Ⅹ Китайско-российский форум «Проблемы геомеханики и инженерии на больших глубинах, 2022»
Х Китайско-российский форум прошел 25-26 июня 2022 года в режиме онлайн-трансляции и объединил 9 российских институтов и университетов, а также 20 университетов и 3 исследовательских института Китая.
Форум в интернете
Зал заседания Ляолинского университета КНР
Китайско-Российский форум «Проблемы геомеханики и инженерии на больших глубинах, 2022» – это научная конференция с широким международным влиянием, организованная лауреатами Высшей национальной премии в области науки и техники академиком Цянь Циху из китайской инженерной академии, членом-корреспондентом В. Н. Опариным из Российской академии наук и профессором Пань-Ишань – президентом Ляонинского университета.
Организаторы форумов
Цянь Чиху – один из первых академиков Китайской инженерной академии, основоположник, сделавший выдающийся вклад в развитие китайской инженерной защиты разных периодов, а также в современную китайскую теорию инженерной защиты, создав дисциплину инженерной защиты, лауреат высшей государственной премии за достижения в области науки и техники КНР.
Опарин Виктор Николаевич – выдающийся ученый в области горных наук, разработавший фундаментальные основы безопасной отработки месторождений полезных ископаемых в условиях больших глубин. Полученные им теоретические и экспериментальные результаты в области нелинейной геомеханики во многом определяют современные направления развития этой отрасли знаний ‒ естественно-научной базы, в том числе и для геотехнологий будущего.
Важнейшие результаты научных исследований В. Н. Опарина связаны с разработкой теоретических основ геомеханической интерпретации геофизических данных, созданием комплексов измерительных приборов диагностики напряженно-деформированного состояния массивов горных пород и контроля геомеханических процессов. Им сделан в соавторстве ряд научных открытий принципиальной значимости в решении проблемы освоения больших глубин для сложных горно-геологических условий: явление зональной дезинтеграции горных пород вокруг подземных выработок (открытие СССР № 400, 1991 г.); явление знакопеременной реакции горных пород на динамические воздействия от землетрясений, горных ударов и взрывов; эффект самоорганизации геоматериалов с образованием ячеистых структур в виде пассивного ядра и активной несущей оболочки; эффект аномально низкого трения в геосредах.
В. Н. Опариным впервые методами физического моделирования доказано, что очаговые зоны катастрофических событий на критических стадиях деформирования способны переходить в акустически активные состояния, характеризующиеся конвергенцией резонансных частот по системе геоблоков и усилением амплитуды их колебаний за счет перехода накоплений упругой энергии структурных элементов в кинетическую. Теоретически предсказано и экспериментально обнаружено существование в массивах горных пород нелинейных упругих волн маятникового типа, получено отвечающее им кинематическое соотношение, учитывающее структурно-иерархический фактор напряженных геосред и наличие трансляционной компоненты движения геоблоков в стесненных условиях. Это позволило описать ряд экспериментальных фактов, ранее не находивших себе объяснения в рамках традиционных теоретических представлений.
В. Н. Опарин основал Сибирскую научную школу по нелинейной геомеханике, получившую в 2008 г. государственную поддержку (НШ ‒ 3803.2008.5: «Развитие основ нелинейной геомеханики для решения задач эффективности и безопасности добычи и обогащения полезных ископаемых, создания энергонасыщенных импульсных и вибрационных машин и шахтных вентиляторов»).
В. Н. Опарин является одним из основных инициаторов и разработчиков технологической платформы России «Твердые полезные ископаемые», входя в ее наблюдательный совет. Он принял активное участие в разработке перспективных программ СО РАН научного и технологического обеспечения социально-экономического развития Кемеровской области и Забайкальского края, а также «Стратегии развития Сибирского отделения Российской Академии наук до 2025 г.» (раздел научно-технологического обеспечения наращивания сырьевой базы, развития горнодобывающей промышленности и подготовки горно-геологических и технологических кадров высшей квалификации для Сибирского региона).
Пань Ишань – ректор Ляонинского университета, председатель форума, 7-й и 8-й заместитель председателя Китайской ассоциации геомеханики и инженерии (КАГИ), ведущий специалист национальной программы по поддержке 10 тысяч выдающихся кадров страны, специалист по механике, в основном занимается механизмами, прогнозом, предотвращением и борьбой с горными ударами в угольных шахтах, выдвинул теорию нестабильности реакции на возмущение горного удара, разработал оригинальную теорию прогноза и предотвращения горного удара.
