Горное дело, как вид полезной деятельности
по извлечению полезных ископаемых,
имеет длительную историю, начинающую
свой отсчёт от древних времён начала
человеческой цивилизации. Эта деятельность
начиналась с собирательства и обработки
каменных материалов. По мере эволюции
древний человек переходил от стадии
собирательства камней к стадии выкапывания
необходимых материалов с помощью ям и
уступов.
«Камнями» называли часть природных
твердых минералов первые исследователи
(Аристотель, Авиценна (Ибн Сина),
доминиканский монах Альберт Великий,
Георгий Агрикола и др.
С началом осознанного применения огня
древний человек впервые встретился с
проблемой топлива. Первыми видами
топлива были растительные смеси,
высушенные экскременты животных,
древесина и полученный из нее древесный
уголь. В таком примитивном виде горное
дело с зачатками энергетики сохранялось
сотни тысяч лет.
С зарождением основ производительной
экономики в эпоху неолита берет начало
процесс осознания практической пользы
полезных ископаемых. От естественных
человеческих потребностей в добывании
пищи с помощью охоты, освоения каменных
материалов, плодородной почвы, леса,
каменной соли и других веществ, потребности
человека эволюционируют до использования
глины, металлов, стекла, для приготовления
которых требовались полезные ископаемые.
Арсенал орудий человека пополнялся
режущими, колющими, скребковыми и другими
полезными инструментами
Совершенствуются технологии горных и
строительных работ. Например, древние
египтяне при строительстве пирамид
были хорошо знакомы с технологией добычи
каменных плит и приемами их обработки.
В процессе проб и ошибок, эмпирически
человек находит наиболее рациональные
формы и приемы, отбрасывая худшие и
закрепляя наиболее удачные. Так, например,
большинство вертикальных выработок в
эпоху неолита имели круглое сечение,
которое было наиболее рациональным в
условиях, когда техника крепления горных
выработок, только зарождалась.
Принципиальный переворот в истории
человеческой цивилизации связан с
открытием и использованием металлов,
в частности меди и ее сплава – бронзы.
С момента вытеснения каменных орудий
металлическими зарождается кузнечное
дело. С началом добычи металлических
руд рождается процесс металлургии и
появляется техника обработки металлов.
Следующим значительным этапом в развитии
горного дела было открытие железа.
Одновременно с добычей возникает новая
отрасль горного дела – обогащение
полезных ископаемых, которое сводилось
к ручному отбору из пустой породы ценных
минералов.
Кроме благородных металлов — золота и
серебра в сколько-нибудь значительном
количестве использовались только
следующие металлы: медь, железо и сталь,
сплавы меди с оловом и цинком, свинец.
Например, свинец использовался для
изготовления водопроводных труб, остатки
которых найдены при раскопках Помпеи
(около 30 г. до н.э.). Ртуть была известна
древним, но потреблялась в крайне
ограниченном количестве, как цинк и
сурьма.
С медного, бронзового и железного веков
горное дело получает развитие по всему
миру. Начиная с этих веков производство
не только открытых, но и подземных горных
работ. В античную эпоху (Древняя Греция,
Римская империя) горное дело становится
устойчивым и прибыльным занятием. Во
многих провинциях Римской империи были
уже сложившиеся традиции горного дела
и те, кто работал в рудниках, были опытными
рудокопами.
В период железного века (начало I тыс.
до н.э.) начали применять искусственные
способы проветривания подземных горных
выработок; получает применение колодезная
добыча нефти; появляются первые научные
обобщения о свойствах минералов и горных
пород (труды Аристотеля, Теофраста,
Плиния Старшего).
Известен пример развития горных работ
в Римской империи для предотвращения
затопления месторождения от близлежащего
озера. В течение 11 лет было пройдено до
40 вертикальных стволов глубиной 80-120 м
и еще большее число наклонных стволов
под углом в 16-20°. Штольня проходилась
3-х метровой высоты и 1,8 м ширины. После
проведения штольни это сооружение
предохраняло в течение многих столетий
окрестных жителей от наводнений.
В начале VIII в. в Европе начали производить
добычу железных и полиметаллических
руд, начинается подземная добыча каменной
соли методом растворения.
С XI-XII веков в странах Европы стали
формироваться крупные города — центры
ремесленной деятельности горняков (в
Чехии, Саксонии, Франции и др.). Значительное
развитие горный промысел получил на
юге Европы, особенно в некоторых частях
Германии. Из Германии горный промысел
подвигается к северу и востоку. Получают
развитие новации в горном и горнозаводском
деле — доменные печи и оборудование для
них, горные выработки и крепление,
вентиляционные системы, шахтные подъемные
машины и насосы для водоотлива.
С одной стороны, доходность горного
промысла была стимулом к занятию им
большого числа людей, с другой, недостаток
в водоотливных средствах, сравнительная
редкость нахождения богатых руд, неумение
обогащать бедные руды не создавали
потребности для усовершенствования
горнозаводской техники. Орудия и
способы добычи полезных ископаемых
оставались те же, что и в древности и
производительность работ — такой же
ничтожной, как и ранее. В руках рудокопов
по-прежнему имелись только кирка, молоток
и огонь.
Важным успехом металлургии в то время
(XV в.) следует признать изобретение
чугуна, тогда впервые появились чугунные
пушечные ядра и каминные решетки.
Изобретенный в 1550 г. процесс амальгации
значительно облегчил извлечение серебра
из бедных руд и тем способствовал
интенсификации их разработки. В 1570 г.
было изобретено мокрое толчение и
обогащение бедных руд.
Применение конного ворота для подъема
грузов и изобретение машин для подъема
воды из шахт значительно облегчили
выполнение рудничных работ, заменив
часть ручной работы машинной.
Изобретение книгопечатания отозвалось
довольно быстро и на горном деле. В 1530
г. Георгий Агрикола выпустил первое
научное сочинение под заглавием
«Bermannus sive de re metallica» («Берман о горнорудном
деле»), а в 1556 г. — сочинение по горному
делу: «De re metallica» («О горном деле и
металлургии», перевод которого на
немецкий язык и издание было осуществлено
в 1557 г.). По сути дела, с этого периода
зарождается горная наука и обмен
научно-практическим опытом между
специалистами — горняками.
Технический прогресс в области горного
дела активизировал европейскую экономику.
В Германии, других странах получает
развитие металлургическое производство
(изготовление жести, железной проволоки
и др.), шерстяная промышленность, выделка
кож, бумажная промышленность, оружейная
и др. Оживились перевозки и коммерция.
Коммерция создавала значительные сети
кредита, организовывались крупные
международные товарищества, например
«Великое общество» («Magna Societus»).
С этого времени начинается экспорт
железа и меди из Швеции и Норвегии;
вскоре экспортером железа стала Россия.
Золото, серебро и медь ввозили из Америки,
Китая и Японии, олово — из Сиама,
месторождения ртути и серебра в Перу и
Бразилии и др.
Появляется потребность в квалифицированных
горнорабочих, обладающих определенными
знаниями и навыками, необходимыми при
производстве горных работ. Это привело
к возникновению начальных форм обучения
горнозаводскому делу. В Европе в г.
Яхимов (Чехия) в XVI в. монах И.Матезиус
(1504 — 1565 гг.) начинает впервые читать
проповеди по горнозаводскому производству.
Большую роль сыграли для развития
горнозаводской промышленности специальные
учебные заведения. Первой в мире была
образована горная академия во Фрайберге
(1766 г.).
Значение горного дела в этот период
характеризует тот факт, что первым в
истории международным научным обществом
было «Общество горного дела», которое
объединило многих знаменитых учёных и
специалистов того времени. Общество
было основано по инициативе
учёного-минеролога, высокопоставленного
чиновника горного ведомства Австрийской
империи Игнаца фон Борна во время встречи
ведущих металлургов и горняков Европы
в г. Склене-Теплице в 1786 г. В него входили:
А.Лавуазье, Дж.Уатт, П.С.Паллас, И.В.Гёте
и др. В 1789-90 гг. был издан двухтомный
сборник трудов общества «Горное дело»,
в котором обстоятельно освещались все
наиболее ценные научные достижения
того времени.
С возникновением мануфактурного
производства (XVI-XV1II вв.) начинается
развитие горной техники. Характерная
особенность этого периода — появление
подземных выработок постоянного сечения,
схем рационального их расположения в
подземных условиях, специализация
выработок (для водоотлива, вентиляции,
транспортирования и др.). Все это позволило
сооружать шахты в виде упорядоченной
системы горных выработок, придавая им
облик крупного производства.
С XVIII в. начинается промышленная добыча
ископаемого угля, до тех пор развитая
весьма слабо по причине обилия лесов и
небольшой потребности в топливе.
Потребность в обильном ископаемом
твердом топливе начала быстро увеличиваться
после изобретения паровой машины —
величайшего изобретения на пути
индустриализации мировой экономики.
