Основы научных исследований в горном деле

традиционно и складывается годами. Оно определяется наличием кадров соответствующей квалификации, научными интересами работников, оснащенностью оборудованием и приборами.

Выбор тематики НИР в известной степени зависит от подготовленности кадров (руководителя научных подразделений, групп, высококвалифицированных работников).

Однако тема исследования должна соответствовать прежде всего потребности общества, выраженной в государственных планах. Это не всегда позволяет намечать тематику в соответствии со знаниями, наклонностями и пожеланиями исследователя и в этом случае научный работник должен поступиться личными интересами в пользу общества.

Требования к теме научного исследования:

– актуальность (важность, требующая скорейшего реше-

ния);

– научная новизна ( должна вносить вклад в науку, быть экономически эффективной для народного хозяйства).

Выбор темы должен базироваться на специальном техникоэкономическом расчете (ТЭР). При разработке теоретических исследований требование экономичности иногда заменяется требованием значимости, определяющим престиж отечественной науки. Важной характеристикой темы является возможность быстрого внедрения полученных результатов в производство.

2.3Организация научных исследований и их финансирование

Исследования в области горных наук ведутся в институтах Российской академии наук (академические институты), технологических и специализированных институтах (отраслевые институты и лаборатории угольной, нефтяной, газовой, химической, металлургической промышленности др.), в высших учебных заведениях (рисунок 2.2) [1, 2].

51

Рисунок 2.2 – Организация научных исследований в горном деле

2.3.1 Институты Российской академии наук (РАН) и от-

раслевые институты разрабатывают фундаментальные проблемы горного дела по основным ее разделам: технологический, нормализации производственных условий и безопасности труда, горной экономики. К важнейшим академическим институтам, ведущим исследования по горным разработкам относятся: Институт проблем комплексного освоения недр (ИПКОН, г.Москва), Институт горного дела РАН (ИГД СО РАН, г.Новосибирск),

52

Горный институт КФ РАН (г.Апатиты), Институт горного дела “Севера” ЯФ РАН (г. Якутск) и др.

Отраслевые институты являются связующим звеном между фундаментальной наукой и производством, решают конкретные задачи технического прогресса, совершенствования существующих технологий и разработки новых технологий, агрегатов, оборудования.

Отраслевые институты подразделяются на государственные: Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по осушению месторождений полезных ископаемых, специальным горным работам, рудничной геологии и маркшейдерскому делу (ВИОГЕМ, г. Белгород); Институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (ВНИМИ, г. Санкт-Петербург); Институт горного дела им.А.А. Скочинского (ИГД, г.Москва) и акционированные: Восточный научно-исследовательский горнорудный институт (ОАО ВостНИГРИ, г. Новокузнецк); Научноисследовательский институт по проблемам Курской магнитной анамалии (ОАО НИИКМА, г. Губкин); Восточный научноисследовательский институт (ОАО ВостНИИ, г. Кемерово); Кузнецкий научно-исследовательский угольный институт (ОАО КузНИУИ, г.Прокопьевск) и др.

2.3.2 Вузовская наука. В вузах исследования, проводимые в области фундаментальных и прикладных наук, тесно связаны с подготовкой инженеров и научных работников. Выполнение научных исследований включается в индивидуальный план каждого преподавателя и обеспечивается средствами из госбюджета.

Эффективность исследований в вузах обуславливается наличием ученых и специалистов различного профиля, что создает благоприятные условия для выполнения комплексных тем. Концентрация научных исследований в вузах создает благоприятные условия для формирования научных школ. Вместе с тем возможности вузов в части научно-исследовательских работ используются неполностью, поэтому ставится задача лучше использовать научный потенциал высшей школы, расширить объем проводимых научных исследований и разработок, повысить их народнохозяйственную отдачу.

В вузах организуются научные учреждения – проблемные научно-исследовательские лаборатории, а в некоторых случаях и самостоятельные НИИ со специальным составом научных и на- учно-технических сотрудников.

53

Прикладные исследования выполняются профессорами и преподавателями, как правило, в дополнительное рабочее время (сверх 6-и часового рабочего дня) с дополнительной оплатой на основе хоздоговоров с организациями и предприятиями отраслевых министерств и ведомств. Для выполнения хоздоговорных исследований кафедры имеют право привлекать дополнительных штатных работников (на условиях совместительства): учебновспомогательный персонал, аспирантов и студентов. Участие в научной работе позволяет повышать квалификацию профессор- ско-преподавательского состава, углублять знания студентов и прививать им навыки исследователя.