Форум был создан в целях пропаганды теории и применения механики глубокозалегающих горных пород, создания механизма долгосрочного научного обмена на высшем научном уровне через китайское Инженерно-геологическое общество горных пород, Министерство инженерных работ, водных ресурсов и строительства Китайской академии наук, с одной стороны, и Сибирского отделения Российской академии наук – с другой.
Со времени проведения первой сессии в апреле 2011 года было успешно проведено девять сессий (китайско-российских и российско-китайских), на которых поочередно председательствовали проф. Пань Ишань и чл.-корр. В. Н. Опарин, и которые ежегодно проводились в соответствии с действующим законодательством Китая и России, чередуясь в следующих городах и областях указанных стран: Фусинь, Новосибирск, Цзянсу Нанкин, Владивосток, Шаньдун Вэйхай, Апатиты, Шаньдун Циндао, Екатеринбург и Пермь, Цзянсу Сюйчжоу.
Очередной Х Китайско-российский форум в связи с пандемией проходил с 25 по 26 июня 2022 года в режиме онлайн-трансляции с услугой синхронного перевода и объединил 9 российских институтов и университетов, а также 20 университетов и 3 исследовательских института Китая. На Форуме работали 2 канала: китайский и русский. Была построена трехмерная облачная платформа взаимодействия для того, чтобы необходимая информация могла доводиться до слушателей в режиме реального времени.
Заседания Форума велись как в интерактивном режиме, так и в режиме видеоконференции на веб-сайте Конференции, для того чтобы ученые-эксперты, которые не имеют доступа к прямому эфиру Конференции, могли вновь посетить ее мероприятия через веб-сайт Ассамблеи. После уведомления № 1 Конференции, которое привлекло к себе большое внимание ученых как внутри стран-организаторов Конференции, так и за их пределами, число кандидатов значительно превысило ожидания. Для того чтобы привлечь к участию в этом мероприятии больше выдающихся ученых и исследователей, а также дать возможность молодым ученым показать себя, организационный комитет Конференции принял решение о том, что в ходе нынешней сессии будет одновременно проведен форум молодых ученых, в котором примут участие как национальные, так и иностранные эксперты.
В этих форумах ежегодно принимали участие сотни представителей из Китая, России, Канады, Украины и Казахстана. Кроме оказания позитивного влияния на научное сотрудничество между Китаем и Россией, а также на соседние с ними страны, они стали научно-исследовательским центром обмена опытом между крупными российскими и китайскими горнодобывающими предприятиями, а также Украиной и другими странами, что способствовало теоретическому и геотехническому развитию горнодобывающей промышленности этих стран, продвижения научно-технического прогресса в данной отрасли. Основной целью этих форумов являются укрупнение обмена технологическим опытом, решение научных и технических проблем по разработке пород на больших глубинах.
В начале 21 века постепенно снижается объем добычи минеральных ресурсов открытыми геотехнологиями. Однако разработка полезных ископаемых на больших глубинах становится ныне доминирующей тенденцией. Разработка глубоких скважин становится необходимой реальностью, поэтому динамика горных пород на больших глубинах шахт стала важной областью международных исследований. На сессиях форума широко обсуждались новые идеи, новые теории, новые технологии, новое оборудование, касающиеся вопросов механики и строительства в глубоких горных породах, в частности: новые методы, связанные с защитой и гарантией стабильности горных выработок, проблемы глубоководной добычи, районы глубоких захоронений подземных туннелей и катастрофических событий в горных породах, испытания механики глубоководных пород, динамическая структура глубоких горных пород, механизм зарождения и эволюции глубоких инженерных катастроф. Широкое освещение получили вопросы технологии инженерно-технического контроля и защиты от стихийных бедствий, деформации и разрушения структур трещинообразования пород и пород под высоким давлением, нелинейных характеристик глубокозалегающих пород, вопросы контроля литологической реакции и стабильности в процессе глубокой добычи, механизма и защиты от динамической катастрофы в глубине добычи энергии/ресурсов. Такое обширное изучение указанных выше задач позволило расширить обмен учеными в области изучения механики горных пород, а также внести новый вклад в развитие механики глубоководных горных пород и освоение энергетических ресурсов.
