Горное дело горные породы полезные ископаемые

Горное дело горные породы полезные ископаемые thumbnail

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 18 октября 2020; проверки требуют 11 правок.

Го́рное де́ло — сфера человеческой деятельности, связанная с освоением и использованием недр Земли. Включает все виды воздействия людей на земную кору, прежде всего с целью извлечения полезных ископаемых, их первичной переработки, а также научные исследования, связанные с технологиями горного производства.[1]

История горного дела[править | править код]

В эпоху неолита появились первые рудники для добычи меди.

В V—II тысячелетии до н. э. добыча меди получает большое распространение. К концу II тысячелетия до н. э. на западном Алтае выплавлялось 3—5 тонн бронзы в год.

В II-I тысячелетии до н. э. произошёл переход к железному веку. До IX века не было разделения между добычей железной руды и производством деталей из железа. В IX—X веке выделилось кузнечное дело.

Вначале руду добывали открытым способом, но затем для разработки глубоких залежей стали строить шахты. При этом возникла проблема борьбы с подтоплением шахт. Для откачки воды из шахт сначала использовали нории — цепь с ковшами приводил в действие человек, бегавший внутри большого барабана. Позже этот механизм стали приводить в действие силой животных. Ещё позже для откачки воды стали применять поршневые насосы. В начале XVIII века для откачки воды из шахт стала применяться паровая машина Ньюкомена.

С конца XVIII века началась массовая подземная разработка месторождений каменного угля, что было связано с начавшейся промышленной революцией. Одной из самых серьёзных проблем в каменноугольных шахтах была опасность взрыва рудничного газа или каменноугольной пыли. Для проверки на загазованность в шахту спускались с канарейкой в клетке. Её гибель была индикатором наличия опасной концентрации рудничного и угарного газа. В 1815 году Гемфри Дэви изобрёл лампу Дэви, предназначенную для работы во взрывоопасной газовой среде в угольных шахтах. Шахтеры подносили эту лампу к своду шахты, чтобы по размеру и оттенку пламени определить наличие взрывоопасной смеси газов. Она сохранила множество жизней шахтёров.

В XIX веке в шахтах стали применять лошадей для вывозки добытого угля. Многие века шахтёры добывали уголь кайлом и обушком, в тесных забоях им приходилось работать лежа или сидя. Во второй половине XIX века шахтёры стали использовать бур, благодаря которому удалось осуществлять проходку выработок глубиной 200-300 м. Также стали применяться врубовые машины. Ещё позже стали применяться отбойные молотки, а затем и проходческие комбайны.

В конце XIX — начале XX века важную роль в горном деле стали играть новые взрывчатые вещества (динамит, аммонал), стали широко применяться буровзрывные работы.

В начале XX века в связи с распространением двигателей внутреннего сгорания одним из главных объектов разработки стали нефтяные месторождения, на которых с помощью паровых (а позднее и электрических) установок бурились скважины[2][3].

В России[править | править код]

Исключительное значение на Руси имел соляной промысел. Сохранились документальные данные о добыче соли из подземных рассолов в Старой Руссе от 1363 года.

В 1491 году первая экспедиция отправляется в Печорский край искать полезные ископаемые.

При Иване IV в 1584 году возник государев Приказ каменных дел. В составе этого приказа были специалисты по разведке и поиску месторождений.

В 1700 году, лишь при Петре I, в связи с изданием им Приказа рудокопных дел, в функции которого входили добыча руд, выплавка металлов, строительство рудников, поиски руд — «рудосыскное дело», составление инструкций по розыску минералов и подготовка «сведущих людей», в России было заложено государственное управление горным делом. В этот период на Южном Урале горным делом и горнозаводским предпринимательством занимались представители купечества, тульских оружейников, местных рудознатцев и рудопромышленников, столичных аристократов и местных дворян.

В 1719 году была учреждена Государственная Берг-коллегия и издан «Указ о горных привилегиях», согласно которому «…соизволяется всем и каждому дается воля, какого б чина и достоинства ни был, во всех местах, как на собственных, так на чужих землях искать, плавить, варить и чистить всякие металлы, сиречь: золото, медь, олово, свинец, иже, так ж и минералов, яко селитра, сера, купорос, квасцы и всяких красок потребныя земли и камения, к чему каждый толико промышленность принять может».

В 1773 г. в Петербурге открылось Высшее горное училище, преобразованное впоследствии в Горный институт.

В 1807 году Берг-коллегия прекратила своё существование, и её заменил Горный департамент (в 1811—1863 гг. -Департамент горных и соляных дел), подчинённый вначале Министерству коммерции, а затем, в 1810 году, вследствие закрытия последнего, — Министерству финансов. В 1874 году Горный департамент перешёл в состав Министерства государственных имуществ (с 1894 года — Министерство земледелия и государственных имуществ).

В 1882 году при Горном департаменте был учреждён Геологический комитет (Геолком), главными задачами которого являлись — проведение регионального геологического картирования и систематическое описание геологического строения территории Российской империи.

Добыча железной руды на железном руднике близ станции Вечерний Кут Екатерининской железной дороги. Конец XIX — начало XX века

К концу XIX века горное дело занимает главное место в ряду других отраслей российской промышленности. Число занятых горнозаводскими промыслами рабочих равнялось 436 тыс. человек.

