Der Akademische Rat der St. Petersburger Bergbauuniversität der Kaiserin Katharina der Großen stimmte für die Nominierung einer Arbeit zur Verbesserung der Arbeitssicherheit beim Betrieb von Lagerstätten in großer Tiefe für den Preis der russischen Regierung für Wissenschaft und Technik 2024. Der vollständige Titel dieses Projekts, an dem ein zehnköpfiges wissenschaftliches Team gearbeitet hat, lautet "Entwicklung und Umsetzung von F&E und technologischen Lösungen für den Abbau reicher Erze unter Industrie- und Wasserkörpern unter schockgefährdenden Bedingungen, die eine Verringerung des Risikos von durch Menschen verursachten Katastrophen und eine effiziente Nutzung des Untergrunds gewährleisten".
Nach Ansicht von Experten sind die Chancen auf den Gewinn des Wettbewerbs sehr hoch, da der Bedarf an natürlichen Ressourcen wie Aluminium, Nickel, Kupfer und vielen anderen Metallen in Zukunft weiter steigen wird, auch im Zusammenhang mit der Umsetzung der Energiewende. Allerdings wird es für die Menschheit sehr viel schwieriger sein, sich mit Rohstoffen zu versorgen als bisher, da die Tiefe der Lagerstätten immer größer wird und es in der Nähe der Erdoberfläche fast keine mehr gibt. Es versteht sich von selbst, dass der Abbau in größeren Tiefen a priori schwieriger ist, so dass Technologien und Methoden zur Steigerung der Effizienz und Sicherheit von Jahr zu Jahr mehr gefragt sein werden.
"In einer der Minen von Norilsk Nickel beispielsweise wird heute in einer Tiefe von 2 Kilometern abgebaut. Und das ist nicht die Grenze. Die wissenschaftliche Forschung, die sich auf die bestehenden Gesetzmäßigkeiten stützt, wird es ermöglichen, diese Zahl zu erhöhen und dabei die Sicherheit zu berücksichtigen. Das kann die Branche auf ein neues Niveau bringen", ist sich Arkady Shabarov, einer der Autoren des Projekts und Direktor des wissenschaftlichen Zentrums für Geomechanik und Probleme der Bergbauproduktion an der Bergbauuniversität St. Petersburg, sicher.
Besondere Hoffnungen setzt er auf erhaltene Sicherheitssäulen. So nennt man die Teile der Gesteinsschichten bereits erschlossener Lagerstätten, die früher aus wirtschaftlicher Unzweckmäßigkeit oder wegen zu hoher Einsturzgefahr nicht in den Abbau einbezogen wurden. Solche gefährlichen oder einsturzgefährdeten Lagerstätten gibt es auf der Kola-Halbinsel, im Norilsker Industriegebiet, in Westsibirien und im Fernen Osten. Mit anderen Worten: Das Potenzial hier ist enorm, und seine Verwirklichung ist weitgehend der Arbeit des Teams von Wissenschaftlern und Ingenieuren zu verdanken, zu dem auch Arkady Shabarov gehört.
Der Vertreter der ältesten technischen Universität Russlands gab an, dass zu seinen Mitautoren sowohl Vertreter von Industrieunternehmen, wie Andrei Abrashitov, Direktor der Kirow-Filiale von Apatit, und Tigran Darbinyan, Direktor der Bergbauabteilung von Norilsk Nickel, als auch Mitarbeiter von Forschungseinrichtungen gehören. Insbesondere Andrei Yeremenko, Leiter des Labors für physikalische und technische Geotechnologien am Institut für Bergbautechnik der Sibirischen Abteilung der Russischen Akademie der Wissenschaften, leitet die Arbeiten. Auf diese Weise konnte ein optimales Gleichgewicht zwischen den Erkenntnissen aus Laborexperimenten und praktischen Versuchen gefunden werden.
"Die strategische Bedeutung der für den Regierungspreis nominierten Arbeit liegt in der Anwendung innovativer Methoden zur Bestimmung der sicheren Tiefe von Bergbaureserven, die sich unter Gewässern befinden, sowie fortschrittlicher technologischer Schemata für die Öffnung und den Abbau von Erzkörpern. Die Relevanz der vorgeschlagenen Lösungen lässt sich anhand der negativen Erfahrungen der Bergwerke Oktyabrsky und Taimyrsky nachvollziehen, deren Betrieb aufgrund von Staunässe teilweise eingestellt werden musste. Dadurch erlitt das Unternehmen enorme wirtschaftliche Verluste", sagte Arkady Shabarov.
Er erklärte, dass beide Anlagen jetzt wieder normal funktionieren. Dies wurde möglich, nachdem das Wasser abgepumpt und anschließend von den Spezialisten der Bergbauuniversität untersucht wurde. Sie ermittelten Faktoren und Abhängigkeiten, die unter den spezifischen bergbaulichen und geologischen Bedingungen zu berücksichtigen sind, und gaben klare Empfehlungen zur Erhaltung der Schutzschichten zwischen Gewässern und Grubenbau.
"Die Erschließung tiefer Horizonte hat zweifellos die Probleme bei der Vorhersage und Verhütung geodynamischer Phänomene verschärft, die erhebliche materielle Schäden für Industrieunternehmen verursachen und die mit Bergbauarbeiten verbundenen Risiken erhöhen. In dieser Hinsicht wird der Bedarf an Forschungs- und Entwicklungsarbeiten zur Schaffung und Umsetzung grundlegend neuer Systeme, Geräte und Methoden für die regionale und lokale Vorhersage geodynamischer Phänomene von Jahr zu Jahr zunehmen", betonte Arkady Shabarov.
Die Empfehlungen, die in der für einen Staatspreis nominierten Arbeit formuliert wurden, haben nicht nur in den Unternehmen von Norilsk Nickel praktische Anwendung gefunden. Sie wurden auch von Unternehmen wie Giproruda, Apatit, Dalpolymetal und vielen anderen umgesetzt.
Experten zufolge konnte dank der Umsetzung der Studienergebnisse eine Verringerung der Intensität von durch Menschen verursachten Erdbeben und geodynamischen Phänomenen festgestellt werden, wodurch die Zahl der Verletzungen von Bergleuten erheblich gesunken ist. Der vor diesem Hintergrund erzielte wirtschaftliche Effekt belief sich auf etwa 1,5 Milliarden Rubel.
