CC BY
116
ИННОВАЦИИ И ИЗОБРЕТЕНИЯ В ИНСТИТУТЕ ГЕОЛОГИИ
В последнее время большое внимание уделяется инновациям, инновационному развитию экономики, что вполне разумно и оправдано. В области геологии сложилось так, что инновационная деятельность по существу является неотъемлемой частью научных исследований. Новые геологические знания прямо или косвенно выражаются в решении различных практически важных проблем, к которым можно отнести прогнозирование, поиски и разведку месторождений полезных ископаемых, оценку экологической обстановки различных регионов, в том числе прогнозирование катастрофических геологических явлений и др.
Хорошо известно, что первые геологические экспедиции в Коми край направлялись по царским указам. В состав экспедиции входили люди, знавшие руды и особенности горных промыслов. С организацией и становлением Академии наук экспе-
К. г.-м. н.
И. Н. Бурцев
burtsev@geo.komisc.ru
диции стали академическими, вначале землеописательными, а затем специализированными. На основе результатов исследований в дальнейшем выстраивалась стратегия геологических работ и промышленного развития Республики Коми. Более того, нельзя забывать, что сама организация Коми филиала Академии наук была в значительной степени обусловлена необходимостью решения научных и научно-прикладных задач, касающихся освоения обширных северных территорий.
Наш институт сыграл важную роль в познании геологического строения региона, создании геологических карт разного масштаба, открытии и освоении месторождений практически всех полезных ископаемых. Это уголь, нефть, газ, бокситы, бариты, флюорит, пьезооптический кварц, золото и др. Во многих случаях, и это общепризнано, роль академической науки была решающей.
Д. г.-м. н.
С. К. Кузнецов
kuznetsov@geo.komisc.ru
Сегодняшние рыночные отношения существенно изменили экономику, приоритеты и направления промышленного развития. Тем не менее ресурсная составляющая еще долго будет важнейшей. Предполагается, что вплоть до 2020 г., а на наш взгляд, и в значительно более далекой перспективе локомотивом экономического роста в стране будут выступать предприятия топливно-энергетического и минерально-сырьевого секторов. В последнее время ежегодные поступления в бюджет Республики Коми от добычи полезных ископаемых составляют около 1 млрд 600 млн рублей. Из них за счет добычи нефти и газа — 600 млн руб., угля — 400 млн руб. При этом значительно большая часть налогов от добычи нефти и газа поступает в федеральный бюджет.
Развитие сырьевого сектора экономики и инновационная деятельность тесно связаны друг с другом. Более того, инновации необходимы и
Ж
|
с.
6
3
-
164500
119367,2
95638,4
83006,7
62950,7
45483
51577,4
18993,3
32106,7
II пшимм
ИИ
2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008
о Базовое бюджетное финансирование п Целевое бюджетное финансирование о Государственные программы
□ Региональные программы Ш1 Коммерческие договоры ш РФФИ
■ Спонсорская помощь □ Аренда ■ Прочие
■ Итого
Рис. 1. Распределение общего объема финансирования по источникам
Рис. 2. Поступления от коммерциализации научной деятельности
в науке, и в практике. Нужны новые идеи и новые знания в области геологического изучения недр, поисков и эксплуатации месторождений полезных ископаемых, обогащения руд, синтеза минерального сырья, повышения эффективности извлечения полезных компонентов, вовлечения в промышленное использование нетрадиционных видов сырья и др.
На рис. 1, 2 показана динамика финансирования Института геологии начиная с 1995—1999 гг. В прошедшем году общий объем финансирования научных исследований по всем источникам составил 164.5 млн руб. Пропорции между базовым и целевым бюджетным и внебюджетным финансированием — 67 и 33 % соответственно — можно считать сбалансированными. Значительный объем (более 12 % общего финансирования) выполнен по программам фундаментальных исследований Президиума РАН, Отделения наук о земле РАН и по программам поддержки междисциплинарных проектов в содружестве с учеными Сибирского и Дальневосточного отделений РАН. Значительно меньше средств (2.3 %) приходится на гранты РФФИ, около 3.1 % — на президентские программы (научная школа и гранты Президента РФ). Доля хозяйственных договоров в общем объеме финансирования составила 14.5 % (23.8 млн руб).
