История и БЕЗОПАСНОСТЬ ГОРНЫХ РАБОТ

Горная энциклопедия, тт. 1–5. М., 1985–1991
Минеральные ресурсы мира. М., 1997

Истоки горного дела уходят в доисторические времена, когда человек впервые занялся поиском кремней и их обработкой для использования в качестве скребков, ножей, наконечников для копий и других изделий. Позже орудия труда стали ковать из меди. Для ее извлечения медесодержащие породы истирались с помощью более твердых камней. В других случаях эти породы разрушали нагреванием на огне, а затем охлаждением водой. Позднее аналогичным образом стали добывать золото, серебро и некоторые драгоценные камни. Добыча камня для древнеегипетских пирамид велась примитивными способами. Первоначально твердыми каменными рубилами в породах создавались узкие врубы, затем в них вставляли деревянные клинья, которые пропитывались водой до тех пор, пока они не разбухали и не раскалывали породы на отдельные блоки.

До изобретения письменности горное искусство уже прошло долгий путь. В библейские времена выплавка железа из руды была уже сложившимся ремеслом, возникшим благодаря случайному открытию способа получения железа в результате воздействия на железную руду раскаленного древесного угля. Рудники в библейский период систематически разрабатывались с помощью весьма несовершенных орудий. Изучение многих горных выработок того времени показало, что, несмотря на отсутствие надлежащего оборудования, добычные работы проводились в очень большом объеме.

Около 700 н.э. на Ближнем Востоке медь и золото выплавляли в продуваемых ущельях в горнах из огнеупорного материала, внутрь которых помещали руду и древесный уголь. Индейцы на севере Мичигана задолго до первых белых поселенцев выплавляли медь из руды, используя в качестве топлива и восстановителя дрова.

Еще древние греки и римляне, в том числе Страбон и Плиний Старший, подробно описывали методы горных работ. Один из первых источников информации о горном искусстве – труд Г.Агриколы О горном деле и металлургии (De re metallica; рус. перевод 1962, кн. 1–12) – был опубликован в 1556. К 16 в. технология горных работ была достаточно развита. Разрушение скальных пород выполнялось путем попеременного нагревания и резкого охлаждения водой. Этот метод применялся для вскрытия залежей и добычи полезных ископаемых. Подземные выработки обычно укреплялись лесоматериалами и каменной кладкой.

На ранней стадии развития горного дела разведывались и разрабатывались наиболее богатые месторождения с высоким содержанием металла. По мере совершенствования способов добычи руды и извлечения из нее металлов стали использовать более бедные руды, относимые ранее к пустым или малоценным породам, в связи с чем многие заброшенные рудники возобновляли свою работу. В горной промышленности стало почти аксиомой, что сегодняшние пустые породы могут завтра оказаться рудами.

В Новом Свете становление горного дела происходило медленно. До появления европейцев индейцы эпизодически вели открытую разработку медных руд в районе Великих Озер и в Аппалачах. В 1790 Б.Франклин, обосновывая введение бумажных денег, заявил: «Золото и серебро не производятся в Северной Америке, не имеющей рудников». Однако позднее и там были найдены месторождения драгоценных металлов и железных руд. С 1798 началась непрерывная эксплуатация Миссурийского свинцового пояса, открытого в 1720.

В 1845 были обнаружены железные руды в районе озера Верхнего. В 1852 были открыты месторождения коксующегося угля, а в 1859 доказана его применимость для выплавки железа. Эти открытия содействовали развитию железнодорожного транспорта; рост дорожной сети стимулировал расцвет горной промышленности.

Это происходило в то время, когда в Европе добыча сырья на многих долго эксплуатируемых рудниках уже шла на убыль. Политико-экономический климат в США благоприятствовал свободному предпринимательству, благодаря чему происходил быстрый рост производства. В 18 в. Америка ввозила почти всю необходимую ей горно-металлургическую продукцию, а в 19 в. сама стала крупным экспортером основных металлов и минерального сырья.

После открытия в 1848 месторождений золота в Калифорнии последовали многочисленные открытия месторождений руд меди, свинца, цинка и других металлов. Поиски полезных ископаемых стали вестись в тундре и суровых северных районах Канады. Использование паровой и электрической энергии способствовало изобретению и производству промышленного оборудования. Развитие горнодобывающей техники обеспечивало удовлетворение растущих потребностей в минеральном сырье и позволило разрабатывать месторождения горных пород, добыча и переработка которых ранее считалась нерентабельной.

