В научных подразделениях ДВО РАН
Курс на достижение
независимости государства в сфере науки и технологий
В 2024 году президент России Владимир Путин
утвердил новую Стратегию научно-технологического развития страны.
Соответствующий указ был подписан 28 февраля и опубликован на официальном
портале правовой информации.
В документе определяются цели, основные задачи и приоритеты
научно-технологического развития страны, устанавливаются направления государственной
политики в этой области и меры по их реализации. В частности, провозглашён курс
на достижение независимости государства в сфере науки и технологий. На
ближайшее десятилетие ставится задача перейти на передовые технологии на основе
применения роботизированных вычислительных систем, новых материалов. Также
необходимо перейти к экологически чистой энергетике, экономящей ресурсы.
Прописываются задачи по противодействию угрозам, в том числе киберугрозе.
До 2030 года планируется перестроить систему управления наукой и
технологической сферой в условиях санкций, перейти к новой системе подготовки
кадров. Среди задач названа и «локализация известных иностранных технологий».
Правительству РФ поручено предусматривать при формировании
проектов федерального бюджета ассигнования для реализации указа.
В эфире Радио России
заместитель директора по научной и инновационной работе обособленного
подразделения Хабаровского Федерального исследовательского центра ДВО РАН –
Института горного дела ДВО РАН, кандидат технических наук Владимир Сергеевич
Алексеев рассказал о задачах, которые стоят сегодня перед научным сообществом в
рамках реализации новой Стратегии научно-технологического развития страны, а
также о проводимых в ИГД ДВО РАН научных исследованиях. (О лауреате премии ДВО РАН имени выдающихся учёных Дальнего Востока
России В.С. Алексееве мы писали в материале «Увеличение полноты извлечения золота из песков россыпных месторождений – наша главная цель», «Дальневосточном
учёный», № 23 от 6 декабря 2023 года, с. 7.)
 |
Владимир Сергеевич АЛЕКСЕЕВ на фестивале «Горный», г. Хабаровск |
Знаковое событие
Владимир Сергеевич
начал беседу с новой Стратегии научно-технологического развития страны,
знакового события для всего научного сообщества Российской Федерации.
Предыдущая стратегия вышла в 2016 году, довольно многое изменилось с тех пор,
возникло немало предпосылок для выхода нового документа. И в феврале 2024 года
указом президента была утверждена новая Стратегия научно-технологического
развития Российской Федерации. В этой стратегии государство сообщает
российскому научному сообществу учёных, технологов-разработчиков, руководителям
инновационных производств о принятом решении об обеспечении полного
научно-технического суверенитета России. То есть о достижении
научно-технической независимости даже от дружественных государств.
Что необходимо для суверенитета?
– Для разных областей
деятельности нет одинаковых «рецептов», – продолжил беседу Владимир Сергеевич
Алексеев. – Если мы говорим о горнодобывающей отрасли, в интересах которой
работает Институт горного дела, то приходится констатировать достаточно высокую
импортозависимость, но сейчас происходит переориентация на обеспечение техникой
и технологиями дружественных государств. Губернатор края договорился с
Республикой Беларусь о доставке сюда большегрузной техники. Работа в этом плане
идёт дольно активно. Белорусская техника используется повсеместно, но, к
сожалению, пока что не может закрыть все потребности горнодобывающей отрасли.
Кстати, мы общаемся и взаимодействуем с белорусскими учёными. В
2023 году Наталья Варламова, председатель Совета молодых учёных Хабаровского
Федерального исследовательского центра ДВО РАН, заместитель председателя Совета
молодых учёных ДВО РАН, старший научный сотрудник Института горного дела ДВО
РАН, кандидат технических наук с делегацией ДВО РАН посетила Беларусь,
участвовала во встречах, переговорах с коллегами. Развивается молодёжное
сотрудничество, направленное на улучшение быта, меры социальной поддержки
молодых учёных.
 |
Н.Н. ВАРЛАМОВА проводит профориентационную встречу со школьниками
|
Наука в связке с производством
Новая стратегия
направлена на сращивание науки с производством, реализацию практических
проектов. Сформирован ряд задач, одна из главных – разработка эффективной
системы взаимодействия науки и производства. В горнодобывающей отрасли
недропользователи, как правило, являются потребителями услуг, предоставляемых в
рамках краткосрочных контрактов.