К началу XX века добыча угля возросла с 121 тыс. тонн в 1860 г. до 12 млн тонн в 1900 г., а в 1916 г. достигла 34,5 млн тонн.

В 1935 г. в угольной промышленности зародилось стахановское движение.

В Казахстане[править | править код]

В 1934 году в Алма-Ате был образован Казахский горно-металлургический институт.

В 1943 году при Институте геологических наук Казахстанского филиала АН СССР был образован сектор горного дела, преобразованный в 1945 в Институт горного дела КазФАН СССР.

Значительный вклад в развитие горной науки Казахстана внесли К. И. Сатпаев, Д. А. Кунаев, А. С. Попов, А. С. Сагинов, О. А. Байконыров, Ш. А. Алтаев, А. В. Бричкин, А. Ж. Машанов. В настоящее время исследования по горной науке ведутся в научно-исследовательских организациях и учебных заведениях горного профиля.

C 1993 года Республика Казахстан является постоянным членом Всемирного горного конгресса.

Способы добычи полезных ископаемых[править | править код]

Исторически сложилось два вида добычи полезных ископаемых — открытым способом и шахтным, подземным способом. Существует также способ добычи путём бурения, а также технологии добычи полезных ископаемых с морского дна.

Компьютерные технологии в горном деле[править | править код]

Специфика горного производства заключается в том, что в подготовке информационного сопровождения производственных процессов, из которых складывается добыча полезного ископаемого, должны быть использованы весьма разнородные модели и алгоритмы их обработки. В двух крайних случаях это приводит либо к очень большому количеству узкоспециализированных программных продуктов с необходимостью иметь связующие программные компоненты, либо — суперсистеме, охватывающей все информационные аспекты производственной жизни предприятия. В чистом виде эти варианты не встречаются, первый в силу того, что даже изначально ограниченные функционально программы развиваются и расширяют сферы своего действия на смежные участки, второй — по причине крайней сложности проектирования, настройки и обслуживания такой системы.

На мировом рынке программных продуктов предлагается достаточно много интегрированных горных систем, которые предлагают примерно одинаковый набор функций:

  1. Создание векторных, каркасных и блочных моделей объектов горной технологии.
  2. Визуализация моделей объектов в трёхмерном пространстве
  3. Геостатистический анализ месторождений
  4. Формирование базы данных (каталога) маркшейдерских точек и решение на их основе различных маркшейдерских и геодезических задач
  5. Подсчёт объёмных и качественных показателей выемочных единиц
  6. Горно-геометрический анализ и оптимизация границ карьера по экономическим показателям
  7. Планирование открытых и подземных горных работ, проектирование массовых взрывов

Пример интегрированной горной системы — Mineframe — российская САПР для автоматизированного планирования, проектирования и сопровождения горных работ.

Автоматизированные системы управления горно-транспортным комплексом[править | править код]

Большое количество единиц горной техники на производстве требуют постоянного контроля и автоматизированного управления. Для выполнения этой задачи применяются автоматизированные системы управления (АСУ ГТК)[4], которые состоят из мобильных компьютеров, установленных на горной технике, и центрального пульта диспетчера. Палитра систем управления начинается от простых систем отслеживания мест движения техники, до более сложных, позволяющих оптимизировать транспортные потоки, отслеживать техническое состояние техники и управлять качеством добываемого сырья в режиме реального времени.

Прогнозирование динамических проявлений горного давления[править | править код]

При добыче полезных ископаемых подземным способом люди постоянно находятся под опасностью, поскольку в любой момент времени может произойти динамическое проявление горного давления и людей может завалить в массиве. В связи с чем важную роль в горной добывающей промышленности играет прогнозирование динамических проявлений горного давления. В России прогнозированием динамических проявлений горного давления занимаются ведущие научные учреждения, такие как:

Институт физики Земли имени О. Ю. Шмидта РАН[5]; Физико-технический институт имени А. Ф. Иоффе РАН; Институт проблем комплексного освоения недр РАН; Горный институт Кольского научного центра РАН; Российский государственный геологоразведочный университет имени Серго Орджоникидзе; Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»; Национальный минерально-сырьевой университет “Горный”; Институт горного дела имени Н. А. Чинакала СО РАН[6]; Институт горного дела УО РАН; Горный институт УО РАН; Кузбасский государственный технический университет имени Т. Ф. Горбачева; Тульский государственный университет; ВНИМИ; Виогем.

В этих научных учреждениях созданы автоматизированные лабораторные стенды (состоящие из компьютеров, программного обеспечения и систем нагружения) по изучению предвестников динамического проявления горного давления, разработаны различные прогнозные критерии разрушения горных пород.

См. также[править | править код]

  • Горная наука
  • Горная промышленность
  • Горная энциклопедия
  • Горнозаводские округа

Примечания[править | править код]

  1. ↑ Горное дело (статья) // Горная энциклопедия. Тома 1—5, М.: Советская энциклопедия, 1984—1991
  2. ↑ История горного дела: от древних выработок к современным шахтам
  3. ↑ История развития горного дела
  4. ↑ Системы управления горнотранспортным комплексом (недоступная ссылка). www.mining-portal.ru — Союз горных инженеров. Информационный портал, посвященный добыче угля, руды и прочих полезных ископаемых. Дата обращения: 20 марта 2016. Архивировано 2 апреля 2016 года.
  5. Журков С.Н., Куксенко В.С., Петров В.А. Физические процессы в очагах землетрясений. — М.: Наука, 1980. — 282 с.
  6. Курленя М.В., Вострецов А.Г., Яковицкая Г.Е. Об одной модели сигналов электромагнитного излучения нагруженных горных пород // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых // ИГД СО РАН. — 1996. — № 3. — С. 9—17.

