металлы)»
Установлено, что перспективы развития подземной геотехнологии связаны с модернизацией систем разработки, геотехники, комплекса взрывных работ. Для повышения эффективности подземной геотехнологии необходимо решение двух ключевых проблем: снижения до конкурентноспособного уровня затрат на добычу, повышения качественных и количественных показателей извлечения. В рамках концепции бесконфликтного развития техно и биосфер впервые обоснована экономическая эффективность экологически чистой и безопасной технологии подземной разработки рудных месторождений восходящим способом.
Для повышения интенсивности подземной добычи руды, повышения производственной мощности рудников предложен ярусный способ отработки месторождений. Решением проблемы сохранения окружающей среды является создание безотходных производств, требующих значительных финансовых затрат. Исходя из достигнутого уровня экономического развития России, разработку месторождений подземным способом взамен открытого следует считать нереальной. Промежуточным этапом этой проблемы – создание малоотходных производств, одним из видов которого является комбинированная геотехнология с закладкой выработанного пространства и восходящим или нисходящим способом выемки.
Подтема 3. «Инновационно-техническое обеспечение повышения комплексности освоения минеральных ресурсов»
Разработана методика определения эффективности функционирования горнодобывающих предприятий в условиях монополии. На примере работы железорудной и угледобывающей монополий с использованием фактических ТЭП приводится определение объемов производства, затрат и доходов. Излагаются обстоятельства, по которым целесообразно существование монополий: меньшие затраты на производство продукции, контроль за некоторыми, чрезвычайно важными видами сырья или в виде знаний, защищенных патентами; ограничение государством притока новых предприятий в отрасль. Приведены также положения о государственном регулировании деятельности монополий.
резервов производства, позволяющий сделать вывод о недостаточной степени изученности вопроса оптимизации запасов минерального сырья. Материалы исследований являются основой для выработки стратегического направления развития горных работ в условиях жесткой конкуренции как на внутреннем, так и на внешнем рынках сбыта асбестовой продукции комбината, а также для разработки прогрессивных технологических схем рудоподготовки.
Подтема 4. «Развитие теоретических основ ресурсосберегающих технологий рудоподготовки на горных предприятиях для обеспечения их устойчивого функционирования в условиях рыночных отношений»
Выполнен анализ состояния вопроса организации запасов и резервов производства, позволяющий сделать вывод о не достаточной степени изученности вопроса оптимизации запасов минерального сырья. Материалы исследований являются основой для выработки стратегического направления развития горных работ в условиях жесткой конкуренции как на внутреннем, так и на внешнем рынках сбыта асбестовой продукции комбината, а также для разработки прогрессивных технологических схем рудоподготовки.
Подтема 5. «Исследование закономерностей и функциональных связей в структурах управления и технологических процессах объектов недропользования с целью повышения эффективности и безопасности производства»
На основе выявления и устранения функциональных дефектов разработан алгоритм совершенствования структуры управления горнодобывающего предприятия. Разработана методика подготовки персонала к работе по прогнозу, выявлению, устранению и предупреждению опасных ситуаций.
Тема 3. «Создание физической модели разрушения высоких уступов карьеров крупномасштабными взрывами»
Подтема 1. «Развитие теоретических основ изучения механизмов разрушения массивов горных пород и разработка ресурсосберегающей технологии бурения взрывных скважин»
Определены основные факторы, влияющие на результаты разрушения крепких горных пород при взрывном нагружении. Выбрана физическая модель взрывного разрушения локальных массивов горных пород. Установлено, что процесс нарушения целостности природных структур высоких уступов карьеров под воздействием взрывного нагружения может быть описан с достаточной точностью энергетической энергией взрывного разрушения.
Установлены особенности заряжания глубоких скважин (lскв> 20 м) эмульсионными ВВ. Одним из важных факторов, определяющих надежность детонации эмульсионного взрывчатого вещества является его плотность.
Определена зависимость изменения плотности эмульсионных ВВ по высоте колонки заряда в зависимости от глубины скважины. На основании этой зависимости можно определять исходную плотность эмульсионных ВВ, которая обеспечивает надежность детонации заряда в нижней части скважины.
Подтема 2. «Исследование прибортовых массивов и оптимизация погашения бортов карьеров»
Целью работы является увеличение углов погашения бортов карьеров на основе разработки технологии производства буровзрывных работ, снижающей передачу энергии взрыва в законтурный массив, с учетом вариантов схем вскрытия и конструктивного оформления уступов на предельном контуре. В процессе работы проводились экспериментальные исследования влияния порядка инициирования скважинных зарядов на передачу энергии взрыва в законтурный массив, а также исследование влияния схем вскрытия на конструктивные углы наклона бортов карьеров.
Установлены зависимости изменения скорости фронта и величины максимальной относительной деформации с расстоянием от взрывного источника. Разработана методика расчета интервалов времени замедления при многорядном короткозамедленном взрывании на основе установленных пространственно-временных зависимостей упруго-пластических деформаций.
Обоснована техническая возможность и экономическая целесообразность увеличения конструктивных углов наклона бортов в предельном положении путем снижения высоты уступов с 30 до 15-20 м при соответствующем увеличении их углов погашения на 4-5.
Тема 4. «Создание фундаментальных эколого-технологических основ управления георесурсами»
Подтема 1. «Исследование зонально-географических особенностей восстановления земель в районах освоения природных и техногенных месторождений полезных ископаемых и разработка методов рекультивации»
На основе анализа аналитических данных по использованию земель за период с 2000 по 2006 г., в частности, по рекультивации нарушенных земель, для районов УрФО установлено уменьшение объемов рекультивации по Свердловской и Челябинской области и стабильно возрастающих во вновь осваиваемых районах месторождений нефти и газа, а также отраслевая специфика рекультивации. Влияние зонально-географических особенностей освоения земель проявилось на роли значимости выбора и проведения рекультивации определенного, главным образом, лесохозяйственного направления с естественным восстановлением лесных биогеоценозов.
Подтема 2. «Разработка экологически безопасной технологии утилизации (ликвидации) крупногабаритных твердотопливных двигателей с использованием горных выработок»
На основании исследований установлены закономерности изменения основных параметров в начальном сечении струи в процессе выгорания твердого топлива в ракетном двигателе, при этом изменения относительной избыточной энтальпии (температуры) по оси струи и скорости характеризуются, в отличие от теории турбулентных струй экспоненциально-гиперболическим зависимостями, причем при переменных параметрах в начальном сечении струи, в отличие о теории турбулентных струй, траектория сильно неизометрических струй сжимаемого газа описывается параболическиэкспоненциально линейной зависимостью.
Подтема 3. «Разработка расчетно-экспериментальной геоэкологической и инженерно-геологической модели подземного пространства верхней части земной коры на основе изучения способов накопления и миграции подземных вод»
Сделано обобщение научного и экспериментального материала, уточнены инженерно-геологические представления о модели верхней части земной коры, в основе которой лежит представление и развитии сети линеаризованных геологических образований, унаследовавших историческое действие тензоров геомеханических напряжений, используемых подземными водами для снятия гравитационной нагрузки.
Тема 5. «Создание теоретических и методологических основ моделирования геоинформационных измерительных систем обеспечения горнодобывающих предприятий»
Подтема 1. «Создание методологии геоинформационного отображения геотехногенных систем горнопромышленных комплексов»
В рамках создания методологии геоинформационного отображения геотехногенных систем горнопромышленных комплексов установлено, что при работе с моделями объектов горной технологии используется три основные базы данных (БД): геологическая, технологическая и конструктивная, совокупность которых определяет геотехногенную структуру, включающую месторождение полезных ископаемых и пространственно связанные с ним техногенные образования (карьер, шахта, отвалы, хвостохранилище и т.п.), образующие при разработке единую систему элементов, взаимодействующих и согласованно изменяющихся во времени и пространстве.