В 1570 году в Америке был изобретен процесс
амальгамации, который значительно
облегчил извлечение серебра из бедных
руд. Амальгамация – это процесс
избирательного извлечения металлов
(главным образом благородных) из руд,
основанный на способности металлов при
смачивании их ртутью образовывать с
ней сплавы (амальгамы). В 1570 году было
изобретено мокрое толчение и обогащение
бедных руд промывкой получающегося
шлама. Для облегчения ручного труда
стали применять конный ворот для подъема
грузов, так же были изобретены машины
для подъема воды из шахт.
В 1530 году в швейцарском Базеле появляется
первое научное сочинение под заглавием
«Берман или о горнорудном деле», его
автор Георгий Агрикола, а в 1557 году –
сочинение по горному делу на немецком
языке «О горном деле и металлургии».
Период промышленной добычи и использования
ископаемого угля в мире, начался с
индустриальной революции и составляет
не более 200-300 лет.
Зарождается геометрия недр – геодезия.
Например, в VI в. до н.э. при проведении
водопроводного тоннеля длиной 1000 м на
острове Самос в Эгейском море встречными
забоями, проходчики точно встретились
в намеченном месте.
К концу VII в. до н.э. относится упоминание
о добычных колодцах и скважинах. В Китае
для добычи соляных растворов бурили
скважины глубинной до 90 м и диаметром
12-15 см.
Но до промышленной добычи дело не дошло,
так как не было еще потребности в этом.
Роль ископаемого угля выполнял более
дешевый древесный уголь.
В начале второго тысячелетия новой эры
в Европе впервые начал ощущаться дефицит
леса. Начиная с XVI-XVII вв. спрос на лес в
Европе увеличивался семимильными
шагами, особенно для получения железа.
Одна плавильная печь, построенная в
лесу, за месяц уничтожала всю растительность
в радиусе километра.
Потребность в производстве железа все
более возрастала. Первой «обезлесела»
Англия и Голландия в конце XVI века. По
мере того, как на протяжении средних
веков в Европе цены на дрова росли,
ископаемый уголь находил все более
широкое применение, одновременно росла
его добыча. Центром индустриальной
революции и промышленной добычи угля
стала Англия, зарождается производство,
для которого уголь стал главным ресурсом.
Возникает потребность в механических
двигателях в 1711 году паровую машину
создает англичанин Т. Ньюкомен, а в
1784г. шотландец Дж. Уатт совершенствует
ее, в 1807 г. американец Р. Фултон применяет
паровую машину на пароходе, в 1825 году
англичанин Д. Стефенсон использует ее
для паровоза. В начале 18 века выплавка
железа стала осуществляться с помощью
кокса, полученного из каменного угля.
Однако горючие свойства углей были
известны еще древнем и позже античном
мирах. В своих трудах Аристотель и его
ученик Теофраст, называли ископаемый
уголь «антраксом», т.е. «горючим камнем».
В Китае ископаемый уголь использовался
уже за 2000 лет до н.э.
Природа в изобилии подарила один из
мощных источников энергии – ископаемый
уголь, который оказался наиболее
эффективным видом топлива на протяжении
200-250 лет.
С началом массовой добычи угля появляются
первые чертежи – схемы шахт. Проветривание
в шахтах осуществлялось с помощью
специальных дополнительных вертикальных
выработок, освещение горных выработок
осуществлялось сжиганием сухого хвороста
или лучин, позже – с помощью масляных
ламп.
Главными потребителем каменного угля
стали железные дороги. К 30-40 гг. XIX века
в Англии имелась самая развитая сеть
железных дорог в мире.
В конце XVIII в. – начале XIX в. к промышленной
разработке угольных месторождений
приступила Франция и Германия, которые
добыли в 1800 г. соответственно 800,0 и 300,0
тыс. тонн. Англия к этому времени добывала
уже 14 млн. тонн.
С 1814 года промышленная добыча каменного
угля начинается в США. В 1899 году США
обогнали Англию (230,2 млн. т. по сравнению
с 223,6 млн. т. соответственно). В России
добывалось чуть больше 16 млн. т.
Самой глубокой шахтой в 1875 году была
«Розбридж» — горные работы велись на
глубине 745 метров.
В 70-х годах XIX века в Англии, Германии,
США, России зарождается горное
машиностроение. Появляются первые
серьезные изобретения, которые стали
прототипом современных технических
средств добычи угля.
Отбойка угля в угольных шахтах Европы
и США в конце XIX в. начале XX в. начинает
осуществляться с помощью цепных врубовых
машин. Первая врубовая машина появилась
в Великобритании на шахте «Нормантон»
в г. Йоркшир. В 1903 году на английских
шахтах работало уже 150 врубовых машин,
в России в 1904 году эксплуатировалось
всего две английские дисковые врубовые
машины.
К концу XIX века ископаемый уголь приобрел
роль самого значимого для мировой
экономики топливно-энергетического
ресурса. Он был основой машинного
производства, сырьевой базой черной
металлургии, железнодорожного и морского
транспорта, массового передвижения
людей и товаров.
Россия значительно позже европейских
стран приступила к промышленному
освоению кладовых своих недр. До XVI-XVIII
веков горный промысел был развит слабо.
Еще в древние времена племена, проживающие
на территории современной России,
владели искусством горного и
металлургического дела. Восточные
славяне владели железоделательным
ремеслом. Сырьем служила болотная руда,
которая откладывается на корнях болотных.
Развитие горный промысел получает во
время усиления русской государственности
в XIV-XV вв., когда происходило объединение
русских княжеств вокруг Москвы. В
1491-1492 году в России, во время княжения
Ивана III (1450-1505 гг.) была осуществлена
первая геолого-разведочная экспедиция.
Совместно с германскими рудознатцами
была отправлена группа в Печорский край
для поиска серебряной и медной залежи.
В 1492 году была открыта медная залежь и
заложен рудник.
В дальнейшем царь Иван IV (1530-1584 гг.), отдал
земли в верховьях реки Камы (территория
Республики Коми) братьям Строгановым,
где они намеривались добывать соль, и
обязал их вести поиски и добычу медных
и серебряных руд. В XVI веке создается
все больше горных промыслов, появляются
русские рудознатцы.
В XVII веке колонизируются все большие
пространства Сибири и Дальнего Востока.
На новых землях начинают разведку рудных
месторождений. Были открыты месторождения
железной руды, слюды, серебра, свинца и
т.д.
Первооткрывателем сибирской нефти стал
Леонтий Кислянский, который в 1684 году
в районе Иркутского острога обнаружил
выход нефтяных газов.
Официальное свое летоисчисление горная
промышленность России ведет с эпохи
царствования Петра I (1672 – 1725 гг.), когда
была создана первая горная администрация
– Рудный приказ (1700 г.).
В этот период развитие металлургия и
горное дело получает мощный импульс:
на берегу Онежского озера (Карелия),
были построены чугунолитейный и
железоделательный заводы. На Урале было
построено 16 металлургических заводов.
Всего же к 40-ым годам XVIII века на среднем
Урале действовало около 30 металлургических
заводов.
Рудный приказ просуществовал до 1711
года, в 1715 году была организована
Канцелярия рудных дел, а в 1719 году
образована Берг-Коллегия. На смену
прежнему хаотичному приказному управлению
пришли новые центральные учреждения
отраслевого типа.
Берг-Коллегия действовала в 1719-1731,
1742-1784, 1796-1806 гг. Главным целью Берг-коллегии
было упорядочивание всех финансовых,
имущественных и прочих отношений и
централизованный контроль.
В период правления императрицы Елизаветы
Петровны фактически зарождается
российская наука, в том числе горная.
Для развития горнозаводских наук большое
влияние оказало создание в 1773 году
Петербургского горного училища (позднее
горного института). Оно было создано
исходя из все более возрастающей
необходимости в квалифицированных
специалистах. Выпускники Горного училища
получали звание горного офицера до 1834
года, когда Николаем I было установлено
звание горного инженера.
Эпоха царствования Екатерины II (годы
правления 1762-1796) была отмечена высокими
темпами роста промышленности. Так, если
в 1760 г. насчитывалось около 600 крупных
промышленных предприятий, то к концу
века – не менее 1200, а всех заводов и
фабрик было около 2300. Россия занимала
первое место по выплавке чугуна, произведя
в 1800 году 9,9 млн. пудов.
При Александре I (годы правления 1801 –
1825 гг.) окончательно упраздняется
Берг-Коллегия и образован Горный
Департамент (1806 г.), в 1811 году он был
преобразован в Департамент Горных и
Соляных дел.
В период царствования императора Николая
I (годы правления 1825 – 1855 гг.) при Горном
Департаменте в 1825 году был учрежден
Ученый Комитет, имевший целью издание
«Горного журнала», рассмотрение различных
проектов по совершенствованию горного
дела. В 1834 году указом императора Николая
I административное и техническое
руководство горнозаводским промыслом
было возложено на Корпус горных инженеров
во главе с министром финансов.
Одной из причин отставания России в
развитии промышленности в тот период
от западных стран являлось недостаточное
внимание к геологоразведочным работам.
