История горного дела
01.07.2011
Горное дело берет свое начало еще в эпоху палеолита, когда древние люди обратили свой взор не на звезды, а себе под ноги и увидели, что земля может им дать то, с чем гораздо легче будет охотиться, разделывать пойманную добычу и защищаться от врагов. И, уже в эпоху неолита появились первые подобия шахт. Конечно, ничего общего с современным горным предприятием не было и в помине, да и не могло быть – человечество только что открыло для себя полезные свойства меди. В качестве орудий труда использовались, как правило, галька и голыши. Но уже в V-II тысячелетии до н.э. медь, поступающая с Востока получает большое распространение. И, примерно, в это же время начинается выплавка бронзы на Кавказе, Урале, Донбассе. По мере роста потребностей общества, усложнялась технология. Однако тогда еще глубина ведения горных работ не могла быть ниже уровня грунтовых вод. Для переноски руды использовались кожаные сумки, ивовые корзины, корыта. В качестве лестниц для спуска в шахты использовали зарубленные бревна и высеченные ступеньки. Освещали рудники лучинами или масляными лампами. Очень редко использовали крепления из каменных глыб. О смехотворных для современного человека объемов производства говорит и общая численность работающих на руднике – 7-10 человек. И разделения труда, как такового, тогда еще не было. На руднике могла работать одна семья. К концу II тысячелетия до н.э. на западном Алтае выплавлялось 3-5 тонн бронзы в год.
Переход к железному веку происходил примерно со II по I тысячелетие до н.э. Своему развитию железо обязано удачному расположению – в болотных, лесодерновых и озерных районах. Также встречались залежи железа на земной поверхности. Эти залежи находили с помощью щупов, а разрабатывались лопатами и кайлами. Производительность тогда составляла примерно 0,75 тонны на человека в день. До 9-ого века не было разделения между добычей железной руды и производством деталей из железа. И лишь в 9-10-ом веке выделилось Кузнечное дело. О "ковалях" и железных изделиях упоминается в древнейших памятниках русской письменности: в договорной грамоте князя Игоря (945 г.), в летописи Нестора (1096 г.), в послании Даниила-Заточника, в житии Феодосия Печерского и др. Кузнецы появлялись, как правило, в больших городах. Они пользовались большим уважением, потому как могли изготавливать высококачественные орудия труда.
В XII-XV вв. добыча железных болотных руд в центральных областях России достигала значительного уровня, а в "Киевской Руси" и "Новгородской земле" в то же время начинают разрабатывать месторождения неглубоко залегающих бурых железняков и сидеритовых коренных руд. Для строительных целей добывались слабокремнистые известняки.
Исключительное значение на Руси имел соляной промысел. Сохранились документальные данные о добыче соли из подземных рассолов в Старой Руссе от 1363 г.
Конечно, татаро-монгольское нашествие очень сильно способствовало отставанию техники и технологии.
Возникновение приказной системы при Иване IV не обошло стороной и горное дело. И в 1584 году возник государев Приказ каменных дел. В составе этого приказа были специалисты по разведке и поиску месторождений.
Отделение горных пород от массива производилась с помощью нехитрых орудий труда, а в случае крепких пород технология заключалась в разведении костров до появления трещин.
Уже в то время рудознатцы пытались определить запасы угля, производить оценку рентабельности горного предприятия.
В 1675 г. было образовано Уральское золото-серебряное товарищество предпринимателей Галкина, Захарова и Виниуса. Землепроходец Василий Поярков в середине XVII в. отыскал серебряные и свинцовые руды в Забайкалье. В 1648 г. Анисим Михалёв открыл около Байкала графитовое месторождение. В результате к концу XVII в. в г. Нерчинске сформировался горнопромышленный центр с серебряно-свинцовым металлургическим заводом. С преобразованиями петровского времени (начало XVIII в.) связано значительное расширение поисков и разведки месторождений полезных ископаемых. В 1700 г. был учреждён "Приказ рудокопных дел". В 1721 г. в Кунгуре и Уктусе были открыты школы горных мастеров, которые в 1723 г. были переведены в Екатеринбург и преобразованы в училище, готовившее специалистов-горняков и разведчиков для Урала, Алтая и Сибири. В 1773 г. в Петербурге открылось Высшее горное училище, преобразованное впоследствии в Горный институт.
В XVIII в. горный промысел развивается довольно быстро. Проводятся весьма значительные по тому времени разведочные работы в Европейской части России, на Урале и в Сибири, открывается ряд месторождений железа, цветных и благородных металлов, на которых организуются горные промыслы.
С развитием горного производства в России появляется необходимость в подготовке специальных кадров, и в 1709 г. по повелению Петра I в Невьяновке открывается первая горная школа. Развитию горного дела способствовало открытие в 1725 г. Российской академии наук.
