Лекция 1

Лекция 1

Учебная дисциплина  «История  горного дела» предназначена для знакомства с историей зарождения и развития искусства и навыков ведения горных работ людьми с момента их зарождения до современных дней, а так же прогрессивным изменением техники и технологии.

Изучение данной учебной дисциплины тесно связано с рядом основных дисциплин, таких как «История отечества», «Культурология», а так же рядом специальных технологических дисциплин.

Основные задачи учебной дисциплины

- уметь прогнозировать направления развития горного дела при изменении социально-политических  и экономических реформ;

- владеть навыками анализа результатов НИР  и производственного опыта для принятия решений по развитию техники и технологии горного производства;

- уметь работать с исторической и технической литературой;

В лекциях будет рассмотрена история угледобычи в нашей стране на фоне общемирового развития.

Введение

Рекомендуемые материалы

Зарождение устойчивого интереса к горному делу в целом, а так же к ископаемому углю, его добыче, промышленному и иному использованию восходит к петровской эпохе, неисчерпаемой по части различных инноваций. В 2000 году геологи и горняки России отметили трехсотлетие со дня образования Приказа рудокопных дел – первой государственной структуры, в обязанности которой входила разведка и освоение месторождений полезных ископаемых.

Специалисты угольной промышленности также определили для себя  дату профессионального юбилея. В 2007 году было отмечено 285-летие добычи угля в России, а за точку отсчета принят именной указ Петра I от 7 декабря 1722 года, о приискании на Дону и в Воронежской губернии каменного угля и руд. В том же 1722 году так же появилось первое в наших исторических хрониках упоминание «о ломке каменного уголья» на территории Российской области.

Человек на всем протяжении своей энергетической истории, начиная с открытия огня, находился в непрерывных поисках рациональных источников энергии. Природа в изобилии подарила один из таких источников – ископаемый уголь, который оказался наиболее эффективным видом топлива на протяжении 200-250 лет.

В течении XX в. численность населения земного шара увеличилась в четыре раза и достигла к 2000 г. около 6 млрд. чел., при этом потребление первичной энергии увеличилось в шестнадцать раз. Среднестатистический житель планеты потреблял в конце XX в. почти в сто раз больше энергии, чем его первобытный предок, научившийся пользоваться огнем. В этом многократном увеличении в XX в. ведущее место принадлежало ископаемому углю.

В связи с процессами энергосбережения, диверсификации топливного потребления, ужесточения экологических требований к сохранению окружающей среды, во второй половине XX в. начался так называемый процесс декарбонизации топливно-энергетического баланса. Суть его состоит в вытеснении и замещении ископаемого угля с его большими отходами при потреблении менее отходными жидкими и газообразными видами топлива, атомной энергией, альтернативными возобновляемыми источниками энергии (энергия ветра, солнечная энергия и т.д.).

Процессы минерализации (XVIII – XX вв.) и декарбонизация (XX – XXI вв.) топливно-энергетического баланса способствовали выделению в энергетической истории определенных периодов называемых специалистами «эрами», «веками», «укладами». (эра угля, нефти, газа и т.п.).

Если в 1900 г. доля угля в мировом потреблении первичных источников энергии составляла 94,4%, то к 2000 г. она снизилась до 29,6%. В топливно-энергетическом балансе России доля ископаемого угля с 60% в середине XX в. снизилась до 20% в конце века.

В настоящее время, несмотря на неблагоприятные для потребления угля ископаемого угля тенденции, он продолжает оставаться одним из основных первичных топливных ресурсов в мировом энергопотреблении. В конце XX в. почти 37% электроэнергии производилось во всем мире за счет энергетического угля. Около 20% мирового производства ископаемого угля приходится на добычу коксующегося угля, без которого не может работать черная металлургия.

Доказано, что запасы ископаемого угля многократно превышают запасы нефти и природного газа, поэтому энергетический потенциал ископаемого угля далеко не исчерпан.

1 История развития горного дела в мире в доиндустриальную эпоху

Горное дело, как вид полезной деятельности по извлечению из поверхностной оболочки земли полезных ископаемых, эволюционировало в своей длительной истории под влиянием человеческих потребностей: в древние века в целях самозащиты в борьбе с дикой и суровой природой; в более поздние века – в целях получения необходимых веществ и материалов.