2.3.3 Финансирование научных исследований. В зависимости от источника финансирования научные исследования делят на госбюджетные, хоздоговорные.

Госбюджетные научные исследования финансируются из средств государственного бюджета, отпускаемых через ведомство, которому подчинено научное учреждение.

Хоздоговорные работы финансируются организациямизаказчиками на основе хозяйственных договоров. Такими организациями могут быть производственные, научно-исследова- тельские и проектные организации.

Длительность научных исследований зависит от цели и поставленных задач. Работа по теме обычно ведется 1-3 года и до 5 лет.

54

2.4 Основные структурные подразделения НИИ и учебных заведений

Основными структурными подразделениями НИИ являются отделы и лаборатории.

Отделы НИИ обычно специализируются по основным направлениям или главным проблемам (например, горный, механический, экономический и др.).

Внутри отделов имеются лаборатории, разрабатывающие основные научные направления исследований (технология подземных горных работ, горное давление, горные удары, буровзрывные работы, проведение и крепление горных выработок, доставка и погрузка руды и др.).

Структура НИИ может быть без отделов, а основными структурными единицами являются непосредственно лаборатории.

Основными структурными подразделениями вузов являются кафедры и лаборатории.

Для организации хоздоговорных научных исследований в вузах создается система управления, называемая научноисследовательским сектором (НИС), осуществляющим контроль за выполняемыми исследованиями, правильностью финансовых расчетов (бухгалтерия при НИСе).

При результативных исследованиях в вузах организуются отраслевые научно-исследовательские лаборатории (штаты и средства выделяются отраслевым министерством).

В наиболее крупных вузах создаются единые научные учреждения – научно-исследовательские части (НИЧ). В их состав входят все кафедры и научные учреждения, кроме НИИ.

Контрольные вопросы и задания

1 На что направлены и какая цель фундаментальных научных исследований?

2.На что направлены и какая цель прикладных исследова-

ний ?

3.Поясните сущность поисковых исследований, научноисследовательских работ (НИР) и опытно-конструкторских работ

(ОКР).

55

4.Что означает «разработка» как вид научных исследований

икакая ее конечная цель ?

5.Дайте определения понятиям: «комплексная проблема», «проблема», «тема научного исследования», «научный вопрос».

6.Какие требования предъявляются к теме научного исследования ?

7.Какими видами исследований занимаются институты Российской академии наук (РАН), отраслевые институты и вузовская наука ?

8.Перечислите наиболее известные институты РАН и отраслевые институты в горном деле.

9.Назовите основные структурные подразделения НИИ и учебных заведений.

10.Перечислите основные источники финансирования научных исследований.

56

3ЭТАПЫ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЫ. ВИДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

ИПРОГНОЗИРОВАНИЯ

3.1Этапы научно-исследовательской работы (НИР)

Этап 1. Составление ТЭО на выполнение НИР:

–состояние научной проблемы или задачи, подлежащие иссле- до-ванию (обоснование темы, краткий литературный обзор, нерешенныевопросы, актуальностьизначимостьработы);

–цельработывнаучномилитехническомплане;

–новизна проводимой работы, в том числе заключающаяся в использованииавторскихсвидетельств;

–сведения о предполагаемом внедрении; предполагаемые социаль-

ныерезультаты; природоохранныемероприятия;

– предварительный расчет экономического эффекта. Вместе с ТЭО составляется смета на НИР, в которой указыва-

ют: основные статьи затрат; заработную плату научного персонала; расходы на научные командировки; проведение экспериментов; приобретениеоборудования.

Этап 2. Теоретические исследования. Целью теоретических исследований является изучение физической сущности предмета. Обосновывается физическая модель, разрабатываются математические модели и анализируются полученные таким образом предварительныерезультаты.

Этап 3. Экспериментальные исследования. Перед организацией экспериментальных исследований разрабатываются программы и ставятся задачи, выбираются (разрабатываются) методики эксперимента.

После разработки методик исследования составляется рабочий план, в котором указываются объем экспериментальных работ, техника, трудоемкостьисроки.

