Введение. V. Учебно-материальное обеспечение. V. Учебно-материальное обеспечение

VI. Текст лекции

V. Учебно-материальное обеспечение

Нормативные правовые акты

Периодические издания

8. Горный информационно-аналитический бюллетень. Научный журнал. – до 2013 г.

9. Горный журнал. Научный журнал. – до 2013 г.

10. Правила охраны недр(ПБ-07-601-03). Утв. постановлением Госгортехнадзора РФ от 6.06.2003 г. №71 (ред. от 30.06.2009). [Электронный ресурс]. – Доступ в локальной сети НТБ: СПС Консультант +.

11. Правила безопасности при строительстве подземных сооружений (ПБ 03-428-02). Утв. постановлением Госгортехнадзора РФ от 2.11.2001 г. №49 (действующие). [Электронный ресурс]. – Доступ в локальной сети НТБ: СПС Консультант +.

12. Правила безопасности в угольных шахтах (ПБ 05-618-03). Утв. постановлением Госгортехнадзора РФ от 5.06.2003 г. №50 (ред. от 20.12.2010). [Электронный ресурс]. – Доступ в локальной сети НТБ: СПС Консультант +.

Материально-техническими средствами обучения дисциплины являются:

1. Технические средства обучения (мультимедийный проектор, видеомагнитофон, графопроектор, ПЭВМ, видеофильмы, слайды, демонстрационные компьютерные стерео модели, интерактивная доска).

2. Лабораторное оборудование.

3. Коллекции минералов и пород.

4. Наглядные пособия, иллюстрированные стенды, плакаты, геологические карты.

5. Автоматизированный учебный курс (АУК) профессиональной подготовки специалистов военизированных горноспасательных частей, состоящий из электронного учебника - «Автоматизированный учебный курс для подготовки горноспасателей», действующего макета угольной шахты и демонстрационной виртуальной стерео 3D-модели угольной шахты.

(5 минут)

Горное дело (mining engineering) – это область человеческой деятельности, связанная с освоением и использованием недр Земли с целью извлечения полезных ископаемых. Горное дело включает в себя горные науки и горные производства (горную промышленность).

Рассмотрим эти две составляющие горного дела. Горные науки (mining science)- изучают закономерности и причинно-следственные связи горных технологий и горно-геологической условий залегания месторождения. Предметом исследования горных наук являются процессы разработки месторождений полезных ископаемых в тесной взаимосвязи с геологическими условиями их залегания; физические явления и процессы, происходящие в толще горных пород вследствие проведения горных выработок; технологии извлечения полезных ископаемых и их первичной переработки; вопросы строительства горных предприятий; экономику горного производства и комплексного освоения ресурсов недр.

Вторая составляющая горного дела - горное производство или горная промышленность ( mining industry) - совокупность отраслей производства, занимающихся разведкой и добычей полезных ископаемых, а также их первичной обработкой, получением полуфабриката или промышленного продукта. Горное производство/горная промышленность представляет собой комплекс отдельных технологических процессов, находящихся во взаимной связи и зависимости.

Основными принципами горного дела являются технологичность, экологичность, экономичность и безопасность условий труда.

В процессе изучения дисциплин направления «Горное дело» вы должны приобрести знания и умения как по основным горным наукам, так и по технологиям горного производства, получив, тем самым, профессиональные навыки по двум главнейшим составляющим горного дела.

Дисциплина «Введение в профессию» первая дисциплина профессионального цикла, ставящая целью формирование представления о будущей профессии и знакомство с базовыми понятиями процессов горного производства.

В процессе изучения дисциплины вы познакомитесь с горной терминологии и историей развития горного дела, получите представление о процессах комплексного освоения недр, изучите основные схемы горных предприятий и процессов добычи полезных ископаемых, ознакомитесь с основными механизмами и оборудованием при ведении горных работ и базовыми понятиями о безопасности ведения горных работ.

В результате освоения дисциплины вы должны знать:

- горную терминологию и назначение вскрывающих и подготовительных выработок;

- классификационные признаки горных предприятий;

- общие понятия о вскрышных, подготовительных, добычных работах и системах разработки;

- основные технологические схемы ведения подземных и открытых горных работ;

- объекты горного производства;

- виды крепей и принципы крепления выработок;

- понятие о безопасности ведения горных работ.

Уметь:

- отличать функциональное назначение горных выработок;

- классифицировать технологические схемы подземных и открытых горных работ;

- понимать основные процессы производства горных работ;

- определять виды крепей различных горных выработок;

- использовать справочную и иную нормативную литературу по специальности.