В период железного века (начало I тыс. до н.э.) начали применять искусственные способы проветривания подземных горных выработок; получает применение колодезная добыча нефти; появляются первые научные обобщения о свойствах минералов и горных пород (труды Аристотеля, Теофраста, Плиния Старшего).

Считается, что горное дело берет свое начало с собирательство и обработки каменных материалов. Человек каменного века, современник пещерного медведя и мамонта, осваивая дикую природу, вынужден был кинуть свой взор на кремень, нефрит, обсидиан, грубо говоря «камни», лежащие под ногами.

«Камнями» называли часть природных твердых минералов «отцы» минералогии (Аристотель, Авиценна (Ибн Сина), доминиканский монах Альберт Великий, Георгий Агрикола, А.Г. Вернер).

По мере эволюции «древний горняк» переходил от стадии собирательства камней к стадии из выкапывания с земной поверхности с помощью ям и уступов.

Открытие и использование огня явилось отличием «человека разумного» от животного. Огонь долгое время оставался для человека божественной субстанцией. Способность его получать и хранить приписывалась мифическим героям, например, Прометею, похитившему огонь у богов с Олимпа и передавшему его людям.

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 с зачатками энергетики сохранялось сотни тысяч лет.

V-IV тысячелетия до н.э. называют неолитической «революцией». В это время человечество сделало значительный шаг к формированию оседлых цивилизаций (формирование земледелия и одомашнивание животных) и были созданы предпосылки для перехода к производящему хозяйству.

С зарождением основ производительной экономики в эпоху неолита берет начало процесс осознания практической пользы полезных ископаемых. От естественных человеческих потребностей в добывании пищи с помощью охоты, через этапы освоения каменных материалов, плодородной почвы, леса, каменной соли и других веществ, потребности человека эволюционируют до использования глины, металлов, стекла, для приготовления которых требовались полезные ископаемые. Арсенал орудий человека пополнялся режущими, колющими, скребковыми и другими полезными инструментами.

Совершенствуются технологии горных и строительных работ. Например, древние египтяне при строительстве пирамид были хорошо знакомы с технологией добычи каменных плит и приемами их обработки.

Эмпирически человек находит наиболее рациональные формы и приемы, отбрасывая худшие и закрепляя наиболее удачные. Так, например, большинство вертикальных выработок в эпоху неолита имели круглое сечение, которое было единственно возможным в условиях, когда техника крепления горных выработок, только зарождалась, но и наиболее рациональным.

Появляются первые чертежи – схемы шахт. Проветривание в шахтах осуществлялось с помощью специальных дополнительных вертикальных выработок, освещение горных выработок осуществлялось сжиганием сухого хвороста или лучин, позже – с помощью масляных ламп.

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.

Зарождается геометрия недр – геодезия. Например, в VI в. до н.э. при проведении водопроводного тоннеля на острове Самос в Эгейском море длинной 1000 м встречными забоями, проходчики точно встретились в намеченном месте.

Возникает новая отрасль горного дела – обогащение полезных ископаемых, которое сводилось к ручному отбору из пустой породы ценных минералов.

К концу VII в. до н.э. относится упоминание о добычных колодцах и скважинах. «Отец истории» Геродот (V в. до н.э.) описывает колодезный «журавль» с мехом вместо ведра для подъема нефти. В Китае для добычи соляных растворов бурили скважины глубинной до 90 м и диаметром 12-15 см.

Следующим этапом развития горного дела и человеческой цивилизации в целом было открытие железа. Историки считают родиной железа территорию древней Армении. Оно впервые было выплавлено из руды легендарным племенем шалибов в XV в. до н.э.

С современной точки зрения представляется крайне незначи­тельным общее число металлов, находивших в то время сколько-нибудь значительный спрос. Кроме благородных металлов — золота и серебра в сколько-нибудь значительном количестве использовались только следующие металлы: медь, железо и сталь, сплавы меди с оловом и цинком, свинец. Например, свинец использовался для изготовления водопроводных труб, остатки которых найдены при раскопках Помпеи и об устройстве которых упоминается в сочинении Витрувия (около 30 г. до н.э.). Ртуть была известна древним, но потреблялась ими в крайне ограниченном количестве, равно как цинк и сурьма.

С медного, бронзового и железного веков горное дело получает развитие по всему миру, где мигрируют цивилизации. Начиная с этих веков производство горных работ, в том числе подземных, уже не представляет сколько-нибудь значительных затруднений. Лишь увеличивающийся с глубиной разработок приток воды в рудниках ставил предел распространению горных работ в глубину. Справиться с сильным водопритоком при весьма примитивных водоотливных средствах было затруднительно. Правильному ведению горных работ препятствовала также невозможность использовать с выгодой большое количество бедных руд, так как способы их обогащения были в то время мало известны.

