Российские ученые приступили к разработке современной цифровой системы удаленного мониторинга, позволяющей контролировать процесс буровзрывного разрушения пород на угольных разрезах Кузбасса. Это позволит создать условия для снижения негативного воздействия на окружающую среду и повысить экономическую эффективность компаний, ведущих добычу угля открытым способом. Создание аппаратно-программного комплекса завершится к 2024 году, в течение двух последующих лет он будет внедрен на предприятиях Кемеровской области и других регионов России. Об этом сообщил победитель трека «Наука» четвертого сезона конкурса управленцев «Лидеры России» – доктор технических наук, заслуженный изобретатель Российской Федерации, ведущий научный сотрудник Института проблем комплексного освоения недр им. академика Н. В. Мельникова РАН Виктор Федотенко (Москва).
«Современная технология открытой угледобычи предусматривает подготовку горной массы к выемке именно буровзрывным способом, что оказывает негативное воздействие на окружающую среду и населенные пункты, расположенные вблизи разрезов. Наш проект нацелен на то, как замерить это негативное воздействие и, опираясь на полученные данные, его минимизировать. А чтобы это сделать, необходимо научиться оперативно фиксировать ситуацию: что реально происходит. Иными словами, этот проект об оперативном контроле и корректировке состояния горнотехнической системы», – отметил он.
Проект по созданию системы удаленного мониторинга предусмотрен первой комплексной научно-технической программой (КНТП) «Чистый уголь – зеленый Кузбасс», которую в 2022 году утвердило Правительство России. Она направлена на создание комплекса технологий, способствующих последовательному снижению нагрузки на окружающую среду с одновременным повышением эффективности угледобычи и переработки. Общий объем финансирование программы составляет свыше 1,5 млрд рублей. А ее оператором выступает научно-образовательный центр «Кузбасс».
«Это первый научно-образовательный центр мирового уровня в стране, который смог защитить КНТП и получить от государства конкретные деньги, что стало мощным стимулом для научных организаций и промышленных предприятий Кузбасса, – считает Виктор Федотенко. – Очень важно, что к каждому из 15 проектов программы прикреплен индустриальный партнер, который заинтересован во внедрении и тиражировании той или иной разработки».
Исполнителем проекта № 1, направленного на создание системы удаленного мониторинга за ведением буровзрывных работ, выступает Институт проблем комплексного освоения недр им. академика Н. В. Мельникова РАН совместно с Научным центром ВостНИИ по промышленной и экологической безопасности в горной отрасли. Индустриальный партнёр – угольная компания «Кузбассразрезуголь». Объем финансирования проекта составляет 103 млн рублей.
Виктор Федотенко пояснил, какие негативные последствия могут возникать при ведении буровзрывных работ: «Ключевые негативы, с которыми мы боремся, это выбросы пылегазового облака, сейсмическое, ударно-волновое и акустическое воздействие на расположенные рядом жилые и промышленные объекты. Массовый взрыв – очень сложный и опасный технологический процесс. Он не происходит одномоментно, скважины определенным образом монтируются в сеть, и поочередно происходит серия взрывов. Все это необходимо тщательно контролировать: правильно рассчитывать безопасные зоны, подбирать составы взрывчатых веществ, способы инициирования и конструкции заряда».
Проведение буровзрывных работ четко регламентировано, но нормативно-правовая база не учитывает современные достижения в области науки и техники, что, в конечном счете, ограничивает производительность современного экскавационного оборудования. «За последние десять лет на предприятиях открытой угледобычи произошло колоссальное техническое перевооружение. Мы абсолютно уверены, что сегодня с учетом современных достижений и разработок можно взрывать горные породы в гораздо большем объеме и при этом не выходить за допустимые рамки негативного воздействия. Иначе в результате простаивают новейшие экскаваторы огромной мощности. А техника не должна стоять и ждать, когда для нее будет подготовлен фронт работы. Это машины для того, чтобы монотонно выполнять работу по выемке и погрузке горной массы, – подчеркнул Виктор Федотенко. – Вот здесь ученые и нашли общий интерес с угольными компаниями. Мы можем предложить и то, как именно взрывать больший объем породы, и то, как этот процесс контролировать, чтобы в любой момент предприятие понимало, что происходит и укладывается ли это в допустимые границы».
Он особо отметил, что цифровая трансформация на предприятиях открытой угледобычи необходима, чтобы сделать шаг вперед в технологическом развитии всей отрасли. «Масса организационно-технических решений, которые сегодня известны, просто не прописаны в нормативной документации. Чтобы устранить этот пробел, было принято решение идти по следующему плану. На начальном этапе исследуем, какие существуют решения и как они влияют на результат взрыва горной породы. Параллельно разрабатываем и внедряем систему мониторинга на современной цифровой основе. И в перспективе выходим на совершенствование нормативно-правовой базы», – уточнил Виктор Федотенко.
В четвертом сезоне конкурса управленцев «Лидеры России» (2021-2022 годы) на участие в треке «Наука» было подано более шести тысяч заявок со всей страны: 33 человека стали победителями трека, 18 вышли в суперфинал, девять из них вошли в число победителей конкурса.