ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.02.2024
Просмотров: 19
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Модуль общепрофессиональной подготовки 1
Тема 1.1 «ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ГОРНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ»
На современном этапе предметом горных наук являются недра Земли как видоизменяемый комплексный многофункциональный ресурс жизнедеятельности общества, а сами горные науки представляют собой систему знаний, включающую закономерности и методы освоения и сохранения недр Земли.
Для современных горных наук характерен целый ряд признаков.
Прежде всего, это существование особого предмета (объекта) исследования – техногенно изменяемых недр Земли. Данная особенность выражается во временном режиме преобразования недр, когда их состояние, в отличие от геологических процессов, радикально изменяется на протяжении жизни одного поколения людей.
Для горных наук характерна специфика исследуемых ими явлений: крупный масштаб событий, обусловленных созданием и одновременным функционированием большого числа производственных объектов в условиях невозобновляемости запасов полезных ископаемых; значительная пространственная изменчивость свойств среды при освоении недр (твердой, жидкой и газообразной) в пределах влияния этих объектов на природу; вероятностный характер параметров, системная обусловленность и информационная емкость технологических процессов; сопряженность при освоении недр всех форм движения материи – от простой механической до высшей социальной, что выдвигает в число рассматриваемых объектов наиболее сложные природно-технические системы и систему человек – машина.
Такое многообразие факторов обусловливает использование в горных науках большого числа методов исследований: натурных наблюдений, лабораторных и опытно-промышленных экспериментов, теоретических обобщений, графоаналитических, сейсмоакустических методов, статистических оценок, аналогий, физического, математического и экономико-математического моделирования и других.
При этом широкое распространение получают теории принятия решений, системного анализа и автоматизированного проектирования, а также теории гео- и горно-информационных автоматизированных систем с картографическими интерфейсами, имитационных моделей производственных объектов, различных видов мониторинга, систем прибор – ЭВМ. Горные науки, как и другие естественные науки, имеют насыщенную событиями эмпирическую предысторию, развитый понятийный аппарат, повторяемость результатов. В то же время горные науки несут на себе отчетливый феноменологический отпечаток. В них отсутствует некая единая изначальная аксиоматика и система базовых универсальных соотношений. Генетически они восходят к повседневной практике горного дела, которое может существовать лишь в технологическом единстве предмета труда (ресурсов недр), средств труда (технических средств) и субъекта труда (трудящихся). Поэтому беспредметен вопрос об изначальном приоритете какого-либо одного компонента. Феноменологическая основа горных наук обусловливает их междисциплинарность. Поэтому для систематизации горных наук необходимо не только воспринимать их в ряду естественных наук, но и рассматривать в рамках глобальной системности и всеобщей взаимосвязи, что определяется новым для горняков понятием – «геосистема». Оно будет выражать всю совокупность природных и искусственно созданных объектов, несущих в себе свойства системы, создаваемой и используемой в целях освоения недр. Необходимо признать, что современной основой управляемого преобразования недр служит единство четырех компонентов: недр, техники и технологии, социально-экономического компонента и системной организации производственной деятельности. Единственный принцип, который может быть положен в основу систематизации горных наук, – это построение системы наук, соответствующее логике последовательности процессов освоения и сохранения недр.
Горное дело является родоначальником многих отраслей народного хозяйства, поскольку оно представляет собой первичную основу и является одним из самых значимых. Практически нет ни одной отрасли, которая бы не зависела от горного дела. Зародилось горное дело примерно 40 тыс. лет до н.э., и на протяжении всего этого длительного периода претерпело те или иные стадии развития. Развитие ранних цивилизаций начиналось с открытия, извлечения и создания специфических материалов. Расположение центров политической и экономической власти, распространение идей и культуры определялось развитием путей сообщения и размещением природных ресурсов.
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.
Совершенствуются технологии горных и строительных работ. В процессе проб и ошибок, эмпирически человек находит наиболее рациональные формы и приемы, отбрасывая худшие и закрепляя наиболее удачные.
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.
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 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.
Применение конного ворота для подъема грузов и изобретение машин для подъема воды из шахт значительно облегчили выполнение рудничных работ, заменив часть ручной работы машинной.
Технический прогресс в области горного дела активизировал европейскую экономику.
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. 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.
Россия значительно позже европейских стран приступила к промышленному освоению кладовых своих недр. До XVI-XVIII веков горный промысел был развит слабо. Начало добычи ископаемого угля в промышленных объемах началось в России с 1855 года и было связано со стремительным ростом в этот период железнодорожного строительства. Угольная промышленность России в конце XIX века концентрировалась в основном на шахтах Донецкого угольного бассейна и Польского (Домбровского) бассейна.
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.
