90 лет в авангарде горной науки и техники

В этом году юбилей отмечает научный флагман России в области горного производства и промышленной безопасности – научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела – межотраслевой научный центр «ВНИМИ». Основные торжества прошли в Прокопьевске, где находится Сибирский филиал.

 Единый ритм науки и горного дела

История ВНИМИ начинается в далёком 1929 году. Тогда молодая Страна Советов взяла курс на ускоренную индустриализацию. Перед горняками была поставлена, на первый взгляд, невыполнимая задача: за первые две «пятилетки» увеличить объёмы добычи угля более чем на 300%!

В те времена горнорудное дело основывалось на ручном труде, срочно нужны были новые идеи и разработки по увеличению производительности и безопасности труда. В Ленинграде, признанном научном центре страны, было создано Центральное научно-исследовательское маркшейдерское бюро. Но теория должна быть приближена к практике, поэтому в 1934 году на базе Томского технологического института было создано Западно-Сибирское отделение ЦНИМБ. Одиннадцать учёных-производственников работали в Кузбассе, который наряду с Донбассом снабжал динамично развивающуюся советскую промышленность львиной долей «чёрного золота». Специалисты непосредственно на шахтах изучали процессы сдвижения земной поверхности под влиянием подземных разработок и внедряли новейшие методики маркшейдерских работ. Во многом благодаря их исследованиям угольщики смогли выполнить амбициозный план по увеличению темпов добычи.

В 1945 году отделение ЦНИМБ было переведено в Прокопьевск, куда в годы Великой Отечественной войны эвакуировали ленинградских работников Союзмаркштреста, и реорганизовано в Сибирский филиал Научно-исследовательского института горной геомеханики и маркшейдерского дела. На сегодняшний день это крупнейшее подразделение АО «ВНИМИ», где трудятся порядка пятидесяти высококвалифицированных специалистов, в том числе три доктора наук и столько же кандидатов технических наук.

– У нас четыре филиала: в Санкт-Петербурге, Екатеринбурге, Кемерове и Прокопьевске. Каждое подразделение празднует юбилей у себя, но основные торжества мы решили провести именно в Прокопьевске, – отметил генеральный директор АО «ВНИМИ» Михаил Шадрин. – Здесь, в непосредственной близости, находятся угольные предприятия, где мы внедряем свои разработки. То есть наши научные сотрудники чувствуют ритм горняков больше, чем в тех же Санкт-Петербурге или Екатеринбурге.

Держать горные удары под контролем

Сибирский филиал Научно-исследовательского института горной геомеханики и маркшейдерского дела – межотраслевого научного центра «ВНИМИ» располагается в трёхэтажном кирпичном здании на улице Гагарина. На первом этаже разместился Центр геодинамической безопасности, который торжественно открыли в день празднования 90-летнего юбилея ВНИМИ. Здесь в режиме реального времени специалисты отслеживают сейсмическую обстановку на одиннадцати кузбасских шахтах. Речь идёт даже не столько о землетрясениях (это первое, что приходит на ум при слове «сейсмика»), сколько о подземных горных ударах, которые на поверхности почти не ощущаются, но для находящихся в забое горняков представляют смертельную опасность. Поэтому на шахтах устанавливают специальные датчики, которые регистрируют мельчайшие изменения в сейсмике района угледобычи.

«Когда мы только начинали внедрять сейсмостанции на шахтах, изначально к нашим разработкам относились скептически, – рассказывает директор по науке АО «ВНИМИ» Сергей Мулёв. – Был трагический случай на шахте «Комсомольская», где мы зарегистрировали горный удар длительностью 14 секунд. В этот момент в нарезном штреке были горняки, трое человек погибло. Мы заметили, что за 20 дней перед аварией в определённой зоне были зафиксировано несколько разрозненных эпицентров совсем небольших сейсмособытий. Но перед самой трагедией они стали концентрироваться в одной точке, где в итоге и произошёл удар. Схожий случай был и в Норильске. Я продемонстрировал угольщикам эти данные, и отношение к нашим исследованиям резко поменялось. На шахтах стали устанавливать сейсмостанции, но предприятиям не выгодно держать своих геофизиков, которые вели бы наблюдения. Угольные компании обратились к нам, и мы создали Центр геодинамической безопасности».