Только в 1882 году был создан Геологический
комитет при горном департаменте
Министерства земледелия и государственных
имуществ. С этим началась государственная
координация геологической деятельностью.
Начало добычи ископаемого угля в
промышленных объемах началось в России
с 1855 года и было связано со стремительным
ростом в этот период железнодорожного
строительства.
В начале царствования Александра II
длина железных дорог в России составляла
немного более 1000 км, к концу 1880г. – почти
23 тыс. км, а к 1899г. протяженность железных
дорог составила уже 58 тыс. км. По
протяженности железных дорог Россия
вышла на второе место после США.
Новая промышленность и железные дороги
требовали все больше металла и топлива,
увеличение производства которых было
невозможно без ускорения темпов
минерализации топливно-энергетического
баланса.
В период с 1885 по 1900 гг. характеризуется
завершением промышленного переворота,
а так же фундаментальными преобразованиями
в области экономики и промышленности.
Динамика годовых объемов добычи
ископаемого угля по Российской империи
за период 1886-1900гг.
К концу XIX века Россия значительно
сократила отставание от основных мировых
угледобывающих стран. В 1900 году она
занимала уже 8 е место в рейтинге этих
стран, уступая место только Великобритании,
США, Германии, Франции, Австро-Венгрии,
Бельгии и территории Верхней Силезии
(Польша).
Угольная промышленность России в конце
XIX века концентрировалась в основном
на шахтах Донецкого угольного бассейна
и Польского (Домбровского) бассейна.
При этом в России, без учета Домбровского
бассейна, 1900 году было добыто 12,3 млн.
тонн угля 90 % из которых приходилось на
Донецкий бассейн.
Постепенное увеличение добычи ископаемого
угля на них и глубины горных работ в
1878 году привели к первым вспышкам
рудничного газа в Донбассе, а затем в
начале 1880 года – на Егоринских копях
Урала.
К 70-80 гг. в России возникает горноспасательное
дело. С этого времени на угольных шахтах
Донбасса начинают создаваться первые
добровольные спасательные дружины.
Создавали дружины и руководили ими
горные инженеры работавшие на шахтах.
Еще в начале девятнадцатого столетия
было известно, что гремучий газ взрывается
от открытого пламени, а так же, что после
взрыва в рудничном воздухе некоторое
время его нет. Поэтому меры борьбы с ним
сводились к его выжиганию.
Начало 20 века характеризуется устойчивом
ростом добычи угля за счёт развития
угольных месторождений Сибири и открытия
новых шахт Донбасса. Все больше возрастала
добыча угля в восточных регионах страны
(Урал, Сибирь), что было связано с началом
эксплуатации транссибирской магистрали,
которая стала главным потребителем
кузнецких углей.
Динамика годовых объемов добычи
ископаемого угля по Российской империи
за период 1900-1908гг.
Частичная механизация основных и
вспомогательных процессов при ведении
подземных горных работ стала неизбежной,
так как увеличение количества рабочих
не могли принести желаемых результатов.
Разрабатывались все более глубокие
пласты, очистные работы отдалялись от
ствола, вскрывающего пласты угля,
увеличивалось количество очистных
забоев и, соответственно, увеличивалось
количество горнорабочих.
В начале XX века завершился важный этап
в развитии горнозаводских наук, связанный
с систематизацией классических курсов
горного искусства и горнозаводской
механики. В самостоятельные научные
дисциплины выделились все основные
разделы горного дела: разведка полезных
ископаемых, проходка стволов и капитальных
выработок, системы разработки, механизация
горных работ, освещение горных выработок,
рудничная атмосфера и проветривание,
обогащение полезных ископаемых.
В 1913 году было добыто 36 млн. тонн угля.
По объему промышленного производства
Россия в 1913 году занимала 5-е место в
мире, уступая лишь США, Германии, Англии
и Франции.
Динамика
годовых объемов добычи ископаемого
угля по Российской империи за период
1909-1914гг.
В 1907 году создана первая специализированная
горноспасательная станция в городе
Макеевка (Донбасс), а также горноспасательные
станции на Урале (город Кизел) и в Сибири
(город Анжеро-Судженск).
С началом Первой мировой войны и приходом
к власти большевиков начался спад добычи
угля. После большевистской революции
и во время гражданской войны экономическая
жизнь в России практически замерла. К
1918 году по сравнению с 1913 годом достаточно
мощная промышленность страны превратилась
в руины.
Динамика годовых объемов добычи
ископаемого угля по Российской империи
за период 1915-1921гг.
Рост угледобычи, в 1915 – 1916 гг., в сибирских
угольных бассейнах обеспечивался за
счет благоприятных горно-геологических
условий — большого количества мощных
пластов, залегающих на небольших глубинах
и легко поддающихся разработке.
К концу 1922 году поверхностные комплексы
большинства угольных шахт в Донецком
и подмосковном бассейнах, на Урале и на
дальнем Востоке были почти полностью
разрушены. Горные выработки были
затоплены водой, большая часть из них
пришла в негодность из-за самообрушения
горных пород и разрушения крепи.
С 1922 года в СССР начали заключаться
концессионные договоры с иностранными
предприятиями, чтобы привлечь их капитал
в отечественную промышленность.
(Договор,
заключаемый государством с частным
предпринимателем, монополией, иностранной
фирмой о передаче в эксплуатацию на
определенных условиях предприятий,
земельных угодий с правом строительства
сооружений, добычи полезных ископаемых
и т.п.)
В 1924 году в Донбассе было организовано
Управление шахтным строительством
(УШС), и создана первая в СССР
специализированная организация по
проектированию угольных шахт. За 1922 –
1928 гг. было построено 56 новых шахт со
средней годовой мощностью 110 тыс. тонн.
Шахты строили по новым проектам, в
которые закладывалось большее сечение
горных выработок, более прогрессивные
параметры горных работ, более совершенная
техника и технология добычи угля.
23 апреля 1929 года было принято постановление
СНК СССР «О пятилетнем народнохозяйственном
плане на период 1929 – 1932 гг.». Это был
первый в СССР перспективный план развития
народного хозяйства. В отношении угольной
промышленности форсированная
индустриализация предусматривала
техническое перевооружение действующих
угледобывающих предприятий и освоение
новых угольных месторождений в Сибири,
на Крайнем Севере и Дальнем Востоке.
В этот период начинает создаваться база
отечественного горного машиностроения.
Советскими учеными и конструкторами
было создано много новых машин и
механизмов. Появились отечественные
мощные врубовые машины, бурильные и
отбойные молотки, угле- и породопогрузочные
машины. Были разработаны конструкции
первых очистных и проходческих угольных
комбайнов и сконструированы и испытаны
первые отечественные образцы скребковых
и ленточных конвейеров другого шахтного
оборудования. Все это позволило
существенно повысить уровень механизации
основных производственных процессов.
В предвоенные годы получил заметное
развитие открытый способ добычи угля.
В целом к середине 30-х годов не смотря
на повышение механизации работ на
угольных шахтах производительность
труда горнорабочего оставалась не
высокой.
Достижения угольной промышленности в
ее техническом перевооружении и
совершенствовании организации
производства и труда обеспечили высокие
темпы наращивания объемов добычи угля.
В течении 1929 – 1940 гг. объем добычи угля
в стране увеличился с 40,1 млн. т до 165,9
млн. т. В этот период уголь добывался в
основном подземным способом (96%).
Нападение Германии на СССР 22 июня 1941
года и временная оккупация значительной
части европейской территории страны,
в том числе Донецкого и Подмосковного
угольных бассейнов, привели к потере
более 60% действующих мощностей по добычи
угля.
Перед угольной промышленностью была
поставлена задача – максимально –
короткие сроки обеспечить добычу
необходимого количества угля за счет
ускоренного развития угледобычи в
восточных районах. Ускоренными темпами
сооружались шахты в Печорском бассейне,
чему способствовало завершение
строительства железной дорог.
Наряду с освоением новых угольных
месторождений в восточных районах
страны во время войны, сразу после
освобождения Подмосковного и Донецкого
бассейнов началось восстановление
разрушенных в этих бассейнах угольных
предприятий, шахтерских городов и
поселков.
В годы войны и в первые послевоенные
годы в новых угольных районах строились
преимущественно небольшие шахты с
наклонными стволами. Это было вызвано
необходимостью скорейшего ввода их в
эксплуатацию. Уже в ходе строительства
на таких шахтах можно было добывать
уголь.
Широкое распространение в годы войны
и послевоенное годы получил открытый
способ добычи угля, позволяющий быстро
наращивать объемы добычи. В 1950 году
добыча угля открытым способом достигла
27,1 млн. тонн, что составило 10,4 % общей
добычи.
Угольная отрасль была полностью
восстановлена к 1950 году. Объем добычи
угля достиг 261,1 млн. т.
С 50-х годов XX века в СССР благодаря
работам А.А. Скочинского получила
развитие дегазация отрабатываемых
угольных пластов, позволившая значительно
снизить загазованность горных выработок
и повысить производительность труда.
