В Україні, багатій на ресурси, значна роль у стабільному розвитку економіки належить гірничовидобувній промисловості. Державна програма «Вугілля України» передбачає збільшення щорічного видобутку вугілля до 100 тис тонн. При цьому вугілля добуватиметься в умовах поєднання численних ускладнюючих факторів, яких немає в жодному іншому вугільному басейні світу. Так, більш як 40% шахт розробляють пласти, що схильні до газодинамічних явищ, 15% шахт ведуть видобуток вугілля на глибинах понад 1000 м, де постійними супутниками є висока температура й гірничий тиск, підвищена самозаймистість вугілля, геологічні порушення. У таких умовах особливого значення набуває безперервним контроль у режимі моніторингу стану взтлепородйого масиву і його взаємодія із процесами гірітачого виробництва для забезпечення - ефективного й безпечного ведення робіт.

Розв'язанню цієї проблеми присвячений цикл робіт, висунутих на здобуття Державної премії України в галузі науки й техніки, — розробка моніторингу геотехнічних систем. Моніторинг здійснюється комплексом методів шахтної геофізики, дає можливість оперативно оцінювати фізико-механічні властивості порід, напружно-деформований стан масиву, виявляти в ньому структурні неоднорідності, геологічні порушення, вчасно прогнозувати негативні явища. Наукові принципи моніторингу грунтуються на встановлених закономірностях взаємодії фізичних полів зі складним структурним і напружно-деформованим масивом гірничих порід.

От лише окремі приклади з розробки комплексного моніторингу геотехнічних систем.

Розроблено ультразвуковий метод визначення міцнісних властивостей порід за зразками довільної форми без їхнього руйнування. Задля цього виготовлена апаратура «Керноскоп 1». За допомогою розробленого ультразвукового приладу ШУП-1 безпосередньо в гірничих виробках визначаються фізико-механічні властивості порід і концентратори напруг, виявляються неоднорідності в геологічній будові вуглепородного масиву.

Колектив авторів виконав наукові дослідження, розробив нові методи шахтної геофізики, засновані на використанні п'єзоелектричного й механоелектричного ефекту. Наукові дослідження призвели до відкриття раніше не відомого ефекту — додаткової десорбції зв'язаних молекул метану через активацію їхніми зарядженими частками при руйнуванні вугілля.

Практичне застосування механоелектричного й сейсмоелектричного ефектів проявилося у створенні системи контролю й діагностики масиву гірничих порід, виявленні зон підвищених напруг. Розроблено методику визначення межі рудного тіла при проведенні спостережень за серією профілів, що перетинають передбачуваний поклад, а також локації тектонічних порушень і карстів. Для практичного застосування цих способів виготовлена необхідна апаратура («Агат-М», «Демон») і устаткування до неї.

Дослідження привели до подальшого вдосконалення шахтної сейсморозвідки. Так, обгрунтування можливості використання бічних хвиль в умовах Донбасу розширило можливості прогнозування геологічних порушень методами відбитих хвиль, сейсмопросвічування, акустичної локації. Шляхом аналізу структури хвильових пакетів встановлюється не тільки порушення в межах досліджуваної ділянки, а й визначається його тип і деякі параметри. Для практичного застосування способів виготовлена шахтна сейсмо-розвідна станція ІПСС-1. Реєстрація сейсмоакустичних хвиль і наступна складна їхня обробка здійснюється в цифровому вигляді, що істотно знижує вплив суб'єктивного фактора й підвищує точність прогнозу.

Комплекс завдань вирішується шляхом реєстрації та обробки акустичного (техногенного) сигналу, порушуваного в масиві при впливі на нього гірничих машин і механізмів або ударним способом. Дослідженнями встановлений зв'язок параметрів техногенного акустичного сигналу з напружно-деформованим станом масиву. Ці закономірності дали змогу розробити способи прогнозування викидонебезпеки в очисному й підготовчому вибоях, оцінити ефективність противикидних заходів у процесі їхнього виконання, контролювати безпеку буріння свердловин по викидонебезпечному вугільному пласту, прогнозувати зони, небезпечні за раптовим проривом метану із грунту виробки. Комплекс методів, грунтованих на застосуванні акустичного зондування, дає можливість вирішувати ряд завдань, серед яких оцінка стану підготовчих виробок.

Способи моніторингу геотехнічних систем застосовуються на шахтах Донбасу, рудниках Кривбасу й Запорізького залізорудного підприємства, при розробці калійних солей та у гіпсових шахтах, на гірничовидобувних підприємствах Росії й Казахстану.

Моніторинг геотехнічних систем забезпечує інтенсифікацію гірничих робіт: збільшуються темпи проведення підготовчих виробок і підвищення вуглевидобутку з очисних вибоїв за рахунок автоматизації контролю стану масиву, зниження простою устаткування, підвищення надійності й оперативності простою.

Досить істотним показником значущості представленого циклу робіт є зниження травматизму, підвищення безпеки робіт. Так, за рахунок підвищення точності прогнозу раптових викидів і ефективного застосування противикидних заходів кількість смертельних травм скоротилась більш ніж у три рази. Це не тільки врятовані життя шахтарів, а й істотний економічний ефект за рахунок зменшення виплат потерпілим.

Оцінюючи в цілому цикл робіт колективу авторів С. І. Скіпочки, А. О. Яланського, Т. А. Паламарчук, О. М. Брюханова, А. В. Анциферова, О. В. Агафонова, Ю. Б. Грядущого, В. І. Голінька, Г. І. Колчина, В. Б. Усаченка «Розробка й впровадження комплексного моніторингу стану геотехнічних систем для підвищення безпеки та ефективності роботи гірничовидобувних підприємств», слід зазначити істотний внесок у розвиток науки, а також велике практичне значення для розвитку гірничовидобувної промисловості в цілому і зокрема для підвищення ефективності й безпеки робіт у вугільній промисловості України. Автори роботи, безумовно, заслуговують на присудження Державної премії України в галузі науки й техніки.