По мере развития промышленности возрастали объемы потребления основных металлов – железа, меди, свинца, цинка, золота и серебра. Вырос также спрос на уголь, серу, фосфаты, гипс, цементное сырье и другую продукцию горного производства. Нашли свое применение в промышленности многие из менее распространенных металлов, такие, как сурьма, кадмий, кобальт, никель, ртуть, вольфрам и ванадий. Можно ожидать, что и другие малозначимые в настоящее время материалы в будущем приобретут жизненно важное значение (как, например, это произошло с ураном в 1942, когда его уникальные свойства были впервые использованы в ядерных реакциях).

После Второй мировой войны началась интеграция мировой экономики и значительно возросла роль горнодобывающей отрасли промышленности

Опасности при горных работах. При добыче полезных ископаемых наибольшую опасность представляют: обрушение кровли или вывалы горных пород, горные удары, внезапные выбросы угля и газа, несчастные случаи при откатке, опасности, связанные с неисправным оборудованием, а также взрывы и пожары в выработках, опасных из-за пыли и газ

Наибольшее число жизней уносят обрушения кровли или вывалы горных пород. Даже из кровли выработок, по результатам регулярных обследований кажущейся устойчивой, часто происходят вывалы горных пород. Для уменьшения тяжести последствий, связанных с этим типом несчастных случаев, используются защитные каски из пластика или алюминия. Применение специальной обуви со стальными набойками и фиксацией стопы позволяет избежать травм ног. Для уменьшения ущерба, причиняемого обрушениями кровли, разработаны усовершенствованные системы анкерной крепи с механическим закреплением и сплошной заделкой болтов, датчики давления для измерения нагрузки на целики и искусственную крепь, а также кабины и козырьки для защиты операторов, управляющих оборудованием. Развиваются системы предупреждения об обрушениях кровли, внедряется дистанционное управление горными машинами и механизмами.

Второе место по частоте жертв и числу травм удерживают несчастные случаи при транспортировке полезного ископаемого. Транспортное оборудование в горных выработках в высокой степени механизировано; аварии из-за механических поломок случаются редко. Доминирующим в несчастных случаях при откатке оказывается человеческий фактор. К числу мер, предпринимаемых для предотвращения несчастных случаев, относится организация сигнальных систем и камер-убежищ от транспортного потока. Для уменьшения опасности, связанной с использованием неисправного горного оборудования, проводятся его регулярные технические осмотры и профилактическое обслуживание, а также инструктаж обслуживающего персонала. Возрастающее потребление электроэнергии в горных выработках повышает вероятность пробоя силовых кабелей. Для уменьшения вероятности такой опасности используются кабели с пластиковым и другими видами покрытий.

Общее число жертв взрывов и пожаров на шахтах не столь велико, однако всего один пожар или взрыв может унести множество жизней. Для предотвращения взрывов в шахтах, опасных по пыли и газу, постоянно совершенствуется система вентиляции, используются вспомогательные вентиляторы в комплексе с горными комбайнами для непрерывной добычи. Разбрызгиватели воды (оросители), установленные на врубовых машинах и комбайнах для поточной работы, не только осаждают содержащуюся в воздухе пыль, образованную в процессе отбойки угля, но служат также для создания водяной завесы, отклоняющей засоренный пылью воздух от оператора и направляющей его в отводящую вентиляционную выработку. Применение систем непрерывного автоматического контроля взрывоопасного метана подтвердило их надежность. Когда концентрация метана достигает критической величины, происходит автоматическое отключение всех механизмов, работающих на опасном участке. Определить присутствие метана и недостаток кислорода можно по пламени в переносной рудничной лампе. Если концентрация метана в воздухе опасна, то пламя лампы заметно выше и ярче, а в случае дефицита кислорода оно гаснет. Пределы взрывоопасной концентрации метана в воздухе составляют 5–15%. Современные шахтеры снабжены переносными детекторами метана, показывающими концентрацию этого газа, а также самоспасателями, обеспечивающими автономную подачу воздуха для дыхания в течение часа. В этом приборе имеется устройство замкнутой циркуляции, позволяющее шахтеру дышать даже в атмосфере, зараженной токсичными газами или дымом, или в условиях недостатка кислорода.