Литература[править | править код]

  • Горнозаводское дело в России // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
  • Горнорабочие // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
  • Горные училища // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
  • Горнозаводское топливо // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
  • Горное дело // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
  • Горное дело / К. Н. Трубецкой // Гермафродит — Григорьев. — М. : Большая российская энциклопедия, 2007. — С. 445-448. — (Большая российская энциклопедия : [в 35 т.] / гл. ред. Ю. С. Осипов ; 2004—2017, т. 7). — ISBN 978-5-85270-337-8.
  • Агрикола Г. О горном деле и металлургии в двенадцати книгах (главах)/ Под ред. Шухардина С. В.. — Москва: Недра, 1986.
  • Бібліотека гірничого інженера в 14 томах / Академія гірничих наук України.
  • А. Васильев; Менделеев Д. И. Горное дело // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
  • Лукичёв С. В., Наговицын О. В., Белоусов В. В., Ким А. В., Мельник В. Б. Внедрение системы автоматизированного планирования и сопровождения горных работ. — Горный журнал, № 9, 2004, С.78-80.
  • Лукичев С. В., Наговицын О. В., Морозова А. В. Моделирование рудных и пластовых месторождений в системе MineFrame. ГИАБ, № 5, 2005, с.296-297.
  • Малая горная энциклопедия. В 3 т. = Мала гірнича енциклопедія / (На укр. яз.). Под ред. В. С. Белецкого. — Донецк: Донбасс, 2004. — ISBN 966-7804-14-3.
  • Малахов М. На золотом прииске // Исторический вестник, 1880. — Т. 2. — № 8. — С. 731—749.
  • Голубев П. А. Двухсотлетие русской горной промышленности. — Пермь, 1900. — 202 с.
  • Сборник Русского исторического общества. Т. 6. К истории горного дела. — М.: ИД Русская панорама, 2003. — 384 с. ISBN 5-93165-061-X
  • Georgius Agricola: De re metallica libri XII. Basel 1556 (Digitalisat der 2. Ausgabe 1561)
  • Jay F. Colinet, James P. Rider, Jeffrey M. Listak, John A. Organiscak, and Anita L. Wolfe. Лучшие способы снижения запылённости в угольных шахтах = Best Practices for Dust Control in Coal Mining. — National Institute for Occupational Safety and Health. — Pittsburgh, PA; Spokane, WA: DHHS (NIOSH) Publication No. 2010-110, 2010. — 84 p. Вариант перевода
  • Andrew B. Cecala, Andrew D. O’Brien, Joseph Schall, Jay F. Colinet et al. Руководство по защите от пыли при добыче и переработке полезных ископаемых = Dust Control Handbook for Industrial Minerals Mining and Processing. — National Institute for Occupational Safety and Health. — Pittsburgh, PA; Spokane, WA: DHHS (NIOSH) Publication No. 2012-110, 2012. — 312 p. Вариант перевода

Ссылки[править | править код]

  • Горный инженер: кто это и в чем суть его работы
  • Горное дело — информационно-аналитический портал  (Проверено 16 октября 2013)
  • Горный журнал на сайте ИД «Руда и Металлы»  (Проверено 16 октября 2013)
  • Данилевский В. В. Русская техника. — 2-е изд. — Л.: Ленинградское газетно-журнальное и книжное издательство, 1949. — 348 с. — 50 000 экз.  (Проверено 16 октября 2013)

Источник

В развитии человеческого общества непреходящее значение имеют горное дело и сельское хозяйство, являющиеся источниками естественного сырья. Комплекс технологических процессов по его переработке направлен на приспособление природных богатств к потребностям человека.

Природные химические соединения встречаются в земной коре (литосфере) в виде образований (минералов), приблизительно однородных по своему составу, внутреннему строению и физическим свойствам. Подавляющее число минералов – твердые кристаллические вещества.

Горными породами называют естественные минеральные агрегаты более или менее постоянного состава и строения, слагающие литосферу в виде самостоятельных геологических тел. Горные породы состоят из одного (например, толща гипса, каменной соли) или нескольких минералов.

По происхождению горные породы подразделяют на магматические, или изверженные (гранит, диорит, базальт и др.), осадочные (известняк, глины, пески, песчаники и др.) и метаморфические (гнейс, кристаллические сланцы, мрамор и др.).

Магматические горные породы возникают при остывании и отвердении магмы и лавы; осадочные образуются посредством накопления (осаждения) продуктов разрушения земной коры на дне водоемов и водотоков; метаморфические представляют собой глубоко измененные осадочные и магматические породы под влиянием высоких давлений и температур.

Природные минеральные вещества, которые могут быть использованы человеком для его нужд, называют полезными ископаемыми (минеральным сырьем). Породы, имеющие полезные ископаемые, заключенные в их толще в виде прослоев, прожилков и не используемые в народном хозяйстве, считают пустыми породами.