Научная тематика формируется так, что исследования, ведущиеся по различным геологическим дисциплинам, направлены на решение крупных фундаментальных задач и имеют практическое значение. Наиболее востребованными, конечно, являются исследования, касающиеся ресурсных проблем. Такие исследования часто выполняются на основе хозяйственных договоров с различными организациями (ОАО “Газпром”, ООО “Лукойл-Коми”, ФГУП ВСЕГЕИ, ФГУП “Центркварц”, ООО “Рудная промышленная компания” и др.), на основе государственных контрактов с Министерством природных ресурсов и охраны окружающей среды Республики Коми, научных проектов, поддерживаемых Правительством Республики Коми.
В прошедшем году в области геологии нефти и газа завершен этап поисковых геохимических исследований на Поварницком участке. Эти исследования являются продолжением работ по оценке перспектив неф-те газоносности надвиговых зон Полярного Урала. Ранее аналогичные
работы проводились в Вуктыльском районе Республики Коми и в Архангельской области.
На основе структурно-тектонического анализа, изучения условий катагенеза, сопоставления состава нефтей и рассеянного органического вещества, анализа геологических и геофизических данных выполнялась оценка перспектив нефтегазоноснос-ти в пределах Верхнеухтинского, Южно-Хорейверского участков, Суб-борского месторождения, Хорейвер-ской впадины.
В целях изучения условий нефте-газообразования и прогноза месторождений углеводородного сырья выполнялись литолого -стратиграф ичес-кие, палинологические исследования по керну скважин Леккерской площади, разрабатывались литолого-фаци-альные модели верхнедевонских ри-фогенных толщ на Дюсушевской, Ошкотынской, Восточно-Колвинс-кой, Ардалинской, Центрально-Хо-рейверской площадях.
Созданная в прошлые годы информационно-аналитическая система по месторождениям нефти и газа Ти-мано-Печорской провинции позволяет лидировать в предоставлении информационных услуг — продолжается составление комплектов геологогеофизической информации по месторождениям, перспективным площадям и участкам недр.
В области твердых полезных ископаемых выполняются работы прогнозно-поисковой направленности. При этом широко используются разработанные в институте методы топо-минералогии, минералогического картирования, оценки прогнозно-минерагенического потенциала территорий.
Получены новые данные о коренной и россыпной золотоносности
Полярного Урала (Енганепэйско-Манитанырдский и Восточно-Вой-карский районы), в том числе в зоне проектируемой железной дороги «Урал Промышленный — Урал Полярный».
В рамках федеральной программы выполнена переоценка Приполярноуральских месторождений на особо чистое кварцевое сырье. Выявлены закономерности локализации такого сырья в пределах отдельных месторождений и промышленных жил. К числу наиболее важных отнесены месторождения Желанное, Хусь-Ойка, Додо. Подтверждено высокое качество сырья месторождения Желанного для синтеза монокристаллов, начаты исследования, направленные на получение высококачественных кварцевых концентратов для плавки стекла и получения солнечного кремния.
Поисковый характер, но большие перспективы имеют работы в области изучения и технологической оценки месторождений каустобилитов, нетрадиционных и низкопотенциальных энергетических ресурсов — сапропеля, торфа, природных битумов, горючих сланцев, бурых углей. Уже первые ревизионные работы и технологические исследования, проведенные на Неченском буроугольном месторождении, позволили высоко оценить перспективы их переработки современными методами газификации, гидрогенизации, дать рекомендации по постановке поисково-оценочных работ на месторождении и целевых работ по оценке перспективных площадей с распространением бурых углей. Аналогичные результаты получены по Айювинскому месторождению горючих сланцев, запасы которых считались неэффективными и по этой причине подлежали списанию с государственного баланса. Разработана
комплексная программа изучения этих видов сырья. Заключен долгосрочный договор на осуществление научно-методического сопровождения, аналитических и технологических исследований на стадии разведки Чим-Лоптюгского месторождения горючих сланцев и последующих стадиях проектирования и строительства горнодобывающего предприятия.
