История горного и взрывного дела. Хрестоматия

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 угольном бассейне, затем они появились в Донбассе, Кузбассе,

вКарагандинском и Печорском бассейнах.

В1970-х гг. в научно-технической литературе впервые появился термин «газовый барьер», когда производительность механизированных очистных комплексов на высокогазоносных пластах вышла на уро-

вень 600–1000 т в сутки. Потребности угольной промышленности

впреодолении этого барьера привели к росту исследований закономерностей выделения метана и разработке новых способов и средств управления газовыделением на выемочном участке. Результатом этих исследований стали разработки методики прогноза метановыделения и новых схем проветривания выемочных участков.

Для работы в специфичных горно-геологических условиях Подмосковного бассейна и аналогичных ему были созданы уникальные

вгорной практике оградительные и оградительно-поддерживающие щитовые крепи и на их базе – механизированные комплексы типа «Мосбасс», ОМК, МК и др. Все оборудование очистных механизированных комплексов претерпело значительные конструктивные и технологические усовершенствования и к концу 1980-х гг. соответствовало лучшим мировым образцам такой техники.

Если в 1930-е гг., когда в очистных забоях труд был преимущественно индивидуальным, тиражирование передового опыта основывалось на индивидуальных рекордах (Никита Изотов, Алексей Стаханов), то с появлением комплексно-механизированных забоев индивидуальная форма труда была заменена коллективной, т. е. бригадной. Так возникло и широко распространилось движение «тысячников» – бригад, добывающих с одного забоя не менее 1000 т угля в сутки. Многим руководителям таких бригад было присвоено звание Героя Социалистического Труда, а Егору Ивановичу Дроздецкому с кузбасской шахты «Нагорная» это высокое звание было присвоено дважды.

Также в этот период повышались уровень механизации горнопроходческих процессов и скорости проведения выработок. К 1988 г. общий уровень механизации проведения подготовительных выработок повысился по сравнению с 1965 г. с 41,6 до 84,1 %.

61

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/ч; автосамосвалы грузоподъемностью 75 т и более и другое оборудование.

Определенное развитие получило углеобогащение. Производительность труда рабочего на обогатительной фабрике в 1991 г. достигла 632 т в месяц. Зольность концентрата, полученного в результате обогащения, составила по коксующимся углям 8,5 %, по энергетическим – 12,3 %. Были сооружены крупные обогатительные фабрики, например, при разрезе «Нерюнгринский» в Южно-Якутском бассейне (производительностью 9,5 млн т), Центральная обогатительная фабрика «Сибирь» в Кузбассе (мощностью 6,5 млн т) и другие. Основным направлением в развитии и размещении производственного потенциала отрасли являлось создание региональных топливно-энергетических комплексов на базе крупных угольных бассейнов восточных районов

СССР: Кузнецкого, Канско-Ачинского, Южно-Якутского и ПавлодарЭкибастузского.

В этот период в Кузбассе также начали применять более совершенные системы разработки наклонными слоями с гибким перекрытием и с применением гидродобычи. Строится одна из крупнейших шахт страны «Распадская» проектной мощностью 6 млн т угля в год. В 1980-е гг. Кузбасс развивался главным образом за счет строительства новых и реконструкции действующих предприятий. Высокое качество кузнецких углей предопределило широкий диапазон их использования, в связи с чем было начато освоение новых крупных угольных месторождений в регионе.

К 1980-м гг. было разработано множество способов дегазации, и они были внедрены во всех угольных бассейнах страны. Внедрение систем дегазации позволило заблаговременно готовить угольные пласты к отработке, снижая их газоносность до безопасных значений. Это позволяло обеспечивать безопасные условия труда горнорабочих. В 1988 г. был достигнут наивысший уровень добычи угля в стране за всю историю – 771,8 млн т, из них в РСФСР – 425,4 млн т, в Украинской ССР – 191,7 млн т, в Казахской ССР 143,1 млн т. Советский Союз в те годы по объему добычи угля занимал третье место в мире после Китая (956 млн т в год) и США (863,7 млн т).