Основная часть (170 минут)

Вопрос №1 – «Значение горного дела в экономике и жизни общества». (20 минут)

Мировой спрос на минерально-сырьевые ресурсы растёт из года в год. Вместе с тем, добыча полезных ископаемых сопровождается огромными капиталовложениями, большими энергетическими затратами на добычу, длительными сроками разработками, изменчивыми и, зачастую, труднопредсказуемыми условиями работы и значительной, а, иногда и необратимой, нагрузкой на окружающую среду.

Задачи горного дела являются прикладными и призваны решать как требования отраслевого производства (разработка конкретного месторождения), так и определять перспективные направления технологий добычи, создания механизмов и оборудования, исследования закономерностей поведения горного массива.

Для современной промышленности требуется энергия - газ, нефтепродукты, уголь, торф, различный металл - руды металлов (железные, медные, марганцевые, хромовые, никелевые и другие руды, глинозём), редкоземельные элементы (17 элементов), благородные металлы (золото, серебро, платина, палладий, иридий, рутений, родий, осмий), драгоценные и полудрагоценные камни и минералы.

Для строительства необходимо сырьё (песок, щебень, цемент, отделочные и теплоизоляционные материалы, керамические изделия). Это сырьё называют нерудными полезными ископаемыми. Нерудные полезные ископаемые не имеют общепринятой классификации и под н.п.и. часто понимают горные породы, не содержащие руду, добываемые открытым способом.

Практически ни одна цивилизованная страна без этих ископаемых не может существовать. Страны либор импортируют полезные ископаемые, либо их экспортируют.

Добыча полезных ископаемых определяет влияние на экономику не только добывающей страны, но и на экономику и даже политику других стран.

В течении XX в. численность населения земного шара увеличилась в четыре раза и достигла к июлю 2012 г. около 7 млрд. чел., при этом потребление первичной энергии увеличилось в восемнадцать 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, энергия приливов и т.д.).

Сокращение энергопотребления стало результатом двух противоположных тенденций: значительного роста потребления энергии в нескольких развивающихся странах, в частности в Азии (+4%) и Китая, который стал одним из крупнейших мировых потребителей энергии (18% от общего объема), увеличив его на 8% в 2009 году. Нефть осталась важнейшим энергоресурсом с долей 33%, несмотря на то, что его доля постоянно уменьшается. Уголь опять приобретает всё большую роль в мировом потреблении энергии: в 2009 году его доля составила 27% от общего объема.

Большая часть энергии потребляется в странах-производителях, поскольку дешевле транспортировать конечную продукцию, чем сырьё. В 2008 году доли экспорта в общем производстве энергии по видам топлива: нефти — 50% (1,952/3,941 Мт), газа — 25% (800/3,149 млрд. м³), каменного угля — 14% (793/5,845 Мт) и электроэнергии — 1% (269/20,181 ТВт·ч).

Если в 1900 г. доля угля в мировом потреблении первичных источников энергии составляла 94,4%, то к 2008 г. она снизилась до 27%. 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.

Разведанных мировых запасов угля хватит при нынешних объемах его потребления всеми странами мира хватит более чем на 400 лет. На Российскую Федерацию приходится 18,2% мировых запасов угля.

Китай, США и Индия в 2011 году являлись крупнейшими потребителями угля. Стремительное развитие энергоемкой промышленности в Китае привело к интенсивному увеличению спроса на уголь в 2006-2011 гг. Объем потребления угля за этот период увеличился почти на 40%, в Индии объем потребления топлива увеличился на 51,2%. Аналитики компании прогнозируют рост спроса на уголь в этих двух азиатских странах до 2030 года.

В совокупности на пять крупнейших стран в 2011 году приходилось около трех четвертей потребления угля. Доля Китая в мировом потреблении данного вида топлива вплотную подошла к 50%; в США его потреблялось 13,5% и в Индии - 7,9% от мирового уровня.

Мировые запасы угля многократно превышают запасы других видов первичных энергоносителей. На долю угля приходится более 80% мировых ресурсов ископаемых энергоносителей, на долю нефти и газа – 17%. Поэтому энергетический потенциал ископаемого угля далеко не исчерпан.

В странах западной Европы (Франция, Великобритания и др.) главной целью было постепенное снижение угледобычи из-за небольших запасов угля и в соответствии с техническими возможностями и рыночным спросом, и повышение импорта угля.