Показано, что промышленные ГИС должны быть ориентированы на совместную работу многих специалистов, а, следовательно, на распределенную обработку информации. Необходимость обращения к единой модели требует централизованного хранения и управления графической и атрибутивной информацией, а также предоставление ее клиентам, расположенным в различных подразделениях предприятия. Сформированы основные проблемы ГИС с распределенной системой обработки информации, и способы их реализации.
3.2. Краткие аннотации работ по программам фундаментальных исследований Президиума РАН Проект «Влияние изменения солнечной активности (СА) на напряженное состояние и геодинамику земной коры Урала» (Программа Президиума РАН №16) На шахте «Естюнинская» оборудована автоматическая деформационная станция «Массив-2» с установкой в поперечном сечении выработки горизонтальной и вертикальной реперных линий для измерения конвергенция выработки с пересчетом деформации в напряжения. В автоматической станции «Массив-П» используются бесконтактные датчики расстояний индуктивного типа. Сбор и передача данных осуществляется территориально распределенной цифровой системой сбора данных с использованием интерфейса RS485.
Станция обеспечивает проведение измерений в диапазоне расстояний от 0. до 6 м с точностью до 200 мкм.
На рис. 5 показаны графики деформирования выработки в июле– октябре 2007 г. Наряду с малыми амплитудами колебаний просматривается уменьшения диаметра выработки, который соответствует сжатию массива за 7 мес. в среднем по вертикали на 0.6 мм, и по горизонтали 0.4 мм. За этот период увеличение напряжений в вертикальной плоскости составило в среднем 4 МПа, в горизонтальной 3 МПа.
Рисунок 5 - Конвергенция стенок выработки за июль-октябрь 2007 г.
Проект «Мировые тенденции и Российские проблемы производства и потребления минерального сырья» (Программа Президиума РАН №19) Установлено, что система правильно выстроенной национальной безопасности любого государства обеспечивает его устойчивое, длительное и эффективное функционирование в окружении других государств. Существенное место в этой системе занимает национальная минерально-сырьевая безопасность, что обусловлено значительной ценностью минерального сырья и его высокой значимостью в валовом национальном продукте. Масштабы и интенсивность освоения недр определяются потребностью человечества в поддержании энергетической основы жизнеобеспечения.
Россия занимает одно из ведущих мест в мире по минеральносырьевому потенциалу, который оценивается как достаточный для проведения независимой и эффективной экономической политики и национальной безопасности. Однако требуется пересмотр кондиций в новых рыночных условиях, в связи с чем промышленная значимость многих разведанных месторождений может снизиться, что приведет к сокращению балансовых запасов на 30-70%.
Состояние и перспективы развития горной промышленности, минерально-сырьевого сектора имеют жизненно-важное значение для большей части субъектов Российской Федерации, особенно Северо-Западного, Уральского, Сибирского и Дальневосточного округов, для страны в целом, причем не только в экономическом, но и в социальном, а, значит, и в политическом плане.
Обоснованы мировые тенденции в освоении минерально-сырьевых ресурсов, дана характеристика использования минерально-сырьевых ресурсов в Российской Федерации.
3.3. Краткие аннотации работ по программам Отделения наук о Земле РАН Проект «Геодинамика и механизмы деформирования литосферы»
(Программа ОНЗ РАН № 6) Проведен комплекс экспериментальных исследований параметров короткопериодных цикличных современных геодинамических движений в условиях мощных осадочных толщ и техногенных отложений. Установлено, что короткопериодные геодинамические движения имеют место при мощных осадочных толщах, достигающих 2,5 километров мощности (Западная Сибирь, Восточная Сибирь). Более того, предполагается по полученным данным возможность трансформации амплитуд цикличных смещений. Техногенные отложения мощностью до 70 м (Качканарский ГОК) не препятствуют прохождению короткопериодных колебаний от материнских пород, на которых отсыпана дамба хвостов обогащения.
Проект «Техногенное преобразование недр Земли: Развитие теоретических основ эффективного использования и сохранения георесурсов»
(Программа ОНЗ РАН №3) Отмечается, что Уральский регион в настоящее время обладает достаточно большими и разнообразными по видам запасами полезных ископаемых.
Для освоения остаются бедные месторождения, которые располагаются на большой глубине. При отработке месторождений карьерами параметры рабочей зоны являются основой для определения и снижения пиковых объемов вскрышных работ, при транспортировании которых (и руды) рекомендуется использовать энергозатраты на подъем 1 т горной массы и коэффициент полезного использования энергии. Предварительная обработка шлака кавитационными гидравлическими ударами в течение 5 минут приводит к повышению извлечения меди в 2,5, для цинка – в 3,7 раза.
Установлена зависимость углов наклона рабочих бортов карьеров от определяющих факторов. Доказано, что все схемы ведения горных работ в рабочей зоне карьера подчиняются единой закономерности, а углы наклона бортов зависят от одних и тех же факторов: удельного веса и размеров рабочих, минимальных и временно нерабочих площадок, высоты уступов, производительности экскаваторов, норматива готовых к выемке запасов и скорости понижения горных работ. Установлено, что схемой, обеспечивающей максимальные углы наклона рабочих бортов при заданной скорости понижения горных работ, является каскадная схема. Данная схема при скорости понижения горных работ 20-25 м в год и применяемых в настоящее время параметрах системы разработки и выемочно-погрузочном оборудовании обеспечивает углы наклона рабочих бортов до 15-20.
Показана адекватность отражения состояния массива с помощью многоволновой сейсмометрии. Предлагаемая методика для изучения физикомеханических свойств локальных массивов горных пород методом сейсмометрии использована на ряде карьеров. Полученные результаты были использованы для корректировки параметров буровзрывных работ. Проведенные экспериментальные работы по изучению физико-механических свойств горных пород в естественном залегании на ряде горных предприятий, позволили установить закономерности техногенного изменения упругих свойств горных пород в блоках, подготавливаемых к взрывному разрушению. Анализ результатов исследований показал, что использование их для проектирования параметров буровзрывных работ позволяет снизить затраты на этот передел на 15Обосновано, что существующая парадигма формирования транспортных систем глубоких карьеров, заключающаяся в одновременном применении нескольких видов транспорта, их комбинаций и переход от одних схем транспорта к другим, по-видимому, сохранится для действующих карьеров до конца их отработки в силу большой инерционности таких систем. Что касается долгосрочной перспективы, то возможна смены парадигмы, выраженное в преимущественном использовании монотранспортных систем, в первую очередь автотранспорта. В этом случае можно предположительно говорить о маятниковом характере смены парадигм или даже о замкнутом цикле развития транспортных систем карьеров Проект «Исследование влияния новых транспортных комплексов на сокращение выделения вредных веществ в воздушный бассейн с отработавшими газами» » (Программа ОНЗ РАН №12) Разработана методика расчета объема выбросов вредных веществ с отработавшими газами автотранспортной системы карьера для существующих моделей автосамосвалов и специализированных и специальных средств горнотранспортной техники.
Расчетным путем доказано, что при применение специализированных транспортных средств на карьерах уральского региона позволяет сократить выбросы вредных веществ с отработавшими газами за счет повышения уклона транспортных коммуникаций, что с одной стороны сокращает рабочий парк оборудования (за счет уменьшения расстояния транспортирования и повышения производительности), с другой стороны приводит к уменьшению объема вскрыши и годового объема перевозок. С уменьшением уклона транспортных коммуникаций экологическая эффективность применения специализированных транспортных средств для крутонаклонного подъема горной массы уменьшается.