Завершены работы по оценке природно-ресурсного и рекреационного потенциала особо охраняемых природных территорий, ревизии и инвентаризации объектов геологического наследия. В результате по заказу Минприроды РК издана первая фундаментальная монография по геологическим памятникам и достопримечательностям Республики Коми, оформлены материалы, обосновывающие необходимость организации новых объектов.
Постоянно выполняются небольшие по объемам получаемых денежных средств, но интересные с научнометодических позиций работы в области научно-технических экспертиз. Изучаются разнообразные вещества (горные породы, металлы, сложные сплавы, цементные растворы) в различных физических состояниях (жидкости, ртуть в запаянных пробирках), изделиях (от чугунных батарей до обломков ступеней космических ракет), решаются довольно сложные задачи (от определения состава до определения причины разрушения, возникновения пожара и т. д.). В этой сфере институт получил широкую известность. Это также ставит вопрос о необходимости совершенствования методической и приборно-аналитической базы для выполнения широкого комплекса услуг по аттестации и сертификации различных веществ и материалов и проведения научно-технических экспертиз.
Небольшие заказы производственных организаций выполняются аналитиками лаборатории химии минерального сырья. Потенциал роста таких работ есть. Видимо, целесообразно пересмотреть направления, в которых мы можем оказывать аналитические услуги и значительно расширить область аккредитации лаборатории.
Значительный практический интерес имеют геоэкологические исследования — от подготовки отдельных разделов в отчетах по оценке воздействия на окружающую природную среду проектируемых предприятий
горнорудного и топливно-энергетического комплексов (Сосногорский глиноземный завод, Ярегский горнохимический комбинат) до комплексных исследований экологического состояния существующих промышленных производств (Сереговское месторождение солей, цехи по розливу питьевых и минеральных вод, угледобывающие предприятия), оценки радиоэкологической обстановки и характеристики пресных подземных вод, используемых для водоснабжения населенных пунктов. Изучается возможность консервации угольных шламохранилищ, являющихся источником повышенной экологической опасности в Интинском районе Республики Коми. Разработана принципиальная схема обогащения шламов, предусматривающая выделение и утилизацию минеральных компонентов и угольных шламов.
Получен первый положительный опыт самостоятельного проведения геоэкологических и инженерно-экологических исследований — выполнена оценка современного состояния природных экосистем с разработкой программ ведения мониторинга окружающей природной среды на территориях Хосолтинского, Подверьюского и Северо-Хаяхинского месторождений в Ненецком автономном округе.
Ведутся инф ормационно-анали-тические работы. В частности, выполнен комплексный анализ, дана оценка ресурсного потенциала и стоимостная оценка недр для территорий Республики Коми, Ненецкого автономного округа. Выполнены геолого-эко-номические оценки прогнозных ресурсов и актуализированы имеющиеся данные по основным видам и комплексам полезных ископаемых, подготовлены программы лицензирования права пользования недрами. В результате реализации предложений для проведения работ по геологическому доизучению площадей, прогнозно-поисковых работ на перспективных участках привлечены значительные средства из федерального и региональных бюджетов.
Проведена геолого-экономичес-кая оценка прогнозных ресурсов бентонитовых глин, цеолитов на западе Притиманья и южных районах Тима-но-Печорской провинции, позволившая найти варианты эффективного использования этих видов сырья и обосновать постановку на учет ресур -сов. Проведены технико-экономические расчеты для обоснования инвес-
тиций в геологическое доизучение и последующее освоение рудопроявле-ний меди на Полярном Урале. Предложены новые решения по разработке руд геотехнологическими методами, включающими скважинное и кучное выщелачивание, обосновано строительство гидрометаллургическо -го завода.
