Вопрос развития горной науки для нашего края не праздный. В октябре отмечает свое 60-летие Горный институт (ГоИ) Кольского научного центра РАН. Здесь работает полный кавалер ордена «Шахтерская слава», функционирует единственная в стране опытно-промышленная обогатительная установка, создана горно-геологическая информационная система «Майнфрейм», ставшая альтернативой зарубежным. Достаточно поводов, чтобы рассказать об институте, без которого немыслим Кольский научный центр и горно-промышленный комплекс региона.

Против грозной силы

За каждым уникальным открытием или разработкой института - человек или коллектив, для которого это стало делом жизни. Среди таких работ можно назвать обнаружение высокого уровня тектонических напряжений в Хибинах. Теперь это явление зафиксировано в ряде горнодобывающих регионов России, его исследованиями занимаются специалисты Санкт-Петербурга, Сибири и Урала, но первенство - за нашими земляками. Именно напряжения являются главной причиной горных или горно-тектонических ударов - грозной силой, которая способна разрушить выработку, а на поверхности - проявиться как толчок землетрясения.

Человек, вся профессиональная жизнь которого - а это, внимание, 58 лет! - связана с Горным институтом и кто знает очень много о горных ударах, - это Анатолий Козырев. Доктор технических наук, профессор. Сегодня он возглавляет отдел геомеханики.

- Геомеханика, то есть обеспечение безопасности горных работ - это и есть область моих научных интересов, - рассказывать о себе для Анатолия Александровича - значит рассказывать о своей работе.

Лаборатории, которые входят в отдел, изучают свойства массива горных пород и геомеханические условия возникновения опасных явлений, чтобы потом дать рекомендации, как их не допустить.

Горняки Кольского научного центра накопили уникальный опыт работы и знаний в этой сфере. А Анатолий Александрович за большие заслуги награжден «Шахтерской славой» теперь уже первой степени, став накануне 60-летия родного института полным кавалером этой главной награды горняков.

Сейчас у отдела, который он возглавляет, появился новый объект изучения - рудники «Норильского никеля». Глубина горных работ в Норильске стремится к отметке в два километра, для сравнения: на рудниках «Апатита» - 700-800 метров. И уже два года наш институт проводит там исследования, контролирует состояние выработок, дает рекомендации и прогнозы.

- На сегодня точность прогноза - 75-80 процентов, - уточняет Анатолий Александрович. - Мы научились управлять малыми горными ударами, предотвращать их. Наш посыл: не создавай опасную ситуацию. Исходя из этой концепции, мы рекомендуем комплекс мер, направленных на снижение вероятности возникновения горных ударов.

Анатолий Козырев.

Цифровой двойник

Возглавивший Горный институт в 2015-м после академика Мельникова Сергей Лукичев ныне заслужил «Шахтерскую славу» третьей степени. Как нельзя лучше их тандем с Козыревым иллюстрирует содружество традиции и инноваций в горной науке. Сергей Вячеславович стоял у истоков создания в 1997 году горно-геологической информационной системы «Майнфрейм».

- В России она одна из немногих, являющихся альтернативой импортным горно-геологическим информационным системам (ГГИС), - рассказал Сергей Лукичев. - Советский Союз был одним из лидеров создания таких систем, в 70-80-х годах было несколько команд при министерствах, при проектных институтах, разработки которых были передовыми в мире. Но с момента развала Союза таких центров практически не осталось. Мы подхватили падающее знамя и на сегодня составляем конкуренцию импортным программным продуктам. Одновременно развиваем и науку.

С помощью ГГИС можно создать трехмерные модели карьера, прогнозировать этапы его развития, планировать проходки выработок, проектировать массовые взрывы, в том числе подземные. Это повышает эффективность инженерного обеспечения горных работ, что снижает в итоге себестоимость продукции.

Сегодня «Майнфрейм» работает более чем на 70 российских предприятиях. Эта цифра могла бы быть гораздо больше, если бы в компаниях не относились к отечественным разработкам с некоторым недоверием, считая их хуже зарубежных.

Вообще, без цифровых технологий в горном деле сегодня никуда. В большей степени это касается технологии горных работ, открытых и подземных, но в последнее время ГоИ занялся также цифровыми технологиями в обогащении полезных ископаемых. В перспективе - создание цифрового двойника горно-обогатительного предприятия.

Одна в стране

Еще одна уникальная разработка - опытно-промышленная обогатительная установка.

- Это то, что удалось сохранить с советских времен и частично модернизировать, наша установка осталась единственной в стране, мы сохранили ее и постепенно модернизируем, - с гордостью показывает установку Александр Опалев, замдиректора ГоИ по науке. - На этой опытной фабрике можно собрать любую обогатительную схему и переработать десятки тонн руды, чтобы получить результат, близкий к промышленным условиям. Эта установка очень востребована, здесь постоянно идут работы, направленные на отработку технологий обогащения различных типов руд.