К 1983 году дегазация осуществлялась на
218 шахтах Донецкого, Кузнецкого,
Карагандинского, Печорского и
Львовско-Волынского угольных бассейнов,
на шахтах месторождений Урала, Дальнего
Востока и о. Сахалин.
Дегазация шахт – совокупность мероприятий,
направленных на извлечение и улавливание
метана, выделяющегося из различных
источников с изолированным отводом его
на поверхность или в горные выработки,
где он разбавляется до безопасных
концентраций.
Создание и внедрение угледобывающих
комбайнов явилось первым после внедрения
врубовых машин этапом технического
перевооружения очистных работ. В
результате применения комбайновой
выемки угля к 1965 году в основном была
завершена механизация навалки угля.
Главным образом за счет внедрения
комбайнов среднесуточная нагрузка на
очистной забой за 1951 – 1965 гг. была
увеличена в 2 раза. Развитие комбайновой
выемки ускорило замену деревянных
крепей на металлические. Так же конец
50-х – середина 60-х гг. характеризовалась
быстрым развитием конвейерного транспорта
по горизонтальным и наклонным выработкам.
В этот период началось вытеснение
ископаемого угля из топливно-энергетического
баланса промышленности и транспорта.
К примеру, в 50-60 е годы XX века завершилась
история использования каменного угля
на железнодорожном транспорте –
паровозная тяга была вытеснена тепловозной
и электровозной. При этом железнодорожники
перешли на более современное топливо
и увеличили объемы перевозок угля.
Во второй половине 60-х гг. XX в. начался
массовый переход от чисто комбайновой
технологии очистных работ к принципиально
новой технологии, базирующейся на
использовании механизированных
комплексов, включающих узкозахватные
комбайны или струги, мощные забойные
скребковые конвейеры и гидрофицированные
передвижные крепи различных конструкций.
Внедрение очистных механизированных
комплексов началось в Подмосковном
бассейне, затем они появились в Донбассе,
Кузбассе, в Карагандинском и Печорском
бассейнах.
В этот период большое развитие получила
добыча угля открытым способом. На
открытых горных работах начали внедрять
более мощную технику: высокопроизводительные
роторные экскаваторы; драглайны с
ковшами вместимостью 10-15-20 м3;
комплексы горно-шахтного оборудования
непрерывного действия производительностью
до 5000 м3/час; автосамосвалы
грузоподъемностью 75 т и более и другое
оборудование.
Основным направлением в развитии и
размещении производственного потенциала
отрасли являлось создание региональных
топливно-энергетических комплексов на
базе крупных угольных бассейнов восточных
районов: Кузнецкого, Канско-Ачинского,
Южно-Якутского и Павлодар-Экибастузского.
В конце 80-х гг. угольная промышленность
разрослась до огромных размеров со
множеством под отраслей, убыточных
предприятий угледобычи, большим
количеством непрофильных предприятий
и организаций, рассредоточенных в
десятках регионах СССР и сотнях шахтерских
городов и поселков. В это время начался
постепенный спад промышленности всей
страны, в связи с началом перестроечного
времени, что привело к первой шахтерской
забастовке в 1989 году.
Период наращивания объемов добычи угля
в СССР закончился в 1988 году когда был
достигнут максимальный за всю историю
страны уровень добычи угля – 771,8 млн.
т., из них в РСФСР – 425,4 млн.т., Украинской
ССР – 191,7 млн. т., в Казахской ССР 143,1 млн.
т. и т.д.
Истоки кризиса в угольной промышленности
СССР связаны со сменой приоритетов
основных видов топлива в топливно-энергетическом
балансе: «эра угля» ( 1913 – 1965 гг.), «эра
нефти» (1965 – 1985 гг.), «эра газа» (с 1985 г.
по настоящее время).
Особенно негативно на эффективность
работы отрасли в целом повлияло стремление
любой ценой продолжать количественное
наращивание объемов добычи угля в ущерб
качественным показателям.
Нарастание негативных количественных
и качественных тенденций в угольной
промышленности сопровождалось ухудшением
горно-геологических условий работы в
шахтах. Средняя глубина подземных работ
в Донецком бассейне превысила 600 м, в
Печорском – 550 м, Кузнецком – 260 м.
Развитие угольной промышленности в
период 1922 – 1991 гг. было самым значительным
в ее истории, как по темпам роста объемов
добычи угля, так и по освоению новых
угольных бассейнов и месторождений.
Удельный все открытого способа добычи
в общем объеме в 1991 г. в первые за всю
историю составил 50,8%.
Вместе с тем, развитие угольной
промышленности происходило в жестких
условиях командно-административной
системы, императив (категорическое,
безусловное требование) которой в
экономике заключался в росте объемов
производства любой ценой. Достижение
плановых заданий подстегивалось поиском
«вредителей», массовыми репрессиями
руководящих работников и инженерно-технического
персонала, широким использованием
принудительного труда и другими методами.
В начале 70-х гг. XX века рост угледобычи
стал экстенсивным за счет физического
наращивания количества малопроизводительных
шахт; угольная отрасль превратилась в
планово-убыточную отрасль промышленности.
В 60-70 годы произошло замещение ископаемого
угля природным газом и нефтью, что в
свою очередь явилось одной из причин
технологического отставания России от
экономически развитых государств.
Резкий переход в энергетике на
«бесплатное», и, как тогда казалось,
нескончаемое «газомазутное топливо»,
которое потекло рекой после колоссальных
капитальных вложений в освоение
нефтегазовых комплексов (Самотлор –
1965 г., Тюмень – 1975 г. и др.) обусловил
игнорирование многих, происходящих в
мировой науке и практике, процессов
энергосбережения.
С распадом СССР и созданием СНГ нарушились
производственные, экономические и
научно-технические связи между
предприятиями бывших союзных республик.
Это привело к экономическому кризису
во всех созданных независимых государствах,
что повлекло за собой значительное
снижение добычи угля во всех углепромышленных
регионах бывшего Советского Союза.
Произошел разрыв производственных
связей угледобывающих предприятий
России с заводами горного машиностроения,
большинство которых располагалось в
Украине, Казахстане и Белоруссии. Эти
заводы имели специализированных характер
и были предназначены для обеспечения
новой техникой всех угольных предприятий
СССР.
Динамика
объемов добычи ископаемого угля в РСФСР
и РФ за период с 1971 по 2007 гг.
Лекция 2
Англия широкомасштабно начала внедрять все новшества в XVII в. Это позволило ей чуть позже стать центром и родиной промышленной революции.
Но несмотря на значительное распространение горного дела по всему миру, орудия и способы добычи полезного ископаемого оставались такими же, как и в древнем Риме и Греции, такой же была и производительность горных работ. Горняки пользовались все той же киркой, тем же молотком и огнем.
В XVI веке, эпоху Ренессанса, для горного дела в области техники был сделан значительный для того времени шаг вперед. В 1570 году в Америке был изобретен процесс амальгамации, который значительно облегчил извлечение серебра из бедных руд. Амальгамация – это процесс избирательного извлечения металлов (главным образом благородных) из руд, основанный на способности металлов при смачивании их ртутью образовывать с ней сплавы (амальгамы). В 1570 году было изобретено мокрое толчение и обогащение бедных руд промывкой получающегося шлама. Для облегчения ручного труда стали применять конный ворот для подъема грузов, так же были изобретены машины для подъема воды из шахт.
В 1530 году в швейцарском Базеле появляется первое научное сочинение под заглавием «Берман или о горнорудном деле», его автор Георгий Агрикола, а в 1557 году – сочинение по горному делу на немецком языке «О горном деле и металлургии».
Георгий Агрикола (1494 – 1555) – немецкий ученый в области горного дела и минералогии. Образование получил в Лейпциге (Германия), где изучал философию и древние языки; в 1519 году основал первую греч. школу в Саксонии. В 1522-26 изучал медицину в Италии, где получил степень доктора медицины. На основе исследования трудов античных ученых по геологии и горному делу впервые обобщил и систематизировал опыт горного производства и заложил научные основы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых, подземной разработки руд и их обогащения, и металлургию. Агрикола описал 20 новых минералов, предложил методы определения их по внешним признакам. Одним из первых проследил влияние условий труда на здоровье горняков.
Развитие горного дела создавало предпосылки в этот период для колонизации европейцами все больших территорий и создания транснациональных горнопромышленных компаний.
В связи с постепенным углублением рудников и шахт, усложнением их горно-геологических условий все больше появляется востребованность в квалифицированных горнорабочих. Это привело к появлению в середине XVI века начального обучения горному делу. А в 1766 году во Фрайберге была образована первая в мире горная академия.
Значение горного дела в этот период было огромным. Образованно первое в истории международное научное общество «Общество горного дела», которое объединило многих ученых и специалистов-практиков того времени, таких как А. Лавуазье, Дж. Уатт и др.
Рекомендуемые материалы
К 1613 году во Фрайберге, Верхнем Гарце, Тироле и в Венгрии, были произведены первые опыты применения пороха при отбойке твердых пород, но они оказались не удачными, так как взрывы велись в открытых шпурах и не производили нужного эффекта. Только с 1687 года начали применять глиняную забойку шпуро в, что привело к существенному увеличению эффективности и производительности горных работ.
