Хроники Угля, история одной фотографии

В 1984   в Караганду прибыл Анатолий Семенович  Бурчаков – один из ведущих горняков СССР,  работавший в  Московском горном университете МГИ. Для меня,  представляющего его глубоким старцем, таким,  каковыми были портреты многих великих ученных в те времена: полных и с окладистой бородой, увидеть высокого и моложавого мужчину с интересным  лицом, подчеркивающим  необычность человека, было удивительным. Автор многочисленных учебников по горному делу (а по ним вели свои незабываемые лекции профессора КПТИ  Квон С.С. Адилов К.Н., Векслер Ю.А.) мне представлялся совсем другим. Собственно,  кроме А. Бурчакова в горном деле мне мало кого можно было и представить.

Кафедра   РМПИ, с  которой я начинал свою работу в  науке,  основным рекомендуемым учебником  представляла его известную  книгу. Да и ее формат, толщина и содержание внушали доверие.  Так что увидеть его легендарный образ на  расстоянии в  1–2 м,  и тем более пожать руку было для меня  необычным. Вот только Анатолий Семенович, академик РАЕН, заслуженный деятель науки РФ с 1970 года,  основатель научной  школы по созданию безопасных и высокопроизводительных угольных шахт, а также способов проектирования рудников по добыче руд, калийных и каменной солей, включая схемы вскрытия и подготовки шахтных полей, Лауреат Государственной премии СССР, прожил не долгую жизнь, он скончался в возрасте 65 лет.

       Встречали А.Бурчакова так, как, если бы в Караганду прибыл некий политический лидер. На фото у гостиницы Чайка  в которой когда-то чествовали первого космонавта – женщину В.В.Терешкову после её приземления, рядом с ним д.т.н. Сергазы Кабиевич Баймухаметов - технический директор Производственного объединения Карагандауголь, назначен на должность в 1979 г. В те времена влияние этого ПО и авторитет его руководителей, пожалуй, распространялся  не только на Караганду но и далеко в СССР, и оно являлась одним из самых передовых и  технически оснащенным предприятием.  Что и говорить значительная часть населения города  и его науки была связана с Углем. Достаточно сказать, что здание, где располагалось ПО, еще сталинской постройки 1948 года, и поныне является самым величественным сооружением.  Сейчас оно занято Акиматом Карагандинской области, который ради этого покинул свое здание, специально выстроенное для целей управления огромной индустриальной областью РК.
 

Справа же от технического директора  известный горняк из КНИУИ д.т.н., проф. Ким А.В.,  Об Альгерте Васильевиче я ранее  писал в [2]. Большой выдумщик и любитель всего нового,  он мог на основе идей своего коллектива быстро спроектировать конструкцию, свести её к изготовлению, а затем отправить на шахтные испытания. Наличие в ПО своего проектного института КНИУИ и экспериментального завода позволяло ему быстро освоить новую идею.

Положительным фактором было и то что, руководители ПО и его КНИУИ обычно являлись профессорами КПТИ. Так Ким А.В. и Мукушев Майжан Мукушевич – заместители директора КНИУИ были докторами наук и входили в Диссертационный совет КПТИ по направлениям разработки горных машин и технологии выемки угольных пластов. Это была хорошая традиция организаций производственных и научных объединений.  Но в Караганде для решения горных проблем существовало и другое предприятие: Карагандинский научно-исследовательский, проектно-конструкторский и экспериментальный институт по созданию горных машин и механизмов «Гипроуглегормаш».  Не находясь в непосредственном подчинение от ПО Карагандауголь он входил в систему органов управления угольной промышленности СССР (изначально подчинялся Карагандинскому совнархозу, а затем союзному профильному министерству).

Такое  дробление приводило к тому, что Гипроуглегормаш имел гораздо большую свободу действий  и занимался не только углем, но и в областях по добыче Руд и Калийных солей. Такая организация позволяла сосредотачивать группы ученых, ранее занимавшихся на разных направлениях, на одном - актуальном на текущий момент,  быстро решая встававшие перед горным производством проблемы. Поскольку  техника для угля, пород и руд во многом имела аналогичные конструктивные и технологические схемы. Так в частности Гипроуглегормашем был решен вопрос скоростной проходки выработок на основе комбайна Караганда 7/15.