Изучены размеры нарушенных земель отдельно по каждой административной единице УрФО в сравнительном аспекте с общими объемами этих работ по округам и областям. Установлено, что в ЯНАО наибольшие нарушения произвели предприятия газовой, на втором месте – нефтедобывающей промышленности и на третьем – геологоразведочных работ. Все отрасли, производящие нарушения земель, в этот период проводили и их рекультивацию. Темпы рекультивации ниже темпов нарушений. В Ханты-Мансийском АО размер нарушенных территорий в три раза больше чем в ЯНАО. Рекультивация проведена на 72 % территорий от величины нарушенных за 2000 – 2006 г. земель. В Свердловской области при суммарной величине земель нарушенных предприятиями цветной и черной металлургии, промышленности стройматериалах, электроэнергетикой и угольной промышленностью в 3, тыс.га площадь рекультивированных земель - 4,6 тыс.га. В Челябинской области соответствующие показатели по нарушению и рекультивации земель равны 0,5 и 2,0 тыс.га.
Таким образом, по областям УрФО, в отличие от автономных округов наметилась тенденция превышения объемов восстановления земель над нарушаемыми, что объясняется минимальными объемами работ по введению новых месторождений полезных ископаемых.
3.4. Краткие аннотации работ по интеграционным проектам Проект «Деструкция земной коры и процессы самоорганизации в областях сильного техногенного воздействия»
Интеграционный проект с СО РАН посвящался экспериментальным исследованиям характера деформирования иерархически блочных массивов горных пород при недропользовании. Установлено, что роль техногенного воздействия в процессе самоорганизации более заметна в относительно короткие промежутки времени в пределах нескольких лет. При более длительных периодах от 10 до 30 лет наблюдается преимущество естественных геодинамических факторов, формирующих трендовые движения.
Проект «Обоснование путей повышения эффективности и экологической безопасности открытой добычи твердых полезных ископаемых»
Разработаны технологические основы расширения области применения внутреннего отвалообразования при разработке глубокозалегающих месторождений ограниченной длины, какими являются большинство рудных месторождений. Установлено, что область применения технологии с внутренним отвалообразованием может быть расширена за счет применения углубочных систем разработки и формирования внутреннего отвала наклонными ярусами уменьшающейся высоты про мере понижения горных работ в карьере второй очереди, при которой объемы вскрышных пород с нижних горизонтов размещаются на ранее сформированных отвальных ярусах, создавая отвал второй очереди. Эффективность технологии в этом случае зависит от высоты выемочного слоя и уклона вскрывающих выработок, при оптимальных значениях которых условиями применения данной технологии являются длина дна карьера не менее 800 м, расстояние транспортирования вскрышных пород на поверхности не менее 2-3 км и большая мощность рудного тела.
Проект «Региональные особенности стратегии комплексного освоения минерально-сырьевых ресурсов Урала»
Установлена устойчивая тенденция снижения качества руды с понижением горных работ на горнодобывающих предприятиях Уральского региона, что приводит к увеличению энергозатрат на производство концентрата и снижению конкурентоспособности продукции Уральского металлургического комплекса. К основным экономическим особенностям Уральского региона относятся: энергетический и сырьевой дефицит в рудах черных, цветных и легирующих металлов; неразвитость гидросистемы и недостаток высококачественных углей; развитая структура транспортных магистралей стратегического значения; повышенная экологическая нагрузка на градообразующие структуры; повышение доли подземного способа отработки месторождений на долгосрочную перспективу (за пределами 2025 года).
Проект “Исследование режима изменения пульсирующих напряжений для подземных условий шахт Краснотурьинска, Нижнего Тагила, Березовский и Гай, а так же на поверхности в районе гг. Среднеуральск и Верхняя Пышма (Урал)” В 2007 г. были продолжены исследования пульсирующих напряжений на рудниках Урала. В г. Н. Тагил на шх. «Естюнинская» сделаны 2 серии наблюдений (21 марта и 31 октября), в г. Березовский – 2 серии (14 июля и 1 ноября), в г. Гай-– 3 серии (15 января, 20 апреля и 19 октября). На поверхности в районе гг. В. Пышма – Среднеуральск сделан 1 замер (2 ноября).
Ощутимого роста сжатия массива горных пород с приближением к минимуму сейсмической активности, который ожидается в 2008 г., не наблюдалось – рост не превышал 2–3 МПа, что хорошо видно на графиках изменения напряжений в гг. Н. Тагил и Гай (рис. 6). Из графиков следует, что изменения напряжений по различным азимутам близки по величине.
Рисунок 6 - Изменение горизонтальных напряжений в горном массиве на фоне 23 цикла солнечной активности на ш. «Естюнинская» (г. Н. Тагил) 3.5. Краткие аннотации работ по федеральным целевым программам Федеральная целевая программа «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012 годы», проект «Исследование закономерностей развития природных и техногенных катастроф при недропользовании и разработка технологий снижения риска и тяжести последствий их проявления» Госконтракт №02.515.11.5062.
На основе результатов фундаментальных исследований обоснованы технологические решения по снижению риска и тяжести последствий широкого класса катастроф, возникающих на объектах недропользования под воздействием современных геодинамических движений, постоянно проявляющихся в массиве горных пород и на земной поверхности. Технологии прошли практическую проверку на горнодобывающих предприятиях, в том числе на Коршуновском ГОКе при решении вопроса стабилизации борта карьера, находившегося более 30 лет в оползневом состоянии.
3.6. Краткие аннотации работ по грантам РФФИ и РФФИ «Урал»
Грант РФФИ «Исследование роли современной геодинамики в формировании временных консолидированных блоков в иерархически блочном массиве горных пород в условиях естественного залегания и в областях влияния техногенных факторов»
Грант направлен на изучение основного источника развития катастроф на объектах недропользования. Установлено, что в естественных условиях залегания временные консолидированные блоки, границы которых представляют основную опасность для объектов недропользования, формируются под воздействием современных геодинамических движений. В областях техногенного влияния на формирование границ временных консолидированных блоков техногенные катастрофы оказывают дифференцированное воздействие. на горных предприятиях с масштабным техногенным воздействием в ближней зоне техногенные факторы могут преобладать. Во внешней зоне приоритеты сохраняются за естественными движениями. В соответствии с этим, стабильность блоков более высокая вне сферы техногенного воздействия, параметры которого изменяются во времени с более высокими скоростями.
Грант РФФИ «Исследование механизмов деформирования и разрушения скальных и насыпных массивов в совместном поле статических и динамических напряжений»
Проанализированы предыдущих исследований деформирования и разрушения насыпных массивов в совместном поле статических и динамических напряжений. Установлено, что на устойчивость водонасыщенных дамб оказывает влияние не только амплитуда и частота колебаний, но и продолжительность воздействия. Данный факт не учитывается ни в одном нормативном документе по расчету устойчивости водоподпорных сооружений. На Гайском подземном руднике проведены две серии наблюдений деформирования скального массива при дополнительном воздействии динамических нагрузок от взрывов.
Грант РФФИ «Развитие МТБ для проведения исследований в области знаний 05 - природно-техногенные катастрофы в сфере недропользования: истоки, механизм проявления и технологии предотвращения»
Материально-техническая база создается для повышения уровня и эффективности фундаментальных исследований природы, механизма и технологии предотвращения катастроф в сфере недропользования.