Такие страны как США, КНР, ЮАР, Австралии и Индии, имеющие богатые запасы угля, основные усилия реструктуризации сосредоточили на повышении темпов научно-технического прогресса и наращивании объемов добычи угля.

В конце XX века, когда мир вступил в постиндустриальную эпоху и энергопотребление неизмеримо увеличивалось, современная энергетическая модель должна учитывать такие факторы, как энергетическая безопасность, экономическая эффективность (цена этой безопасности), охрана здоровья людей, окружающей среды и т.д.

Энергетическая безопасность подразумевает бесперебойное энергоснабжение в текущий момент, краткосрочной и долгосрочной перспективах. Экономическая эффективность подразумевает обеспечение энергетической безопасности с наименьшими издержками и наибольшей отдачей. Повышение энергопотребления должно находиться в гармонии с окружающей средой и способствовать улучшению качества жизни населения.

Ископаемый уголь с долгосрочных и глобальных позиций мировой энергетической безопасности остается самым надежным и первичным энергетическим ресурсом. Уголь остается энергоносителем, способствующим научно-техническому прогрессу и в XXI веке.

Общие геологические ресурсы углей мира оценены в 14810 млрд. т. Причем 5 стран – Россия, США, КНР, Австралия, Канада – обладают 80% мировых ресурсов и 65% запасов угля.

На земле насчитывается более 3600 угольных бассейнов и месторождений. 7 из них относятся к бассейнам-гигантам, геологические запасы каждого из них превышают 500 млрд.т.: Ленский, Тунгусский, Таймырский, Канско-Ачинский, Кузнецкий (Россия), Алма-Амазона (Бразилия) и Аппалачский (США).

Ископаемый уголь подразделяется на два типа – энергетический и коксующийся. Он необходим для производства тепловой и электрической энергии, для выплавки чугуна и стали, а так же уголь используется как сырья для глубокой химико-технологической переработки и получения новых полезных для общества продуктов. В настоящее время существуют технологии по созданию из угля синтетического бензина (искусственное жидкое топливо, ЮАР «Сасол»), подземной газификации угля. Так же существуют разработки по применению нанотехнологий при добычи угля, к примеру еще в 70-х гг. XX века были созданы бактерии способные поглощать метан в угольных пластах.

США стали мировым лидером по добыче газа в 2011 году, достигнув цифры в 658 млрд. кубических метров. При этом 234 млрд. кубометров приходится на сланцевый газ. По прогнозам самих США, к 2035 году доля добываемого сланцевого газа в стране может приблизиться к 50%.

«Сланцевая революция» привела к тому, что в США одновременно с добычей газа растет и добыча нефти на тех же месторождениях. По мнению аналитиков Goldman Sachs, рост добычи американской нефти пока влияет на мировой рынок через сокращение спроса со стороны США. Добыча сланцевой нефти началась чуть позже, и ее бурный рост стал сюрпризом для рынка. Согласно оценке того же Goldman Sachs, добыча нефти в США выросла с 7 млн. баррелей в сутки в 2008 году до более чем 12 млн. баррелей в сутки в 2012 году.

Американские газовые компании мотивированы наращивать поставки излишков газа на зарубежные рынки, где цены выше. Цена на газ в США 80-90 долларов, в Японии - она превышает 600 долларов, в Европе она выше в 4-5 раз, в странах АТР - в среднем в 8 раз. Готовятся проекты по строительству в США заводов по производству сжиженного природного газа (СПГ), а терминалы, появившиеся на побережье в расчете на импорт СПГ из Катара, могут перепрофилироваться в экспортные. К 2018-2020 годам США могут занять первое место в мире по экспорту сжиженного газа.

Проблемы сбыта угля на американском внутреннем рынке в свою очередь подтолкнули экспортеров США к стремительному наращиванию поставок угля на внешний рынок, и в первую очередь в Европу. Так, страны ЕС в 2011 году завезли американского энергетического угля 17,8 млн. тонн, или на 10 млн. тонн больше по сравнению с 2010 годом. Общий же объем экспорта угля из США вновь, как и в 1990 году, приблизился к отметке в 100 млн. тонн. В Европу поставки американского угля выросли на 14,4 млн. тонн, достигнув объема 48,9 млн. тонн.

