Создание теории горного давления

Значительные успехи, ценные для горного дела, горной науки, были обусловлены в этот период исследованиями механических свойств горных пород и закономерностей горного давления благодаря трудам русского ученого М.М. Протодьяконова (1874—1930).

Михаил Михайлович Протодьяконов родился 22 сентября 1874 г. в Оренбурге. Он, как и почти все выдающиеся профессора, блестящие горные инженеры, геологи, металлурги - выпускники горных институтов, не был выходцем из самых состоятельных слоев населения России. Отец его был педагогом. Из-за ограниченности в средствах существования семья Протодьяконовых вынуждена была часто переезжать с места на место в поисках лучших условий жизни, а позже — чтобы иметь возможность дать детям образование. В Уфе Протодьяконов окончил классическую гимназию. Учился он отлично и числился кандидатом на получение золотой медали. Однако медали он не получил, так как на Выпускном экзамене неожиданно перепутал оду Державина с одой Ломоносова.

Всю свою жизнь, начиная с детских лет, Протодьяконов отличался слабым здоровьем, он страдал тяжелым недугом — искривлением позво­ночника, и это было причиной его постоянных физических и моральных страданий.

В 1893 г. он поступил в Петербургский университет, на физико-математическое отделение. Проучившись один год, он перевелся в Пе­тербургский горный институт. Тяга к профессии горного инженера могла объясняться и впечатлениями, полученными в детстве и юности при проживании вблизи горных предприятий на Урале.

В студенческие годы М.М. Протодьяконов постоянно бедствовал. Небольшая материальная помощь отца продолжалась недолго. Он вынужден был в дальнейшем, не прерывая учебы, давать частные уроки, заниматься переводной работой. Все это оплачивалось весьма скудно. Он вступил в Пермское студенческое землячество, которое было организовано студентами - выходцами с Урала и из приуральских губерний. Землячество помогало своим студентам подыскивать работу и выдавало небольшие ссуды.

Будучи студентом, А.А. Протодьяконов стал активным членом социал-демократического студенческого кружка. У него хранились социал-демократические прокламации, он был непременным участником студенческих выступлений и входил в состав «троек», обычно руководивших студенческими забастовками. Поэтому не случайно в 1899 г. через несколько дней после получения диплома горного инженера он был арестован по подозрению в принадлежности к социал-демократической организации. Полгода А.А. Протодьяконов просидел в тюрьме, после чего был выпущен под надзор полиции с запрещением состоять на государственной службе.

В 1900 г. он устроился на работу на должность заведующего свинцовым рудником частного Терского горнопромышленного общества на Северном Кавказе. Работал он весьма успешно.

Через четыре года Протодьяконов смог приступить к осуществлению своей давней мечты о научной работе, об исследованиях по проблемам горного дела. Он оставил свой высокооплачиваемый пост на руднике Терского горнопромышленного общества и был принят на скромную низкооплачиваемую должность ассистента на кафедре горного искусства в Екатеринославском высшем горном училище. В лице заведующего кафедрой профессора A.M. Терпигорева М.М. Протодьяконов приобрел не только высококвалифицированного учителя, но и друга, быстро оценившего способности, интерес к науке, трудолюбие своего ученика.

В ноябре 1905 г. администрация училища по рекомендации A.M. Териигорева командировала Протодьяконова за границу для усовершен­ствования в горных науках. Ему пришлось ехать на собственные, весьма скромные средства, так как училище средств на командировку не смогло выделить. Он ознакомился с организацией горных работна многих предприятиях Германии, Австрии, Италии и Испании.

Вернувшись на Родину, Протодьяконов продолжил научную и педагогическую работу и в течение двух лет подготовил и защитил диссертацию на тему «Давление горных пород на рудничную крепь». 2 мая 1908 г. Ученый совет Екатеринославского высшего горного училища единогласно избрал его экстраординарным профессором по кафедре горного искусства. Это был один из редких случаев быстрого (сразу из ассистентов в профессора) восхождения по служебной лестнице в институте.

М.М. Протодьяконов создал оригинальную теорию горного давления и стал признанным основоположником учения о крепости горных пород, которое впервые изложил также в своей диссертации в 1907 г.

Для повышения производительности работ по отделению горной породы от массива, по ее разрушению важное значение имеет точное определение крепости горных пород. До 1907 г., то есть до исследований по этому вопросу Протодьяконова оценка крепости горных пород производилась лишь качественно, без численной ее характеристики.

М.М. Протодьяконов впервые создал сводную таблицу относительных числовых коэффициентов крепости горных пород и предложил положить ее в основу расчетов процессов добывания горных пород и крепления горных выработок. Коэффициенты крепости горных пород Протодьяконова стали широко применяться как в горной науке, так и на производстве.

На основании своей теории горного давления М.М. Протодьяконов создал учение о рудничном креплении горных выработок (опубликовано в 1909          г. в «Горном журнале» в статье «Давление горных пород на рудничную
крепь»). По его наблюдениям, правильно выбранная схема сил, действующих в породах вблизи выработки, может привести к нахождению простых и достаточно точных способов расчета горного давления на крепь. Впервые в горной науке им был разработан математический аппарат и даны формулы
для расчета.

Теория М.М. Протодьяконова горного давления на горные выработки не охватывала все их виды, не отвечала на все вопросы, но она получила широкое практическое применение в соответствующих случаях и сыграла большую роль как основа дальнейшего развития аналитических методов исследований и определения горного давления.

1908—1914 годы были периодом самой плодотворной педагогической и научной деятельности Протодьяконова, периодом расцвета его творческих сил и таланта. В эти годы он принимал активное участие в создании многотомного капитального труда «Описание Донецкого бассейна». Одновременно с преподаванием в Екатеринославском высшем горном училище он  пишет книги, статьи, участвует в работах разных научных комиссий по обследованию угольных шахт Донбасса, выступает на съездах и совещаниях по вопросам развития горной промышленности.