62

Вто же время в начале 1970-х гг. рост угледобычи стал экстенсивным за счет физического наращивания количества малопроизводительных шахт, а угольная отрасль превратилась в планово-убыточную.

В1960-е–1970-е гг. 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 Сибири, обусловил игнорирование многих, происходящих в мировой науке и практике, процессов энергосбережения. Тем не менее, несмотря на все издержки плановой экономики

СССР, до конца 1970-х гг. в технологическом отношении Россия находилась на уровне передовых стран, а по некоторым направлениям фундаментальной науки и высоких технологий даже опережала их.

Горная промышленность в последние годы Советской власти (1989–1991 гг.) В конце 1980-х гг. угольная промышленность страны разрослась до огромных размеров со множеством подотраслей, 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, социально-экономическая обстановка в угольной промышленности резко обострилась что привело к первой шахтерской забастовке в 1989 г.

К концу 1980-х гг. вследствие снижения уровня промышленного производства во всех отраслях народного хозяйства спрос на уголь и объемы его добычи также начали снижаться. К этому времени также были исчерпаны практически все возможные в условиях плановой экономики резервы повышения эффективности работы угольной промышленности. Последним из таких резервов стало создание на базе уникальных месторождений угля региональных топливно-энергетических комплексов (КАТЭК, Южно-Якутский, Экибастузский и др.) с преобладающей долей добычи угля открытым способом.

Истоки кризиса в угольной промышленности СССР связаны со сменой приоритетов основных видов топлива в мировом топливноэнергетическом балансе: эра угля (1913–1965 гг.), эра нефти (1965– 1985 гг.), эра газа (с 1985 г. по настоящее время). Вытеснение из топ- ливно-энергетического баланса России угля нефтью и газом носило

63

технологический характер, поскольку технологии их добычи в России по сравнению с добычей угля в большей степени соответствовали мировому уровню. Развитие отрасли в конце 1980-х гг. существенно замедлилось из-за неполного и некомплексного использования достижений научно-технического прогресса. 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. Уровень производительности труда рабочего по добыче угля в целом по отрасли снизился с 68,8 т/мес. в 1989 г. до 56,8 т/мес. в 1991 г., а на шахтах и разрезах – соответственно с 41,2 до 30,7 т/мес. и с 416,1 до 369,6 т/мес.

Технологический кризис в отрасли стал перерастать в социаль- но-экономический, который привел к массовым шахтерским забастовкам. Первая шахтерская забастовка с требованиями улучшения условий труда началась на шахте им. Л. Д. Шевякова в г. Междуреченске 10 июля 1989 г. Через 4 дня к ней присоединились шахтеры всего Кузбасса, а 20 июля объявили забастовку шахтеры ЛьвовскоВолынского, Карагандинского и Донецкого угольных бассейнов. Забастовки шахтеров продолжались и в 1990–1991 годах. Постепенно требования бастовавших перерастали из чисто экономических в соци- ально-экономические и политические. Забастовки шахтеров 1989– 1991 гг. стали переломным моментом в истории производственных конфликтов в СССР. Многие забастовочные комитеты требовали не только улучшения условий труда и повышения жизненного уровня шахтеров, но и ускорения экономических реформ.

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 вес открытого способа добычи в общем объеме в 1991 г. в первые за всю историю составил 50,8 %. За годы существования Советского Союза (1922–1991 гг.) было добыто 27,5 млрд т ископаемого угля (почти 12 % суммарного объема мировой добычи в XX в.). Фактически угольная промышленность в современном ее виде в период существования СССР, после изнурительной Первой ми-

64

ровой войны, хаоса Гражданской войны и полного экономического развала сумела достаточно быстро восстановиться и создать предпосылки для длительного и устойчивого развития за счет ускоренного развития восточных угольных бассейнов и регионов.

Вместе с тем развитие угольной промышленности происходило

вжестких условиях командно-административной системы, императив (т. е. 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.