В античную эпоху (Древняя Греция, Римская империя) горное дело становится устойчивым и прибыльным занятием. Разработка месторождений металлических руд во времена Римской империи была описана с достаточной для своего времени обстоятельностью древнеримским писателем и натурфилософом Плинием Старшим. Кстати говоря, Плиния Старшего (23-79 гг.) вполне можно считать одним из основателей горной науки. В его труде «Натуральная история» имеется целая глава, посвященная вопросу о тяге воздуха в шахтах.

Во многих провинциях Римской империи были уже сложившиеся традиции горного дела и те, кто работал в рудниках, были опытными рудокопами. Вместе с тем работа в рудниках считалась недостойной для свободного гражданина, она была уделом покоренных и обращенных в рабство народов. На особо тяжелых работах в рудниках использовался труд рабов и осужденных лиц, более квалифи­цированную работу выполняли свободные поденщики.

С использованием рабского труда претворялись в жизнь грандиозные для того времени горные проекты. В 1862-75 гг. при восстановлении водоотливной штольни из долины одной из рек до Фуцинского озера, расположенного недалеко от города Рима, были вскрыты старые горные выработки римлян, проведенные в царствование императора Клавдия (10 г. до н.э. - 54 г. н.э.).

Это озеро, площадью в 15 тыс. га, каждую весну во время половодья затопляло многочисленные поселения, расположенные по его берегам. Желание увеличить площадь земли, пригодной для земледелия, побудило римлян приступить к проведению водоотливной штольни. Этой работой были заняты 30 тыс. рабов в течение 11 лет. Для ускорения проведения штольни работа велась встречными забоями, для чего по направлению штольни было пройдено до 40 вертикальных стволов глубиной 80-120 м и еще большее число наклонных стволов под углом в 16-20°. Штольня проходилась 3-х метровой высоты и 1,8 м ширины. Через 11 лет проведение штольни было закончено и это сооружение предохраняло в течение многих столетий окрестных жителей от наводнений.

В новую эру горное дело эволюционирует уже под влиянием развивающегося естествознания. Место несовершенных попыток эмпирического характера уступает целесообразному и правильному пользованию дарами природы, вследствие чего происходит коренное изменение всего материального быта. С успехами химии было открыто много новых элементов и соединений, найдены новые выгодные применения полезных ископаемых.

Первые геологи того времени изучают особенности залегания полезных ископаемых, облегчая эксплуатацию месторождений. Успехи физики и развитие машинной техники позволяют проникнуть в глубокие недра земли, повысить производительность труда и уменьшить его стоимость. Изучение химических и физических свойств полезных ископаемых позволяет классифицировать минералы по технологическому принципу воздействия на них при добыче (металлы и руды, горючие вещества — ископаемые угли и углеводороды, соли и т.д.).

С формированием феодальных отношений объемы горного производства, особенно в Европе, увеличиваются. В начале VIII в. начали производить добычу железных руд в Штирии. В больших масштабах начали осуществлять разработку полиметаллических руд в Богемии, на реке Рейн. В ХШ веке в Европе начинается подземная добыча каменной соли методом растворения. Например, в России в XIV в. для добычи растворов соли на соляных промыслах, расположенных по реке Северная Двина, бурили скважины диаметром до 800 мм и глубиной до 100 м.

Если говорить об эволюции социально - трудовых отношений, то всё ещё сохранялся подневольный характер труда горняков. С IV-V вв. н.э. в Европе появляются первые государственные предписания о прикреплении горнорабочих к горным разработкам и наследовании горного занятия, подобно колонату в земледелии. Условно «свободные» горнорабочие вместе с каторжанами всё чаще выступали против владельцев рудников и уклонялись от работ.

С XI-XII веков в странах Европы стали формироваться крупные города — центры ремесленной деятельности горняков (в Чехии, Саксонии, Франции и др.). Как правило, сельские горняки — ремесленники превращались в горожан. Города добиваются от феодалов так называемых горных свобод. Например, Ийглавский рудник в Чехии, около которого возник город Ийглав, известен тем, что здесь в 1249 г. король Вацлав I установил впервые в истории горное законодательство — «Горное право». Согласно ему, нашедший пригодную руду, получал в пользование горный отвод размером более 9 тыс. кв. м и был обязан заложить не менее трех шахт. Собственник — король, или местный феодал взимал с горняка одну десятую часть добываемого сырья. Начиная с XIII столетия появляются первые законодательные акты, касающиеся горного дела, например, Хемницкие горные законы, Кутноярский декрет, Фрайбергские законы и др.