Сравнение с искусством, в свою очередь, позволяет более точно раскрыть сущность современной философии техники: «На современном уровне знания, как известно, отличают строительную технику от строительного искусства, технику живописи от искусства живописи, технику любви от искусства любви, различают технику и искусство руководства людьми, технику ведения войны, игры на фортепиано, ведения бесед и т.д. Если общее в них заключается в том, что постоянно существующее естественно заданное изменяется или же формируется согласно определенной цели, то отличающее их друг от друга относится к принципиальному смыслу поставленных целей. Если мы имеем в виду искусство, то цель здесь явно заключается в выражении или образном отражении определенного идейного содержания; в технике же речь идет главным образом о пользовании природой» . С позиций Ф.т. техническая деятельность направлена не только на постижение действительности, но и на ее преобразование в соответствии с нуждами человечества. Техника стремится господствовать над природой, сделать ее свободно доступной для осуществления человеческих целей, а это требует знания и понимания процессов, происходящих в природе. Одно из направлений Ф.т. — анализ технического развития в контексте глобальных проблем современности. Развитие техники на пороге 21 в. все более остро проявляет двойственный характер ее достижений. С одной стороны, без техники невозможно представить развитие человечества, а с др. — техника есть мощная сила, способная вызвать самые негативные, даже трагические последствия. Неуправляемая технологическая экспансия вызвала широкую полемику на Западе. 1960-е гг. стали вехой в нарастании кризисного сознания эпохи. Это время пришло на смену повальному увлечению техникой, преклонению перед успехами НТР и отмечено изменением соотношений в системе «общество — техника — природа», возрастанием общественного беспокойства, массовыми выступлениями молодежи, движением «зеленых» в защиту окружающей среды. Многие исследователи в области Ф.т. всерьез заинтересованы такими проблемами, как социальные последствия технического развития, этические проблемы и особенности современной «технотронной эры», формирование системы ценностей в индустриальном и постиндустриальном обществе, техническое образование и воспитание. Эти проблемы затрагивают интересы всего человечества. Причем опасность заключается не только в необратимых изменениях природной среды: прямое следствие этих процессов — изменение самого человека, его сознания, восприятия мира, его ценностных ориентаций и т.д. Гуманитарная составляющая в современной зап. Ф.т. представлена такими именами, как Мэмфорд, Ор-тега-и-Гасет, Хайдеггер, Эллюль. Проблемы технического развития и его социальные последствия волновали Бердяева и др. рус. философов. Трагическое видение будущего они связывали с достижениями научно-технического прогресса, во многом определившими стандартизацию общественной и личной жизни человека, ограничение его свободы, превращение личности в бездушный автомат, утрату духовности. Один из центральных вопросов Ф.т. — роль технической интеллигенции в современном мире. В середине 20 в. широкое распространение получила т.н. технократическая концепция. По мысли Т. Веблена («Инженеры и система цен», 1921), в 20 в. техническим специалистам надлежит объединиться и занять ключевые позиции в промышленности, осуществляя рациональное управление обществом. Идеи Веблена поддерживали А. Берл, А. Фриш и др. В 1960—1970-х гг. идею технократии развивал Дж.К. Гэлбрейт («Новое индустриальное общество» и «Экономические теории и цели общества»). Основное понятие концепции Гэлбрейта — «техно-структура» — обозначает складывающуюся в обществе иерархию технических специалистов, людей, владеющих техническим знанием. Идеи технократии стали также основой концепций «технотронного общества» (З. Бжезинский), «постиндустриального общества» (Д. Белл), в которых нашли отражение важные перемены в организации и управлении современным обществом и производством. Долгое время техницистские прогнозы развития общества казались достаточно реальными. Втор. пол. 20 в. отмечена невиданными научно-техническими достижениями, повышением производительности труда и уровня жизни в ряде стран мира. В то же время неограничиваемое развитие техники привело к необычайному обострению многих проблем, грозящих человечеству мировой катастрофой. Это значительно умерило оптимистическое восприятие результатов научно-технического прогресса. Сегодня в рамках Ф.т. проблема технократии стоит очень остро. Критики технократии убеждены, что философия с помощью своих фундаментальных социологических, этических, философско-правовых установок и интерпретаций может убедить общество в неприемлемости технократической перспективы прогресса. В обществе «технической цивилизации» (О. Шельски) человек не только является «конструктором мира», но и становится объектом конструирования. С этих позиций Ф.т. подходит к оценке роли технической интеллигенции в развитии техники в современном мире и управлении ею. На протяжении веков научная и техническая деятельность считалась морально нейтральной (в силу непредсказуемости последствий того или иного открытия, изобретения). Поэтому вопрос об ответственности ученого или инженера вообще не ставился. Сегодня один из центральных вопросов Ф.т. — ответственность ученого и инженера. Обращаясь к проблеме «выживание с техникой», Ф.т. ищет выход в осознании ответственности ученых, инженеров, техников. Отмечается, что сегодня, как никогда прежде, необходимо больше ответственности, разумной меры в обращении с техникой, окружающей средой и т.д. Современная Ф.т. видит в качестве своих первоочередных задач обращение человека к пониманию меры ответственности в техническом и индустриальном мире.