Полезные ископаемые бывают газообразными (природный газ), жидкими (нефть) и твердыми. Настоящая дисциплина рассматривает только вопросы добычи твердых полезных ископаемых.

Различают полезные ископаемые: металлические (рудные) – сырье для производства черных, цветных, благородных, редких и радиоактивных металлов; неметаллические –сырье для металлургической (доломит, магнезит и др.), химической (сера, бор, фосфориты и др.) и других отраслей промышленности; горючие (уголь, горючие сланцы, торф и др.); строительные горные породы (граниты, мраморы, гравий, глины и др.).

Совокупность свойств, определяющих степень пригодности и экономической эффективности использования, называют качеством полезного ископаемого. Одни качественные свойства относят к полезным (например, теплоту сгорания угля, содержание извлекаемых металлов для руд), другие – к вредным, (например, зольность угля, высокую влажность, содержание примесей, затрудняющих плавку руд).

Естественные скопления полезных ископаемых в земной коре называют месторождениями. Месторождение будет промышленным, если его разработка целесообразна в данных экономических и географических условиях при современном уровне техники и технологии. В противном случае его считают непромышленным.

Массу или объём минерального сырья, заключенного в недрах на определенной площади, считают запасами полезных ископаемых. По народнохозяйственному значению выделяют запасы: балансовые, использование которых экономически целесообразно, и забалансовые, которые могут явиться объектом промышленного освоения, но использовать их в настоящее время экономически невыгодно. К промышленным относят часть балансовых запасов, за исключением проектных потерь. Проектные потери – это часть балансовых запасов, проектируемая к безвозвратному оставлению в недрах. Уровень развития и экономический потенциал государства зависят от производства и потребления минерального сырья.

По расчетам экономистов, среди природных ресурсов, используемых для удовлетворения потребностей общества, минеральные вещества составляют 80 %, а потребляемую энергию производят на 90 % за счет тепла, получаемого при сгорании полезных ископаемых: нефти, газа, угля, торфа. Достаточная обеспеченность общественного хозяйства минерально-сырьевыми ресурсами – непременное условие высоких темпов его развития и национальной безопасности государства.

Источник

ГО́РНОЕ ДЕ́ЛО, об­ласть дея­тель­но­сти чело­ве­ка по ос­вое­нию недр Зем­ли. Г. д. вклю­ча­ет все ви­ды тех­но­ген­но­го воз­дей­ст­вия на зем­ную ко­ру, а так­же гор­ные нау­ки, изу­чаю­щие за­ко­но­мер­но­сти пре­об­ра­зо­ва­ния и со­хра­не­ния недр.

На про­тя­же­нии ты­ся­че­ле­тий Г. д. вклю­ча­ло до­бы­чу толь­ко твёр­дых по­лез­ных ис­ко­пае­мых (не­руд­ные стро­ит. ма­те­риа­лы, ру­да и др., а так­же не­ко­то­рые по­ро­ды кам­ня, ис­поль­зо­вав­шие­ся для из­го­тов­ле­ния ору­дий тру­да, ору­жия и ук­ра­ше­ний). Во 2-й пол. 19 в. на­чи­на­ет раз­ви­вать­ся до­бы­ча неф­ти, в нач. 20 в. – при­род­но­го га­за. До­бы­че по­лез­ных ис­ко­пае­мых пред­ше­ст­ву­ет их раз­вед­ка (см. Раз­вед­ка ме­сто­ро­ж­де­ний). Дан­ные раз­ве­доч­ных ра­бот и про­стран­ст­вен­но-гео­мет­рич. из­ме­ре­ний изо­бра­жа­ют­ся на кар­тах, пла­нах, раз­ре­зах и гра­фи­ках ме­то­да­ми марк­шей­де­рии и гор­ной гео­мет­рии. На ос­но­ве по­лу­чен­ной ин­фор­ма­ции о ве­ли­чи­не за­па­сов и ка­че­ст­ве руд при­ни­ма­ет­ся ре­ше­ние о эко­но­мич. це­ле­со­об­раз­но­сти экс­плуа­та­ции дан­но­го ме­сто­ро­ж­де­ния и спо­со­бах его раз­ра­бот­ки (см. Ква­ли­мет­рия недр, Раз­ра­бот­ка ме­сто­ро­ж­де­ний). Спец. служ­бы сле­дят за пра­виль­но­стью вы­пол­не­ния и безо­пас­но­стью гор­ных ра­бот, при­ни­ма­ют ме­ры для пре­дот­вра­ще­ния и ли­к­ви­да­ции по­жа­ров, ава­рий, ка­та­ст­роф и их по­след­ст­вий (см. Гор­но­спа­са­тель­ное де­ло).