С образованием Российской академии наук (1724-1726 гг.) под руководством академиков П.С. Палласа и И.И. Лепехина в XVIII в. проведены экспедиции для исследований Урала, Сибири, Алтая, Крыма, Кавказа, Прикаспийских пустынь.
Особенно велик вклад М.В. Ломоносова в развитие отечественной науки о полезных ископаемых, их поисках и разведке. Горному делу и геологии посвящены три его монографии: "Слово о рождении металлов от трясения Земли", "Первые основания металлургии и рудокопных дел", "О слоях земных".
К концу XVIII в. Россия занимала видное место в мире по добыче полезных ископаемых. В начале XIX в. управление горным делом было сосредоточено во вновь созданном Горном департаменте. Снаряжались многочисленные экспедиции - в 1823-1824 гг. было отправлено 19 экспедиций в различные горнопромышленные районы страны.
В области механизации горных работ в рассматриваемый период были достигнуты значительные успехи. Весьма большое распространение получает отбойка горных пород с помощью взрывчатых веществ. Большое значение имело изобретение в 1857 г. электрической, а затем пневматической бурильных машин, а в 1868 г. - динамита.
Относительно широкое внедрение механического бурения и высокобризантных взрывчатых веществ для целей отбойки горных пород было осуществлено в России к концу 80-90-х гг. XIX в.
Для проветривания горных выработок широко применялись различные вентиляторы. Изобретение центробежного вентилятора и первое применение его на Чигирском руднике в 1832 г. было осуществлено нашим соотечественником - горным инженером А.А. Саблуковым.
Транспортировка горных пород в подземных выработках всё ещё осуществлялась вручную: в мешках, корзинах, ящиках, тачках и в деревянных вагонетках, образно называвшихся "собаками", перемещаемых по дощатым настилам. И только в конце XIX в. на горных предприятиях получает широкое распространение транспортировка по рельсовым путям.
Подъём горной породы на земную поверхность осуществлялся не только ручным и конным воротом, но и паровыми подъёмными машинами. Паровыми машинами приводились в действие также водоотливные установки.
На Урале, на руднике горы Высокой, в конце XIX в. работал первый паровой экскаватор, построенный неизвестным изобретателем из Нижнего Тагила. В это же время в горной промышленности начинает широко применяться электрическая энергия.
Несколько слов из истории бурения скважин.
В России упоминание о технологии бурения скважин на рассолы относится к 1332 - 1370 гг. Такие скважины бурились под Старой Руссой, Новгородом и Балахной возле Горького, а также Тотьмой, Леденчском и Сольвычегодском в Вологодской и Архангельской областях, под Соликамском и Тобольском.
Опубликованные или рукописные свидетельства о бурении известны с XVI в., хотя добыча соли началась много раньше. Бурение производилось вручную, ударным способом. Бурильные штанги и обсадные трубы были деревянными.
На соляных промыслах в районе пос. Тотьма (на реке Сухоне) бурили скважины следующих конструкций: первую колонну труб диаметром 680/480 мм (в числителе - наружный диаметр обсадных труб, в знаменателе - внутренний) опускали до кровли коренных пород на глубину 25-40 м, вторую рассолоподъёмную деревянную колонну труб диаметром 280/140 мм - на глубину до 100 м и более. Глубина скважин достигала 200 м, при этом забой скважины доходил до известняков.
"Роспись", то есть инструкция по бурению, и другие источники показывают, что бурение в Древней Руси возникло и развивалось самобытно и не было заимствовано из какой-либо другой страны.
В 1831-1832 гг. в Петербурге, близ Лесного института, была пробурена первая в России скважина на воду. Несколько позже скважины на воду были пробурены в Симферополе, Керчи, а в 1834 г. - в Тамбове, Казани, Евпатории и других городах.
Большинство разведочных скважин глубиной до 80-100 м бурили вручную. Для разведки россыпных месторождений золота и платины применяли или комплекты Эмпайр для комбинированного ударно-вращательного бурения, невьянский бур, или ударно-канатные станки Кийстон (США).
А.И. Узатис ещё в 1843 г. опубликовал "Курс горного искусства". В одной из глав этого труда весьма обстоятельно описаны техника и технология бурения того времени. А.И. Узатис описал вращательный и ударный способы бурения. Последний он делил на штанговое и канатное и дал правильную оценку обоим способам. Уже в то время он указал, что "буровые скважины могут быть вертикальные, наклонные и горизонтальные". В 1850 г. Г.Я. Дорошенко организовал бурение разведочных скважин на уголь.
В феврале 1876 г. заложена первая артезианская скважина в Москве на Яузском бульваре. Эта скважина имела начальный диаметр 812 мм и конечный 432 мм. Скважина была пробурена до глубины 458 м, то есть до девонских отложений. Первая в мире скважина на нефть, о которой сохранились документальные данные, пробурена в России в 1847-1848 гг. на Биби-Эйбате (Баку) по инициативе чиновника Горного ведомства В.Н. Семёнова. Вблизи этой скважины установлен обелиск: "Первооткрывательница нефти в России".