При этом учёные ВНИМИ не просто прогнозируют горные удары, но и помогают шахтёрам их предотвратить. В отдельном кабинете установлено несколько мониторов, на каждом графически отображаются результаты обработки информации с датчиков о любых подвижках в горных пластах на той или иной шахте. Также для безопасности путь горняков по угольной лаве разбит на зоны. Если участок подсвечен зелёным – всё в порядке, можно работать спокойно, жёлтый цвет сигнализирует о возможной опасности, необходимо быть бдительнее. А когда загорается красный, нужно срочно принимать меры – специалисты Центра геодинамической безопасности рекомендуют, скажем, снизить скорость проходческого комбайна, если же этот способ не помогает, технику полностью останавливают, пока уровень опасности не снизится до жёлтого. Оператор мгновенно узнаёт о потенциальной угрозе, сигнал приходит ему сразу же на мобильный телефон, после чего в считанные мгновения вычисляются точные координаты вероятного горного удара. К тому же ежесуточные отчёты мониторинга сейсмической обстановки автоматически рассылаются предприятиям по электронной почте.

Шахтёрский Angel

Славится Сибирский филиал ВНИМИ и другими разработками. Портативный комплекс «Angel-М» сегодня широко применяется на угольных предприятиях. Он предназначен для оценки удароопасности в горных выработках шахт и рудников, в том числе опасных по газу и пыли. Комплекс принимает и анализирует сигналы от источников электромагнитных колебаний, вызванных разрушением пород в массиве, что облегчает прогнозирование и позволяет избежать дорогостоящего бурения скважин.

Кроме того, в Прокопьевске создана компьютерная программа «Массив». Эта автоматизированная система расчёта сдвижений и деформаций в массиве горных пород всего за месяц обрабатывает данные, на вычисление которых раньше уходило до года. «Массив» применяется не только при консервации угольных шахт, он исключительно полезен для реализации программы сноса аварийного жилья с подработанных территорий. За эти разработки специалисты ВНИМИ были награждены дипломом первой степени и золотой медалью на международной выставке «Уголь России и майнинг-2018».

Учёные Сибирского филиала ВНИМИ установили, что повысить скорость угледобычи возможно за счет применения технологии поэтапного анкерного крепления горных выработок. Перспективная разработка способствует сокращению времени проходческого цикла на 30-50% и, соответственно, увеличению темпов проведения выработок на 25-60%. Этими научными изысканиями в числе многих других вопросов занимаются сотрудники лаборатории горной геомеханики. В сферу интересов лаборатории сдвижения горных пород, специалисты которой создали комплекс «Angel-M», входят исследования в области гидрогеологического обоснования ведения горных работ, испытания физико-механических свойств пород, грунтов и строительных материалов и проведение маркшейдерских работ на предприятиях.

«Мы занимаемся изучением устойчивости терриконов, разработкой и анализом мероприятий по предотвращению деформаций отвалов на предприятиях, ведущих добычу полезных ископаемых открытым способом, – поясняет Елена Черных, заведующая сектором геомеханики открытых разработок лаборатории устойчивости бортов разрезов Сибирского филиала ВНИМИ. – Эти направления особенно актуальны для Кемеровской области, где множество карьеров и иногда происходят крупные оползни на отвалах вскрышных пород».

Крепкий сплав молодости и опыта

Елена Черных – представительница молодого поколения научных сотрудников Научно-исследовательского института горной геомеханики и маркшейдерского дела. В Сибирском филиале она работает более двух лет, до этого трудилась на угольном предприятии. Основательно изучив аспекты своей профессии непосредственно на производстве, девушка пришла к выводу, что нужно развиваться дальше, а это прямая дорога в науку. ВНИМИ – первое, о чём узнаёт будущий маркшейдер ещё в самом начале обучения в вузе, поэтому Елена Черных другие варианты продолжения карьеры даже не рассматривала. В команде профессионалов, по-настоящему влюблённых в науку, она освоилась быстро. Поиск новых и совершенствование уже имеющихся методик, совместные исследования с коллегами из других лабораторий – всё это привлекает талантливых молодых учёных во ВНИМИ.