Горное дело с древнейших времён до 19 века

Ис­то­ки Г. д. ухо­дят в глу­бо­кую древ­ность. Од­ним из гл. фак­то­ров раз­ви­тия Г. д., оп­ре­де­ляю­щим его уро­вень в разл. ис­то­рич. пе­рио­ды, яв­ля­ют­ся ору­дия гор­но­го про­из-ва (табл. 1). Пер­вые раз­ра­бот­ки в Ев­ро­пе крем­ния в гор­ных вы­ра­бот­ках (ино­гда с де­рев. кре­п­ле­ни­ем) да­ти­ру­ют­ся пе­рио­дом ме­зо­ли­та и не­оли­та. Позд­нее, с 6–5-го тыс. до н. э., на­чи­на­ет­ся сис­те­ма­тич. раз­ра­бот­ка мед­ных руд, а так­же до­бы­ча зо­ло­та и се­реб­ра; с 3-го тыс. до н. э. ак­тив­но раз­ра­ба­ты­ва­ют­ся мес­то­рож­де­ния оло­вян­ных руд. От этих пе­рио­дов ос­та­лись вы­ра­бот­ки со сле­да­ми гор­но­про­ход­че­ских ин­стру­мен­тов на сте­нах што­лен, ос­тат­ки де­рев. креп­ле­ния, ле­ст­ниц и т. п. По­сте­пен­но вы­плав­ка из­де­лий из ме­ди при­об­ре­та­ет от­но­си­тель­но ши­ро­кий ха­рак­тер. Напр., древ­ние пле­ме­на, оби­тав­шие на тер­ри­то­рии совр. Ар­ме­нии, вы­плав­ля­ли брон­зу 14 ти­пов. С нач. эпо­хи ран­не­го ме­тал­ла вы­де­ля­ют­ся груп­пы гор­ня­ков-про­фес­сио­на­лов, пе­ре­да­вав­ших свой опыт из по­ко­ле­ния в по­ко­ле­ние. Рас­ши­ре­ние объ­ё­мов до­бы­чи мед­ных руд при­во­дит к со­вер­шен­ст­во­ва­нию гор­ных тех­но­ло­гий. Так, на тер­ри­то­рии Юж. Бол­га­рии, Ура­ла и Ка­зах­ста­на по окон­ча­нии ра­бот гор­ные вы­ра­бот­ки за­пол­ня­лись пус­той по­ро­дой (см. Ай­бу­нар). Древ­ние спо­со­бы раз­ра­бот­ки рос­сып­ных ме­сто­ро­ж­де­ний (в осн. зо­ло­та) прин­ци­пи­аль­но не от­ли­ча­лись от совр. спо­со­бов мно­го­крат­но­го про­мы­ва­ния. За­дол­го до нащей эры Г. д. су­ще­ст­во­ва­ло и в Ки­тае, Япо­нии, стра­нах амер. кон­ти­нен­та.

Таблица 1. Эволюция освоения недр Земли

Фаза технологической цивилизацииПериодОпределяющий признак горно-эксплуатационной технологииГорные орудия производства
Первичная (каменный век)От происхождения человека –6-5-е тыс. до н. э.Собирательство каменного материала с поверхности. Неглубокие выемки для добычи высококачественного камня (кремния, обсидиана и др.). Древние карьерыКаменные молоты, кайлы, кирки; роговые кайлы
Горно-металлургическая (эпоха раннего металла)6-5-е тыс. – нач. 1-го тыс. до н. э.Поверхностные и подземные выработки в теле полезного ископаемого для добычи руд. Огневые работы. Механический врубМедные и бронзовые кайлы, кирки, клинья, молоты; костяные, деревянные клинья; колёсные механизмы
Горно-металлургическая (ранний железный век)Нач. 1-го тыс. до н. э. – 1-я пол. 1-го тыс. н. э.Разветвлённые сети подземных выработок для добычи руд. Искусственное проветривание. Колодезная добыча нефти, скважинная добыча соляных растворовЖелезные кайлы, клинья, молоты; механические приспособления для шахтного подъёма и водоотлива
Энергетическая
(этап гидросиловых установок)
2-я пол. 1-го тыс. – 18 в.Упорядоченные в пространстве и во времени шахтные выработки для добычи руд и соли. Прообраз шахтных систем разработки руд. Порохострельные работыПримитивные горные механизмы для обогащения, шахтного подъёма, водоотлива; горные машины с приводом от водяного колеса, конной тяги. Рельсовые вагонетки. Устройства для систем вентиляции
Энергетическая
(этап паровых двигателей)
18 – кон. 19 вв.Системы шахтной разработки угля, механизированное бурение скважин, аналитически рассчитанные системы подземной разработки, многоуступная открытая разработка. Взрывные работы. ГидромеханизацияВыемочные горные машины, одноковшовые и многоковшовые экскаваторы, буровые станки, врубовые машины, транспортные машины с паровым и электрическим приводами. Конвейеры. Взрывобезопасные светильники
Энергетическая (этап электродвигателей и двигателей внутреннего сгорания)Нач. – сер. 20 в.Системы комплексно-механизированных открытой и подземной разработок и обогащения полезных ископаемых, системы скважинной добычи. Управление горным давлением. Шахтная гидродобыча угляВысокопроизводительные экскаваторы, горные комбайны, установки глубокого бурения. Турбобур, электробур. Подземные самоходные машины. Комплексы обогатительного оборудования
Информационно­
технологическая
С 1950-х гг.Морская горная технология, микробиологическая горная технология, переход от комплексной механизации к автоматизации технологических процессов добычи и комплексному освоению недрАвтоматизированные комплексы горных и обогатительных машин, установки сверхглубокого бурения, морское горнодобывающее оборудование. Циклично-поточное и поточное производство