Новая стратегия
ориентирует производство (заказчика технологий) на долгосрочное сотрудничество
с исполнителем научно-исследовательских работ. Кстати, в стратегии вводится
новое понятие – квалифицированный заказчик. Это могут быть не только органы
федеральной, региональной власти, но и предприятия регионального сектора.
В своей деятельности
академические институты отдают приоритет фундаментальным исследованиям, но
внедрения, разработки тоже важны, так что прикладная наука идёт рука об руку с
фундаментальной.
 |
В.С. АЛЕКСЕЕВ с коллегами на общероссийском конгрессе инженеров, г. Комсомольск-на-Амуре |
От разработки технологии до её внедрения
Одна из важных задач
новой стратегии – создание инфраструктуры и условий для проведения научных
исследований и разработок. В рамках решения этой задачи мы отправили в
Дальневосточное отделение РАН предложение о создании на площадке нашего ЦКП
«Центр исследования минерального сырья» инжинирингового центра. Мы назвали его
Научно-инжиниринговый центр инновационных технологий в области
природопользования. В нашем представлении это будет комплекс лабораторий с
научным, аналитическим, технологическим оборудованием, производственные цеха,
мастерские, правильно организованная внутренняя и внешняя инфраструктура (это
могут быть библиотеки, жильё для молодых, приезжих учёных). Создание такого комплекса
в Хабаровске позволит организовать полный научный цикл – от разработки
технологии до её внедрения на производстве. И, соответственно, это поможет
достичь опережающего развития горнодобывающей отрасли и смежных с ней
производств.
 |
Владимир Сергеевич АЛЕКСЕЕВ на общероссийском конгрессе инженеров, г. Комсомольск-на-Амуре |
Растим научную смену
Одна из задач новой стратегии
– выявление и воспитание талантливой молодёжи. В Научно-инжиниринговом центре
мы будем заниматься и подготовкой кадров. Способные ребята – молодое пополнение
в институте есть, его становится всё больше, средний возраст наших научных
сотрудников снижается. Но всё же не очень активно молодёжь идёт в науку, нужно
поднимать престиж профессии. Мы проводим профориентационную работу, тесно
взаимодействуем с Тихоокеанским государственным университетом. Напомню, что
Институт горного дела в конце 1990-х годов был инициатором открытия
специальности «Горное дело», по которой подготовлено свыше 500 горных
инженеров. Я один из них, выпускник 2005 года, с 2016 года преподаю в ТОГУ. Как
доцент Высшей школы промышленной инженерии этого университета работаю со
студентами, руковожу дипломными проектами. Подготовка кадров – важное
направление деятельности института.
 |
К.В. ПРОХОРОВ проводит химический практикум на Горной школе, п. Переяславка, Хабаровский край |
В рамках деятельности
по профориентации, сотрудники института участвуют в проведении олимпиады «Юный
геолог», которую организовывает ТОГУ совместно с компанией «Амур Минералс», её
победители получают право участвовать в олимпиаде в г. Екатеринбург. Сотрудники
института постоянно участвуют в организации и проведении фестиваля «Горный», их
приглашают экспертами в Горную школу. Мы часто проводим экскурсии в наш Центр
коллективного пользования для школьников. Недавно организаторы, наши коллеги из
Института тектоники и геофизики ДВО РАН, электива «Юный геолог»,
организованного в гимназии №3 г. Хабаровска, обратились к нам с просьбой провести
в нашем ЦКП практическое занятие. Я показал восьми – десятиклассникам, как
работать лотком и из песчаной смеси выделить концентрат тяжёлых минералов. Они
все попробовали, у каждого получилось. Потом мы этот концентрат положили на
стереоскопический микроскоп, посмотрели, всем было интересно. Такую практику
нужно проводить для понимания школьниками, что современный инженер в полевых
условиях умеет применять традиционные технологии.
 |
В.С. АЛЕКСЕЕВ проводит практическое занятие для школьников |
Профессия не только для романтиков
Горное дело и геология
сегодня – технологичная сфера деятельности, но, тем не менее, полевые работы
невозможно отменить. Автоматизация успешно проникает во все сферы человеческой
занятости и в горнодобывающую отрасль в том числе. Применение современного
оборудования и роботизированных систем повышает качество получаемых
результатов, ведёт к росту эффективности трудовой деятельности как на
индивидуальном рабочем месте, так и при отработке месторождения в целом, а
также непосредственно влияет на повышение безопасности.