С возникновением мануфактурного производства (XVI-XVIII вв.) начинается развитие горной техники. В этот период были разработаны теория махового колеса и маховых движений, теория желоба, учения о напоре воды, о сопротивлении, трении, изучаются свойства водяного пара, появляются первые горные машины: примитивные вентиляторы, водоотливные устройства.
К началу нового времени появляются подземные выработки постоянного сечения, схемы рационального их расположения, специализация выработок (для водоотлива, вентиляции, транспортирования и др.).
Промышленная добыча ископаемого угля начинается с XVIII века, что было связано с изобретением паровой машины и все более возрастающей потребности в производстве чугуна, железа и стали.
Начало промышленной революции в истории человечества
Период промышленной добычи и использования ископаемого угля в мире, начался с индустриальной революции и составляет не более 200-300 лет.
Однако горючие свойства углей были известны еще древнем и позже античном мирах. В своих трудах Аристотель и его ученик Теофраст, называли ископаемый уголь «антраксом», т.е. «горючим камнем». В Китае ископаемый уголь использовался уже за 2000 лет до н.э. Одним из очевидцев этого был известный итальянский путешественник Марко Поло (1254 – 1324 гг.). Проложил в Китае 15 лет.
Но до промышленной добычи дело не дошло, так как не было еще потребности в этом. Так же как и паровой двигатель, изобретенный еще Героном во втором столетии до н.э., который был предназначен лишь для показа «а вот я могу». Роль ископаемого угля выполнял более дешевый древесный уголь.
В начале второго тысячелетия новой эры в Европе впервые начал ощущаться дефицит леса. Начиная с XVI-XVII вв. спрос на лес в Европе увеличивался семимильными шагами, особенно для получения железа. Одна плавильная печь, построенная в лесу, за месяц уничтожала всю растительность в радиусе километра.
Потребность в производстве железа все более возрастала. Первой «обезлесела» Англия и Голландия в конце XVI века. По мере того, как на протяжении средних веков в Европе цены на дрова росли, ископаемый уголь находил все более широкое применение, одновременно росла его добыча. Центром индустриальной революции и промышленной добычи угля стала Англия, зарождается новое капиталистическое производство, для которого уголь стал главным ресурсом. Возникает потребность в механических двигателях в 1711 году паровую машину создает англичанин Т. Ньюкомен, а в 1784г. шотландец Дж. Уатт совершенствует ее, в 1807 г. американец Р. Фултон применяет паровую машину на пароходе, в 1825 году англичанин Д. Стефенсон использует ее для паровоза. В начале 18 века выплавка железа стала осуществляться с помощью кокса, полученного из каменного угля.
Главными потребителем каменного угля стали железные дороги. К 30-40 гг. XIX века в Англии имелась самая развитая сеть железных дорог в мире.
В конце XVIII в. – начале XIX в. к промышленной разработке угольных месторождений приступила Франция и Германия, которые добыли в 1800 г. соответственно 800,0 и 300,0 тыс. тонн. Англия к этому времени добывала уже 14 млн. тонн.
С 1814 года промышленная добыча каменного угля начинается в США. В 1899 году США обогнали Англию (230,2 млн. т. по сравнению с 223,6 млн. т. соответственно). В России добывалось чуть больше 16 млн. т.
Самой глубокой шахтой в 1875 году была «Розбридж» — горные работы велись на глубине 745 метров.
Обратите внимание на лекцию «7 Анализ экономической системы».
В 70-х годах XIX века в Англии, Германии, США, России зарождается горное машиностроение. Появляются первые серьезные изобретения, которые стали прототипом современных технических средств добычи угля.
В 1958 г. СССР вышел на 1-ое место по добыче угля в мире 493,2 млн. т.
Отбойка угля в угольных шахтах Европы и США в конце XIX в. начале XX в. начинает осуществляться с помощью цепных врубовых машин. Первая врубовая машина появилась в Великобритании на шахте «Нормантон» в г. Йоркшир. В 1903 году на английских шахтах работало уже 150 врубовых машин, в России в 1904 году эксплуатировалось всего две английские дисковые врубовые машины.
К концу XIX века ископаемый уголь приобрел роль самого значимого для мировой экономики топливно-энергетического ресурса. Он был основой машинного производства, сырьевой базой черной металлургии, железнодорожного и морского транспорта, массового передвижения людей и товаров.
Становление горного дела в России
Россия значительно позже европейских стран приступила к промышленному освоению кладовых своих недр. До XVI-XVIII веков горный промысел был развит слабо.
Реферат: История развития горного дела в мире в доиндустриальную эпоху
Горное дело, как вид полезной деятельности по извлечению из поверхностной оболочки земли полезных ископаемых, эволюционировало в своей длительной истории под влиянием человеческих потребностей: в древние века в целях самозащиты в борьбе с дикой и суровой природой; в более поздние века – в целях получения необходимых веществ и материалов.
В период железного века (начало I тыс. до н.э.) начали применять искусственные способы проветривания подземных горных выработок; получает применение колодезная добыча нефти; появляются первые научные обобщения о свойствах минералов и горных пород (труды Аристотеля, Теофраста, Плиния Старшего).
Считается, что горное дело берет свое начало с собирательство и обработки каменных материалов. Человек каменного века, современник пещерного медведя и мамонта, осваивая дикую природу, вынужден был кинуть свой взор на кремень, нефрит, обсидиан, грубо говоря «камни», лежащие под ногами.
«Камнями» называли часть природных твердых минералов «отцы» минералогии (Аристотель, Авиценна (Ибн Сина), доминиканский монах Альберт Великий, Георгий Агрикола, А.Г. Вернер).
По мере эволюции «древний горняк» переходил от стадии собирательства камней к стадии из выкапывания с земной поверхности с помощью ям и уступов.
Открытие и использование огня явилось отличием «человека разумного» от животного. Огонь долгое время оставался для человека божественной субстанцией. Способность его получать и хранить приписывалась мифическим героям, например, Прометею, похитившему огонь у богов с Олимпа и передавшему его людям.
С началом осознанного применения огня древний человек впервые встретился с проблемой топлива. Первыми видами топлива были растительные смеси, высушенные экскременты животных, древесина и полученный из нее древесный уголь. В таком примитивном виде горное с зачатками энергетики сохранялось сотни тысяч лет.
V-IV тысячелетия до н.э. называют неолитической «революцией». В это время человечество сделало значительный шаг к формированию оседлых цивилизаций (формирование земледелия и одомашнивание животных) и были созданы предпосылки для перехода к производящему хозяйству.
С зарождением основ производительной экономики в эпоху неолита берет начало процесс осознания практической пользы полезных ископаемых. От естественных человеческих потребностей в добывании пищи с помощью охоты, через этапы освоения каменных материалов, плодородной почвы, леса, каменной соли и других веществ, потребности человека эволюционируют до использования глины, металлов, стекла, для приготовления которых требовались полезные ископаемые. Арсенал орудий человека пополнялся режущими, колющими, скребковыми и другими полезными инструментами.
Совершенствуются технологии горных и строительных работ. Например, древние египтяне при строительстве пирамид были хорошо знакомы с технологией добычи каменных плит и приемами их обработки.
Эмпирически человек находит наиболее рациональные формы и приемы, отбрасывая худшие и закрепляя наиболее удачные. Так, например, большинство вертикальных выработок в эпоху неолита имели круглое сечение, которое было единственно возможным в условиях, когда техника крепления горных выработок, только зарождалась, но и наиболее рациональным.
Появляются первые чертежи – схемы шахт. Проветривание в шахтах осуществлялось с помощью специальных дополнительных вертикальных выработок, освещение горных выработок осуществлялось сжиганием сухого хвороста или лучин, позже – с помощью масляных ламп.
Принципиальный переворот в истории человеческой цивилизации связан с открытием и использованием металлов, в частности меди и ее сплава –бронзы.
С момента вытеснения каменных орудий металлическими зарождается кузнечное дело. С началом добычи металлических руд рождается процесс металлургии и появляется техника обработки металлов.
Зарождается геометрия недр – геодезия. Например, в VI в. до н.э. при проведении водопроводного тоннеля на острове Самос в Эгейском море длинной 1000 м встречными забоями, проходчики точно встретились в намеченном месте.
Возникает новая отрасль горного дела – обогащение полезных ископаемых, которое сводилось к ручному отбору из пустой породы ценных минералов.
К концу VII в. до н.э. относится упоминание о добычных колодцах и скважинах. «Отец истории» Геродот (V в. до н.э.) описывает колодезный «журавль» с мехом вместо ведра для подъема нефти. В Китае для добычи соляных растворов бурили скважины глубинной до 90 м и диаметром 12-15 см.
Следующим этапом развития горного дела и человеческой цивилизации в целом было открытие железа. Историки считают родиной железа территорию древней Армении. Оно впервые было выплавлено из руды легендарным племенем шалибов в XV в. до н.э.