Гл. фак­то­ром раз­ви­тия про­из­во­дит. сил в ан­тич­ном об­ще­ст­ве ста­ло ос­вое­ние про­из-ва же­ле­за. До­бы­ча руд и про­из-во ме­тал­лов от­но­си­лись к наи­бо­лее раз­ви­тым и при­быль­ным от­рас­лям хо­зяй­ст­ва гре­ко-рим. ци­ви­ли­за­ции. С раз­ви­ти­ем феод. от­но­ше­ний на­чи­на­ет­ся ши­ро­кое раз­ви­тие Г. д. в Центр. Ев­ро­пе, при­ме­ня­ет­ся руч­ное бу­ре­ние гор­ных по­род. Важ­ные усо­вер­шен­ст­во­ва­ния в Г. д. бы­ли сде­ла­ны в Ев­ро­пе в 15–16 вв. При­ме­не­ние кон­но­го при­во­да и во­дя­но­го ко­ле­са для руд­нич­но­го подъ­ё­ма, а так­же для во­до­от­лив­ных уст­ройств по­зво­ли­ло вес­ти гор­ные ра­бо­ты на глу­би­не до 150 м. На­ча­ли при­ме­няться взрыв­ные тех­но­ло­гии до­бы­чи. Вво­дит­ся мок­рое обо­га­ще­ние, что по­зво­ля­ет вес­ти раз­ра­бот­ку срав­ни­тель­но бед­ных руд. В 1512 в Сак­со­нии бы­ла вы­да­на при­ви­ле­гия на мок­рую тол­чею. В это вре­мя в руд­ни­ках на­чи­на­ют уст­раи­вать де­рев. на­сти­лы для пе­ре­ме­ще­ния по ним те­ле­жек с по­лез­ным ис­ко­пае­мым. По­яв­ля­ют­ся пер­вые гор­ные учи­ли­ща и ру­ко­во­дства по Г. д. («12 книг о ме­тал­лах» Г. Аг­ри­ко­лы, 1556). В Г. д. рань­ше, чем в дру­гих от­рас­лях пром-сти, на­шли при­ме­не­ние па­ро­вые ма­ши­ны, пер­во­на­чаль­но для от­ка­чи­ва­ния во­ды (Т. Нью­ко­мен в 1711–1712), за­тем и для руд­нич­но­го подъ­ё­ма.

С эпо­хи пром. пе­ре­во­ро­та (кон. 18 – нач. 19 вв.) осу­ще­ст­в­ля­ет­ся пе­ре­ход к ши­ро­ко­му при­ме­не­нию в Г. д. ма­шин. В 1815 анг­ли­ча­нин Г. Дэ­ви изо­бре­та­ет безо­пас­ную руд­нич­ную лам­пу. Со­вер­шен­ст­ву­ет­ся тех­ни­ка бу­ре­ния, всё ши­ре при­ме­ня­ют­ся взрыв­ча­тые ве­ще­ст­ва, вво­дит­ся рель­со­вая от­кат­ка с кон­ной тя­гой. В 1930-х гг. на­чи­на­ют при­ме­нять сталь­ные ка­на­ты для руд­нич­но­го подъ­ё­ма и от­кат­ки.

Развитие горного дела в России в 18–19 веке

Рос­сия об­ла­да­ет ог­ром­ны­ми за­па­са­ми при­род­ных ре­сур­сов, по­это­му Г. д. от­во­ди­лась ве­ду­щая роль. По­треб­но­стя­ми эко­но­мич. и стра­те­гич. ха­рак­те­ра бы­ло вы­зва­но строи­тель­ст­во ураль­ских, си­бир­ских и оло­нец­ких за­во­дов в 1-й четв. 18 в. Соз­да­ние в Рос­сии гор­но-ме­тал­лур­гич. пром-сти по­тре­бо­ва­ло ко­рен­ной ре­фор­мы Г. д. На­ча­ло ре­форм бы­ло по­ло­же­но соз­да­ни­ем 24.8.1700 Пет­ром I При­ка­за ру­до­коп­ных дел (см. Ру­до­коп­ных дел при­каз). К кон. 1-й четв. 18 в. бы­ло цен­тра­ли­зо­ва­но управ­ле­ние гор­но­за­вод­ским про­из-вом и соз­да­на Берг-кол­ле­гия вме­сто уп­разд­нён­но­го Руд­но­го при­ка­за. В 1719 был при­нят за­ко­но­дат. акт, оп­ре­де­ляв­ший по­ли­ти­ку рус. пра­ви­тель­ст­ва в гор­но­руд­ной пром-сти – Берг-при­ви­ле­гию 1719, в до­пол­не­ние к Берг-при­ви­ле­гии был из­дан Берг-рег­ла­мент 1739, про­су­ще­ст­во­вав­ший до 1807, как и са­ма Берг-кол­ле­гия, функ­ции ко­то­рой за­тем пе­ре­да­ли Гор­но­му де­пар­та­мен­ту.