Таким образом, в США формируются экономические условия для получения дешевой электроэнергии, как следствие - реиндустриализация. Второе: США превращаются в нетто-экспортера топливных ресурсов. И третье: новые технологии добычи газа и нефти из сланцевых залежей могут получить широкое распространение в мире. Все это вместе взятое приводит к мысли о возможных изменениях мировых топливных потоков и всей структуры международной торговли энергоресурсами.

За последние пять лет, несмотря на значительные темпы роста производства угля в мире, доля его использования в выработке электроэнергии начала сокращаться (с 42% до 40%).

Эксперты незаслуженно забывают, что уголь хоть и замыкающий вид топлива в ТЭБе, но имеющий самые очевидные перспективы прежде всего для динамично развивающихся экономик (Китая, стран Юго-Восточной Азии и Индии).

Именно новым мировым тенденциям и было посвящено очередное совещание ведущих угольных экспертов в совете по углю при Международном энергетическом агентстве.

МЭА предложило к рассмотрению три версии развития событий одна из которых, заключается в том, что при реализации текущей политики рост спроса на уголь к 2035 году может вырасти на 70%. Этот сценарий может существовать только на основе реализации использования угля по новым технологиям.

Каково же мнение экспертов-угольщиков на этот счет? Грегори Бойс, руководитель крупнейшей американской компании "Пибоди" (Peabody), считает, что спрос на уголь, несомненно, будет расти, в том числе за счет Китая и Индии. Китай к 2030 году увеличит потребление угля на 2,4 млрд. тонн, Индия - на 600 млн. тонн. Не потерян потенциал использования угля и в самих Соединенных Штатах. Главное - обеспечить широкое внедрение чистых технологий при использовании угля в выработке электроэнергии.

Эксперты считают, что повышение энергоэффективности использования угля с точки зрения затрат на порядок выше, чем техническое улавливание и хранение СО₂ и к 2050 году потребность или спрос на уголь может удвоиться, однако проблема состоит в том, что 50% строящихся ТЭЦ на угле не учитывают новых технологий генерации.

Угольщики не должны оставаться в стороне от освоения новых технологий в электроэнергетике. Уголь сегодня - основной фактор энергетики, и его позиции можно усилить за счет технологического прорыва в его использовании как сырья для производства целой гаммы продуктов углехимии.

Конкуренцию углю составляет природный газ. Российский газ, оставаясь на внутреннем рынке, может серьезно ограничить дальнейшее потребление угольного топлива внутри страны. Как следствие, топливный баланс России станет еще более газоориентированным. За последние 20 лет доля газа в ТЭБе страны увеличилась с 43,9% до 53,4%, а доля угля снизилась с 18,2% до 15,8%.

При этом мы имеем серьезные ограничения и в использовании угля на внутреннем рынке. Топливный баланс страны гипертрофически ориентирован в основном на газ, цены которого для отечественных потребителей значительно ниже экспортных. Как следствие, угольная генерация развивается по принципу замыкающей, а продолжающаяся газификация территорий сокращает использование угля на коммунальные нужды.

К сожалению, потребители на внутреннем рынке (прежде всего электростанции и котельные) экономически не готовы активно использовать обогащенный энергетический уголь, который практически весь поставляется на внешний рынок. За последние 20 лет внутреннее потребление угля сократилось более чем на 40%, а экспорт угля с 1997 года вырос почти в 6 раз.

Сохраняются внутренние проблемы отечественной угольной промышленности. А это усложняющиеся горно-геологические условия разработки и ориентированность в основном на использование зарубежной техники. Производительность труда российских шахтеров (около 2000 тонн на одного занятого в год) более чем в 5 раз ниже уровня производительности труда в развитых угледобывающих странах мира.

В угольной отрасли за последние 10 лет на четверть обновились мощности предприятий по добыче и обогащению угля, главным образом в Кузнецком бассейне, добыча в котором в ушедшем 2012 году впервые за всю 70-летнюю историю превысила 200 миллионов тонн, крупнейшие угольные компании практически полностью заменили изношенное горное оборудование. Объем инвестиций в основной капитал угольных компаний вырос за 2000-2011 годы в 7 раз (в текущих ценах).

На базе инновационных решений совершенствуется технология ведения горных работ. Так, при подземном способе добычи угля все больше внедряется технологическая схема «шахта-лава», которая позволяет увеличить концентрацию горных работ и снизить затраты на производство. Доля таких шахт в настоящее время около 64% (54 из 85 действующих шахт), и именно они обеспечивают наибольшие нагрузки на очистной забой. Как результат, в 2011 году среднесуточная добыча угля из одного очистного забоя превысила 3600 тонн.