Этап 4. Анализ результатов исследований. После завершения теоретических и экспериментальных исследований проводится общий анализ полученных результатов, осуществляется сопоставление гипотезы с результатами эксперимента, уточняются теоретическиемодели.

57

В случае необходимости проводятся дополнительные эксперименты, формулируются научные и производственные выводы, со- ставляетсянаучно-техническийотчет.

Этап 5. Внедрение результатов исследований в производство и определение их действительной экономической эффективности. Внедрение фундаментальных и прикладных научных исследований осуществляется через разработки опытно-конструкторских бюро, проектных организаций (опытно-технологические или опытноконструкторскиеработы).

Разработки включают работы: проектирование и рабочее проектирование опытного образца; стендовые и производственные испытания его; доводка; анализ производственных испытаний; государственные испытания образца; серийное производство. Разработчики осуществляют контроль и дают консультации. Внедрение осуществляетсяоформлениемэкономическойэффективности.

3.2Основные виды исследований при проведении НИР

По характеру поставленных целей, решаемых задач и применяемых методов научные исследования могут быть разделены на следующие виды (рисунок 3.1) [1, 2].

Анализ научной информации, содержащейся в литературе, патентной документации, диссертациях, отчетах о НИР и т.д. проводится с целью определения возможных направлений и конкретных методов исследования, а также углубления знаний по изучаемому вопросу. При выполнении практически всех исследований составляетсяобзорлитературы.

Теоретические исследования и обобщения выполняют для оп-

ределения принципиальных возможностей выбранного направления путем анализа заранее известных закономерностей, при анализе результатов проведенных экспериментов, подготовке предварительной гипотезы, подведении итогов законченного исследования и разработкеновыхтеоретическихположений.

Лабораторные исследования проводят на стендах, установках, мо-делях с целью изучения свойств веществ, материалов и закономерностей процессов. При достаточной мощности лабораторных установок можно разрабатывать или уточнять отдельные элементы

58

технологииидажесоздаватьновыетехнологическиепроцессы.

Полупромышленныеилиопытно-промышленныеисследования

про-водятсянаопытномоборудовании(стенде), имеющембольшие размеры, чем лабораторные установки, и включающем все главные элементы

Виды исследований при проведении НИР

Рисунок 3.1 – Основные виды исследований при проведении науч- но-исследовательских работ (НИР)

промышленных агрегатов (добычных блоков) или на промышленных установках (блоках) специально выделенных или сооруженных для ре-шения исследовательских задач. Основные цели таких исследований – создание новых технологических процессов, уточнение элементов технологии, разработка или совершенствование кон-

Исследования на промышленных агрегатах, добычных блоках и

т.д. выполняют для совершенствования технологических процессов и обору-дования с целью повышения производительности и улучшения качества продукции. Особенность проведения таких исследований заключается в том, что они проводятся в условиях непрерывного выпуска продукции (добычи полезного ископаемого), а это усложняет выполнение произ-водственного плана. На такие эксперименты идут в тех случаях, когда есть уверенность в увеличении объема или повышении качества про-дукции (добываемого полезного ископаемого).

Наиболее масштабные разработки новых технологических процессов проводятся с использованием всех указанных видов исследования.

Технико-экономический анализ результатов исследований вклю-чает:

-увеличение объема выпускаемой продукции (техническая произ-водительностьагрегата, установкиидр.);

-повышениекачествапродукции;

-снижениесебестоимостипродукции;

-требования санитарно-гигиенических условий, экологических

норм.

Рассчитывается годовой экономический эффект от примене-

ния новых технологических процессов, механизации и автоматизациипроизводства, способоворганизациипроизводстваитруда.

3.3Основные методы прогнозирования при составлении планов развития науки и техни-

ки

При составлении плановразвития науки и техники, особенно перс-пективных, широкоиспользуютметодыпрогнозирования [1,2, 20]. Прогнозирование научно-технического прогресса (НТП)

включает:

–анализдостигнутогоуровняитенденцииразвития;

–формированиецелейНТПнаопределенныйпериод;

–разработку системы мероприятий, обеспечивающих достижениепоставленныхцелей.

В практике прогнозирования известно более 130 различных методов, которые делятся на следующие группы (рисунок 3.2):

60