Исследования требуют проведения высокоточных геодезических мониторинговых наблюдений в миллиметровом диапазоне точности на базах измерений до нескольких десятков километров. Проведение этого комплекса исследований стало возможно благодаря созданию при финансовой поддержке РФФИ и Президиума РАН ЦКП, оснащенного комплексами спутниковой геодезии GPS и геофизическими приборами для георадарного зондирования ГРОТ-10 и спектрального сейсмопрофилирования ССП. Заявленное оборудование георадар ОКО-2 и новая модификация электронного высокоточного безотражательного тахеометра LEICA TCP 1202 R300 являются приборами современного поколения, позволяющими обновить приборный парк ЦКП и вывести фундаментальные исследования по актуальной проблеме наук о Земле на современный мировой уровень. Кроме того, приобретение радиометра радона РГА - 04 позволяет внедрить в комплекс исследований новые параметры и свойства массива горных пород. Для эффективного использования в полевых условиях при проведении экспедиционных работ заявляемого и имеющегося научного оборудования необходимо приобрести специальный автомобиль Great Wall Deer G3 4*4.
Грант РФФИ «Организация и проведение II Всероссийской молодежной научно-практической конференции по проблемам недропользования»
14 февраля 2007 г. ИГД УрО РАН проведена I Молодежная научнопрактическая конференция по проблемам недропользования. В работе конференции приняли участие 40 человек, представляющих более 15 ведущих академических, отраслевых и учебных институтов России и Казахстана. Участники конференции констатировали актуальность и своевременность конференции. Принято решение признать конференцию Всероссийской и проводить ее ежегодно.
Обсуждение результатов и обмен опытом проведения фундаментальных исследований в данных направлениях позволит молодым ученым увеличить научный потенциал в области горных наук, расширить круг общения, что позволит выполнять более сложные (комплексные) научные задачи. Кроме этого конференция направлена на ускорение подготовки кадров высшей квалификации в академических институтах горного профиля и интеграцию с ВУЗовской наукой.
4. СВЕДЕНИЯ О РАБОТАХ, ВЫПОЛНЯЕМЫХ ПО ДОГОВОРАМ
С РАЗЛИЧНЫМИ ВЕДОМСТВАМИ И ПРЕДПРИЯТИЯМИ
В 2007 году выполнялось 100 и было завершено 75 научноисследовательских работ по хозяйственным договорам с горнодобывающими предприятиями Урала и Сибири, Республики Саха (Якутия) и Республики Казахстан. Перечень законченных работ приведен в приложении к отчету. Выполненные исследования охватывают широкий круг исследований, начиная с изучения сдвижения горных пород, напряженного состояния горного массива и кончая безопасностью ведения горных работ.4.1. Сведения о работах, выполненных по договорам и заказам отечественных заказчиков Проведены циклы исследований процесса сдвижения горного массива от подземной разработки на горных предприятиях с целью обеспечения безопасности поверхностных объектов, попадающих в зону вредного влияния разработок на шахтах Северопесчанская Богословского РУ, СарановскаяРудная, Южная Гороблагодатского РУ, Магнетитовая, Естюнинская, эксплуатационная Высокогорского ГОКа, Сидеритовая Бакальского РУ. Большинство разрабатываемых шахтами месторождений находятся в геодинамическом активном районе Урала, что обуславливает сложные, переменные во времени процессы сдвижения горных пород. Мониторинг за их развитием с применением оригинальных методик и приборов, обеспечивает надежный прогноз развития процесса сдвижения и применения оптимальных мер охраны подрабатываемых объектов.
Были проведены комплексные научные исследования для разработки мероприятий по стабилизации Северного борта и проектном конструировании Северного и Южного бортов Коршуновского карьера ОАО «Коршуновский ГОК». Необходимость в выполнении работы обусловлена была тем, что Северный борт Коршуновского карьера, одного из крупнейших поставщиков железорудного сырья на Западно-Сибирский металлургический комбинат, с 1975 года находится в оползневом состоянии. За 32 года на нем произошло крупных оползней, в результате чего угол наклона борта выположился до 20о, препятствуя добычи около 120 млн.т. руды.
Установлено, что причиной оползней является тиксотропное состояние пород, обусловленное высокими уровнями обводненности пород и амплитуд короткопериодных цикличных геодинамических движений. Два эти фактора поддерживают обводненные чувствительные к тиксотропии породы в тиксотропном состоянии, которое под воздействием длиннопериодных геодинамических движений реализуется в виде крупных оползней селеобразных масс.
Разработанные мероприятия направлены на устранение повышенной обводненности пород, препятствуя возникновению тиксотропного состояния пород. Рекомендации внедрены в проект реконструкции карьера, предусматривающий расконсервацию 120 млн.т. рудных запасов.
Значительный объем исследований выполнен по изучению структуры массива горных пород, диагностики геодинамической активности с целью обеспечения безопасности строящихся объектов, а также оценки возможности использования территорий, подрабатываемых горными работами в городах Екатеринбург, Н-Тагил, Березовский.
Современные подземные горные работы в г. Н-Тагил ведутся непосредственно в городской черте и в зону их негативного влияния попадают значительные массивы жилой застройки 3-4-5 этажными зданиями промышленного и социального значения. Их устойчивость и безопасность зависят от подвижности тектонических нарушений месторождений. Мониторинг, осуществляемый на основе результатов выполненных исследований, имеет своей целью предотвратить нарушение подрабатываемых объектов.
Для Высокогорского ГОКа выполнена серия работ по прогнозу геодинамической обстановки на шахтах Естюнинская, Магнетитовая и Эксплуатационная. Работы выполнялась с применением комплекса натурных и аналитических исследований, направленных: на изучение напряженнодеформированного состояния массива горных пород, включающих определение первоначальных напряжений и изменение их во времени; прогнозирование геодинамической обстановки на перспективу. Исследования проведены с помощью общепринятых методов и аппаратуры согласно требованиям инструктивных документов.
Продолжены работы по внедрению на рудных шахтах Урала автоматических деформационных станций «Массив». Проведены натурные измерения изменений напряженно-деформируемого состояния массива пород (НДС) на шахте Магнезитовая и Естюнинская. Результаты НИР использованы в регламентах для проектирования месторождения.
Проведены полевые исследования структурно-тектонического строения прибортовых массивов и выполнена типизация условий работ по заоткоске уступов на предельном контуре Западного карьера ОАО «Ванадий». Разработаны схемы поуступной постановки 30-метровых уступов во вскрышных породах и в рудной зоне, позволяющие в пределах уступа увеличить объемы извлекаемой руды или уменьшить объемы вскрышных работ. Разработаны технологические схемы отработки приконтурных целиков, позволяющие существенно снизить взрывное воздействие на законтурный массив. В результате было обосновано увеличение результирующих углов откоса 30-метровых уступов, поставленных в предельное положение. Внедрение разработанной усовершенствованной технологии постановки 30-метровых уступов в предельное положение привело к увеличению углов их погашения с обеспечением долговременной устойчивости в результате снижения взрывного воздействия на законтурный массив.
В соответствии с выполненным анализом качественных характеристик магнезиального сырья Саткинского месторождения магнезита, разработана стратегия развития ОАО «Комбинат Магнезит» до 2015 года. Достижение качественных показателей работы предприятия стало возможным при организации современных систем опробования, пробоподготовки и анализа продуктов обогащения.