Растет доля наиболее экономичного открытого способа добычи. На разрезах с целью повышения эффективности горного производства все шире реализуется прогрессивная циклично-поточная технология (ЦПТ) ведения вскрыши, что позволяет снизить трудоемкость работ по транспортированию пород вскрыши на 35-40%.

Необходимо значительно расширить использование угля в местах его добычи, как можно полнее задействовать не только энергетический и металлургический потенциал ископаемых углей, но и их пригодность для получения продуктов углехимии, а также углеродных и композитных материалов.

Путь, позволяющий не только экспортировать уголь, но и расширить границы его использования на внутреннем рынке страны, определяется логикой развития угольной отрасли - более глубокая переработка угля в местах его добычи.

Регионализацию углепотребления можно реализовать на основе технологической реструктуризации угольных компаний в виде газификации энергетических углей, производства термококса, синтетического жидкого топлива, метанола и минеральных удобрений. Экспортно-убыточные «отсевы» энергетических углей целесообразно сжигать на тепловых модульных станциях малой мощности (12-24-36-48 МВт).

Производство термококса можно осуществлять по технологии когда уголь разделяется на две части - газовое топливо и углеродный остаток (термококс). Газ сжигается для получения тепловой энергии. Термококс поставляется на рынок металлургического сырья вместо традиционного кокса, а также на крупные электростанции и экспорт.

Из одной тонны угля марки Д калорийностью 5500-6000 ккал/кг получается до 0,5 тонны термококса с калорийностью 6500-7000 ккал/кг и около 2 Гкал горючего газа. Теплотворная способность газа достаточна для обжига кирпича, известняка и других термических процессов, в том числе для перевода газомазутных котлов на газ из угля. Перевозка 1 тонны термококса замещает транспортировку 2 тонн энергетического угля. Возить надо не тонны, а калории!

За счет использования эффекта обращенного дутья получаемый газ не содержит даже следов смолистых веществ. Экологическая безопасность технологии подтверждена заключениями природоохранных органов. Удельные вредные выбросы при сжигании генераторного газа в котлах-утилизиторах на порядок ниже действующих нормативов и в 20 раз ниже предельно допустимых. Его производство отличается экологической чистотой в сравнении с производством традиционного кокса. Использование термококса в большой энергетике - решение проблемы дефицита углей марок СС и Т на внутреннем рынке.

Весомую часть электроэнергии и тепла для собственных нужд можно получать путем создания электро-технологических комплексов в местах непосредственной добычи угля. Такие комплексы могут быть интегрированы с технологическим процессом по получению термококса. Здесь же появится возможность сжигания на мини-ТЭС метана от дегазации разрабатываемых угольных пластов, а также промышленных и бытовых горючих отходов. При этом целесообразно было бы организовать проектирование и создание типовых мини-ТЭС на базе современных технологий.

Рост потребления угля внутри страны - это не только вопрос оптимизации энергобаланса. Это вопрос энергетической безопасности и экономической целесообразности. Ведь сбалансированное развитие угольных технологий в энергетике позволит лучше адаптироваться к внешней конъюнктуре.

Минеральные ресурсы, извлеченные из недр используют около 200 видов минерального сырья. Широко используется классификация полезных ископаемых на основе технологии их использования: топливно-энергетическое сырье (нефть, уголь, газ, уран), черные, легирующие и туго-плавкие металлы (руды железа, марганца, хрома, никеля, кобальта, вольфрама и др.), цветные металлы (золото, серебро, платиноиды), химическое и агрономическое сырье (калийные соли, фосфориты, апатиты и др.), техническое сырье (алмазы, асбест, графит и др.), флюсы и огнеупоры, цементное сырье.

К категории топливно-энергетического сырья относят полезные ископаемые, используемые для производства энергии: нефть, каменные и бурые угли, горючий газ, уран, битумные сланцы.

Мировые прогнозные геологические запасы минерального топлива превышают 12,5 трлн.т. При современном уровне добычи этих ресурсов должно хватить на 1000 лет. Эти запасы состоят из угля (до 60%), нефти и газа (около 27%), а также сланцев и торфа.

Уголь

Среди топливно-энергетических ресурсов наибольшие запасы в мире приходятся на уголь. Мировые разведанные запасы каменного и бурого углей составляют 5 трлн. т, а достоверные - около 1,8 трлн.т.