Проектированием этого комбайна в полной мере занимался Шманев Александр Никанорович, работник Гипроуглегормаш (впоследствии доцент КарТУ), причем их коллектив за эту работу получил самую престижную награду – Государственную премию СССР (на фото справа второй в среднем ряду).  Причем этот комбайн применялся и для камерной отработки калийных солей, а быстрый прогресс в развитие этого направления привел к тому, что вскоре появился новый комбайн избирательного действия, который благодаря стреловидному исполнительному органу мог обеспечить эффективную проходку камер различной формы: от арочной до прямоугольной и обеспечить форму забоя, которая максимально способствовало разрушению породы силами горного давления, например, при подрубке нижней части пласта. И вскоре именно такие типы комбайнов стали применяться и для калийных солей и для проходки выработок в угольных пластах, заменив комбайны типа Караганда 7/15. А.Н. Шманев также участвовал в разработке такой техники, и, в частности, комбайна  Урал 20КС, который и поныне применятся в камерной разработки РФ по калийным солям.      
Напомню, что ПО Карагандауголь было создано 1 октября 1974 года на базе существовавшего ранее одноименного комбината. Предшественником же самого комбината был трест «Карагандауголь», организованный еще в 1942 году. 

Но снова вернусь к работам  А.В. Кима, и его помощника Б.Я. Пономарева, и повторяясь, добавлю, что их огромный энтузиазм привел к созданию первого горного робота КазССР - Тентек КБ, но и ему не было суждено быть внедренным в производство, хотя в США во многом повторили его конструкцию в агрегате для камерной выемки угля с поворотным ленточным конвейером.
Чем же затруднялось внедрение научных работ – это уже другой вопрос. И он задевал многих ученых представленных на этом снимке. Среди изобретений А.В.Кима был и горизонтально замкнутый струг на всю длину забоя, созданный по типу угольной пилы  - машины в виде замкнутой вращающейся цепи с расставленными зубьями по ей  длине.

При выемке тонких пластов её непрерывная подача на забой приводила к образованию щели, а остальная часть, примерно такая же по высоте, как высота вруба должна была обрушатся на мелкие куски и далее им же доставляться на транспортный штрек. Замечу, что эту идею подхватил и С.С. Жетесов (на фото между А. Бурчаковым и С. Баймухаметовым, но в верхнем, а не первом ряду), и в результате на его счету появился новый способ гравитационной выемки. Кольцевым стругом для крутых пластов можно было прорезать  щели по кровле и почве и сформировать блок,  который начал бы смещаться под действием собственного веса к транспортному штреку,  в зону дополнительного дробления и  погрузки  на вагонетки.  Задачей же исследований являлось определение параметров блока, который бы не зажимался горным давлением и надежно скользил к месту погрузки.   

Справа от Кима А.В. - Атыгаев Кенес Омарович, также сотрудник КНИУИ и заведующий лаборатории по управлению горным давлением. Им была спроектирована комплектная крепь высокого сопротивления, для трудно обрушаемых кровель, которая имела  посадочную и забойную часть, причем посадочная была с повышенной несушей способностью разгружаемая отдельно от забойной. Такая схема успешно применялась в индивидуальных лавах, где механизированной была только выемка угля. Поэтому   в лаборатории К.О. Атыгаева решили воплотить в новую разработку именно этот  принцип  с выделением забойной и посадочной части. Мы не будем описывать подробности конструкции, но укажем, что основной хитростью комплекта было использование готовых индивидуальных гидростоек, так что  изготовлению подлежал  только верхняк крепи, прижимаемый этими гидростойками к кровле, рис. 2 Комплект крепи  К.О. Атыгаева (рисунок ввиду особенностей Прозы ру выполнен отдельно).

Ширина верхняка около 0, 2 м, поэтому если их ставить с минимальным шагом несущая способность  секции резко возрастала, что и было необходимо  в условиях пластов  с трудно обрушаемой кровлей. Но как показали испытания, в таких условиях, особенно страдали коробки забойной и посадочной части, соединенные вложенным в них устройством, где имели место интенсивные деформации при их смещении от давления пород, в результате чего отрывались их нижние листы. И, при этом, ручная установка индивидуальных гидростоек существенно сдерживала работу. 