На основании выполненных исследований ИГД УрО РАН по динамике напряженно-деформированного состояния горного массива определены устойчивые параметры подземной добычи магнезита на шахте Магнезитовая, произведено технико-экономическое сравнение и выбор варианта системы разработки. Результаты исследований реализованы в Специальных проектах на отработку опытного блока и отработку блока №3. Применение в проекте прогрессивных технических решений с использованием восходящей выемки позволило получить экономический эффект свыше 2 млн. рублей в год по сравнению с ранее применяемой системой разработки.
Для горно-геологических условий Саткинского месторождения магнезитов проведен выбор систем разработки. Вместо камерно-столбовой системы разработки с сухой закладкой и потерями 30% рекомендована система разработки горизонтальными слоями с твердеющей закладкой. С целью увеличения производственной мощности шахты до 1,6 млн т. в эксплуатацию подключается гор. 100 м с доставкой руды самоходным оборудованием в карьер. Экономический эффект составляет 5 млн т. Экономический эффект достигается за счет использования высокопроизводительного самоходного оборудования и увеличения производственной мощности шахты.
Выполнена оценка зарядных машин М3-4А и М3-3Б в части ресурсных запасов для принятия решения об их дальнейшей безопасной эксплуатации.
Выполнена сравнительная оценка технического уровня оборудования для буровзрывных работ, поставляемого различными отечественными и зарубежными предприятиями. Установлены тенденции рынка, экспертно оценены оптимальные технико-экономические показатели оборудования. Получен социальный экономический эффект, обеспечивающий безопасность работ.
4.2. Сведения о работах, выполненных по договорам и заказам зарубежных заказчиков В 2007 году по договорам с зарубежным заказчиком - АО «Транснациональная компания «Казхром» выполнялась одна хоздоговорная работа «Исследование геомеханических и гидрогеологических условий залегания подкарьерных рудных запасов в карьере «Миллионный» и разработка мероприятий по предупреждению аварийных ситуаций при их подземной добыче».
В результате выполнения работы была обоснована гидрогеомеханическая модель очистных работ по отработке подкарьерных запасов, спрогнозирована возможность накопления пустот и развития внезапных массовых обрушений в зоне очистных работ, массовых прорывов воды и обводненной породной массы. На основе полученных данных разработаны мероприятия по безопасной разработке подкарьерных запасов карьера «Миллионного».
5. ОСНОВНЫЕ ИТОГИ НАУЧНО-ОРГАНИЗАЦИОННОЙ
ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ИНСТИТУТА
5.1. Сведения о тематике научных исследований Институт выполняет фундаментальные исследования по трем основным направлениям:- разработка теоретических основ стратегии освоения и комплексного использования минеральных ресурсов;
- создание научных основ новых технологий разработки глубокозалегающих месторождений;
- исследование проблем геомеханики и разрушения горных пород.
В текущем году, согласно утвержденному «Плану НИР на 2007 г. Института горного дела УрО РАН», институт проводил исследования по 5 темам, финансируемым из госбюджета (табл. 1), четыре проекта выполнялись по грантам РФФИ. Кроме того, выполнялось 5 тем, входящих в целевые программы фундаментальных исследований Президиума РАН и Отделения наук о Земле РАН, одна федеральная целевая научно-техническая программа, а также три междисциплинарных проекта в содружестве с учеными СО РАН и ДВО РАН.
В течение года выполнялось 100 хоздоговорных работ, из них 75 работ завершены и переданы заказчикам для внедрения.
Из бюджетных работ все пять тем являются переходящими на 2008 год.
5.2. Сведения о финансировании научных исследований Сведения о финансировании научных исследований института в году представлены в табл.2.
* 1 – общее количество тем (проектов), 2 – в том числе – завершенных тем (проектов) по всем позициям.
Сведения о финансировании научных исследований в 2007 г. (по состоянию на 31.12.2007 г) объем (млн.руб): бюджетное * В сноске к графе указать статус программы (региональная, отраслевая и.т.д.) Сведения о составе и возрастной структуре научных работников (бюджет), в том числе по должностям:
советник структурного подразделения Численность всех работников (бюджет), состоящих в списочном составе на 1 декабря 2007 г. - 151 чел.
Средний возраст: докторов наук - 64 лет, кандидатов наук - 58 лет, научных работников без степени - 36 лет Выбыло в 2007 г.: докторов наук - 3 чел., кандидатов наук - 4 чел., научных работников без степени - 16 чел.
Принято на постоянную работу в 2007 г.: докторов наук - 2 чел., кандидатов наук - 1 чел., Дополнительные сведения: Численность работников (вне бюджета) на 01 декабря 2007 г. - 10 чел., 5.3. Сведения о численности сотрудников и профессиональном росте научных кадров, деятельности аспирантуры, получении наград, научных премиях По состоянию на 01.12.2007 г. в институте общее число сотрудников включая филиал в г. Челябинске составило 151 человек (табл.3), в том числе научных сотрудников – 93 человек.
Сведения о работе аспирантуры приведены в таблице 4.
Сведения о повышении квалификации сотрудниками института Количе- Количество Количество Количество Общая Количество сотрудство по- окончив- окончив- окончивших числен- ников института, заступив- ших аспи- ших аспи- аспирантуру ность ас- щитивших диссерташих в рантуру* рантуру с с представ- пиран- ции (включая соискааспиран- в 2007 г защитой лением дис- тов* телей) * Общее количество, в скобках указано число заочных аспирантов.
** 3 человек, поступивших в аспирантуру, являются выпускниками магистратуры В 2007 году в очную аспирантуру принято шесть человек, в т.ч. 3 – выпускников магистратуры.
В заочную аспирантуру в 2007 г. прием не проводился.
В 2007 г. в аспирантуре обучалось на очном отделении 15 человек, на заочном – 7. Выпуск с очного отделения составил 9 человек, с заочного – 5, в том числе 2 – отчислены досрочно. Из выпуска с очного и заочного отделения оставлены для работы в институте 7 молодых специалистов: Журавлев А.Г., Криницын Р.В., Жариков С.Н., Селин К.В., Тарасов А.П., Фурин В.О., Рыбак С.А.
В 2007 г. выпускниками очного отделения аспирантуры прошлых лет защищены кандидатские диссертации: Антониновой Н.Ю. – выпускницей очного отделения 2004 г., утверждена ученая степень, сотрудницей лаборатории экологии горного производства; Панжиным А.А. – выпускником г., и.о. ученого секретаря Института, Журавлевым А.Г. – выпускником г., досрочно, сотрудником лаборатории транспортных систем карьеров и геотехники. В 2007 г. защищена 1 докторская диссертация выпускником докторантуры Института 2004 г. Балеком А.Е.
В 2007 г. Федеральной службой по надзору в сфере образования и науки продлена до 2011 г. Лицензия на право ведения образовательной деятельности аспирантурой института по 5 специальностям:
25.00.20 – Геомеханика, разрушение горных пород, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика 25.00.21 – Теоретические основы проектирования горнотехнических систем 25.00.22 - Геотехнология (подземная, открытая и строительная) 25.00.35 – Геоинформатика 25.00.36 – Геоэкология.
В 2007 году сотрудники института за весомый вклад в решение фундаментальных и прикладных научных проблем получили целый ряд наград и поощрений.
Награждены нагрудными знаками «Шахтерская слава» первой степени – Зубков А.В., Сашурин А.Д., Стахеев Н.Л., Шеменев В.Г.
Награждены нагрудными знаками «Шахтерская слава» второй степени – Копырин В.В., Корнилков С.В., Худяков С.В.
Награжден нагрудным знаком «Шахтерская слава» третьей степени – Глебов А.В.
Награждена нагрудным знаком «Трудовая слава» второй степени – Казакова В.Л.