Угольные ресурсы разведаны в 75 странах мира. Крупнейшие месторождения угля сосредоточены в США (445млрд. т), Китае (272 млрд. т), России (200млрд. т), ЮАР (130 млрд. т), Германии (100 млрд. т), Австралии (90 млрд. т), Великобритании (50 млрд. т), Канаде (50 млрд. т), Индии (29 млрд. т), Польше (25млрд. т).

Мировые ресурсы угля обильны. Обеспеченность ими значительно больше, чем другими видами топлива. При современном уровне мировой добычи (4,5 млрд. т в год) разведанных к настоящему времени запасов может хватить примерно на 400 лет.

Нефть

Большая часть нефтяных месторождений рассредоточена по семи регионам мира и приурочена к внутриматериковым территориям и окраинам материков: 1) Персидский залив - Северная Африка; 2) Мексиканский залив - Карибское море (включая прибрежные районы Мексики, США, Колумбии и о. Тринидад); 4) Западная Сибирь; 5) северная Аляска; 6) Северное море (главным образом норвежский и британский секторы); 7) Сахалин с прилегающими участками шельфа.

Мировые запасы нефти составляют более 132,7 млрд.т. Из них 74% приходится на Азию, в том числе на Ближний Восток (более 66%). Наибольшими запасами нефти обладают Саудовская Аравия, Ирак, Кувейт. Иран, Объединенные Арабские Эмираты, Венесуэла, Россия.

Обеспеченность мировой экономики разведанными запасами нефти при современном уровне добычи (около 3 млрд. т в год) составляет 45лет. При этом страны - члены ОПЕК могут сохранить нынешний объем нефтедобычи в течение 85 лет, в том числе Саудовская Аравия - примерно 90 лет, Кувейт и ОАЭ - около 140 лет. В то же время в США данный показатель не превышает 10-12лет. В России обеспеченность разведанными запасами нефти - 23 года.

Практикой неоднократно опровергались предположения о скором исчерпании запасов нефти в мире. За вторую половину ХХ века были открыты гигантские месторождения ее в странах Персидского залива, Северной Африки, Западной Сибири, на Аляске, в Северном и Каспийском морях, в Северном Ледовитом океане.

Следует также учитывать, что при ныне существующей технике добычи на поверхность извлекается в среднем лишь 30-35% нефти, залегающей в недрах.

Природный газ

Разведанные запасы природного газа выросли за последние 15 лет со 100 до 144 трлн. м³. Прирост объясняется как открытием ряда новых месторождений (в частности, в России - в Западной и восточной Сибири, на шельфе Баренцева моря), так и переводом части геологических запасов в категорию разведанных.

Крупнейшие разведанные запасы природного газа) сосредоточены в России (33,06%), Западной Азии (32%), Северной Америке (6,9%), Латинской Америке (5,1%), Западной Европе (3,8%). В последнее время выявлены значительные запасы природного газа в Центральной Азии.

Обеспеченность природным газом при современном уровне его добычи (2,2 трлн. м³ в год) составляет 71 год. В пересчете на условное топливо запасы газа приблизились к разведанным запасам нефти (270 млрд.т).

Металлические руды

Мировые прогнозные ресурсы железной руды достигают примерно 600 млрд. т, а разведанные запасы - 260 млрд. т. Крупнейшие в мире месторождения железной руды находятся в Бразилии, Австралии, Канаде, России, Китае, США, Индии, Швеции. Добыча железной руды в мире составляет 0,9-1,0 млрд. т в год. Обеспеченность мирового хозяйства этим видом сырья - 250 лет.

Из сырья для производства цветных металлов на первом месте находятся бокситы. Их прогнозные запасы составляют 50 млрд. т, в том числе - разведанные - 20 млрд.т. Крупнейшие месторождения бокситов сосредоточены в Австралии, Гвинее, Бразилии, Венесуэле, на Ямайке. Добыча бокситов достигает 80 млн. т. в год. Современных запасов бокситов должно хватить на 250 лет. В России запасы бокситов сравнительно невелики.

Геологические запасы медных руд оцениваются в 860 млн. т в том числе разведанные запасы составляют - 450 млн. т (Индия, Зимбабве, Замбия, Конго, США, Россия, Канада). При современном объеме добычи (8 млн. т в год) разведанных запасов медных руд хватит примерно на 55 лет.

Общий объем добычи золота в мире составляет 2200 т. Первое место в мире по добыче золота занимает ЮАР (522т), второе - США (329т).