Сантай Сулейменович Жетесов это быстро понял, и послал меня осмотреть лаву, с этими комплектами. А после доклада, разработал новое предложение. Оно было
предельно простым, и современным: во первых предлагаемая секция состояла из гидростоек карагандинской  крепи Спутник (СПТ), выпуск которых был отлично налажен в Караганде. Передняя СПТ крепилась к мощному перекрытию, а задняя могла перемешаться в его пазе,   независимо поддерживая прочную кровлю. Кроме того в задней части была установлена и наклонная стойка. (Эта стойка так же стандартно изготовляемая в Караганде могла устанавливаться и в передней части), рис. 3  Секция маневрирующей крепи КШМ (карагандинская,  шагающая, механизированная)   С.С. Жетесова. Все основные узлы  выпускались стандартно лишь требовалось соединить заднюю и переднюю часть домкратами по краям, благодаря чему секция получила возможность маневрирования за счет неравномерной выдвижки домкрата слева или справа. При этом имели и мощную посадочную часть секции из Стойки СПТ и наклонной  стойки от секции крепи ОКП, что давало сопротивление по посадочному ряду в 100 тс + 80 тс = 180 тс, призабойная же стойка СПТ имела 100 тс.

И такими возможностями на то время не обладала ни одна крепь в мире. В отличии от индивидуальной крепи Кенеса Омаровича, секция С.С. Жетесова  КШМ  не имела выдвижных и вдвижных частей и была гораздо надежнее, проще в изготовлении и функциональнее.  Опасения же, что  через паз в верхняке  будет прорываться порода   не были основательными, хотя и попортили кровь Сантаю Сулейменовичу. Во первых кровля на пластах для которых крепь предназначалась была труднообрушаемой и даже не крошилась на контакте с перекрытием (что следовало из эксперимента на ш. Кировская с комплектом Атыгаева), а во вторых при наличии низкопрочного слоя  непосредственной кровли  паз можно было перекрыть подвижным  гибким, например,  цепным перекрытием, входящим в короб с большими зазорами,  что исключало  деформации  основных  узлов, поскольку нагрузка от породной мелочи незначительна.

 
В первом  и втором ряду слева мы видим еще двух ученных: Это Юрий Викторович Громов из Ленинградского ВНИМИ - специалист в области горного давления и расчетов механизированных крепей. Свои эксперименты он обычно проводил в Караганде и Кузбассе. Определенный вклад он сделал и технологию с выпуском подкровельной толщи. В свое время ему было присвоено звание «Заслуженный деятель науки российской федерации», на моей памяти это второе звание для ВНИМИ, а первое получил Степан Тимофеевич Кузнецов, и я был этому особенно рад, потому что письмо - поддержку от Казахстана привез ему я по указанию А.С. Сагинова.  Степан Тимофеевич, был очень приветлив, и именно от него я получил свое знание об особенностях расслаивания кровли, определяющих  формирование горного давления. И именно эти факторы затем удалось учесть в нашей методике расчета нагруженности забоя и механизированной крепи.

В целом же направление разработки технологии с выпуском подкровельной толщи возглавлял Леонид Николаевич Гапанович и Павел Федорович Савченко из ИГД им. А.А. Скочинского. Но разработкой в этой области  занимался и  Владимир Иванович Клишин, член корр. РАН, у которого были широкие научные связи и с Карагандой и с Кемерово.  Его же монография в этой области по конструкциям крепи  и технологическим схемам, разработки мощных угольных пластов была и является, на мой взгляд, самой полной. Во всяком случае им были спроектированы все возможные схемы выпуска подкровельной толщи, включая и механизированный выпуск гидравлическими выдвижными исполнительными органами, которым кроме С.С. Жетесова обширно никто не занимался.  Причем группой В.И. Клишина был выполнен и внушительный объем экспериментов на моделях из эквивалентных материалов. Его Труды говорят сами за себя.