Значительное развитие горный промысел получил на юге Европы, особенно в некоторых частях Германии. Из Германии горный промысел подвигается к северу и востоку. С началом религиозных войн в Германии местные шахтеры и металлурги эмигрируют в Испанию, в Новый Свет, и, что важнее всего, в Англию, где они заложили технические основы ее будущего богатства. Практически все новации в горнозаводском деле (доменные печи и оборудование для них, штольни, вентиляционные системы, шахтные подъемные машины и насосы для водоотлива, опыт специалистов) — все это было заимствовано Англией у Германии.

Достижением Англии в XVII в. явилось широкомасштабное внедрение этих новшеств. Размеры новых промышленных пред­приятий, рост численности работников, крупные по сравнению с другими странами капитальные вложения в новые предприятия, начало добычи и использования ископаемого угля — эти и другие факторы способствовали превращению Англии чуть позже в родину промыш­ленной революции.

По сравнению со столь широким географическим распростра­нением горного дела представляются незначительными достигнутые в то время успехи горнозаводской техники. С одной стороны, доходность горного промысла была стимулом к занятию им большого числа людей, с другой, частые войны, неуверенность в личной безопасности, труд­ности сообщений, недостаток в водоотливных средствах, сравни­тельная редкость нахождения богатых руд, неумение обогащать бедные руды не создавали потребности для усовершенствования горно­заводской техники. Орудия и способы добычи полезных ископаемых оставались те же, что и в древности и производительность работ — такой же ничтожной, как и ранее. В руках рудокопов по-прежнему имелись только кирка, молоток и огонь.

Важным успехом металлургии в то время (XV в.) следует признать изобретение чугуна, тогда впервые появились чугунные пушечные ядра и каминные решетки.

Большие географические открытия XV-XVI вв. отразились на конъюнктуре европейского рынка горнопромышленной продукции. Открытие Америки Христофором Колумбом и морского пути в Индию Васко да Гама стало причиной наводнения европейских рынков благо­родными металлами по гораздо более низким ценам, что вызвало кри­зисные явления на рынках этих металлов и разорило многих местных владельцев горнозаводских промыслов.

Со временем кризис был преодолен благодаря целому ряду усовершенствований в области техники в XVI в. Изобретенный в Америке в 1550 г. процесс амальгации значительно облегчил извлечение серебра из бедных руд и тем способствовал интенсификации их разработки. В 1570 г. было изобретено мокрое толчение и обогащение бедных руд промывкой получающегося шлама; вскоре затем была введена отсадка руд на решетах, благодаря чему появилась возмож­ность добывать более бедные руды.

Применение конного ворота для подъема грузов и изобретение машин для подъема воды из шахт значительно облегчили выполнение рудничных работ, заменив часть ручной работы машинной.

Изобретение книгопечатания отозвалось довольно быстро и на горном деле. В 1530 г. Георгий Агрикола выпустил первое научное сочинение под заглавием «Bermannus sive de re metallica» («Берман о горнорудном деле»), а в 1556 г. — сочинение по горному делу: «De re metallica» («О горном деле и металлургии», перевод которого на немецкий язык и издание было осуществлено в 1557 г.). По сути дела, с этого периода зарождается горная наука и обмен научно-практи­ческим опытом между специалистами - горняками. Примерно в этот период в Московское царство из-за рубежа начали приглашать первых специалистов - горняков.

Технический прогресс в области горного дела активизировал европейскую экономику. В Германии, других странах получает развитие металлургическое производство (изготовление жести, железной проволоки и др.), шерстяная промышленность, выделка кож, бумажная промышленность, оружейная и др. Оживились перевозки и коммерция. Коммерция создавала значительные сети кредита, организовывались крупные международные товарищества, например «Великое общество» («Magna Societus»).¹⁷

Экономический бум в центре Европы обусловил дефицит собственного горнорудного сырья. С этого времени начинается экспорт железа и меди из Швеции и Норвегии; вскоре экспортером железа стала Россия. Золото, серебро и медь ввозили из Америки, Китая и Японии, олово — из Сиама. Не были забыты и южноамериканские месторождения, например месторождения ртути в Перу, серебра — в Перу и Бразилии и др. Развитие горных промыслов в этот период создавало предпосылки для колонизации мировых территорий и создания транснациональных горнопромышленных компаний.