В ус­ло­ви­ях кре­по­ст­нич. Рос­сии ча­ст­ные пред­при­ятия не­ред­ко пе­ре­хо­ди­ли в ка­зён­ные и на­обо­рот. Осо­бен­но мно­го ка­зён­ных за­во­дов бы­ло на Ура­ле. Эко­но­мич. от­ста­лость и сла­бое раз­ви­тие ка­пи­та­лиз­ма вы­ну­ж­да­ли го­су­дар­ст­во стро­ить и со­дер­жать за­во­ды на свои сред­ст­ва. В нач. 18 в. ка­зён­ные за­во­ды ста­ли раз­да­вать­ся ча­ст­ным ли­цам. Напр., в 1702 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 (см. Де­ми­до­вы). В 1730–50-х гг. раз­да­ча ка­зён­ных за­во­дов при­ня­ла мас­со­вый ха­рак­тер, но уже в кон. 18 в. каз­на вы­ку­пи­ла боль­шин­ст­во за­во­дов, ра­зо­рён­ных их вла­дель­ца­ми. В свя­зи с об­щим кри­зи­сом феод.-кре­по­ст­нич. хо­зяй­ст­ва ка­зён­ные за­во­ды по­сте­пен­но при­шли в упа­док и ока­за­лись не в со­стоя­нии обес­пе­чи­вать ну­ж­ды стра­ны. Ска­за­лась не толь­ко эко­но­мич. не­эф­фек­тив­ность кре­по­ст­нич. от­но­ше­ний; раз­ви­тие за­во­дов тор­мо­зи­лось хищ­нич. по­ли­ти­кой ка­зён­ных 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 све­де­ний о за­ле­жах по­лез­ных ис­ко­пае­мых. Улуч­ши­лись и приё­мы раз­ве­ды­ва­ния мес­то­ро­ж­де­ний: на­ря­ду с за­клад­кой шур­фов вво­ди­лась раз­вед­ка по­сред­ст­вом руч­ных бу­ров (щу­пов). Из­ме­ни­лись ор­га­ни­зац. фор­мы ру­до­ис­ка­тель­ст­ва. Экс­пе­диц. дея­тель­ность в Рос­сии на­ча­лась в 1702, ко­гда При­каз руд­ных дел на­пра­вил в Оло­нец­кий край экс­пе­ди­цию по­дья­че­го И. Го­ло­ва­но­ва, раз­ве­дав­шую мед­ные ру­ды и ос­но­вав­шую ме­де­пла­виль­ный за­вод близ Онеж­ско­го озе­ра.

В нач. 1730-х гг. в Си­бирь «для гео­гра­фи­че­ско­го опи­са­ния и ос­мот­ра о пло­дах зем­ных и ми­не­ра­лах» от­пра­ви­лась экс­пе­ди­ция Ад­ми­рал­тейств-кол­ле­гии и Пе­терб. АН. Ею бы­ли от­кры­ты и опи­са­ны ме­сто­ро­ж­де­ния же­лез­ных и мед­ных руд на зем­лях Куз­нец­ко­го и Крас­но­яр­ско­го кра­ёв, за­ле­жи ка­мен­но­го уг­ля на Верх­ней Тун­гу­ске и др. В 1768–74 АН ор­га­ни­зо­ва­ла ещё 5 экс­пе­ди­ций, ра­бо­тав­ших на ог­ром­ной тер­ри­то­рии – от Коль­ско­го п-ова и Бе­ло­рус­сии до Кав­ка­за и Кас­пий­ско­го мо­ря. Про­грам­ма ра­бот пре­ду­смат­ри­ва­ла в том чис­ле и об­сле­до­ва­ние пред­при­ятий гор­но­руд­ной пром-сти. В ито­ге бы­ли от­кры­ты мно­го­числ. ме­сто­ро­ж­де­ния, на мес­те ко­то­рых воз­во­ди­лись за­во­ды по пе­ре­ра­бот­ке мед­ных, се­реб­ря­ных, зо­ло­то- и же­ле­зо­со­дер­жа­щих руд. Во 2-й пол. 18 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 пром. про­из-ва, и бы­строе ис­треб­ле­ние ле­сов вы­зва­ли на­стой­чи­вые по­ис­ки но­вых то­п­лив­ных ре­сур­сов – тор­фа и ка­мен­но­го уг­ля. С 1720-х гг. раз­вер­ну­лись по­ис­ки ка­мен­но­уголь­ных ме­сто­ро­ж­де­ний на тер­ри­то­рии Ев­роп. час­ти стра­ны и на юго-за­па­де Си­би­ри. В 1721 об­на­ру­же­ны за­ле­жи ка­мен­но­го уг­ля на До­ну и др. тер­ри­то­ри­ях. При­ме­не­ние ми­нер. то­п­ли­ва при­влек­ло так­же ча­ст­ных пред­при­ни­ма­те­лей, напр. Н. П. Рю­ми­на, А. Де­ми­до­ва, по­лу­чив­ших при­ви­ле­гии на до­бы­чу уг­ля.

Горное дело в 19–20 веке

Ог­ром­ный спрос на про­дук­цию гор­ной пром-сти со сто­ро­ны всё бо­лее рас­ши­ряю­ще­го­ся про­из-ва в 19 в. спо­соб­ст­во­вал пре­вра­ще­нию Г. д. в круп­ней­шую от­расль ка­пи­та­ли­стич. хо­зяй­ст­ва (табл. 2).