  Направлением с выпуском угля потолочины  занимались в СССР  3 - 4 крупные группы, а, например, выемкой на полную мощность для пластов до 5, 5 м – фактически одна – во главе с  Борисом Константиновичем Мышляевым. (на много позже этим занялись и в  Пермском научно исследовательском институте ПНИУИ), А если судить по опубликованным результатам исследований, то разница в монографиях и статьях  была еще большей. Тем не менее именно это последнее направление получило промышленное внедрение, а технология с выпуском подкровельной толщи ограничилась изготовлением  2- 3 комплексов КМ – 130 В, причем и их использование было редким. Не получила эта технология широкого распространения ни во Франции (где она начиналась),  ни в КНР – это были практически единичные акты использования, а о причинах мы писали в [1]
 
В среднем ряду слева д.т.н. Толеухан Ермекович Ермеков, свою научную деятельность он начинал в группе  С.С.Жетесова, разрабатывая стреловидный исполнительный орган для секции крепи КАМ с механизированным погашением верхней угольной толщи. Вначале рассматривалась конусообразная головка с режущими зубьями во внутренность которого был встроен гидромотор, что  по мнению авторов существенно упрощало конструкции стреловидного органа, однако на тот момент создать такой гидро двигатель с достаточной мощностью и надежностью для условий Караганды   не удавалось. И  Ермеков решил использовать обычный электропривод на основе проходческого комбайна установленного на рештаки забойного скребкового конвейера* (В конце статьи, для примера использования ИИ, приведен ответ Гемини на этот вопрос (получен в течении нескольких секунд) и по нему можно оценить и сегодняшние возможности ИИ. Думаю, что он будет особенно интересен гидравликам. Это позволяло бы существенно упростить технологию для комплекса КАМ 1 с  со встроенными в секцию струговыми головками для погашения верхней угольной пачки, которые одновременно создавали и поддерживающую кровлю ряд  опор в завальной части крепи. 

Но судьба распорядилась  иначе. В это время известным в СССР технологом КПТИ   С.С. Квоном разрабатывалась  схема выемки угля лавами «Маяк»,  когда лава выполнялась не прямолинейно, а с  уступами, причем в каждом уступе предполагалась работа выемочных машин установленных   на короткий скребковый конвейер. И здесь выемочная машина Ермекова оказалась  необходимой. Поэтому Толеухан Ермекович  решил перейти в группу С.С. Квона.  Но далее развитие технологии "Маяк" приостановилась,  и было решено применять такой исполнительный орган для подготовки Ниш на сопряжении лав со штреками, и также, как в варианте КАМ,  использовать его в коротких лавах вместо громоздкого очистного комбайна.      


А выгодно ли применение стреловидных исполнительных органов  вместо комбайнов, которые  обеспечивают обработку  сразу всей площади  забоя. шнеками?  Многое зависит от того какую энергию мы сможем подать к приводам, и как оптимально разместить их в ограниченном пространстве забоя. В [1] мы эти причины описали, но повторим: к конусной головке стрелы можно подвести огромный момент вращения и оснастить ее зубьями крупного скола, которые нагрузки - напряжения посылают далеко в глубину массива, а значит и легче находят в нём естественные трещины, и раскрывают их одновременно повышая сортность (крупность) угля , при этом обеспечивается и возможность  подрубать пласт снизу и принуждать разрушать  нависшую пачку горным давлением.   

Т.е. используя тот же принцип, которые пытались реализовать такие крупные специалисты как Л. Н. Гапанович, С.С Жетесов, В.И. Клишин и  Ю.В. Громов.  Они этого и добились!  Но только их изломанный на блоки уголь (это не относится к конструкциям  С.С. Жетесова) оказывался в выработанном пространстве, откуда извлекать его приходилось выпуском, что не всегда удавалось, так как обрушенные породы иногда  образовывали полости или не плотные зоны, куда уголь откатывался или выталкивался при попытках активизировать его выпуск качанием заднего навесного ограждения секции.
 
И поскольку  возможности обрушать пачку используя горное давление было фактически обосновано стреловидный  исполнительный орган  стали использовать и  в камерах при добыче угля и  калийных солей. В  этом же и  причина замены  комбайнов со сплошным на весь забой исполнительным органом типа Караганда 7/15, несмотря на первоначально полученные им прекрасные показатели.

Но как еще интенсифицировать добычу ! Уже понятно, что если найти способ усиления воздействия инструмента на забой так, что бы напряжения проникали как можно дальше. И один из таких принципов  использование большего скола, что происходит, если угол заточки инструмента увеличить до определенных пределов, найдя оптимум между глубиной внедрения инструмента и созданием им глубоко распространяющегося НДС. Если же, дополнением к этому в массиве возбудить волновые процессы, то как считали расчетчики можно было добиться и высшей эффективности. Решить же эту проблему можно было Ударом, что  в горной практике КПТИ было хорошо известно, и где давно практиковалась разработка  гидропневматических  ударников – молотов. На сегодняшний день из когда то большой группы разработчиков, осталась небольшая группа во главе с профессором  Кайруллой  Бейсенбаевичем Кызыровым. 