Награждены нагрудным знаком «Трудовая слава» третьей степени – Тарасов П.И., Усанов С.В.
Награждены памятной серебряной медалью «60 лет Дня Шахтера» Боликов В.Е., Витязев О.В., Завьялов Б.М., Киенко Б.Г., Корнилков С.В., Конорев М.М., Котяшев А.А., Криницын Р.В., Липин Я.И., Маторин А.С., Сашурин А.Д., Сухов Р.И., Тарасов П.И., Шеменев В.Г., Яковлев В.Л., Голубев В.А., Стахеев Н.Л., Шеменев В.Г.
Награждены знаком «Горняцкая слава» первой степени Боликов В.Е., Котяшев А.А., Маторин А.С., Попов В.Ю.
Награждены почетной грамотой главы администрации Кировского района – Смирнов О.Ю., Лаптев Ю.В., Маницына Г.М., Объедкова В.А., Павлов А.И., Шеменев В.Г., Витязев О.В., Глебова И.А., Неустроева Н.Н., Попова Г.Н.
Награждены почетной грамотой РАН Балек А.Е., Берсенев В.А.
Награждены почетной грамотой УрО РАН Добрынина Т.А., Инякина Т.Н., Ручкин В.И., Драсков В.П., Попов В.Ю.
Награжден грамотой Министерства энергетики и науки Свердловской области Тарасов П.И.
Награжден грамотой Правительства Свердловской области Соколов И.В.
Награждена благодарственным письмом правительства Свердловской области Веденькова О.В.
Награжден благодарственным письмом Администрации г. Екатеринбурга Столяров В.Ф.
Награжден благодарственным письмом Министерства промышленности, энергетики и науки Свердловской области Жариков С.Н.
В течение 2007 г. институт принял участие в выставочных мероприятиях и был отмечен: Дипломом и Медалью лауреата в номинации «Научные разработки» и двумя Благодарственными письмами за разработку Второй межрегиональной выставки, проходившей в рамках II Уральского горнопромышленного форума «Горное дело. Оборудование. Технологии»; Почетным дипломом за активное участие в III Юбилейной Урало-Сибирской научнопромышленной выставке, посвященной 75-летию УрО РАН.
5.4. Информация о работе по совершенствованию деятельности института и изменению его структуры В соответствии с одобренной Правительством Российской Федерации Программой модернизации Российской академии наук, постановлением от апреля 2006 г. № 236 «О реализации в 2006-2008 годах пилотного проекта совершенствования системы оплаты труда научных работников и руководителей научных учреждений и научных работников научных центров Российской академии наук» и «Рекомендациями по реализации первого этапа пилотного проекта по совершенствованию системы оплаты труда» в течение года велась работа по совершенствованию структуры института.
В рамках реализации 2 этапа «Пилотного проекта…» численность сотрудников института была приведена в соответствие с новым штатным расписанием. Выход на новую нормативную численность сотрудников с сохранением кадрового и научного потенциала осуществлялся двумя способами.
Перевод оплаты труда части научных сотрудников на финансирование за счет внебюджетных источников осуществлялся посредством их перевода в отдел хоздоговорных НИР, ряду сотрудников по личному заявлению разрешено работать в условиях неполного рабочего времени – от 0.25 до 0.5 бюджетной ставки. Данным сотрудникам обеспечивается возможность дополнительного заработка за счет участия в выполнении хоздоговорных работ.
В целях сосредоточения усилий института на приоритетных направлениях исследований, укрупнения тематики фундаментальных работ и повышения их эффективности, также велась работа по совершенствованию структуры научной части института. В 2007 году были укрупнены темы НИР, а тематика научных исследований лабораторий ИГД УрО РАН была приведена в соответствие с основными научными направлениями института.
В 2007 году были расформированы две лаборатории – «Горной сейсмики» и «Геоэкономических проблем комплексного освоения недр». Сотрудниками лаборатории «Горной сейсмики» усилена лаборатория «Сдвижения горных пород и предотвращения техногенных катастроф», а сотрудниками расформированной лаборатории «Геоэкономических проблем комплексного освоения недр» усилены лаборатории «Подземной геотехнологии», «Экологии горного производства» и «Управления качеством минерального сырья».
В настоящее время в институте имеются 8 лабораторий и филиал в г.
Челябинске. В целом структура Института позволяет успешно выполнять исследования по плановой тематике.
5.5. Характеристика международных научных связей и совместной деятельности с зарубежными организациями и учеными Член-корр. Яковлев Виктор Леонтьевич является членом Международного комитета наблюдательного совета по горному делу в Арктике (Канада, США, Дания, Норвегия, Россия).
Сашурин Анатолий Дмитриевич, д.т.н. является членом Международной ассоциации геомехаников (ISRM), (г. Лиссабон, Испания) и экспертом Международной ассоциации Европейского Союза (INTAS), (г. Брюссель, Бельгия). Боликов Владимир Егорович, д.т.н., проф., Зубков Альберт Васильевич, д.т.н., Липин Яков Иванович, к.т.н. являются членами Международной ассоциации геомехаников (ISRM), (г. Лиссабон, Испания).
В 2007 году Институтом горного дела организация международных мероприятий не планировалась и не проводилась.
В плане международных связей институт осуществляет:
1. Научно-техническое и учебно-методическое сотрудничество с Донецким техническим университетом (Украина).
2. Выполнение прикладных исследований по решению проблем горного производства Донского ГОКа – филиала Транснациональной компании «Казхром» (Республика Казахстан).
3. Сотрудничество на постоянной основе с Белорусским автомобильным заводом (ПО «БелАЗ»).
В 2007 году было опубликовано 13 научных докладов сотрудников института в материалах Международных конференций:
- 12 статей в трудах «4-й международной научно-практической конференции «Геотехнология-2007» (г. Хромтау, Казахстан) 4 из которых представлены в виде устных докладов.
- 1 статья в трудах International Society for Mine Surveying XIII International Congress. Budapest, Hungary.
Участие в международных мероприятиях на территории Подробные сведения об участии сотрудников института в международных мероприятиях приведены в табл. 2 приложения.
На 4-й международной научно-практической конференции «Геотехнология-2007» (г. Хромтау, Казахстан) с устными докладами выступили.
* Глебов А.В., к.т.н., зам. директора но научным вопросам * Сашурин А.Д., д.т.н., зав. лаб.
Участие в конференции осуществлялось частично за счет внебюджетных средств, частично за счет принимающей стороны.
5.6. Связи Института с отраслевой и вузовской наукой Институт поддерживает тесные творческие связи со многими ВУЗами, академическими и отраслевыми институтами страны, ближнего и дальнего зарубежья. Особенно тесные связи у института с Уральским государственным университетом (УГГУ) и Научно-исследовательским и проектноконструкторским институтом по добыче полезных ископаемых открытым способом (НИИОГРом). Многие сотрудники института входят в действующие там научные советы по защитам докторских и кандидатских диссертаций. Более 10 докторов и кандидатов наук по совместительству ведут занятия со студентами УГГУ, УРГУПС, УГТУ (УПИ), УГЛТУ, являются членами их диссертационных советов, Высших аттестационных и Государственных экзаменационных комиссий, руководят дипломным проектированием, разрабатывают методические пособия и указания. Преподаватели УГГУ входят в состав действующего в институте диссертационного совета.
В работе семинара «Механика горных пород», проводимого в институте ежемесячно, принимает постоянно участие не менее 10-15 специалистов смежных академических, учебных, проектных и научно-исследовательских институтов.