С современной точки зрения представляется крайне незначительным общее число металлов, находивших в то время сколько-нибудь значительный спрос. Кроме благородных металлов — золота и серебра в сколько-нибудь значительном количестве использовались только следующие металлы: медь, железо и сталь, сплавы меди с оловом и цинком, свинец. Например, свинец использовался для изготовления водопроводных труб, остатки которых найдены при раскопках Помпеи и об устройстве которых упоминается в сочинении Витрувия (около 30 г. до н.э.). Ртуть была известна древним, но потреблялась ими в крайне ограниченном количестве, равно как цинк и сурьма.
С медного, бронзового и железного веков горное дело получает развитие по всему миру, где мигрируют цивилизации. Начиная с этих веков производство горных работ, в том числе подземных, уже не представляет сколько-нибудь значительных затруднений. Лишь увеличивающийся с глубиной разработок приток воды в рудниках ставил предел распространению горных работ в глубину. Справиться с сильным водопритоком при весьма примитивных водоотливных средствах было затруднительно. Правильному ведению горных работ препятствовала также невозможность использовать с выгодой большое количество бедных руд, так как способы их обогащения были в то время мало известны.
В античную эпоху (Древняя Греция, Римская империя) горное дело становится устойчивым и прибыльным занятием. Разработка месторождений металлических руд во времена Римской империи была описана с достаточной для своего времени обстоятельностью древнеримским писателем и натурфилософом Плинием Старшим. Кстати говоря, Плиния Старшего (23-79 гг.) вполне можно считать одним из основателей горной науки. В его труде «Натуральная история» имеется целая глава, посвященная вопросу о тяге воздуха в шахтах.
Во многих провинциях Римской империи были уже сложившиеся традиции горного дела и те, кто работал в рудниках, были опытными рудокопами. Вместе с тем работа в рудниках считалась недостойной для свободного гражданина, она была уделом покоренных и обращенных в рабство народов. На особо тяжелых работах в рудниках использовался труд рабов и осужденных лиц, более квалифицированную работу выполняли свободные поденщики.
С использованием рабского труда претворялись в жизнь грандиозные для того времени горные проекты. В 1862-75 гг. при восстановлении водоотливной штольни из долины одной из рек до Фуцинского озера, расположенного недалеко от города Рима, были вскрыты старые горные выработки римлян, проведенные в царствование императора Клавдия (10 г. до н.э. — 54 г. н.э.).
Это озеро, площадью в 15 тыс. га, каждую весну во время половодья затопляло многочисленные поселения, расположенные по его берегам. Желание увеличить площадь земли, пригодной для земледелия, побудило римлян приступить к проведению водоотливной штольни. Этой работой были заняты 30 тыс. рабов в течение 11 лет. Для ускорения проведения штольни работа велась встречными забоями, для чего по направлению штольни было пройдено до 40 вертикальных стволов глубиной 80-120 м и еще большее число наклонных стволов под углом в 16-20°. Штольня проходилась 3-х метровой высоты и 1,8 м ширины. Через 11 лет проведение штольни было закончено и это сооружение предохраняло в течение многих столетий окрестных жителей от наводнений.
В новую эру горное дело эволюционирует уже под влиянием развивающегося естествознания. Место несовершенных попыток эмпирического характера уступает целесообразному и правильному пользованию дарами природы, вследствие чего происходит коренное изменение всего материального быта. С успехами химии было открыто много новых элементов и соединений, найдены новые выгодные применения полезных ископаемых.
Первые геологи того времени изучают особенности залегания полезных ископаемых, облегчая эксплуатацию месторождений. Успехи физики и развитие машинной техники позволяют проникнуть в глубокие недра земли, повысить производительность труда и уменьшить его стоимость. Изучение химических и физических свойств полезных ископаемых позволяет классифицировать минералы по технологическому принципу воздействия на них при добыче (металлы и руды, горючие вещества — ископаемые угли и углеводороды, соли и т.д.).
С формированием феодальных отношений объемы горного производства, особенно в Европе, увеличиваются. В начале VIII в. начали производить добычу железных руд в Штирии. В больших масштабах начали осуществлять разработку полиметаллических руд в Богемии, на реке Рейн. В ХШ веке в Европе начинается подземная добыча каменной соли методом растворения. Например, в России в XIV в. для добычи растворов соли на соляных промыслах, расположенных по реке Северная Двина, бурили скважины диаметром до 800 мм и глубиной до 100 м.
Если говорить об эволюции социально — трудовых отношений, то всё ещё сохранялся подневольный характер труда горняков. С IV-V вв. н.э. в Европе появляются первые государственные предписания о прикреплении горнорабочих к горным разработкам и наследовании горного занятия, подобно колонату в земледелии. Условно «свободные» горнорабочие вместе с каторжанами всё чаще выступали против владельцев рудников и уклонялись от работ.
С XI-XII веков в странах Европы стали формироваться крупные города — центры ремесленной деятельности горняков (в Чехии, Саксонии, Франции и др.). Как правило, сельские горняки — ремесленники превращались в горожан. Города добиваются от феодалов так называемых горных свобод. Например, Ийглавский рудник в Чехии, около которого возник город Ийглав, известен тем, что здесь в 1249 г. король Вацлав I установил впервые в истории горное законодательство — «Горное право». Согласно ему, нашедший пригодную руду, получал в пользование горный отвод размером более 9 тыс. кв. м и был обязан заложить не менее трех шахт. Собственник — король, или местный феодал взимал с горняка одну десятую часть добываемого сырья. Начиная с XIII столетия появляются первые законодательные акты, касающиеся горного дела, например, Хемницкие горные законы, Кутноярский декрет, Фрайбергские законы и др.
Значительное развитие горный промысел получил на юге Европы, особенно в некоторых частях Германии. Из Германии горный промысел подвигается к северу и востоку. С началом религиозных войн в Германии местные шахтеры и металлурги эмигрируют в Испанию, в Новый Свет, и, что важнее всего, в Англию, где они заложили технические основы ее будущего богатства. Практически все новации в горнозаводском деле (доменные печи и оборудование для них, штольни, вентиляционные системы, шахтные подъемные машины и насосы для водоотлива, опыт специалистов) — все это было заимствовано Англией у Германии.
Достижением Англии в XVII в. явилось широкомасштабное внедрение этих новшеств. Размеры новых промышленных предприятий, рост численности работников, крупные по сравнению с другими странами капитальные вложения в новые предприятия, начало добычи и использования ископаемого угля — эти и другие факторы способствовали превращению Англии чуть позже в родину промышленной революции.
По сравнению со столь широким географическим распространением горного дела представляются незначительными достигнутые в то время успехи горнозаводской техники. С одной стороны, доходность горного промысла была стимулом к занятию им большого числа людей, с другой, частые войны, неуверенность в личной безопасности, трудности сообщений, недостаток в водоотливных средствах, сравнительная редкость нахождения богатых руд, неумение обогащать бедные руды не создавали потребности для усовершенствования горнозаводской техники. Орудия и способы добычи полезных ископаемых оставались те же, что и в древности и производительность работ — такой же ничтожной, как и ранее. В руках рудокопов по-прежнему имелись только кирка, молоток и огонь.
Важным успехом металлургии в то время (XV в.) следует признать изобретение чугуна, тогда впервые появились чугунные пушечные ядра и каминные решетки.
Большие географические открытия XV-XVI вв. отразились на конъюнктуре европейского рынка горнопромышленной продукции. Открытие Америки Христофором Колумбом и морского пути в Индию Васко да Гама стало причиной наводнения европейских рынков благородными металлами по гораздо более низким ценам, что вызвало кризисные явления на рынках этих металлов и разорило многих местных владельцев горнозаводских промыслов.
Со временем кризис был преодолен благодаря целому ряду усовершенствований в области техники в XVI в. Изобретенный в Америке в 1550 г. процесс амальгации значительно облегчил извлечение серебра из бедных руд и тем способствовал интенсификации их разработки. В 1570 г. было изобретено мокрое толчение и обогащение бедных руд промывкой получающегося шлама; вскоре затем была введена отсадка руд на решетах, благодаря чему появилась возможность добывать более бедные руды.
Применение конного ворота для подъема грузов и изобретение машин для подъема воды из шахт значительно облегчили выполнение рудничных работ, заменив часть ручной работы машинной.
Изобретение книгопечатания отозвалось довольно быстро и на горном деле. В 1530 г. Георгий Агрикола выпустил первое научное сочинение под заглавием «Bermannus sive de re metallica» («Берман о горнорудном деле»), а в 1556 г. — сочинение по горному делу: «De re metallica» («О горном деле и металлургии», перевод которого на немецкий язык и издание было осуществлено в 1557 г.). По сути дела, с этого периода зарождается горная наука и обмен научно-практическим опытом между специалистами — горняками. Примерно в этот период в Московское царство из-за рубежа начали приглашать первых специалистов — горняков.