А в то время в группе С.С. Жетесова этим занялся Махамбет Нажметдинович Шманов, на рисунке справа от С.С. Жетесова в центре среднего ряда, -  талантливый конструктор понимавший толк не только в проектировании конструкций, но и способах их изготовления и обработки (М.Н. Шманов получил техническое образование в г. Ижевск, где были предприятия оборонки СССР и завод выпускавший известные на всю страны мотоциклы ИЖ). Кстати им был воплощен в жизнь и первый проект секций крепи КАМ. Молот изготовили не без поддержки кафедры Горных машин. Его оборудовали датчиками скорости движения бойка, а все основные процессы осцилографировались  шлейфовым семи канальным осциллографом Н 700.  Не могу сказать, что конструкция была глубоко проработана для полного сопряжения с крепью и технологией ей применения в коротком забое. Ведь главной задачей поставленной тогда являлось доказательство  принципиальной возможности разрушения угольной пачки мощными ударами. К пачке ударное устройство подводилось  за счет хода специального гидроцилиндра.

Нанесенный удар по идее должен был привести к полному трещинообразованию пачки, но это не всегда получалось ведь, если пачка перед ударом отслаивалась, то удар в образовавшейся полости гасился, и следовало подвести инструмент еще выше. Но это уже была большая конструктивная проблема: во первых  величина выдвижения зависела от длины самого молота, а параллельно возникла проблема отжима инструмента. Поверхность после отбойки была наклонной и выдвигаемый инструмент получал боковую нагрузку, что было крайне не желательно для штока гидроцилиндра. Поэтому от молота пришлось отказаться, хотя существовали специальные схемы  для смещения ударной зоны  к козырьку крепи где расслаивания не наблюдалось.   Кроме того,  если применять такую конструкцию в забое, то встает вопрос, как бороться с отдачей, ведь рукоять держащая такой молот испытывает огромные динамические нагрузки.   

Пришлось выстраивать конструкцию в линию так что бы удар был строго по оси и отдача приходилась в основание секции. Но тогда вставала проблема ограничивающая высоту исполнительного органа  и выдвигать его на большую высоту не получалось.  Тем не менее,  применение ударных молотов в коротком забое  задача  актуальная, например, и сам пласт часто содержит твердые прослои, разрушать, который вращательным органом затруднительно, не говоря о том, что удары способствовали глубокому раскрытию трещин в пласте и облегчали работу комбайна. Поэтому в дальнейшем одно из решений предусматривало  выделение специальной дорожки перед забойным конвейером. Она устраивалась  на  его на погрузочном лемехе, где и устанавливался молот так, чтобы отдача уходила через него в почву пласта.

Могли ли коротко забойные технологии конкурировать с лавными?
Безусловно, если это касается сложных условий, когда имеются естественные геологические нарушения по длине лавы и особенно в том случае, если они распределены вдоль нее со средним шагом в 20 м. Примерно такую ситуацию мне удалось встретить на шахте Кировская в далекие 80 - е в лаве у П. Василева. Он  был оснащен уникальным для тех времен комплексом КМ – 130 из двухстрочных секций поддерживающего типа. У него было все – и высокое сопротивление гидростоек достигающее 180 тс на одну и надежный способ передвижки отталкиванием и подтягиванием от двух соседних и передний забойный, разворачивающийся шарнирно манипулятор для поддержки обнаженной кровли сразу за проходом комбайна или при вывалообразовании из нее. При этом манипулятор мог поддержать и стену (грудь забоя), если горное давление отваливало от пласта призмы отжима.

Но  производительность комплекса в этой лаве  в среднем не превышала 1500 т/сут, хотя  была способна достигать 4000 т/сут. Мне же тогда, хронометрируя процесс добычи, удалось установить влияние нарушености на производительность, зафиксировав все дополнительные  механизированные и ручные операции связанные с их креплением. А это открыло возможность создать информационную систему, которая позволяла бы определить эффективность новых предложений в области разработки пластовых месторождений. Прямо скажем, что инноваций в таких направлениях сегодня множество, но хотелось бы иметь инструмент для быстрой оценки их эффективности, хотя и предварительной. Но встает актуальный вопрос, почему же многое  из перечисленного так и не было внедрено?