В 1864 г. А.И. Новосельцевым на берегу реки Кубани (в Краснодарском крае) ударным способом была пробурена новая скважина на нефть.
С 1893 г. началось массовое бурение нефтяных скважин в районе Грозного. В Баку бурение скважин осуществляли ударно-штанговым способом, а в районе Грозного ударно-канатным способом. Ударно-канатное бурение на нефть с конца XIX в. применялось достаточно широко.
В начале XX в. в горном деле использовались следующие достижения науки и техники: электроэнергия и пневмоэнергия, взрывчатые вещества и бурильные машины, вентиляторы и подъёмные машины, водоотливные установки и др.
С 20-х гг. XX в. советские геологи продолжили многовековую работу пытливых разведчиков недр - "рудознатцев", "мерщиков" и "дозорщиков" далёкого прошлого и высокообразованных геологов конца XIX - начала XX в. Прежний Геологический комитет вошёл во Всесоюзный Совет Народного Хозяйства (ВСНХ). Через некоторое время был образован руководящий орган геологической службы страны в виде Комитета по делам геологии при Совете Народных Комиссаров СССР. Одновременно была расширена подготовка кадров с высшим и средним образованием для геологических организаций. Развернулись поиски и разведка месторождений в Заполярье, Средней Азии, Казахстане, Восточной Сибири и на Дальнем Востоке. Были открыты новые месторождения железных, марганцевых, медных, свинцово-цинковых руд, россыпи драгоценных металлов, угольные и нефтяные месторождения, строительные материалы. В 30-е гг. XX в. были выявлены и частично подготовлены для промышленного использования прежде неизвестные полезные ископаемые: апатиты и калийные соли, руды алюминия и магния, никеля и кобальта, молибдена и вольфрама, хрома, сурьмы, редких элементов. Новыми горнопромышленными районами стали: нефтеносный Волго-Уральский район, Кузнецкий, Карагандинский и Печорский угольные бассейны, золотоносный Алдано-Колымский район, оловянные Забайкальский и Дальневосточный районы.
Во время Великой Отечественной войны 1941-1945 гг. геологическая служба сосредоточила свои усилия на выявлении месторождений стратегически важных полезных ископаемых: железных руд в восточных районах, а также свинцовых, вольфрамовых, никелевых и кобальтовых руд в Сибири.
После Великой Отечественной войны, в 1947 г., было образовано Министерство геологии СССР (министр И.И. Малышев) с многочисленными подчинёнными организациями, обслуживающими территории союзных республик, краёв и областей. Наряду с централизованной системой государственной геологической службы развиваются отраслевые геологические организации в министерствах, занятых разработками месторождений нефти, угля, чёрных, цветных, редких и драгоценных металлов, неметаллических полезных ископаемых.
С 1975 по 1989 г. министром геологии СССР был Е.А. Козловский: выпускник МГРИ, первооткрыватель Комсомольского месторождения, ныне известный учёный, академик Российской академии естественных наук, один из её главных организаторов, вице-президент РАЕН.
В целях поисков и разведки ежегодно бурилось более 20 млн. м скважин, проходилось более 1 млн. м разведочных шурфов и около 500 тыс. м подземных разведочных выработок (штолен, штреков, квершлагов, стволов и др.).
За последние десятилетия XX в. появились новые горнопромышленные районы в Западной Сибири, Красноярском крае, Якутии, на Чукотке и Камчатке.
К 1985 г. геологическая служба СССР достигла пика своего развития. Объёмы финансирования геологоразведочных работ (ГРР) и геологических исследований были максимальными за всю историю страны. Прирост запасов основных видов полезных ископаемых не только перекрывал объёмы их добычи, но и в 1,5-2 раза превысил их. Численность работников в горно-геологической службе страны составила почти 700 тыс. человек.
14 июля 1990 г. после ликвидации Мингео СССР создан Государственный комитет РСФСР по геологии и использованию топливно-энергетических и минерально-сырьевых ресурсов, переименованный 30 июля в Государственный комитет РСФСР по геологии и использованию недр. 14 августа 1996 г. на базе этого комитета создано Министерство природных ресурсов Российской Федерации, которое действует и поныне.
В статье использованы материалы статьи «Из истории горного дела и геологии в России» авторы: А.П. КАРПИКОВ, доцент, кафедра горного дела МГГРУ,
А.В. ЧИРКОВ, аспирант, кафедра горного дела МГГРУ,
А.А. КАРПИКОВ, студент МГГРУ.
А также лекционный материал кафедры истории и социологии МГГУ.