Горная промышленность Российской Федерации после распада СССР. Распад СССР декабре 1991 г. и мощные забастовочные движения шахтеров в период 1989–1992 гг. обусловили резкое падение всех показателей по отрасли. Добыча угля сократилась на 30 %, а производительность труда упала до уровня 1940 г. Произошла децентрализация управления угольной промышленностью, было ликвидировано Министерство угольной промышленности СССР, а взамен на территории Российской Федерации создана корпорация «Уголь России».

В1996–1997 гг. процесс децентрализации угольной промышленности России продолжился. В соответствии с Указом Президента РФ от 9 февраля 1996 г. № 168 государственное предприятие «Россуголь» было преобразовано в открытое акционерное общество, начали формироваться региональные угольные компании, продолжился процесс закрытия шахт. В 1990–2000 гг. многие крупнейшие предприятия горнодобывающей отрасли были приватизированы, одним их первых – знаменитый «Норильский никель». В это время заметно снижаются темпы падения добычи угля, в отрасли намечается рост производительности труда примерно на 9 %.

В1998–2000 гг. разразился кризис в топливно-энергетическом комплексе России. Нехватка электроэнергии и тепла тогда ощущалась

вцелом ряде регионов страны (Приморском крае, Нижнем Новгороде, Екатеринбурге и Воронеже). В этот же период завершается формирование рыночной инфраструктуры в отрасли. В конце 1990-х гг. российская горнодобывающая промышленность почти полностью зависела от экспорта. Платежеспособный спрос на ее продукцию внутри страны был минимальным. Например, основная часть производимых тогда в России металлов и минеральных удобрений отправлялась за

65

рубеж. Только уголь оставался востребованным товаром на внутреннем рынке.

За 20 лет, прошедших с тех пор, ситуация в горнодобывающей отрасли России существенно изменилась. И хотя для многих крупнейших отечественных предприятий экспорт по-прежнему остается важнейшим источником дохода, практически на каждом из них уровень производства значительно вырос: например, за эти годы производство минеральных удобрений в РФ увеличилось вдвое, а золота – в три раза. И если, скажем, еще два десятка лет назад 60–65 % того же золота производилось по старинке и почти кустарным способом – на россыпях, то в настоящее время оно добывается преимущественно современными методами – из руды и на крупных предприятиях.

В угольной отрасли в последние годы большинство производителей энергетического угля отказались от его добычи шахтным методом в пользу разрезов, так как это не только технически проще, безопаснее, но и зачастую намного эффективнее. Шахтным методом сейчас добывается преимущественно коксующийся уголь.

На большинстве предприятий горнодобывающей отрасли активно внедряются автоматизация, цифровизация, передовые технологии, что помогает оптимизировать процессы, повысить контроль за качеством выпускаемой продукции, обеспечить безопасность на производстве. Главной проблемой, стоящей перед отраслью в настоящее время, является истощение запасов природных энергоносителей. В этих условиях на первый план выходят энерго- и ресурсосберегающие технологии, многие из которых находятся пока еще в стадии разработки.

СТАНОВЛЕНИЕ И РАЗВИТИЕ ГОРНОЙ НАУКИ

Георг Агрикола и значение его книги «О горном деле и металлургии» в становлении и развитии горной науки. Считалось, что зарождение горной науки связано с введением расчетных методов. Однако это далеко не так. Наш великий соотечественник М. В. Ломоносов еще в 1742 г. дал верное для того времени определение понятию «горная наука». По его определению это «наука, которая учит минералы знать, приискивать и приводить в такое стояние, чтобы ни в обществе человеческом были удобны».

Но первым фундаментальным обобщением накопленного опыта в области добычи и переработки руд является книга Георга Агриколы «О горном деле и металлургии», которая вышла в свет в 1556 г. уже после смерти автора. Георг Агрикола (его настоящая фамилия – Бауэр) – великий немецкий ученый, он родился в Саксонии в 1494 г., получил медицинское образование, но, увлекшись минералогией, переехал в г. Яхимов (Чехия) – крупный центр горнорудной промышленности тех лет. Агрикола впервые популярно описал состояние горного дела и металлургии в середине XVI в. в Европе. Его труд «Le re metallica» на протяжении XVI–XVIII вв. служил первым учебным пособием для многих поколений горняков, металлургов, маркшейдеров. Ученым описаны более 20 минералов и установлены методы определения их по внешним признакам. Он один из первых исследовал влияние условий труда на здоровье работающих, изучал лечебные свойства металлов и минералов, то есть стоял практически у истоков экологии.