Серебро

Почти 2/3 мировых ресурсов серебра связано с полиметаллическими медными, свинцовыми и цинковыми рудами. Серебро извлекается попутно из галенита (сульфида свинца). Месторождения преимущественно жильные. Наиболее крупные производители серебра - Мексика (2323 т), Перу (1910 т), США (1550 т), Канада (1207 т), Чили (1042т).

Уран

Наибольшими разведанными запасами урана обладают Австралия (более 20% мировых запасов), Казахстан (18%), Канада (12%), Узбекистан (7,5%), Бразилия и Нигерия (по 7%). Крупное месторождение уранита находится в демократической Республике Конго. Значительные его запасы в Китае, Германии, Чехии.

Неметаллические полезные ископаемые

Поваренная соль

Поваренную соль получают из месторождений каменной соли и путем выпаривания воды соленых озер и морской воды. Мировые ресурсы поваренной соли практически неисчерпаемы. Почти каждая страна обладает либо залежами каменой соли, либо установками по выпариванию соленой воды. Первое место по добыче поваренной соли занимают США (21%), Китай (14%), Канада и Германия (по 6%). Значительная добыча соли ведется во Франции, Великобритании, Австралии и Польше.

Алмазы

Алмазы имеют большую ценность как драгоценные камни, а также играют важную роль в промышленности благодаря их исключительно высокой твердости. Мировая добыча алмазов составляет 107,9 млн. каратов (200 мг); в том числе технических алмазов было добыто 91,2 млн. каратов (84,5%), ювелирных - 16,7 млн. каратов (15,5%). В Австралии и Конго доля ювелирных алмазов составляет всего 4-5%, в России - около 20%, в Ботсване - 24-25%, ЮАР - более 35%, в Анголе и Центральноафриканской республике - 50-60%, в Намибии - 100%.

Вопрос №2 – «История горного дела». (110 минут)

Горное дело, как вид полезной деятельности по извлечению полезных ископаемых, имеет длительную историю, начинающую свой отсчёт от древних времён начала человеческой цивилизации. Эта деятельность начиналась с собирательства и обработки каменных материалов. По мере эволюции древний человек переходил от стадии собирательства камней к стадии выкапывания необходимых материалов с помощью ям и уступов.

«Камнями» называли часть природных твердых минералов первые исследователи (Аристотель, Авиценна (Ибн Сина), доминиканский монах Альберт Великий, Георгий Агрикола и др.

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 дело с зачатками энергетики сохранялось сотни тысяч лет.

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, 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.

В процессе проб и ошибок, 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 наиболее рациональным в условиях, когда техника крепления горных выработок, только зарождалась.

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. Следующим значительным этапом в развитии горного дела было открытие железа. Одновременно с добычей возникает новая отрасль горного дела – обогащение полезных ископаемых, которое сводилось к ручному отбору из пустой породы ценных минералов.

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 (около 30 г. до н.э.). Ртуть была известна древним, но потреблялась в крайне ограниченном количестве, как цинк и сурьма.

С медного, бронзового и железного веков горное дело получает развитие по всему миру. Начиная с этих веков производство не только открытых, но и подземных горных работ. В античную эпоху (Древняя Греция, Римская империя) горное дело становится устойчивым и прибыльным занятием. Во многих провинциях Римской империи были уже сложившиеся традиции горного дела и те, кто работал в рудниках, были опытными рудокопами.

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).

Известен пример развития горных работ в Римской империи для предотвращения затопления месторождения от близлежащего озера. В течение 11 лет 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. После проведения штольни это сооружение предохраняло в течение многих столетий окрестных жителей от наводнений.

В начале VIII в. в Европе начали производить добычу железных и полиметаллических руд, начинается подземная добыча каменной соли методом растворения.

С XI-XII веков в странах Европы стали формироваться крупные города — центры ремесленной деятельности горняков (в Чехии, Саксонии, Франции и др.). Значительное развитие горный промысел получил на юге Европы, особенно в некоторых частях Германии. Из Германии горный промысел подвигается к северу и востоку. Получают развитие новации в горном и горнозаводском деле - доменные печи и оборудование для них, горные выработки и крепление, вентиляционные системы, шахтные подъемные машины и насосы для водоотлива.

С одной стороны, доходность горного промысла была стимулом к занятию им большого числа людей, с другой, 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.

Изобретенный 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.

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.

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»).

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, месторождения ртути и серебра в Перу и Бразилии и др.

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. 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.

С возникновением мануфактурного производства (XVI-XV1II вв.) начинается развитие горной техники. 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.