Основными вопросами Ⅹ Китайско-российского форума стали: динамическая реакция горного массива на природные и техногенные катастрофы на больших глубинах, а также нелинейно-динамическое деформирование и свойства горных масс на больших глубинах. Работа форума продолжалась 2 дня, одновременно в двух залах, на нем присутствовали и выступили с научными докладами, в полной мере отражающими последние результаты и состояние научных исследований в этой области, видные ученые из Китая и России. Была проведена большая работа по преодолению языкового барьера: был обеспечен синхронный перевод в обоих залах на русский и китайский языки.
Несмотря на то, что это были суббота и воскресенье, количество онлайн слушателей на протяжении всей конференции (а она продолжалась с 8 утра до 18.00 по Пекинскому времени) было примерно постоянным и превысило 24 тысячи человек (около 20-22 со стороны Китая и 2-3 тыс. – со стороны России). Было заслушано 34 китайских и 29 российских доклада, и это при том, что из-за плохой работы интернета некоторые участники форума не смогли поделиться своими исследованиями. Позднее они будут выложены на постоянном, специально разработанном веб-сайте для всех 10 прошедших научных форумов.
Открывая конференцию, сопредседатель Программного комитета, чл. корр. РАН В. Н. Опарин отметил, что в современную эпоху интенсивное и крупномасштабное недропользование в мире (в т. ч. России и Китае) по освоению минерально-сырьевых ресурсов Земли за минувшее столетие привело к ряду негативных последствий: появлению не только «обозримых горизонтов», ранее считавшихся «неисчерпаемыми», запасов полезных ископаемых различного вида и фазового состояния, но и пресной воды. Проблемы обеспечения геомеханико-геодинамически безопасного ведения горных работ с увеличением глубины отрабатываемых горизонтов в различных природно-климатических и горно-геологических условиях «дополнились» нарастающими по своей актуальности экологическими проблемами для территорий мира с активным недропользованием, «коррелирующими» с изменениями «лика Земли» и климата, растущими агломерациями с широкомасштабным наземным и подземным строительством.
Также выступили академики:
– Хэ Маньчао – председатель управления КАГИ, академик КАН, специалист в области геотехнической механики горного дела, академик РАГН, академик АГАН. Он выдвинул систему теории катастроф, вызванных масштабной деформацией, типа «медлительной деформации» и типа «внезапной деформации», образовал техническую систему способа строительства 110/N00 для выработок без угольного столба.
– Фэн Сянтин – академик КИН, ректор Северо-восточного университета. Его теория анализа стабильности подземного строительства на больших глубинах, методы проектирования и вычисления, вопросы контроля, прогноза и динамического управления горным ударом неизменно вызывают большой интерес у аудитории.
– Чи Чэнчжи – профессор, заслуженный директор аспирантуры Пекинского архитектурно-технологического университета, член управления КАГИ, заслуженный профессор из Чанцзянских ученых министерства Образования КНР, номинант кадрового резерва по государственной программе «сто-тысяча-десять тысяч». Главное направление его исследований: сейсмостойкость инженерных конструкций, нелинейная геомеханика и ударная динамика.
– Гузев Михаил Александрович – академик РАН, д. ф.-м. н, директор Института прикладной математики Дальневосточного отделения РАН, главный научный сотрудник кафедры нефтегазовых технологий ПНИПУ, представил результаты исследования влияния искусственного знакопеременного нагружения на динамические механические характеристики осадочных пород.
– Опарин Виктор Николаевич – член-корреспондент РАН выступил с обширным докладом на тему «Волны маятникового типа и начала «геомеханической термодинамики». Возглавляемые им кандидаты и доктора наук из Института горного дела СО РАН г. Новосибирска (Киряева Т. А., Денисова Е. В., Конурин А. И., Орлов Д. В., Чанышев А. И., Абдулин И. М.) сделали интересные доклады о механизмах взаимодействия нелинейных геомеханических и физико-химических массо-газообменных процессов в углепородных массивах, распространении высокочастотной электромагнитной волны и применении нейронных сетей для анализа действующих напряжений в массиве горных пород, вопросах изучения структуры и сопротивления горных пород.
Д. т. н. Потапов В. П. – представитель Кемеровского филиала ФИЦ ИВТ, рассказал о спутниковых геоинформационных технологиях контроля деформационно-волновых и эмиссионных тепловых процессов в Сибири.
Д. т. н. Макаров В. В. – профессор Дальневосточного федерального университета (г. Владивосток), член комиссии по образованию Международного общества механики горных пород, рассказал о многоканальных методах обнаружения предвестников геодинамических явлений.