Технический прогресс в области горного дела активизировал европейскую экономику. В Германии, других странах получает развитие металлургическое производство (изготовление жести, железной проволоки и др.), шерстяная промышленность, выделка кож, бумажная промышленность, оружейная и др. Оживились перевозки и коммерция. Коммерция создавала значительные сети кредита, организовывались крупные международные товарищества, например «Великое общество» («Magna Societus»).17
Экономический бум в центре Европы обусловил дефицит собственного горнорудного сырья. С этого времени начинается экспорт железа и меди из Швеции и Норвегии; вскоре экспортером железа стала Россия. Золото, серебро и медь ввозили из Америки, Китая и Японии, олово — из Сиама. Не были забыты и южноамериканские месторождения, например месторождения ртути в Перу, серебра — в Перу и Бразилии и др. Развитие горных промыслов в этот период создавало предпосылки для колонизации мировых территорий и создания транснациональных горнопромышленных компаний.
Например, в области Брешиа (Италия) в начале XVI в. в горно -металлургической отрасли трудилось, включая рудокопов и землекопов, повозчиков руды, рабочих у печей, кузниц и водяных колес, оружейников, скобянщиков и т.п. более 60 тыс. человек. Одних оружейных фабрик было около двухсот.
Горнозаводское производство начинает приобретать некоторые черты рыночного хозяйства. Благодаря войнам возрастал спрос на кирасы, мечи, пики, аркебузы, пушки и железные ядра. Во времена затишья между войнами из железа и чугуна изготавливали кухонную утварь, плужные лемеха, чугунные плиты и др. Возрастающая потребность в продуктах горнозаводской деятельности влекла за собой концентрацию производства, правда, пока еще слабую и эпизодическую, поскольку были трудности со снабжением сырьем, топливом, транспортом и т.п.
В средневековый период происходят существенные сдвиги в эволюции социально-трудовых отношений. Европа XVI-XVIII вв. была уже освобождена от «язвы» рабства, но все люди, за исключением богатых и могущественных, были жестко прикреплены к своему положению, связанному с тяжким трудом. Например, шотландский горнорабочий только в 1775 г. был освобожден, законом от «пожизненного контракта» с шахтой, по сути дела до этого он был настоящим крепостным. Проклятием Европы в этот период было огромное количество люмпен — пролетариата, которые жили чуть выше «порога бедности». Порогом бедности считался тогда такой уровень жизни, когда «дневной заработок, расходуемый на питание, был равен затратам на хлеб; он оказывался перейден, когда этот заработок бывал ниже».
Если на тяжелых работах в руднике использовался труд каторжан и низкооплачиваемых местных рудокопов, то для квалифицированной работы начинают приглашать чужеземных специалистов. Тем самым впервые начинают проявляться специфические особенности горного производства, связанные с истощением месторождений полезных ископаемых: горняки мигрируют в другие регионы, вступают в межэтнические связи и т.п. Начинают формироваться предпосылки социально-трудовых отношений, основанных на природе наемного труда, форм собственности горного промысла и способов управления этой собственностью.
Георгий Агрикола в своем классическом труде «О горном деле и металлургии» дает подробное описание прав и обязанностей местного владетеля (короля, князя), издающих горные законы и уставы; горного товарищества и отдельного предпринимателя, разрабатывающих рудник; горного врача и священника; горного надзора в лице берг-гауптмана, бергмейстера, горных присяжных (надзирателей), штейгера (горного мастера) и т. п.
Собственно о горнорабочем лишь замечено, что «… весь рабочий люд крепок и рожден для работы. Это, прежде всего, забойщики, навальщики, откатчики и рудокопы, дробильщики, промывальщики, плавильщики… Рабочих, замеченных штейгером небрежном отношении ко взятым на себя обязанностям, бергмейстер или даже сам штейгер вместе с управителем горного предприятия в субботу лишает работы или штрафует, удерживая часть их заработной платы; изобличенные в злостном обмане заключаются в тюрьму…».
Что касается жизненного уклада горнорабочих, описание Г. Агриколы еще более кратко — «… по субботним дням они не работают, а заняты приобретением жизненных припасов. Они по издревле установившемуся порядку не работают по воскресным и праздничным дням, посвящая их церковным делам. Однако рабочие не прекращают работу, если их труда требует настоятельная нужда…, в таких случаях работать в праздник не считается делом, противным религии».
В XVI-XVII веках в Европе начинают формироваться институциональные основы цивилизованных отношений между горнорабочими и собственниками горных предприятий. Эти отношения материально воплощались в форме объединений работодателей — собственников рудников, касс взаимопомощи для выдачи пособий рабочим во время болезней, пенсий по старости и др. Учитывая исключительную прибыльность горного промысла, работодателю ничего не оставалось делать, как идти на частичные уступки горнорабочим. Профессия горняка становится все более престижной.
В работеотмечается, что в горных районах Германии иногда все население с такой страстью отдавалось добыче благородных металлов, что занятие земледелием совсем прекращалось, в стране наступал сельскохозяйственный кризис, и власти порой применяли насильственные меры для возвращения земледельцев к пашням.
«Свободный» труд наёмных горнорабочих появился не только в Европе. Так, в Южной Америке (Мексика, Эквадор, Перу, Боливия, Колумбия и др.), регионе, который назывался в XVI-XVII вв. «Новой Испанией», вследствие сокращения индейского населения, находившегося фактически на положении рабов у хозяев крупных имений и рудников, последним приходилось всё чаще прибегать к услугам наёмного труда. Например, в горнопромысловых районах Мексики, было рассеяно больше 3 тысяч, чаще всего небольших рудников, на которых работало в XVI в. около 11 тысяч горняков и около 70 тысяч — в XVIII веке. Это были индейцы, метисы, белые, которые к тому же перемешивались. Рост численности горнорабочих был связан с внедрением процесса амальгирования, позволившего обогащать бедную руду, снизить эксплуатационные затраты, увеличить производительность рудников».
Уже в тот период отмечалась своеобразная специфика этого «маленького мирка горняков» — как хозяева рудников, так и горнорабочие были беззаботны и расточительны. Все ужасы тяжёлого ручного труда скрашивались относительно высокими заработками, а замкнутость проживания в небольшом горняцком поселке, своеобразном «искусственном рае», порождала жестокость в обращении между собой и склонность к насилию. Рудокопы пили и пировали, если у рабочего оставались в конце недели в кошельке какие-то деньги, их тут же тратили на одежду или на спиртное. Хозяин рудника по случаю открытия небольшого месторождения мог пригласить сотни, а то и несколько тысяч гостей и беззаботно тратил на пирушку десятки тысяч песо.
Появляется потребность в квалифицированных горнорабочих, обладающих определенными знаниями и навыками, необходимыми при производстве горных работ. Это привело к возникновению начальных форм обучения горнозаводскому делу. В Европе в г. Яхимов (Чехия) в XVI в. монах И.Матезиус (1504 — 1565 гг.) начинает впервые читать проповеди по горнозаводскому производству. Большую роль сыграли для развития горнозаводской промышленности специальные учебные заведения. Первой в мире была образована горная академия во Фрайберге (1766 г.).
Значение горного дела в этот период характеризует тот факт, что первым в истории международным научным обществом было «Общество горного дела», которое объединило многих знаменитых учёных и специалистов того времени. Общество было основано по инициативе учёного-минеролога, высокопоставленного чиновника горного ведомства Австрийской империи Игнаца фон Борна во время встречи ведущих металлургов и горняков Европы в г. Склене-Теплице в 1786 г. Общество было создано как союз «друзей и покровителей горного дела для скорейшего распространения полезных знаний». Общество объединяло более 140 человек. В него входили: А.Лавуазье, Дж.Уатт, П.С.Паллас, И.В.Гёте и др. В 1789-90 гг. был издан двухтомный сборник трудов общества «Горное дело», в котором обстоятельно освещались все наиболее ценные научные достижения того времени. Общество горного дела существовало до 1791 г. когда Европа втянулась в длительные войны.
Новый производительный импульс горное дело получило после начала применения пороха при отбойке твердых пород. Первые попытки его применения относятся к 1613 г. во Фрайберге, Верхнем Гарце, Тироле и в Венгрии. Опыты были неудачны, так как взрывы велись в открытых шпурах и не производили надлежащего эффекта. Только с 1687 г., когда начали применять глиняную забойку шпуров, получился ожидаемый разрушительный эффект. С этого времени значительно уменьшается стоимость и увеличивается производительность горных работ.
С возникновением мануфактурного производства (XVI-XV1II вв.) начинается развитие горной техники. В этот период были разработаны теория махового колеса и маховых движений, теория желоба, учения о напоре воды, о сопротивлении, трении, изучаются свойства водяного пара. Научные разработки нашли отражение и при создании первых горных машин: прототипа подъемной шахтной машины, бура для разведки недр, примитивных вентиляторов, водоотливных устройств. Паровые двигатели механизируют трудоемкие процессы в шахтах Великобритании, за что получают название «друг шахтера». Разрабатываются методы распознавания месторождений рудных тел по почвам, растительности, вмещающим породам.