Например, в области Брешиа (Италия) в начале XVI в. в горно -металлургической отрасли трудилось, включая рудокопов и землекопов, повозчиков руды, рабочих у печей, кузниц и водяных колес, оружейников, скобянщиков и т.п. более 60 тыс. человек. Одних оружейных фабрик было около двухсот.

Горнозаводское производство начинает приобретать некоторые черты рыночного хозяйства. Благодаря войнам возрастал спрос на кирасы, мечи, пики, аркебузы, пушки и железные ядра. Во времена затишья между войнами из железа и чугуна изготавливали кухонную утварь, плужные лемеха, чугунные плиты и др. Возрастающая потребность в продуктах горнозаводской деятельности влекла за собой концентрацию производства, правда, пока еще слабую и эпизодическую, поскольку были трудности со снабжением сырьем, топливом, транспортом и т.п.

В средневековый период происходят существенные сдвиги в эволюции социально-трудовых отношений. Европа XVI-XVIII вв. была уже освобождена от «язвы» рабства, но все люди, за исключением богатых и могущественных, были жестко прикреплены к своему положению, связанному с тяжким трудом. Например, шотландский горнорабочий только в 1775 г. был освобожден, законом от «пожизненного контракта» с шахтой, по сути дела до этого он был настоящим крепостным. Проклятием Европы в этот период было огромное количество люмпен - пролетариата, которые жили чуть выше «порога бедности». Порогом бедности считался тогда такой уровень жизни, когда «дневной заработок, расходуемый на питание, был равен затратам на хлеб; он оказывался перейден, когда этот заработок бывал ниже».

Если на тяжелых работах в руднике использовался труд каторжан и низкооплачиваемых местных рудокопов, то для квалифицированной работы начинают приглашать чужеземных специалистов. Тем самым впервые начинают проявляться специфические особенности горного производства, связанные с истощением месторождений полезных ископаемых: горняки мигрируют в другие регионы, вступают в межэтнические связи и т.п. Начинают формироваться предпосылки социально-трудовых отношений, основанных на природе наемного труда, форм собственности горного промысла и способов управления этой собственностью.

Георгий Агрикола в своем классическом труде «О горном деле и металлургии» 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. п.

Собственно о горнорабочем лишь замечено, что «...весь рабочий люд крепок и рожден для работы. Это, прежде всего, забойщики, навальщики, откатчики и рудокопы, дробильщики, промывальщики,  плавильщики... Рабочих,  замеченных штейгером 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...» .

Что касается жизненного уклада горнорабочих, описание Г. Агриколы еще более кратко — «...по субботним дням они не работают, а заняты приобретением жизненных припасов. Они по издревле установившемуся порядку не работают по воскресным и праздничным дням, посвящая их церковным делам. Однако рабочие не прекращают работу, если их труда требует настоятельная нужда..., в таких случаях работать в праздник не считается делом, противным религии».

В XVI-XVII веках в Европе начинают формироваться институ­циональные основы цивилизованных отношений между горнорабо­чими и собственниками горных предприятий. Эти отношения мате­риально воплощались в форме объединений работодателей — собст­венников рудников, касс взаимопомощи для выдачи пособий рабочим во время болезней, 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.

В работе отмечается, что в горных районах Германии иногда все население с такой страстью отдавалось добыче благородных металлов, что занятие земледелием совсем прекращалось, в стране наступал сельскохозяйственный кризис, и власти порой применяли насиль­ственные меры для возвращения земледельцев к пашням.

«Свободный» труд наёмных горнорабочих появился 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 всё чаще прибегать к услугам наёмного труда. Например, в горнопромысловых районах Мексики, было рассеяно больше 3 тысяч, чаще всего небольших рудников, на которых работало в XVI в. около 11 тысяч горняков и около 70 тысяч — в XVIII веке. Это были индейцы, метисы, белые, которые к тому же перемешивались. Рост 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» — как хозяева рудников, так и горно­рабочие были беззаботны и расточительны. Все ужасы тяжёлого 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 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.