Что например, помешало внедрить коротко забойную выемку  на сложнозалегающих участках пластовых месторождений? Частично мы давали ответ в [1 и 2], но повторюсь:
- отсутствие поворотного конвейера
- отсутствие анализа причин почему длинные лавы считаются более производительными
По второму вопросу перечислю следующие  причины:
- У таких технологий имеются сопряжения со штреками. И там возникают дополнительные операции такие как:
-подготовка ниш для ввода комбайна на новую стружку
-возня с громоздким приводом конвейера, установленного на сопряжении и связанная с необходимостью дополнительного  укрепление кровли над ним  за счет установки индивидуальных гидростоек


Понятно, что чем длиннее лава тем меньше затрат времени на эти дополнительные операции на единицу длины лавы
- хороший отжим пласта за счет большего по времени воздействия горного давления на тот же метр лавы.
Правда этот фактор легко обойти, за счет  создания вруба в нижней части пласта, что мы и указывали в [1]. Да и  в целом, отнесение этого    фактора к плюсам длинно забойной выемки вызывало сомнения, поскольку отжим пласта может привести и к обрушению кровли в рабочее пространство лавы. Поэтому мы в основном мы должны помнить только о первом  факторе, как наиболее значимом. Но как с ним справиться в условиях короткого забоя? Весьма просто. У короткого конвейера  привод не имеет больших размеров и все операции на сопряжении полностью механизированы, да и стреловидный комбайн не нуждается в нишах.


Почему же тогда Т.Е. Ермекову не удалось внедрить технологию? Ответ мог бы быть традиционен – в связи с прекращением СССР, но этот ответ явно не достаточен ведь от даты испытаний  до этой самой процедуры был период длиною  не менее 10 лет. Следующая причина в том, что его последний эксперимент выполнялся  в лаве длиной 50 м, а это уже не короткая лава и привод конвейера для нее тоже был громоздким и требовал дополнительных операций по креплению, при этом и механизированная крепь была не новой, а устаревшей и не надежной: не новый М-130, а старая КМ - 81, которую очень часто генеральный директор Н.А. Дрижд критиковал,  называя индивидуальной, а не механизированной. При её  использовании часто образовывались  обширные провалы в кровле,   которые разрушали меж секционные связи между сплошным перекрытием крепи и создавали все новые и новые проблемы. Были и другие причины.


С глубоким трепетом смотрю на это старое фото ибо многих из них уже нет в этом мире, и в нем и наша судьба и судьба нашего, тогда единого государства. Каждый из действующих лиц представлял из себя глубокую индидуальность, являлся отличным специалистом и ученым в своей области. Мне (на фото слева от С.С. Жетесова, но в верхнем ряду)тогда было около 27 лет и это возраст в котором уже научный работник может быть полностью сформирован. Часто приходилось бывать в командировках и в крупных научных центрах горной Науки: Москва (институт горного дела им. А.А.Скочинского, МГИ, институт Дружбы народов им. Патриса Лумумбы), Алма- Ата (институт горного дела Академии наук Каз ССР), Ленинград (ВНИМИ), Новосибирск (Сибирское отделение АН СССР, НГУ, завод "Сибгормаш"), и в каждом из них удавалось встречаться с  этими Учеными.

От меня ничего не скрывали, и давали возможность проводить эксперименты на их приборной базе, показывали новейшее оборудование и в частности лазерное оборудование для фотоупругого моделирования в лаборатории оптического моделирования  д.т.н. проф. Владимира Федоровича Трумбачева и даже удалось съездить на Картошку с его лабораторией - такие поездки обычно сближали людей.
Мое знакомство с Владимиром Федоровичем началось задолго до встречи с ним. Исследуя взаимодействие инструментов с породой я увлекся фотомеханикой – т.е. поляризационо оптическим методом исследования напряженно деформированного состояния горного массива. В то время это был один из более  достоверных методов. Из оптически активного материала можно было изготовить модель достаточно точно моделирующую горные выработки в недрах или, например, взаимодействие инструмента с углем и породой. Вначале это были довольно таки сложные методики, где модель изготавливалась вручную и требовалось самостоятельно изготовить эти материалы на основе канифоли, желатина, присадок типа агар–агар, делающих модель прозрачной и отзывающей на нагрузку всеми цветами радуги.