5.7. Деятельность Ученого совета В 2007 году изменился количественный и качественный состав членов Ученого совета ИГД не изменялся. В настоящее время утвержден 21 член Ученого совета.
В течение года состоялось 13 заседаний Ученого совета, на которых обсуждались и решались различные вопросы. В частности, рассматривались промежуточные отчеты и отчеты по завершенным в 2007 году бюджетным темам. Обсуждались диссертации на соискание ученых степеней. Был рассмотрен и утвержден план издательский план института. Рассмотрен и утвержден план научных исследований на 2008 год, принимались решения по публикации научных работ, производилось выдвижение сотрудников института на различные звания и премии. Были рассмотрены планы и темы кандидатских (аспирантура) и докторских (докторантура) диссертаций. Проводились конкурсы на замещение вакантных должностей и решался целый ряд других научных и организационных вопросов, в том числе связанных с реструктуризацией института.
5.8. Деятельность диссертационного совета Диссертационный совет Д 004.010.01 по защите докторских и кандидатских диссертаций функционирует в Институте с 2000 г. в составе 20 человек. Председатель совета – член корр. РАН, советник РАН В.Л.Яковлев, ученый секретарь – д.т.н., проф. В.М. Аленичев. Численность утвержденная - человек. Разрешено принимать на защиту докторских и кандидатских диссертаций по 4-м специальностям:
25.00.20 – Геомеханика, разрушение горных пород, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика.
25.00.21 – Теоретические основы проектирования горнотехнических систем.
25.00.22 – Геотехнология (подземная, открытая и строительная).
25.00.35 – Геоинформатика.
За 2007 г. проведено 15 заседаний с рассмотрением представленных диссертаций, из них на 6 заседаниях проведена защита 1 докторской и 5 кандидатских диссертаций. Сотрудниками института в данном совете защищена докторская и 3 кандидатских диссертации. В двух других советах (в УГГГУ и Пермском ТУ) сотрудниками института защищены 1 докторская и 1 кандидатская диссертация, представленные на защиту Ученым советом Института.
В 2007 г. Институтом представлены в Министерство образования и науки РФ предложения по формированию нового состава совета по защите диссертаций, находящееся на рассмотрении в ВАК РФ.
5.9. Сведения о деятельности коммерческих структур Институт является учредителем четырех коммерческих структур, которые выполняют научно-исследовательские и конструкторские работы, занимаются внедрением новой техники и технологии, проведением экспертиз и т.д. Кроме того, при институте создан и функционирует хозрасчетный сектор для реализации разработок по контролю качества железорудного сырья. Реализация результатов научных исследований, полученных институтом, в значительной степени осуществляется через эти структуры.
5.10. Сведения о проведении и участии в работе конференций, совещаний, школ С 9 по 12 октября 2007 года Институтом Горного дела УрО РАН совместно с УрО РАН, Союзом машиностроительных предприятий Свердловской области, Региональным агентством по недропользованию по УрФО, ОАО «Корпорация «Урал промышленный – Урал полярный», Уральским государственным горным университетом, РУПП «БЕЛАЗ», ОАО «Инженерный центр «Энергети-ки Урала», журналом «Горная промышленность» и ООО «КоСК «ЭкспоГрад» при официальной поддержке Министерства промышленности, энергетики и науки Свердловской области, Министерства природных ресурсов Свердловской области, НП «Горнопромышленники России», Ассоциации металлургов России, Ассоциации «Недра», НП «Горнопромышленная ассоциация Урала» был проведен второй Уральский горнопромышленный форум.
Целью проведения форума были демонстрация готовности предприятий к реализации Проекта «Урал промышленный – Урал полярный», поиск путей оптимизации развития уральского горнопромышленного комплекса, содействие техническому переоснащению предприятий современным оборудованием и технологиями, координация государства и бизнеса по комплексному решению проблем развития региона.
Второй Уральский горнопромышленный форум состоялся как выставочно-конгрессное мероприятие, объединившее 5 научно-технических конференций, специализированную выставку, тематические «круглые столы», экскурсии на предприятия Урала, деловые встречи и переговоры руководителей машиностроительного и горнодобывающего комплексов России и стран СНГ.
В работе конференций по направлениям: «Проблемы карьерного транспорта», «Геомеханика в горном деле», «Перспективные направления совершенствования буровзрывных работ: оборудование и технологии буровых и взрывных работ при добыче твердых полезных ископаемых», «Обогатительный передел и агломерация. Подготовка рудного сырья к плавке», «Безопасность горного производства. Горноспасательные работы», приняли участие более 400 человек.
Выставку, экспонентами которой выступили 58 организаций, посетители около 3500 человек.
Тематика деловых встреч включала вопросы ускоренных технологий разведки полезных ископаемых Полярного и Приполярного Урала, а также проектирование горных производств и конструирование оборудования.
Участника Форума констатировали:
Стратегическое развитие России требует незамедлительного решения долгосрочных проблем расширения ресурсной базы и укрепления региональных производственно-хозяйственных комплексов. Президент и Правительство РФ сегодня разрабатывают и реализуют целый ряд актуальных программ, направленных на восстановление и повышение промышленного и экономического потенциала России. К их числу относится стратегический проект «Урал промышленный - Урал Полярный».
Урал был, есть и будет опорным краем российской державы, что предопре-елено его богатейшими запасами минерально-сырьевых ресурсов. Добыча и переработка полезных ископаемых является надёжной базой развития многих отраслей промышленности, а в конечном итоге - основой устойчивого развития экономики страны. Имея неповторимую по разнообразию полезных ископаемых минерально-сырьевую базу, горнорудный комплекс Свердловской области сегодня не может удовлетворить потребности металлургических предприятий в рудном сырье - многие месторождения выработаны или истощены в процессе длительной отработки. Для решения задач обеспечения металлургических предприятий области минеральным сырьем в период до года необходимо расширить проведение геологоразведочных работ и работ по геоэкономической переоценке запасов полезных ископаемых. Расширение добычи и переработки полезных ископаемых сегодня требует решения целого ряда задач, в числе которых: модернизация оборудования, внедрение эффективных систем энергообеспечения и ресурсосбережения, обеспечение эффективного природопользования и безопасности производства, разработка новых технологий, позволяющих извлекать ценные компоненты из отходов производства.
Весьма актуальными, в настоящее время, являются вопросы промышленной безопасности, вопросы безопасного ведения работ, связанных с использованием и охраной недр, охраной окружающей среды. По данным Федеральной службы Ростехнадзора, за I полугодие 2007 года на поднадзорных объектах произошло 116 аварий (точно такое же количество было в I полугодии 2006 года). Снижение аварийности наблюдалось только в Уральском (-8) и Приволжском (-5) федеральных округах. Отмечено, что аварии, инциденты и несчастные случаи на горнодобывающих предприятиях происходят в результате нарушений действующих нормативных документов и законодательных требований по экологической и промышленной безопасности.
Развитие производственных мощностей Уральского региона, в том числе, не возможно без сотрудничества со странами бывшего СССР, такими как Беларусь, Казахстан, Украина, Узбекистан.
Участники форума постановили:
1. Вопросы в области карьерного транспорта, геомеханики, геологии и разведки, совершенствования буровзрывных работ, обогащения и подготовки рудного сырья, безопасности горного производства, кадровой политики, проектирования, рассмотренные в ходе работы форума признать своевременными и актуальными.