Сотрудничаем с десятками предприятий
Институт горного дела
оснащён самым современным технологическим и аналитическим оборудованием. На
своей базе мы можем моделировать различные процессы, которые реализованы на
горном производстве, в том числе воспроизведение типичных технологий и процессов
обогащения, а также проводить испытания разработанных нашими сотрудниками новых
технических и технологических решений. Можем моделировать процессы
гравитационного обогащения, процессы выщелачивания, у нас мощная аналитика –
поставлены химические, фазовые анализы проб.
Наш институт выполняет
значительный объём прикладных исследований по заказам недропользователей
Дальнего Востока, других регионов. Ежегодно институт сотрудничает с 30–35
предприятиями. Заказчиков интересует изучение физико-механических свойств
горных пород, оценка геомеханического состояния массива пород, повышение
эффективности взрывных работ, определение содержания ценных компонентов в
рудах, способы их извлечения и др. Ряд работ требуют выезда работников на
месторождение, проведения полевых исследований.
В этих случаях наши
сотрудники, выезжая на месторождение, проводят там эксперименты, получают
натурные данные, обеспечивают обратную связь со специалистами, непосредственно
занимающимися добычей полезных ископаемых. Мы всегда работаем в тесном
сотрудничестве с заказчиком. Очень подробно обсуждаем все детали технического
задания. Иногда процесс согласования занимает больше времени, чем само
исследование, особенно, если мы говорим о крупных компаниях, офисы которых
находятся в Москве. Документооборот довольно сложный. Все операции проходят под
контролем заказчика, при необходимости вносятся соответствующие коррективы.
Тем не менее,
повторюсь, приоритетные работы коллектива института – это фундаментальные
исследования.
 |
Работа проектной группы «Недра» на стратегической сессии «Научно-технологическое развитие Хабаровского края» |
Проекты 2024 года
Начну с проекта по
заказу государства. Дело в том, что знаковым событием для Хабаровского края в
2024 году стало объявление двух региональных конкурсов Российского научного
фонда. Финансирование конкурсов осуществляется на паритетной основе: 50 %
платит сам фонд, 50 % – регион. В прошлом году Хабаровский край впервые
участвовал в проведении такого рода конкурсов. Учёные края подали 90 заявок на
финансирование своих проектов, поддержку получили 28, из них – 10 малых и 18
крупных. Говоря о малых проектах, я имею в виду грант на проведение
фундаментальных научных исследований малыми группами. Он подразумевает создание
коллектива от двух до четырёх человек, финансирование до полутора миллиона
рублей, срок исполнения до двух лет. Выполнение крупных проектов обеспечивается
проведением исследований отдельными научными коллективами, насчитывающими до 10
человек, финансируемыми в течение трёх лет в объёме от четырёх до семи
миллионов рублей.
От Института горного
дела на этот конкурс были поданы две заявки – на малый и крупный проекты.
Заявки прошли утверждение РНФ. Я руковожу большим проектом, для меня это первый
опыт. Мы сформировали сильную команду, и я уверен, что все задачи, поставленные
в этом проекте, будут выполнены.
