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.

История горного дела

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 . 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 .

В России

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.

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

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 .

Способы добычи полезных ископаемых

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

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

Большое количество единиц горной техники на производстве требуют постоянного контроля и автоматизированного управления. Для выполнения этой задачи применяются автоматизированные системы управления (АСУ ГТК) , 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

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 ; 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 ; 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

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

Примечания

Литература

• // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб. , 1890—1907.
• // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб. , 1890—1907.
• // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб. , 1890—1907.
• // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб. , 1890—1907.
• // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб. , 1890—1907.
• / 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. // 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. // Исторический вестник, 1880. — Т. 2. — № 8. — С. 731—749.
• Голубев П. А. — 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 ( )
• Jay F. Colinet, James P. Rider, Jeffrey M. Listak, John A. Organiscak, and Anita L. Wolfe. = . — 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. = . — National Institute for Occupational Safety and Health. — Pittsburgh, PA; Spokane, WA: DHHS (NIOSH) Publication No. 2012-110, 2012. — 312 p. Вариант перевода

Ссылки

• — информационно-аналитический портал (Дата обращения: 16 октября 2013)
• на сайте ИД «Руда и Металлы» (Дата обращения: 16 октября 2013)
• Данилевский В. В. . — 2-е изд. — Л. : Ленинградское газетно-журнальное и книжное издательство, 1949. — 348 с. — 50 000 экз. (Дата обращения: 16 октября 2013)