Характерная особенность этого периода — появление подземных выработок постоянного сечения, схем рационального их расположения в подземных условиях, специализация выработок (для водоотлива, вентиляции, транспортирования и др.). Все это позволило сооружать шахты в виде упорядоченной системы горных выработок, придавая им облик крупного производства.
С XVIII в. начинается промышленная добыча ископаемого угля, до тех пор развитая весьма слабо по причине обилия лесов и небольшой потребности в топливе. Потребность в обильном ископаемом твердом топливе начала быстро увеличиваться после изобретения паровой машины — величайшего изобретения на пути индустриализации мировой экономики.
Распространение горнозаводского промысла в мире шло вровень с современными географическими открытиями и улучшениями путей сообщения. Часто рудокопы были »пионерами« цивилизации, как, например, в Северной Америке, Австралии и Южной Африке.
В 1848 г. открываются золотоносные россыпи Калифорнии, куда устремляются громадные массы народа. В 1855 г. начинается разработка медных руд на берегах Верхнего Озера в Северной Америке, в 1858 г. открываются богатейшие месторождения различных руд в Неваде, где до 1890 г. было добыто более чем на 600 миллионов марок золота и на 800 миллионов марок серебра.
В 1859 г. в Пенсильвании открываются значительные запасы нефти и, начиная с этого момента, фактически зарождается американская нефтяная промышленность. Кстати, в 1859 г. Россия добыла нефти на порядок больше, чем США (0.0039 и 0,00028 млн. т соответственно). С 1870 г. русская нефтяная промышленность выходит на мировой рынок. Центр нефтедобычи — г. Баку быстро приобретает мировую известность. К концу ХIХ в. Россия добывала нефти больше, чем США (рис. 1.1).
С начала 50-х годов XIX в. Австралия и Новая Зеландия входят в число стран, игравших важную роль в мировой добыче золота. С 70-х годов Австралия и Тасмания формируют мировой рынок добычи олова. В 1866 г. был случайно найден первый алмаз близ поселения Кимберли в Южной Африке. К 1872 г., всего за шесть лет, общая масса добытых алмазов составила 1 млн. карат. В 1888 г. начинается добыча золота в Трансваале. Добыча алмазов и золота круто изменила историю южной части африканского континента. Южно-Африканская республика к концу XIX в. превращается в одну из самых мощных горнодобывающих стран мира.
В 1885 г. при постройке Канадской железной дороги было открыто огромное месторождение никеля. В 18% г. на реке Юкон начинается «золотая лихорадка», все страсти которой живописал в своих произведениях писатель нашего детства Дж.Лондон. Кстати говоря, термин «золотая лихорадка» родился в России. Так современники назвали открытие и освоение россыпных золотоносных месторождений на Урале в 20-х годах XIX века.
В 1814 г. уральский горняк Л.И. Брусницын открыл месторождение россыпного золота в долинах рек Березовка и Пышма, разработал рациональную технологию добычи и создал промысловое оборудование собственной конструкции. Вскоре россыпные месторождения золота были открыты сразу в нескольких горных округах Урала. Только в начале 20-х годов уральская горная администрация зарегистрировала около 300 золотоносных приисков. В середине XIX в. Россия, благодаря открытию богатейших месторождений золота на Урале и в Сибири, обогнала все страны мира и давала почти половину мировых объемов его добычи (в 1847 г. — 47%).
До «золотой лихорадки» на калифорнийских и австралийских золотоносных россыпных месторождениях Россия была главным производителем золота на мировом рынке. К концу XIX в., в связи с созданием Транссибирской магистрали, в ожидании своего развития находилась огромная и совершенно неосвоенная для горного промысла российская Сибирь, недра которой, как выяснилось позже, таят в себе огромные по составу и количеству запасы полезных ископаемых.
Таким образом, горное дело на протяжении своей длительной истории эволюционировало под влиянием все возрастающих потребностей человека в веществах и материалах, получаемых из полезных ископаемых. В доиндустриальную эпоху (до середины XIX в.) малый спрос на минералы и получаемые из них продукты удовлетворяли небольшие, по современным понятиям, примитивные горнозаводские промыслы.
Только в XIX в., который по праву называют «веком пара», когда механические приспособления, применяемые в технике, получили необыкновенное разнообразие, одно изобретение быстро следовало за другим, а конец этого века ознаменовался открытием электричества^ приходит окончательное понимание важности полезных ископаемых для удовлетворения все более возрастающих потребностей современного человечества. В связи с индустриализацией мировой экономики горнозаводской промысел превращается в глобальную по географическим и экономическим факторам отрасль промышленного производства.
В связи с увеличивающимся спросом на минеральное сырье горнозаводское дело диверсифицируется. Выделяются в отдельные самостоятельные отрасли горнодобывающей промышленности: каменноугольная, железорудная, нефтяная и др., что означало качественные изменения в горном деле.
К концу XIX в. общая среднегодовая стоимость всех добываемых в мире полезных ископаемых исчислялась огромными суммами. По объемам и стоимости горнопромышленной продукции, произведенной, например, в 1895 г., первое место уже тогда принадлежало ископаемому углю (54%), второе — железу и стали (более 20 %).
Германия с богатейшими традициями горного дела, благодаря глубоким политическим и экономическим реформам в заключительной части XIX в., проведенным «железным» канцлером О. Бисмарком, по многим экономическим и техническим показателям вышла на первое место в мире. Интенсивное развитие мировая горная промышленность получает в XX в., причем темпы ее роста опережали темпы роста численности населения земного шара и основных показателей мировой экономики.
Академик В.И Вернадский отмечал, что по мере своего прогресса человек использовал все большее количество химических элементов. До XVII в. — 19 химических элементов, в XVIII в. — 28, в XIX в. — 50 и в начале XX в. — 59 элементов. В XX в. количество и объемы используемых химических элементов возросли.
В XX в. было использовано 80-85% нефти, около 50% угля и железных руд, добытых человечеством за всю историю. При этом на экономически развитые страны, в которых проживает 16% населения планеты, приходилось 55-56% потребления добываемой в мире нефти, 50% — газа, 23—25% — угля, более 80% — урана, 43% — железных руд, 70-80% — меди и свинца, от 50 до 80% — олова, вольфрама и молибдена и т.д.
К концу XX в. (1996 г.) при численности населения земного шара почти в 6 млрд. чел. производительность мировой горной промышленности в стоимостном выражении составляла уже около 40 долл. США на одного жителя планеты. По стоимости добытых минералов (твердых полезных ископаемых) первое место по-прежнему осталось за ископаемым углем — 37,4%, второе — за благородными металлами и алмазами — 31,8%, третье — за горнорудной промышленностью — 25,5% (рис 1.3).
Одна из существующих точек зрения на роль минерально-сырьевого комплекса в XXI в. предполагает постепенное сокращение объемов добычи полезных ископаемых при переходе от индустриального к постиндустриальному обществу. В связи с фундаментальными изменениями в мировой экономике, промышленное производство будет становиться все менее материалоемким; количество сырья, требующееся для производства единицы продукции, будет снижаться, что, в свою очередь, приведет к снижению спроса на все виды минерального сырья. Также, в этой связи, снизится уровень занятости лиц физического труда, который вытеснят капиталы и знания. Осуществится переход от реальной экономики (производство товаров и услуг) к «виртуальной», или, как еще говорят, «экономике символов» (движение капитала, валютные курсы, потоки кредитов и др.). Возможно, этот прогноз сбудется, но не так скоро. Еще длительное время потребности растущего народонаселения будут удовлетворяться за счет добычи полезных ископаемых.
В начале первого тысячелетия новой эры на Земле жило 300 млн. человек. К его окончанию население планеты увеличилось всего лишь на 10 млн. человек. К 1500 г. землян стало 500 млн. человек. В начале XX в. на земном шаре обитало около 1,5 млрд. чел., в середине 20-х годов — 2 миллиарда человек. Примерно в 1950 г. начался всемирный демографический бум, связанный в основном с тем, что в слабо развитых странах резко сократилась смертность. В октябре 2000 г. Организация Объединенных Наций объявила, что на Земле живет 6 млрд. чел., а к 2050 г. по прогнозу численность землян может составить 9 млрд. человек. Среднестатистический образ жителя планеты сегодня — это 26-летняя китаянка, в середине XXI в. — жительница Индии 39 лет от роду. Нынешний «угольный рекордсмен» — Китай с населением более 1,2 млрд. чел. должен будет уступить пальму первенства Индии (так же угледобывающей стране), население которой увеличится с 1,0 до 1,53 миллиарда человек.
Рост численности населения породит множество энергетических, продовольственных, экологических и других проблем. Предварительные данные по итогам XX в. свидетельствуют, что энергоемкость производства увеличилась в течение века в 12 раз, а материалоемкость — в 9 раз.
Ископаемый уголь в промышленных объемах потребовался в индустриальную эпоху, с началом нового «железного века» (XVIII-XIX вв.), когда чугун, железо и сталь стали производиться и потребляться в. неизмеримо больших масштабах. Новый «железный век» вызвал к жизни «эру ископаемого угля».