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.) начинает впервые читать проповеди по горнозаводскому производству. Большую роль сыграли для развития горнозаводской промышленности специальные учебные заведения. Первой в мире была образована горная академия во Фрайберге (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 учёных и специалистов того времени. Общество было основано по инициативе учёного-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». Общество объединяло более 140 человек. В него входили: А.Лавуазье, Дж.Уатт, П.С.Паллас, И.В.Гёте и др. В 1789-90 гг. был издан двухтом­ный сборник трудов общества «Горное дело», в котором обстоятельно освещались все наиболее ценные научные достижения того времени. Общество горного дела существовало 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 относятся к 1613 г. во Фрайберге, Верхнем Гарце, Тироле и в Венгрии. 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-XV1II 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 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.

С XVIII в. начинается промышленная добыча ископаемого угля, до тех пор развитая весьма слабо по причине обилия лесов и небольшой потребности в топливе. Потребность в обильном ископаемом твердом топливе начала быстро увеличиваться после изобретения паровой машины — величайшего изобретения на пути индустриализации мировой экономики.

Распространение горнозаводского промысла в мире шло вровень с современными географическими открытиями и улучшениями путей сообщения. Часто рудокопы были »пионерами« цивилизации, как, например, в Северной Америке, Австралии и Южной Африке.

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 (рис. 1.1).

С начала 50-х годов XIX в. Австралия и Новая Зеландия входят в число стран, игравших важную роль в мировой добыче золота. С 70-х годов Австралия и Тасмания формируют мировой рынок добычи олова. В 1866 г. был случайно найден первый алмаз близ поселения Кимберли в Южной Африке. К 1872 г., всего за шесть лет, общая масса добытых алмазов составила 1 млн. карат. В 1888 г. начинается добыча золота в Трансваале. Добыча алмазов и золота круто изменила историю южной части африканского континента. Южно-Африканская республика к концу XIX в. превращается в одну из самых мощных горнодобывающих стран мира.

В 1885 г. при постройке Канадской железной дороги было открыто огромное месторождение никеля. В 18% г. на реке Юкон начинается «золотая лихорадка», все страсти которой живописал в своих произведениях писатель нашего детства Дж.Лондон. Кстати говоря, термин «золотая лихорадка» родился в России. Так современники назвали открытие и освоение россыпных золотоносных месторождений на Урале в 20-х годах XIX века.

В 1814 г. уральский горняк Л.И. Брусницын открыл месторождение россыпного золота в долинах рек Березовка и Пышма, разработал рациональную технологию добычи и создал промысловое оборудование собственной конструкции. Вскоре россыпные месторождения золота были открыты сразу в нескольких горных округах Урала. Только в начале 20-х годов уральская горная администрация зарегистрировала около 300 золотоносных приисков. В середине XIX в. Россия, благодаря открытию богатейших месторождений золота на Урале и в Сибири, обогнала все страны мира и давала почти половину мировых объемов его добычи (в 1847 г. - 47%).

До «золотой лихорадки» на калифорнийских и австралийских золотоносных россыпных месторождениях Россия была главным производителем золота на мировом рынке. К концу XIX в., в связи с созданием Транссибирской магистрали, в ожидании своего развития находилась огромная и совершенно неосвоенная для горного промысла российская Сибирь, недра которой, как выяснилось позже, таят в себе огромные по составу и количеству запасы полезных ископаемых.

Таким образом, горное дело на протяжении своей длительной истории   эволюционировало   под   влиянием   все   возрастающих потребностей человека в веществах и материалах, получаемых из полезных ископаемых. В доиндустриальную эпоху (до середины XIX в.) малый спрос на минералы и получаемые из них продукты удовлет­воряли небольшие, по современным понятиям, примитивные горно­заводские промыслы.

Только в XIX в., который по праву называют «веком пара», когда механические приспособления, применяемые в технике, получили необыкновенное разнообразие, одно изобретение быстро следовало за другим, а конец этого века ознаменовался открытием электричества^ приходит окончательное понимание важности полезных ископаемых для удовлетворения все более возрастающих потребностей современного человечества. В связи с индустриализацией мировой экономики горнозаводской промысел превращается в глобальную по географическим и экономическим факторам отрасль промышленного производства.

В связи с увеличивающимся спросом на минеральное сырье горнозаводское дело диверсифицируется. Выделяются в отдельные самостоятельные отрасли горнодобывающей промышленности: каменноугольная, железорудная, нефтяная и др., что означало качественные изменения в горном деле.