Основная задача
проекта – разработка технологии комплексного извлечения ценных компонентов из
россыпных месторождений, будет реализована на примере месторождений
Хабаровского края и здесь же будет впервые применена. Идея довольно простая, но
каждый из процессов этой технологии нужно научно обосновать, отработать в
лабораторных условиях, а затем уже реализовать на производстве. План работ
первого года мы успешно выполнили, научились получать коллективный концентрат,
создали лабораторный прибор – шлюз с непрерывной разгрузкой концентрата (ШНРК). В текущем году опробуем способ непосредственно на
месторождении.
 |
Лабораторная модель ШНРК |
Пояснение: шлюз
Шлюз – самый часто применяемый обогатительный аппарат в
рассыпной золотодобыче, представляющий собой коробообразную конструкцию с
трафаретами (выступами), создающими завихрения в протекающем через него потоке
пульпы. Это стационарная конструкция, через неё пропускается несколько тысяч
кубометров песчано-гравийной смеси. Раз в сутки производится сполоск с
улавливающего покрытия наработанного концентрата, который затем обогащается уже
на шлихообогатительных установках.
Чтобы автоматизировать процесс съёмки концентрата, был создан
шлюз с движущимся улавливающим покрытием, скорость движения которого определяет
количество съёмок, объём концентрата и его качество. Шлюз оснащён трафаретами,
создающими турбулентный режим пульпы, вследствие чего только тяжёлые частицы, в
том числе золото, платина оседают на улавливающее покрытие.
 |
3D модель ШНРК |
В условиях реального
месторождения в 2025 году мы определим все параметры шлюза, отработаем рабочие
режимы, выявим его слабые места. В текущем году в рамках реализации проекта РНФ
спроектируем и закупим материалы на промышленный образец такого шлюза. В 2026
году вмонтируем его в схему действующего промывочного прибора. Думаю, что такая
конструкция понравится недропользователям, она позволит увеличить время
полезной работы на полтора-два часа в сутки, а если мы берём период
промывочного сезона, то это тысячи кубометров песков и дополнительные
килограммы золота.
Вот такое инженерное
решение: дополнительная конструкция, улучшающая работу действующего
оборудования, и это только первый этап. Полученный коллективный концентрат с
помощью физико-химических методов нужно разделить, извлечь весь комплекс
полезных компонентов. Над этими вопросами сейчас работает лаборатория обогащения
института. В этом году мы завершим лабораторные исследования по выщелачиванию
ценных компонентов. Нужно работать быстро, из трёх лет, отведённых на
выполнение проекта, год уже пролетел.
Заинтересованы ли
артели нашими работами? Старатели – люди консервативного мышления, им
недостаточно идей, проект на бумаге их не убеждает, а результаты они пока не
увидели. Мы уверены, что когда они увидят эффективную работу прибора, примут
его на вооружение. Так уже было с бочечными промывочными приборами конструкции
Института горного дела, успешно функционирующими уже семь лет в Хабаровском
крае, Амурской области.
 |
Бочечный промывочный прибор ПБШ-100 |
Мы разрабатываем
технологии, конструкции, которые должны вписаться в технологические цепочки,
имеющиеся сегодня у производителей, не требуя капитальных перестроек,
безболезненно для производства.
Действующее месторождение или хвостохранилище?
В настоящее время
перспективны не только разработка действующих месторождений с улучшением
технологии, но также использование уже отработанных. Например, на Солнечном
горно-обогатительном комбинате в Хабаровском крае, добывавшем олово, отработку
прекратили, сейчас перерабатываются «хвосты» этого месторождения, извлекаются
находящиеся в них ценные компоненты. Работа с отходами горного производства –
одна из целей института, мы занимаемся ею постоянно.
В южном Приморье есть
Николаевский рудник – полиметаллическое месторождение, там добывается цинк и
свинец. В хвостах флотации содержится цинк, в экономически обоснованном для
добычи количестве. Обогатители поработали с хвостами и нашли проблему: при
стандартном подходе выщелачивание пробы длится почти 72 часа. Это довольно
долго для такого материала, поэтому мы провели дополнительное исследование и
установили причины этому. Оказалось, что примеси и кластерное строение золота
замедляют скорость химических реакций. Наши специалисты смогли добиться
выщелачивания за шесть часов. При этом извлечение составило более 80 %, что
очень хорошо для такого вида минерального сырья.
Экономическая выгода разработки хвостов
Говоря о технологиях,
нужно понимать, что отработка природного месторождения с нуля помимо самого
карьера требует много внешней инфраструктуры. Напротив, когда мы говорим о
хвостах, а это техногенное месторождение, ясно, что инфраструктура вокруг него
чаще уже создана, и материал подготовлен к обогащению. Его не нужно взрывать,
вынимать, везти, дробить, мельчить, он уже готов, а это значительно снимает
затраты на переработку.