Замечу что такое моделирование в отличии, например, от виртуального воспроизводства моделей в Ansys  методом конечно элементного моделирования МКЭ придает исследователю уверенность в полученных результатах, так как перед ним настоящие выработки да и нагрузка идет от  веса модели  пород  к которой можно добавить и активные нагрузки от распора крепи и т.п. Т.е. «все по настоящему». Так сочетание фото моделирования и виртуализация Ansys,   из - за возможности убедится в правильности программных технологий,   позволило мне увереннее заняться МКЭ, к которому в Караганде первоначально относились с недоверием. 


Постепенно же необходимость создания своих материалов ушло в историю и стало возможным использования оргстекла, материала СД 3. Но объемное моделирование требовало сложных процедур разрезания модели на тонкие пластины, что бы разглядеть НДС в глубине массива, а это было крайне неудобно. Могу указать и на интересный момент поиска литературы для фото и виртуального моделирования. Найти хорошее пособие для работы оказалось затруднительным даже перерыв десятки литературных источников. То ли совершенно не совпадали структуры модели, то ли книги были просто плохо написаны, как тогда говорилось  - излишне обнаучены. И это была большая проблема, замедляющая исследование. 

Но в первом случае, на счастье, хотя и после долгих поисков, мне попала в руки книга В.Ф. Трумбачева  и методика фото моделирования   сразу стала понятной. В результате, удалось быстро создать свои модели. А в один прекрасный день на Ученом совете, по-видимому исходя из  списка литературы автореферата  официальным оппонентом  к защите кандидатской диссертации назначили Владимира Федоровича, получив, очевидно, заранее его согласие. А вот тогда то и произошел мой первый визит в Москву.  Трумбачев оказался весьма простым в общении человеком  и  с ним мы быстро нашли общий язык.  И по видимому этому способствовало его умелое общение и научные поездки в советские республики, Китай и Вьетнам, а также глубокие православные корни, идущие от его родителей.   

Аналогичная история произошла и при создании виртуальных моделей – т.е. программ, запускаемых на ПК. Дружбы с компьютером  у меня долго не получалась и с литературой здесь обстояло еще хуже. Книг же, наоборот, было на много больше, но все они не вносили Свет. До тех пор пока в мои руки не попала пособие ученного из МГУ профессора Виктора Михайловича Брябрина, работавшего и в Вычислительном центре АН СССР (ВЦ РАН) и Институте точной механики и вычислительной техники (ИТМиВТ), непосредственного участника создания  одних из первых отечественных интерактивных систем и систем управления базами данных, включая и систему «Пульт». Этот опыт и научил меня отыскивать литературу тех кто делал свою работы изначально самостоятельно и не следовал модным тенденциям при написании книг.

Но вот что я заметил среди ученых: в пылу бесед они высказывали и обиды к друг другу и даже возможности отомстить за них при защите кандидатской и докторской диссертации. Конечно я с пониманием относился  к таким словам, ибо за каждым из них стояли годы труда над своей научно-технической разработкой. Хотя понимал : ученый  У не  может помешать работе ученого Х находясь за тысячи км, тем более, что решению о  продолжении исследований принимали в основном научно- производственные комиссии.  Конечно ученый У мог высказать такой комиссии свое нелицеприятное  мнение, но вообще то говоря, это его долг, но вот ученный Х должен был дать свой обоснованный ответ и это обычная диалектика взаимодействия Научных школ.

Тем не менее, мне казалось, что в те года основное внимание уделялось защите этих самых диссертаций и ученный входя в диссертационный совет мог подбросить «Черный шар» в урну голосования, так чтобы диссертация попала на рецензию в «Черному оппоненту». Все таки следовало акцентировать внимание не на защите диссертаций и не делать их мерилом успешности научной работы, а на внедрение результатов в производство и при этом существенно усилить контроль  за подаваемыми документами, вплоть до того что бы можно увидеть, где новая  машина или процесс работают.
А.С. Сагинов на часто говорил: Внедрение должно быть не на бумаге, в шкафу, а в производстве!  Но к сожалению так было не всегда. Денег на науку выделялось не мало и мне иногда казалось, что некоторые разработки не следовало финансировать. 