На основании контрактов с Министерством природных ресурсов и охраны окружающей среды Республики Коми с использованием ГИС-тех-нологий (ГИС) решены задачи составления и ведения информационных баз данных по недропользованию общераспространенных полезных ископаемых, создания системы мониторинга недропользования, геологоэкономической и экологической оценки месторождений. В настоящее время осваиваются и внедряются в практику научно-исследовательских работ компьютерные программы моделирования месторождений и подсчета запасов (Micromine, Mark 3 и др.). Разработана методика компьютеризированного прогноза минеральных ресурсов и картирования в изолиниях вероятностей наличия полезного ископаемого. Созданы программы специальной геолого-статистичес-кой обработки геохимических данных, позволяющие обрабатывать данные с различной метрологической характеристикой.
Инновационная и изобретательская деятельность тесно связаны друг с другом. Анализируя имеющиеся в нашем распоряжении источники, можно выделить несколько этапов в развитии изобретательской деятельности в институте.
До середины 1970-х годов изобретения выглядели чаще всего как «попутные» результаты научных исследований. Наши сотрудники предложили много устройств и способов для повышения производительности и качества опробования, обработки и промывки проб (Ю. А. Ткачев), отмывки палеонтологических остатков из рыхлых отложений (Б. И. Гусли-цер), приборы для седиментационно-го анализа (Ю. А. Ткачев), пантографы (Г. Д. Удот). В. И. Чалышев, изучая палеопочвы и сравнивая их с современными, предложил средства для повышения продуктивности бедных почв и грунтов. Были и весьма неординарные решения, напрямую связанные с личными увлечениями сотрудников — например, такие, как коррегирующие очки для подводных
работ в водолазных масках, предложенные В. А. Чермных.
С конца 1970-х до конца 1980-х годов авторство практически всех зарегистрированных изобретений принадлежало минералогам. Это были «золотые» годы становления и развития региональной, генетико-информационной, экспериментальной минералогии, поисковой кристалломорфоло-гии, кристаллосинтеза, физики минералов, других научных направлений.
В это время предложены различные способы выращивания кристаллов (Я. М. Нюссик, В. А. Петровский, В. И. Ракин, А. М. Асхабов), определения основных параметров ростовых процес -сов (В. И. Ракин, А. М. Асхабов, В. Н. Чередов, М. Ф. Щанов, В. А. Петровский), получения различных веществ — неорганических солей, силикагеля, алюмосиликатов, стекол (Я. М. Нюссик, В. А. Петровский, В. Н. Ка-ликов, А. И. Выборов), уникальные способы синтеза кристаллов алмазов (В. Н. Каликов, Б. А. Остащенко).
Разрабатывались и внедрялись в практику геологоразведочных работ методы топоминералогических исследований и минералогического картирования, способы поисков месторождений — полиметаллических, хромитовых руд, пьезокварца, флюорита (Н. П. Юшкин, А. Ф. Кунц, Н. И. Брянчанинова, А. Б. Макеев, С. К. Кузнецов, П. П. Юхтанов), оценки качества природного флюорита, пре-нита и другого ценного минерального сырья (Н. П. Юшкин, Г. А. Маркова, Н. В. Волкова, М. Малеев, Б. Зида-рова, Г. С. Назарова, Б. А. Остащенко, Н. А. Миронова, О. Ю. Шилова и др.), способы определения типов баритсодержащих месторождений (Г. С. Назарова, В. И. Силаев).
Предложены новые способы анализа — атомно-абсорбционного, лазерного микроспектрального — и соответственно новые способы подготовки проб и эталонов, разнообразные устройства (В. Н. Каликов, В. А. Розанцев, Я. М. Нюссик, А. В. Калиновский и др.).
Эти разработки способствовали повышению эффективности геологоразведочных работ, были рекомендованы и широко применялись при выделении перспективных участков, поисках и разведке многих минеральных месторождений. Большая часть изобретений отражала самые последние достижения в науке и технике и поэтому не публиковалась в открытой печати.