Если говорить об
экономической эффективности самих разрабатываемых наших технологий, то опять отвечу
– у нас в приоритете фундаментальные исследования, нам важен результат, поэтому
экономику мы часто не просчитываем. Это будет делаться, если конкретный
недропользователь возьмёт наше решение, тогда составляется целое
технико-экономическое обоснование.
Поиск новых месторождений или достаточно
открытых?
Поисковые разведочные
работы ведутся на постоянной основе. У каждого предприятия есть геологические
службы, отряды, которые занимаются расширением запасов уже действующего
месторождения, так называемой эксплуатационной разведкой, что не менее важно,
чем поиск новых месторождений. В результате часто запасы месторождения сильно
приращиваются. Поэтому поисковые работы нельзя прекращать, многое ещё не
найдено.
Многие уже открытые
месторождения по разным причинам не отрабатываются. Иногда по стратегическим
соображениям, в ряде случаев нет технологий для того, чтобы их экономически
эффективно отрабатывать.
Без человека никуда
Поиск месторождений
всё-таки идёт по старинке, когда должен пойти человек с молотком, или
используются возможности современной аэрокосмической съёмки, за счёт приборов,
которые могут упростить задачу? Ответ на этот вопрос такой – в заключительном
этапе – да, без человека не обойтись. Но он должен пойти на площадь, которая
является перспективной, определённой другими методами, например, дистанционного
зондирования Земли, геофизическими методами. Замерили параметры,
проанализировали, посмотрели, что, возможно, какая-то перспектива имеется. И
потом уже целенаправленно геологический отряд идёт её подтвердить или
опровергнуть. То есть система ускоряет поиск новых месторождений.
 |
В.С. АЛЕКСЕЕВ. Промывка проб на месторождении платины р. Уоргалан |
Новые технологии в горном деле – ИИ в помощь
В нашем институте
разработана автоматическая система контроля горного давления (напряжённого
состояния горного массива). Она установлена и успешно работает на шести
месторождениях страны. Если на месторождении массив находится в напряжённом
состоянии, то при прохождении выработки по нему массив может это напряжение
сбрасывать подвижкой горной массы. Собственно, это и называется горный удар.
Чтобы эти события мониторировать, предсказывать, как раз и нужна система
геомеханического контроля. Она представляет собой группу датчиков,
установленных в глубине массива, и программное обеспечение для сбора и анализа
информации с них. Анализ результатов – довольно трудоёмкий процесс, ранее он
проходил в полуавтоматическом режиме, когда явно ложные, посторонние сигналы
отсеивались системой автоматически, а остальные анализировались оператором.
Сейчас новая система
монтируется на Николаевском руднике, будет стоять на новом участке, состоять
более чем из сорока датчиков. На этом месторождении за три года наблюдений было
зарегистрировано свыше одного миллиона сигналов. Такой большой поток данных
человеку вручную невозможно проанализировать. Наши геомеханики научили
нейросеть анализировать эти данные, она выдаёт правильный результат в 91 %
случаев.
Полученный результат
уже оформлен в виде кандидатской диссертации нашего сотрудника лаборатории
геомеханики Александра Викторовича Константинова, в конце апреля будем слушать
его в нашем диссертационном совете.
Планы на 2025 год
Во-первых, продолжить
работу по проекту РНФ. Впереди два года, ещё много предстоит сделать.
Во-вторых, добиваться реализации задач, которые ставит перед нами новая стратегия.
Мы будем продолжать научные исследования, заниматься подготовкой кадров,
профориентацией молодёжи. Надеемся реализовать идею создания инжинирингового
центра, возможно, в виде научного кампуса, что позволит объединить Хабаровский
научно-образовательный потенциал с соседними регионами. И, конечно, упорно
трудиться на благо развития Хабаровского края.
 |
Практическое занятие для школьников |
Благодарим пресс-службу ХФИЦ ДВО РАН за предоставленную
информацию.
Фото предоставил Владимир АЛЕКСЕЕВ