К концу XIX в. общая среднегодовая стоимость всех добываемых в мире полезных ископаемых исчислялась огромными суммами. По объемам и стоимости горнопромышленной продукции, произве­денной, например, в 1895 г., первое место уже тогда принадлежало ископаемому углю (54%), второе — железу и стали (более 20 %).

Германия с богатейшими традициями горного дела, благодаря глубоким политическим и экономическим реформам в заключительной части XIX в., проведенным «железным» канцлером О. Бисмарком, по многим экономическим и техническим показателям вышла на первое место в мире. Интенсивное развитие мировая горная промышленность получает в XX в., причем темпы ее роста опережали темпы роста численности населения земного шара и основных показателей мировой экономики.

Академик В.И Вернадский отмечал, что по мере своего прогресса человек использовал все большее количество химических элементов. До XVII в. — 19 химических элементов, в XVIII в. — 28, в XIX в. — 50 и в начале XX в. — 59 элементов. В XX в. количество и объемы используемых химических элементов возросли.

Информация в лекции "1 Введение" поможет Вам.

В XX в. было использовано 80-85% нефти, около 50% угля и железных руд, добытых человечеством за всю историю. При этом на экономически развитые страны, в которых проживает 16% населения планеты, приходилось 55-56% потребления добываемой в мире нефти, 50% — газа, 23—25% — угля, более 80% — урана, 43% — железных руд, 70-80% — меди и свинца, от 50 до 80% — олова, вольфрама и молибдена и т.д.

К концу XX в. (1996 г.) при численности населения земного шара почти в 6 млрд. чел. производительность мировой горной промышлен­ности в стоимостном выражении составляла уже около 40 долл. США на одного жителя планеты. По стоимости добытых минералов (твердых полезных ископаемых) первое место по-прежнему осталось за ископаемым углем — 37,4%, второе — за благородными металлами и алмазами — 31,8%, третье — за горнорудной промышленностью — 25,5% (рис 1.3).

Одна из существующих точек зрения на роль минерально-сырьевого комплекса в XXI в. предполагает постепенное сокращение объемов добычи полезных ископаемых при переходе от индустри­ального к постиндустриальному обществу. В связи с фундаментальными изменениями в мировой экономике, промышленное производство будет становиться все менее материалоемким; количество сырья, требующееся для произ­водства единицы продукции, будет снижаться, что, в свою очередь, при­ведет к снижению спроса на все виды минерального сырья. Также, в этой связи, снизится уровень занятости лиц физического труда, который вытеснят капиталы и знания. Осуществится переход от реальной эконо­мики (производство товаров и услуг) к «виртуальной», или, как еще говорят, «экономике символов» (движение капитала, валютные курсы, потоки кредитов и др.). Возможно, этот прогноз сбудется, но не так скоро. Еще длительное время потребности растущего народонаселения будут удовлетворяться за счет добычи полезных ископаемых.

В начале первого тысячелетия новой эры на Земле жило 300 млн. человек. К его окончанию население планеты увеличилось всего лишь на 10 млн. человек. К 1500 г. землян стало 500 млн. человек. В начале XX   в. на земном шаре обитало около 1,5 млрд. чел., в середине 20-х годов — 2 миллиарда человек. Примерно в 1950 г. начался всемирный демографический бум, связанный в основном с тем, что в слабо развитых странах резко сократилась смертность. В октябре 2000 г. Организация Объединенных Наций объявила, что на Земле живет 6 млрд. чел., а к 2050 г. по прогнозу численность землян может составить 9 млрд. человек. Среднестатистический образ жителя планеты сегодня — это 26-летняя китаянка, в середине XXI     в. — жительница Индии 39 лет от роду. Нынешний «угольный рекордсмен» — Китай с населением более 1,2 млрд. чел. должен будет уступить пальму первенства Индии (так же угледобывающей стране), население которой увеличится с 1,0 до 1,53 миллиарда человек.

Рост численности населения породит множество энергетических, продовольственных, экологических и других проблем. Предварительные данные по итогам XX в. свидетельствуют, что энергоемкость производства увеличилась в течение века в 12 раз, а материалоемкость — в 9 раз.

Ископаемый уголь в промышленных объемах потребовался в индустриальную эпоху, с началом нового «железного века» (XVIII-XIX вв.), когда чугун, железо и сталь стали производиться и потребляться в. неизмеримо больших масштабах. Новый «железный век» вызвал к жизни «эру ископаемого угля».