Во время нашего разговора слышен грохот в соседнем цеху.

- Там сейчас перерабатывают медно-никелевые руды из Хабаровска, - поясняет Александр Сергеевич. - Дробят, готовят к сепарации, флотации.

Александр Опалев: «Наша опытная установка - единственная в стране».

Опыт плюс энергия

Есть ли проблемы у Горного института? Легко догадаться. Одна из главных - подготовка кадров. Хотя институт делает очень много, чтобы ее решить. Так, ГоИ в свое время стал инициатором и организатором создания кафедр «Горное дело» в филиалах МГТУ и МАГУ в Апатитах. В настоящее время сотрудники института читают 45 курсов лекций. Ежегодно в аспирантуру ГоИ поступают выпускники этих университетов. В Горном сегодня работает немало выпускников МАГУ и МГТУ, многие из них уже защитили кандидатские диссертации, так что образовательная деятельность института, несомненно, дает результат.

Но… конкурс ежегодно падает, молодежь по большей мере ориентирована на другое, и подготовить смену становится все труднее. При этом оплата преподавательского труда ученых мизерна, по сути, эксплуатируется их заинтересованность в результате.

- Сейчас с очень хорошей идеей выступил «Апатит» - укрепить материальную базу МАГУ, в том числе поддержать преподавательский состав, - рассказал директор института. - Для нас это очень важно с точки зрения перспективы омоложения кадров. У нас уже достаточно большой процент молодых специалистов, но мы стремимся к еще большему. Молодежь - это новые идеи, это динамика. Сочетание опыта и энергии - то, что нужно науке.

Еще одна важная проблема - материальная база.

- Наука сегодня немыслима без современных приборов, - резонно говорят руководители института. - В этом плане нас в какой-то мере спасают работы по договорам с предприятиями, на деньги которых мы приобретаем оборудование и приборы. Но этого все равно недостаточно.

Есть ответ

К счастью, есть в сложной конструкции под названием «Горный институт» составляющие, которые дают уверенность в том, что к вызовам современности она подготовлена. Например, это молодежная лаборатория инструментальных исследований состояния горных пород Арктической зоны, которая входит в состав отдела геомеханики. Создана она в 2018 году благодаря нацпроекту «Наука», возглавил ее выпускник МГТУ-2006 Александр Земцовский, кандидат наук.

Вместе с Николаем Кузнецовым и Александром Паком они показывали нам прессовое хозяйство - часть лаборатории, где определяются различные физические свойства пород. Здесь как раз задействована самая современная аппаратура, которая позволяет задать определенные силовые нагрузки на образцы горных пород и изучить, как образец реагирует на эти нагрузки.

Александр закладывает в пресс керн одной из хибинских пород, через некоторое время при воздействии в 400 килоньютонов (это вертикальная нагрузка примерно в сорок тонн) образец с грохотом разлетается под ударопрочным стеклом. Я перевожу дух. А мне поясняют:

- На основе данных, которые тут же обрабатываются на компьютере, мы стараемся определить удароопасность массива. Для обеспечения безопасности рудников «Апатита», например, необходимо знать свойства массива, этим мы тут и занимаемся.

Это только часть лаборатории, только часть ее работы. Но и так понятно, насколько важны эти исследования. Кстати, сотрудники лаборатории только что вернулись из очередной поездки в Норильск.

- А почему вы пришли в горную науку? - спрашиваю у Александра Земцовского «не по теме».

- У меня родители-инженеры, я знал, что стану технарем, - отвечает он. - По образованию я горный инженер, должен был заниматься проектированием предприятий, но на первых курсах заинтересовала геомеханика. По обмену студентами учился какое-то время в Швеции, в Технологическом университете города Лулео, там тоже геомеханику преподавали очень интересно. И в аспирантуру в Горный институт я поступал уже целенаправленно на эту специальность.

По словам Александра, по сравнению с началом двухтысячных, когда они с женой были аспирантами и младшими научными сотрудниками, ситуация сильно поменялась в лучшую сторону: и стипендия с зарплатой существенно выросли, и возможности стали другими в плане обучения и развития. И сейчас работа держит: она интересна и дает увидеть результат, что для молодого ученого жизненно важно.

Что ж, можно долго говорить о лидирующих позициях института в ряде приоритетных фундаментальных и прикладных направлений горных наук, и это будет чистой правдой. Но без таких ответов и такой молодежи это не будет иметь будущего. И у института оно есть.