С 1990 по 1995 гг. большое значение приобрели изобретения минера-лого-технологического характера. Начинались технологические разработки с создания различных методов диагностики, модификации и облагораживания камнесамоцветного, поделочного и облицовочного сырья — изумруда, пренита, агата, халцедона, мрамора (изобретения Б. А. Остащен-ко, В. В. Келим, Г. С. Назаровой, Н. А. Мироновой, О. Ю. Шиловой и других сотрудников). Для этого использовались методы химической обработки, отжига, облучения и сочетания различных воздействий.
В дальнейшем были предложены различные способы преобразования формы самородных минералов из россыпей и коренных пород для улучшения показателей процесса гравитационного обогащения (Б. А. Остащенко, Н. Н. Усков). Для полиминеральных комплексов и лейкоксеновых концентратов предложены различные методы дезинтеграции и механоактивации, сепарации минералов (Б. А. Остащенко, Н. Н. Усков, И. Н. Бурцев, О. Б. Котова). Технологические исследования проводились в содружестве с учеными из Таллинского университета (А. Тюманок и др.), физи-ками-ядерщиками из Института физики высоких энергий (В. Рочев).
Эффективные наработки, к сожалению, не доведенные до промышленного использования, были созданы в области предварительной обработки и подготовки к транспортировке высоковязких и высокопараф инистых нефтей (Н. Н. Усков, Б. А. Остащенко, Э. Л. Безгачев, А. Ю. Поберий).
Изучение процессов гравитационного обогащения минерального сырья при помощи винтовых аппаратов привело не только к созданию математической модели (А. П. Урны-шев), появлению оригинальных технологий переработки труднообогати-мого сырья, но и к разработке способа изготовления обогатительных устройств с техническими параметрами, специально задаваемыми под определенный комплекс извлекаемых и разделяемых минералов (И. Х. Шумилов, И. Н. Бурцев). Эти разработки продолжаются оставаться актуальными и сегодня.
Результатом проведенных детальных минералогических исследований метаморфических алмазов стало появление способов поисков месторождений и улучшения качества сырья (Т. Г. Шумилова, Л. А. Януло-
ва). Изучение процессов изменения состава и свойств минералов в процессе гипергенеза, разработка теории твердофазного преобразования на примере ильменита и других минералов привело к разработке новых видов фотохимических генераторов (В. Д. Игнатьев). Отметим, что похожие разработки фотохимических преобразователей на основе псевдорутила (продукта изменения ильменита) были сравнительно недавно предложены австралийскими коллегами (Я. Грэй и др.).
Следует учесть, что в то время в патентных отделах Сыктывкара еще не было цифровых систем поиска и обработки заявок, вся информация о патентах была только в виде бумажных каталогов. Поэтому патентные исследования отнимали много времени, еще больше времени занимала процедура прохождения заявки — с момента ее подачи до даты опубликования проходило от 2 до 6 лет! Другим негативным моментом стало введение платы за оформление и поддержание патента в силе — эти платежи составляли в середине 1990-х годов значительную сумму, сравнимую с месячной зарплатой научного сотрудника. По этой причине многие сотрудники были вынуждены отказаться от своих прав на патенты в пользу государства. Оценка патента как результата научно-исследовательской деятельности научного работника в этот период также была весьма низкой, он оценивался ниже, чем одностраничные тезисы на международной конференции. В конечном итоге все эти обстоятельства обусловили падение интереса к изобретательской работе и значительное сокращение патентной активности: ежегодно оформлялось не более одного или двух патентов. Среди них способ переработки люминесцентных ламп (Г. Е. Марковский); новый способ получения изображений в растровом электронном микроскопе (В. Н. Филиппов); рентгенолюминесцентный способ определения концентрации азотных дефектов в алмазах (В. П. Лютоев, Ю. В. Глухов, М. Ф. Щанов); способ очистки воды (Д. А. Шушков, О. Б. Котова, И. П. Пальшин).
Сегодня изобретательская деятельность рассматривается как важнейший элемент научных исследований и соответствующим образом поощряется. Важно, чтобы изобретения были эффективными и востребованными.