Научный труд Агриколы «О горном деле и металлургии» состоит из 12 книг. Сам автор так определил их содержание: «Первая из них содержит все то, что могут говорить против горного дела, против рудников и рудокопов, и все то, что ими может быть сказано в ответ. Вторая дает наставления рудокопам и переходит к тому, что им надлежит делать для нахождения руд. А третья рассказывает о рудных жилах, прожилках и их соединениях. Четвертая изъясняет способ обмера рудных жил, а также рассматривает горные обязанности. Пятая учит разработке жил и маркшейдерскому делу. Шестая описывает горные инструменты и машины. Седьмая говорит об опробовании руд. Восьмая наставляет искусству обжигания, размельчения, промывки и сушки руд. Девятая излагает способ плавки руд. Десятая обучает посвящающих себя горному делу, и отделять серебро от золота, а также

67

свинец от серебра. Одиннадцатая передает направления для добычи соли, натра, квасцов, медного купороса, серы, горной смолы, получения стекла» [8]. По сути дела сочинения Агриколы носят характер первой горной энциклопедии.

Георгий Агрикола в этом своем классическом труде также 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. д. Собственно о горнорабочем лишь говорится, что «...весь рабочий люд крепок и рожден для работы. Это прежде всего забойщики, навальщики, откатчики и рудокопы, дробильщики, промывальщики, плавильщики... Рабочих, замеченных штейгером в 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...» [8].

Развитие и специфика горного дела в Европе и Америке в XVI–XVIII вв. В XVI–XVII вв. в Европе начинают формироваться институциональные основы цивилизованных отношений между горнорабочими и собственниками горных предприятий. Эти отношения материально воплощались в форме объединений работодателей-собст- венников рудников, создании касс взаимопомощи для выдачи пособий рабочим во время болезней, выплаты 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.

«Свободный» труд наемных горнорабочих нашел применение 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 все чаще прибегать к услугам намного труда. Например, в горно-промысловых районах Мексики было сосредоточено более 3 тыс. по большей части небольших рудников, на которых в XVI в. работало около 11 тыс. горняков, а в XVIII в. – уже около 70 тыс. Это были индейцы, метисы, белые. Рост

68

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. Все ужасы тяжелого 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 в свободное время 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.

В это время 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.) впервые начинает читать проповеди по горнозаводскому производству. Большую роль для развития горнозаводской промышленности сыграли и специальные учебные заведения. Первая в мире горная академия для обучения специалистов тому ремеслу была открыта во Фрайберге в 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 ученых и специалистов того времени. Общество было основано по инициативе ученого-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» и объединяло в своих рядах свыше 140 чел. В него входили такие выдающиеся ученые и изобретатели как А. Лавуазье, Дж. Уатт, П. С. Паллас и др. В 1789–1790 гг. был издан обстоятельный сборник трудов общества «Горное дело» (в 2 т.), в котором обстоятельно освещались все наиболее важные научные достижения того времени. «Общество

69

горного дела» просуществовало 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 во Фрайберге, Верхнем Гарце, Тироле и в Венгрии относятся к 1613 г. 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–XVII 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

вподземных 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.

Становление горной науки в Российской империи. В России первой изданной на русском языке книгой по горному делу было «Обстоятельное наставление рудному делу, состоящее из четырех частей,

вкоторых описаны рудокопные места, жилы и способы для прииску оных, також учреждение новых рудников, потребныя к рудному произведению машины, и разобрание, толчение и промывание руд; с прибавлением о добывании каменного уголья, сочиненное и многими чертежами изъясненное действительным статским советником, Берг-коллегии президентом и монетной канцелярии главным судьею Иваном Шлаттером» (1760 г.).

70