2. В области подготовки кадров с целью преломления негативной тенденции в росте аварийности и катастрофических явлений на горнодобывающих предприятиях необходимо:
- восстановить на современной основе научный потенциал горного производства за счет серьезной финансовой поддержки со стороны государственных организаций и частичных компаний;
- Ростехнадзору организовать корректировку устаревших нормативнотехнических и методических документов и регламентов;
- осуществить пересмотр программ подготовки горных инженеров в Вузах, повышения квалификации инженерно-технических работников шахт с расширением в них геомеханических дисциплин.
3. Учитывая непосредственную взаимосвязь безопасности и эффективности недропользования с современными геодинамическими движениями, обратить внимание Госстроя и Ростехнадзора на необходимость обязательного выполнения диагностики геодинамической активности в составе изыскательских работ при проектировании разработки месторождений полезных ископае-мых и строительстве ответственных объектов недропользования.
4. Возложить на ИГД УрО РАН консолидирующие и координирующие функции в области:
- развития теории формирования транспортных систем карьеров;
- создания и внедрения новых специализированных транспортных средств;
- разработки ресурсосберегающей и экологически безопасной технологии взрывной подготовки горной массы к выемке;
- обоснования, разработки и создания новой буровой техники и инструмента для проходки взрывных скважин;
- создания и испытаний новых промышленных взрывчатых материалов;
- разработки и создания оборудования для механизации взрывных работ.
5. Обратиться в Правительство РФ и Президиум РАН с предложением о включении в число приоритетных направлений развития науки, технологий и техники РФ с государственной поддержкой в финансировании программы «Раз-работка, создание и внедрение перспективной ресурсосберегающей, энерго- и экологоэффективной горнотранспортной техники для открытых горных работ».
6. Рекомендовать Правительству Свердловской области в рамках соглашения о сотрудничестве России и Беларуси обратиться в Правительство Беларуси с предложением закрепить в качестве приоритетных направлений развития науки и промышленности «Исследование, обоснование и создание новых и специализированных видов карьерных транспортных средств» с соответствующей поддержкой совместных проектов, а также включить эти направления в программу Союзного государства Россия-Белоруссия «Карьерная техника».
7. Считать приоритетными вопросы:
- методологического и методического обеспечения исследований по долгосрочному формированию транспортных систем карьеров, а также вопросы разработки и создания новой специализированной горнотранспортной техники;
- создания экономичных и экологичных технологий сухого обогащения руд и техногенного сырья на основе разработки ЗАО «Техноген» (г. Екатеринбург), ОАО «НИИпроектасбест» (г. Асбест), компании «Гормашэкспорт»
(г. Новосибирск), ООО ОМЗ-ДРО МК «Уралмаш» (г. Екатеринбург), Уральского государственного горного университета (г. Екатеринбург);
- разработки программы по определению объемы производства, основных технологических параметров станков ударно-вращательного, шарошечного, комбинированного бурения, а также использующих новые способы разрушения горных пород при проходке взрывных скважин;
- исследования физико-механических свойств локальных массивов горных пород в их естественном залегании;
- испытания новых взрывчатых материалов, в т.ч. конверсионных, и оборудования для механизации взрывных работ.
8. Разработанную филиалом «ВГСЧ Урала» ФГУП «СПО «Металлургбезопасность» компьютерную программу «План ликвидации аварий» рекомендовать к широкому внедрению на горнодобывающих предприятиях Урала с подземным способом добычи полезных ископаемых. Просить руководителей предприятий оказать помощь в освоении про¬граммы и привлечь к ее выполнению своих инженерно-технических работников.
9. Руководителям горнорудных предприятий обратить особое внимание на обеспечение достаточным количеством воздуха подземных горных работ, путем внедрения мероприятий, определенных по результатам депрессионных съемок специалистами филиала «ВГСЧ Урала».
10. Считать целесообразным организацию в г. Екатеринбурге предприятия по разработке средств и методик отбора и подготовки проб руд и продуктов обогащения на основе теории опробования, разработанной в УГГУ.
11. Отметить как приоритетные высокотехнологичные разработки ОАО «Уралмеханобр» в области обогащения клинкера, повышения качества концентратов медно-цинковых с одновременным повышением извлечения, тонкого грохочения, использования термообработки для разделения медносвинцовых концентратов. Отметить теоретические изыскания Уралмеханобра в области расчетов сложных промышленных схем.
12. Оргкомитету Форума подготовить научно-техническое предложение по участию в Правительственной программе «Урал промышленный – Урал полярный».
13. Оргкомитетам научно-практических конференций на основе докладов подготовить статьи для публикации в ведущих отраслевых научнотехнических и специализированных изданиях (Горный журнал, Горная промышленность, Russian Mining, Тяжелое машиностроение, Известия вузов.
Горный журнал, и др.).
14. Признать целесообразность регулярного проведения горнопромышленного форума и провести III Международный горнопромышленный форум на Урале в 2009 году.
В рамках Форума ИГД УрО РАН проводил 3 конференции по направлениям: «Проблемы карьерного транспорта», «Геомеханика в горном деле», «Перспективные направления совершенствования буровзрывных работ: оборудование и технологии буровых и взрывных работ при добыче твердых полезных ископаемых».
Программа конференции «Геомеханика в горном деле» включает 37 докладов, разбитых на три темы:
Тема 1. Параметры напряжений верхней части земной коры Доклады посвящаются преимущественно современной геодинамической активности массива горных пород и земной поверхности, которая, в соответствии с результатами исследований последних лет, лежит в основе эффективности и безопасности недропользования в широком его понимании от добычи минерально-сырьевых ресурсов до строительства наземных и подземных сооружений различного назначения.
Доклады Липина Я.И. (г. Екатеринбург), Константиновой С.А. (г.
Пермь), Ловчикова А.В. (г. Апатиты) раскрывают взаимосвязь современной природной и наведенной техногенной геодинамики с безопасностью горных работ.
Мониторингу и исследованию параметров современных геодинамических движений посвящены доклады Панжина А.А., Далактазина Т.Ш., Коноваловой Ю.П. (г. Екатеринбург).
Методам изучения современных движений и свойств пород посвящаются доклады Котельникова С.И. и Даниличева С.А. (г. Москва).
Тема 2. Вторичные поля напряжений в зонах техногенной деятельности В докладах по этой теме рассмотрены особенности развития и проявления геомеханических процессов в различных условиях, охватывающих территориально от Яковлевского рудника (Зотеев О.В., г. Екатеринбург) на западе России до рудника «Интернациональный» АК «Алроса» (Соловьев В.А., г.
Пермь) на востоке, от шахты «Магнезитовая» и Гайского ГОКа (Зубков А.В., Худяков С.В., г. Екатеринбург) на юге до СУБРа (Лысенко Д.И., г. Североуральск) на севере. Но основное место все же заняли доклады, посвященные проблемам геомеханики на предприятиях Уральского горнопромышленного региона. Из всех докладов вытекает основной вывод: эффективность и безопасность разработки месторождений открытым и подземным способами базируется на обоснованном решении проблем геомеханики. Игнорирование геомеханических процессов влечет за собой неизбежные материальные потери и человеческие жертвы. Рассмотрению этой проблемы посвящены доклады темы 3.
Тема 3. Техногенные катастрофы в сфере недропользования В докладах по этой теме рассмотрены истоки и механизм катастроф в сфере недропользования (Сашурин А.Д., г. Екатеринбург), понимая под объектами недропользования широкий спектр объектов от минеральносырьевого комплекса до жилых, общественных сооружений и экологически опасных стратегических объектов.
Методикам прогноза и мерам предупреждения аварийных и катастрофических ситуаций были посвящены доклады Хачай О.А., Мельника В.В., Замятина А.Л., Каюмовой А.Н. (г. Екатеринбург), Лаптева М.В. (г. Гай).
«