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 настоящее время всю горнодобывающую промышленность подразделяют на четыре группы:
1. Топливодобывающие отрасли промышленности. Это отрасли, добывающие топливо уголь, торф, горючие сланцы, нефть, природный газ, уран;
2. Горнорудные отрасли промышленности, добывающие железные, марганцевые, хромитовые руды, руды цветных, благородных и редких металлов;
3. Отрасли, добывающие горно-химическое сырье, в том числе калийные и другие соли, апатиты, фосфориты, селитру, серный колчедан и прочие.
4. Отрасли промышленности строительных материалов, добывающие и перерабатывающие строительные материалы, непосредственно используемые для строительства в качестве исходного сырья при производстве кирпича, керамики, стекла и пр., т.е. гранит, мрамор, строительный камень, известняк, мел, гипс, песок, глину, асбестовую руду и другие.
Этапы развития горного дела в России в XVIII—XIX вв.
Россия обладает огромными запасами природных ресурсов, поэтому горному делу на всем протяжении развития страны отводилась ведущая роль. Потребностями экономического и стратегического характера было вызвано строительство уральских, сибирских и олонецких заводов в первой четверти XVIII в. Создание в России горно-металлургической промышленности потребовало коренной реформы горного дела. Начало реформ было положено созданием Петром I 24 августа 1700 г. Приказа рудокопных дел. К концу 1-й четверти XVIII в. завершился период коренной ломки высших административных учреждений. Было централизовано управление горнозаводским производством и создана Берг-коллегия — орган по управлению горнорудными предприятиями в России вместо упраздненного Рудного приказа. В 1719 г. был принят законодательный акт, определявший политику русского правительства в горнорудной промышленности — Берг-привилегию. В 1739 г. в дополнение к Берг-привилегии был издан Берг-регламент. Он просуществовал до 1806 г., как и сама Берг-коллегия, функции которой затем передали Горному департаменту.
В условиях крепостнической России частные предприятия нередко переходили в казенные и наоборот. Особенно много казенных заводов было на Урале. Экономическая отсталость и слабое развитие капитализма вынуждали государство строить и содержать заводы на свои средства. В начале XVIII в. казенные заводы стали раздаваться частным лицам. Например, в 1702 г. первый выстроенный казной на Урале Невьянский завод был передан Никите Демидову, а Акинфий Демидов к концу жизни имел 25 заводов на Урале, Алтае и в центре страны, общее число работавших на него крестьян составляло 38 тыс. душ мужского пола. В 1730-1750- х гг. раздача казенных заводов приняла массовый характер, но уже в конце XVIII в. казна выкупила большинство заводов, разоренных их владельцами. И все-таки в связи с общим кризисом феодально-крепостнического хозяйства казенные заводы постепенно пришли в упадок и оказались не в состоянии обеспечивать нужды страны. Сказалась не только экономическая
неэффективность крепостнических отношений; развитие заводов тормозилось хищнической политикой казенных ведомств, а новые изобретения и открытия медленно внедрялись в производство.
Накопившийся опыт разведывания руд в разных районах страны обусловил возможность целенаправленного ведения поисковых работ и объективной оценки поступавших сведений о залежах полезных ископаемых. Улучшились и приемы разведывания месторождений: наряду с закладкой шурфов вводилась разведка посредством ручных буров (щупов). Изменились организационные формы рудоискательства. Экспедиционная деятельность в России началась в 1702 г., когда Приказ рудных дел направил в Олонецкий край экспедицию подьячего И. Голованова, разведавшую медные руды и основавшую медеплавильный завод близ Онежского озера.
В начале 1730-х гг. в Сибирь «для географического описания и осмотра о плодах земных и минералах» отправилась экспедиция Адмиралтейств-коллегий и Петербургской академии наук. Ею были открыты и описаны месторождения железных и медных руд на землях Кузнецкого и Красноярского краев, залежи каменного угля на Верхней Тунгуске и др. В 1768-1774 гг. Академия наук организовала еще пять экспедиций, работавших на огромной территории — от Кольского полуострова и Белоруссии до Кавказа и Каспийского моря. Программа работ предусматривала в том числе и обследование предприятий горнорудной промышленности. В итоге были открыты многочисленные месторождения, на месте которых возводились заводы по переработке медных, серебряных, золото- и железосодержащих руд. Во второй половине XVIII в. появились горные карты месторождений Олонца, Урала, Алтая, Забайкалья с пометками встречавшихся там горных пород, минералов и мест выходов их на поверхность.
Переход к паровой энергетике, связанный с ростом промышленного производства, и быстрое истребление лесов вызвали настойчивые поиски новых топливных ресурсов— торфа и каменного угля. С 1720-х гг. развернулись поиски каменноугольных месторождений на территории европейской части страны и на юго-западе Сибири. В 1721 г. обнаружены залежи каменного угля на Дону. Применение минерального топлива привлекло также частных предпринимателей, например Н.П. Рюмина, А. Демидова, получивших привилегии на добычу угля.
Горное дело в XVIII -начале XXI в.