Что бы убедиться в работоспособности машины можно было выполнить 2 - 3 её образца, и уже тогда существовали технологии моделирования сложных процессов, устраняющие долгую экспериментальную деятельность. А вот устраивать полномасштабные испытания один за другим 13 образцов, не добиваться в них успехов, обещая получить какие то ценные хотя и не полные данные в 14 испытании – такого у нас никогда бы не допустили. Конечно механизированная крепь принципиально новой конструкции  это не ракетоноситель, но все же следует помнить, что и она работает удерживая до 700 м пород нависающих над ней и осуществляющих колоссальное давление  на её конструктивные  элементы.  Под такими давлениям находятся далеко не все детали ракеты. Вспомним также, что тот же самый носитель Маска Falcon 9  полетел с 1 попытки.
К чему эти слова? А к тому, что контроль за внедрением и анализ параметров работоспособности машин,   а также как и объемы финансирования должны быть связаны и не бесконечны и это относиться ко всем направлениям научно-технической деятельности.    

1.Хроники Угля, Каким Бейсембаев. Проза . ру
2 Испытание недрами, возрождение колеса,  Каким Бейсембаев. Проза . ру


*Ответ ИИ Гемини, полученный в течении нескольких секунд.

Встраивание гидромотора прямо внутрь конусной головки (коронки) стреловидного исполнительного органа проходческого комбайна не повысит общую эффективность и не позволит достичь параметров электропривода. Такая схема проиграет традиционной компоновке по ключевым техническим и эксплуатационным критериям. Сравнение параметров и ограничений Мощность и габариты Электропривод: Электродвигатели современных проходческих комбайнов развивают мощность на исполнительном органе от 110–130 кВт до 200–300 кВт и более при сравнительно умеренных габаритах на конце стрелы. Гидромотор в конусе: Чтобы вписать гидромотор внутрь конусной головки ограниченного диаметра, его габариты и рабочий объем будут жестко лимитированы геометрией самой коронки. Получить сопоставимую мощность (условно 150–200 кВт) от миниатюрного высокооборотистого гидромотора можно только за счет колоссального повышения давления в гидросистеме (до сотен мега паскалей), что технически нереализуемо для подземных условий из-за надежности уплотнений.
Крутящий момент и ударные нагрузки. Процесс разрушения крепких пород резцами сопровождается тяжелыми пиковыми и динамическими (ударными) нагрузками. Массивный электропривод с промежуточным редуктором обладает высокой инерцией и жесткой механической характеристикой. Гидропривод при размещении в стесненном пространстве конуса будет страдать от кавитации, перегрева рабочей жидкости, резких скачков давления при заклинивании резцов в породе и недостаточного пускового момента на низких оборотах.
Надежность и безопасность в шахте, тепловыделение и охлаждение: Отвод тепла из закрытой оболочки конусной головки, вращающейся в забое, крайне затруднен. Электромоторы на комбайнах имеют развитые системы водяного охлаждения статора, а гидромотор внутри замкнутого пространства быстро перегреет масло, что приведет к разрушению РТИ и падению вязкости жидкости. Уязвимость коммуникаций: Подвод гидравлических магистралей высокого давления к подвижной, вибрирующей и вращающейся головке внутри стрелы резко снижает общую надежность конструкции. Разгерметизация в зоне коронки означает мгновенный выброс рабочей жидкости в забой (пожароопасность).
Оценка эффективности конструкции. Попытка уйти от тяжелого редуктора внутри стрелы за счет «прямого привода» коронки гидромотором противоречит энергетической логике: КПД передачи энергии «электродвигатель главной насосной станции \(\rightarrow \) гидронасос \(\rightarrow \) гидромотор» заметно ниже, чем прямой электрический привод. Единственное, где гидравлика оправдана на стреле — это механизмы поворота, подачи (телескопирования) стрелы или вспомогательное ударное воздействие (гидромолоты в комбинированных комплексах), но не основной вращательный режущий привод тяжелой коронки. Если вас интересуют альтернативные методы модернизации исполнительных органов, я могу рассказать про частотно-регулируемый электропривод или поперечно-осевые режущие головки, которые реально применяются для роста эффективности проходки.