Много докладов сделали ученые из Института горного дела ДВО РАН, г. Хабаровск (Сидляр А. В., Федотова Ю. В, Потапчук М. И., Цой Д. И., Константинов А. В., Рассказов М. И.). Они осветили вопросы мониторинга геомеханического состояния месторождений «Антей», Южное (Приморский край)», а также Южно-Хинганского месторождения марганцевых руд.
Хачай О. А. – д. ф.-м. н., проф. Института геофизики УрО РАН доложила о своих геофизических исследованиях и мониторинге в рамках блочно слоистой модели с включениями иерархического строения.
Свой вклад в работу Форума внесли и молодые ученые. В частности, ученые Горного института КНЦ РАН, г. Апатиты, Жукова С. А., Кузнецов Н. Н. с соавторами. Их результаты наблюдений и исследований удароопасных зон в массиве горных пород на апатитовых рудниках Кольского региона вызвали неподдельный интерес.
Молодой кандидат наук Качурин А. Н. из Тульского государственного университета (г. Тула) рассказал об обеспечении аэрологической безопасности при разработке мощных пологих угольных пластов.
Работы Горного института Уральского отделения РАН, г. Пермь, в своих исследования соляных пород представили молодые кандидаты наук Литвиновская Н. А. и Нестеров Е. А.
Проблемы месторождений калийно-магниевых солей также раскрыла в своем докладе д. т. н., проф. Рыльникова М. В. (ИПКОН РАН, г. Москва).
Интересные доклады сделали представители Института горного дела УрО РАН, г. Екатеринбург, к. т. н. Панжин А. А., Криницын Р. В., Котпяков Д. А. Ими были рассмотрены задачи оценки исходного напряженно-деформированного состояния массива горных пород под воздействием современных геодинамических движений, а также вопросы геомеханического обеспечения горных работ применительно к скальным массивам, применение радиолокационной интерферометрии для мониторинга и прогнозирования деформаций земной поверхности.
На церемонии закрытия академик Цянь Циху отметил, что форум увенчался большим успехом с высоким уровнем разнообразных научных докладов как русских, так и китайских ученых. Он также сказал, что важен и научно-технический обмен между Китаем и Россией. Цянь Циху высоко оценивает дружбу и сотрудничество между российским и китайским народами и учеными в частности, несмотря на сложное международное положение.
Профессор Пань Ишань в заключительной речи передал поздравление Министерства образования Китая с успешным проведением Форума и выразил пожелание, чтобы он превратился в постоянную платформу для дальнейшего научного сотрудничества, для решения до сих пор нерешенных проблем в этой области. Также выразил благодарность за большой вклад в организацию и проведение X Форума председателям Оргкомитетов с российской и китайской сторон: д. т. н. Киряевой Т. А. и Гу Хунчже.
Подводя итоги X Китайско-российского форума «Проблемы геомеханики и инженерии на больших глубинах» Опарин В. Н. отметил, что за минувшие 11 лет на базе крупнейших университетских и академических научных центров наших стран последовательно и конструктивно реализовывались основные идеи, положенные в его организационную основу:
1) являть собою «международную платформу» экспертно-аналитического и координирующего типа по совместному решению ключевой проблемы стратегической значимости: геомеханико-геодинамически эффективного и ресурсосберегающего освоения возрастающих по глубине продуктивных горизонтов Земли и их минерально-сырьевых ресурсов, а также строительства наземных и подземных объектов определенного целевого назначения;
2) являть собою научно-образовательную и междисциплинарную комплексную организационную структуру по решению выше обозначенной проблемы на регулярной основе ‒ по типу «мозгового штурма» на обозримо длительную перспективу.
Он сказал: «Глядя в дальнюю перспективу нашего научного поиска, я постарался ее донести до вас, дорогие коллеги, в достаточно непривычном виде: своеобразного рисунка (эмблемы МНОИЦ «Горный») незримого для многих сообщества естествоиспытателей, озадаченных решением «той чрезвычайно важной проблемы ‒ «мозгового шторма», лежащей в основе нашей научной конференции. Это особая школа, где творчески взаимодействуют и учатся друг у друга: ученики у учителей, а учителя ‒ у учеников!».
Следующий XI Форум планируется в России в 2023 г.
Эмблема Международного российско-китайского научно-образовательного центра «Стратегических исследований проблем нелинейной геомеханики и безопасного недропользования Земли на больших глубинах» (МНОИЦ «Горный»)
Опарин В. Н. – член-корреспондент РАН, доктор физико-математических наук, профессор
Киряева Т. А. – старший научный сотрудник отдела экспериментальной геомеханики, доктор технических наук.