Таблица 2. Динамика роста мировой горной промышленности в 19 в. (среднегодовая добыча, млн. т)

ГодыКаменный
уголь
Железная
руда
Золотая рудаСеребряная
руда
Руды цветных металловВсего
1801–2013,91,81,10,30,217,3
1821–4028,24,11,40,20,434,3
1841–5063,79,64,40,40,878,9
1851–60109,31516,20,51,7142,7
1861–70187,320,514,20,72,6225,3

К сер. 19 в. Рос­сия за­ня­ла 1-е ме­сто в ми­ре по до­бы­че зо­ло­та и пла­ти­ны. В 1814 на Ура­ле, на Бе­рё­зов­ском при­ис­ке, на­ча­лась до­бы­ча рос­сып­но­го зо­ло­та, а с 1830 его ста­ли раз­ра­ба­ты­вать и в Си­би­ри. Ес­ли за 1814–20 до­бы­ли 184 пу­да зо­ло­та, то в 1831–40 его до­бы­ча пре­вы­си­ла 4328 пу­дов.

Ин­тен­сив­но раз­ви­ва­лась тех­ни­ка про­ход­ки ство­лов шахт. Усо­вер­шен­ст­во­ван­ные ме­то­ды про­ход­ки, вен­ти­ля­ции и во­до­от­ли­ва по­зво­ли­ли уве­ли­чить глу­би­ну раз­ра­бо­ток. Бы­ли соз­да­ны вы­со­ко­про­из­во­дит. сис­те­мы раз­ра­бот­ки уголь­ных и руд­ных ме­сто­ро­ж­де­ний (см. Под­зем­ная раз­ра­бот­ка ме­сто­ро­ж­де­ний); вве­дён элек­трич. при­вод для подъ­ём­ных ма­шин, на­со­сов, вен­ти­ля­то­ров, руд­нич­но­го транс­пор­та; осу­ще­ст­в­ле­на ме­ха­ни­за­ция за­руб­ки с по­мо­щью вру­бо­вых ма­шин и др. Воз­ник­ли са­мо­сто­ят. на­уч.-тех­нич. дис­ци­п­ли­ны, за­ни­маю­щие­ся во­про­са­ми до­бы­чи отд. ви­дов по­лез­ных ис­ко­пае­мых: уг­ля, руд, неф­ти, тор­фа и т. п.

В нач. 20 в. в Рос­сии про­дол­жил­ся рост гор­но­го про­из-ва. С 1901 по 1913 до­бы­ча уг­ля уве­ли­чи­лась с 16 до 21 млн. т, же­лез­ной ру­ды – с 6,2 до 9,2 млн. т, зо­ло­та – с 34,4 до 60,9 тыс. кг. До­бы­ча ме­ди воз­рос­ла в 4 раза, цин­ка – в 1,5 раза, свин­ца – в 5 раз. По до­бы­че мар­ган­це­вой ру­ды, уро­вень ко­то­рой в 1913 дос­тиг 265 тыс. т, Рос­сия за­ни­ма­ла ве­ду­щее по­ло­же­ние в ми­ре (53% ми­ро­вой до­бы­чи).

Но­вый этап в раз­ви­тии Г. д. свя­зан с на­уч.-тех­нич. ре­во­лю­ци­ей (2-я пол. 20 в.) и ха­рак­те­ри­зу­ет­ся ав­то­ма­ти­за­ци­ей про­цес­сов гор­но­го про­из-ва и соз­да­ни­ем сис­те­мы гор­ных на­ук. Науч.-тех­нич. ре­во­лю­ция пре­вра­ти­ла нау­ку в не­по­сред­ст­вен­ную про­из­во­дит. си­лу, что при­ве­ло к вне­дре­нию ком­плекс­ной ав­то­ма­ти­за­ции гор­но­го про­из-ва, кон­тро­ля и уп­рав­ле­ния осн. тех­но­ло­гич. про­цес­са­ми, ох­ра­ны ок­ру­жаю­щей сре­ды от влия­ния гор­ных ра­бот.

Основные направления развития горного дела

В 1990-х гг., в свя­зи с боль­ши­ми объ­ё­ма­ми до­бы­чи осн. ви­дов ми­нер. сы­рья, пе­ред че­ло­ве­че­ст­вом вста­ли ка­че­ст­вен­но но­вые гло­баль­ные про­бле­мы, обу­слов­лен­ные ди­на­мич. и га­зо­ди­на­мич. яв­ле­ния­ми: тех­но­ген­ны­ми зем­ле­тря­се­ния­ми, гор­ны­ми уда­ра­ми, тек­то­нич. на­ру­ше­ния­ми и др. Всё это по­тре­бо­ва­ло но­вых под­хо­дов и тех­но­ло­гий для пре­одо­ле­ния ухуд­шаю­щих­ся гео­ло­гич., гор­но­тех­нич. и эко­ло­гич. ус­ло­вий. При­ме­ры та­ких гео­тех­но­ло­гий: на­прав­лен­ное из­ме­не­ние свойств мас­си­вов гор­ных по­род и ми­нер. ве­ще­ст­ва на мак­ро- и мик­ро­уров­не; вы­ще­ла­чи­ва­ние (в осн. под­зем­ное) по­лез­ных ис­ко­пае­мых и про­дук­тов их обо­га­ще­ния; де­га­за­ция и раз­ра­бот­ка ме­та­но­нос­ных уголь­ных пла­стов; пром. из­вле­че­ние ме­та­на из не тро­ну­тых гор­ны­ми ра­бо­та­ми вы­со­ко­га­зо­нос­ных уголь­ных ме­сто­ро­ж­де­ний; под­зем­ная га­зи­фи­ка­ция уг­лей; био­тех­но­ло­гия до­бы­чи и глу­б?