Однако были и тяжёлые времена, когда не то что молодых сотрудников привлечь, уже имеющийся штат было тяжело сохранить. «Перестройка» конца 1980-х и начало 1990-х годов, полные экономических и социальных потрясений, болезненно отразились на структуре и деятельности филиала в Прокопьевске: часть сотрудников пришлось сократить, оставшиеся учёные были вынуждены полностью прекратить инструментальные наблюдения на поверхности и в шахтах. Но ВНИМИ удалось справиться с временными трудностями,сохранить основные направления исследований и научный потенциал.

«Я считаю одним из главных достижений сам факт того, что Научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела встречает 90-летие в полном составе. Все филиалы, в том числе и наш, Сибирский, работают и развиваются, – подчёркивает доктор технических наук Степан Калинин, автор более 250 научных трудов, из которых 14 монографий, 25 авторских свидетельств и патентов. – Во-первых, здание прокопьевского подразделения приведено в порядок, сюда приятно заходить и работать. Во-вторых, приборное оснащение лабораторий постоянно пополняется современным оборудованием, что открывает новые перспективы для исследований. Ну, и в-третьих, желающих здесь работать достаточно много».

Степан Калинин, доктор технических наук.

Сейчас Степан Илларионович работает в прокопьевском отделении Кузбасского государственного технического университета, а в первой половине 2000-х годов он был заместителем директора по науке Сибирского филиала ВНИМИ. Профессор Калинин – в когорте почётных ветеранов признанной во всём мире научно-технической школы. И сегодня он участвует в научной жизни ВНИМИ, где учёные и молодые специалисты вместе занимаются перспективными разработками и вместе же празднуют юбилей родного научно-исследовательского института.

«Наша основная задача на сегодняшний день – осуществить преемственность поколений в нашем коллективе. В этом аспекте мы тесно сотрудничаем с филиалом КузГТУ в Прокопьевске. Пока есть молодёжь, которая серьёзно интересуется наукой, значит, и у нас есть будущее, – отмечает директор Сибирского филиала ВНИМИ Евгений Разумов. – Мы сотрудничаем со всеми крупными угольными компаниями, причём не только с кузбасскими предприятиями. Мы как пограничники: дальше на Восток филиалов ВНИМИ нет. Причём работаем мы не только с угольщиками, но и с газовиками, нефтяниками. Хорошие маркшейдеры и геомеханики нужны везде, а наши специалисты – лучшие».

Курс – на Восток

На сегодняшний день АО «ВНИМИ» заключило контракты с более чем сотней контрагентов, в том числе из Сахалина и Приморского края, Якутии и Бурятии, Хакасии, Алтайского края и многих других российских регионов.

Международное сотрудничество – ещё одно важнейшее направление развития Научно-исследовательского института горной геомеханики и маркшейдерского дела. Перспективный азиатский рынок уже осваивается, разработки российских учёных внедряются на предприятиях Казахстана и Узбекистана, в планах – наладить взаимодействие с Индией и Вьетнамом. О многом говорит и тот факт, что поздравить сотрудников ВНИМИ с юбилеем в Прокопьевск приехали партёры из Китайской Народной Республики.

«Мы продвигаем на российский рынок китайское газоулавливающее оборудование, которое утилизирует метан из шахт и уже хорошо себя зарекомендовало в нашей стране, – говорит Чжа Цинлин, генеральный директор китайской экспортной компании «Хун Дэнь». – Мы активно сотрудничаем с ВНИМИ, ведущим российским научно-исследовательским институтом в горнодобывающей отрасли, чьи специалисты помогут разработать технические рекомендации».

На торжествах в честь 90-летия АО «ВНИМИ» лучшим сотрудникам Сибирского и Кемеровского филиалов вручили заслуженные награды и премии. Учёные уверены: у Научно-исследовательского института горной геомеханики и маркшейдерского дела с таким большим прошлым не менее большое будущее. Собраться через десять лет, чтобы отметить вековой юбилей, – одно из пожеланий, чаще всего звучавших на празднике науки.

Фото Фёдора Баранова.