В 1570 году в Америке был изобретен процесс амальгамации, который значительно облегчил извлечение серебра из бедных руд. Амальгамация – это процесс избирательного извлечения металлов (главным образом благородных) из руд, основанный на способности металлов при смачивании их ртутью образовывать с ней сплавы (амальгамы). В 1570 году было изобретено мокрое толчение и обогащение бедных руд промывкой получающегося шлама. Для облегчения ручного труда стали применять конный ворот для подъема грузов, так же были изобретены машины для подъема воды из шахт.

В 1530 году в швейцарском Базеле появляется первое научное сочинение под заглавием «Берман или о горнорудном деле», его автор Георгий Агрикола, а в 1557 году – сочинение по горному делу на немецком языке «О горном деле и металлургии».

Период промышленной добычи и использования ископаемого угля в мире, начался с индустриальной революции и составляет не более 200-300 лет.

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

К концу VII в. до н.э. относится упоминание о добычных колодцах и скважинах. В Китае для добычи соляных растворов бурили скважины глубинной до 90 м и диаметром 12-15 см.

Но до промышленной добычи дело не дошло, так как не было еще потребности в этом. Роль ископаемого угля выполнял более дешевый древесный уголь.

В начале второго тысячелетия новой эры в Европе впервые начал ощущаться дефицит леса. Начиная с XVI-XVII вв. спрос на лес в Европе увеличивался семимильными шагами, особенно для получения железа. Одна плавильная печь, построенная в лесу, за месяц уничтожала всю растительность в радиусе километра.

Потребность в производстве железа все более возрастала. Первой «обезлесела» Англия и Голландия в конце XVI века. По мере того, как на протяжении средних веков в Европе цены на дрова росли, ископаемый уголь находил все более широкое применение, одновременно росла его добыча. Центром индустриальной революции и промышленной добычи угля стала Англия, зарождается производство, для которого уголь стал главным ресурсом. Возникает потребность в механических двигателях в 1711 году паровую машину создает англичанин Т. Ньюкомен, а в 1784г. шотландец Дж. Уатт совершенствует ее, в 1807 г. американец Р. Фултон применяет паровую машину на пароходе, в 1825 году англичанин Д. Стефенсон использует ее для паровоза. В начале 18 века выплавка железа стала осуществляться с помощью кокса, полученного из каменного угля.

Однако горючие свойства углей были известны еще древнем и позже античном мирах. В своих трудах Аристотель и его ученик Теофраст, называли ископаемый уголь «антраксом», т.е. «горючим камнем». В Китае ископаемый уголь использовался уже за 2000 лет до н.э.

Природа в изобилии подарила один из мощных источников энергии – ископаемый уголь, который оказался наиболее эффективным видом топлива на протяжении 200-250 лет.

С началом массовой добычи угля 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.

Главными потребителем каменного угля стали железные дороги. К 30-40 гг. XIX века в Англии имелась самая развитая сеть железных дорог в мире.

В конце XVIII в. – начале XIX в. к промышленной разработке угольных месторождений приступила Франция и Германия, которые добыли в 1800 г. соответственно 800,0 и 300,0 тыс. тонн. Англия к этому времени добывала уже 14 млн. тонн.

С 1814 года промышленная добыча каменного угля начинается в США. В 1899 году США обогнали Англию (230,2 млн. т. по сравнению с 223,6 млн. т. соответственно). В России добывалось чуть больше 16 млн. т.

Самой глубокой шахтой в 1875 году была «Розбридж» - горные работы велись на глубине 745 метров.

В 70-х годах XIX века в Англии, Германии, США, России зарождается горное машиностроение. Появляются первые серьезные изобретения, которые стали прототипом современных технических средств добычи угля.

Отбойка угля в угольных шахтах Европы и США в конце XIX в. начале XX в. начинает осуществляться с помощью цепных врубовых машин. Первая врубовая машина появилась в Великобритании на шахте «Нормантон» в г. Йоркшир. В 1903 году на английских шахтах работало уже 150 врубовых машин, в России в 1904 году эксплуатировалось всего две английские дисковые врубовые машины.

К концу XIX века ископаемый уголь приобрел роль самого значимого для мировой экономики топливно-энергетического ресурса. Он был основой машинного производства, сырьевой базой черной металлургии, железнодорожного и морского транспорта, массового передвижения людей и товаров.

Россия значительно позже европейских стран приступила к промышленному освоению кладовых своих недр. До XVI-XVIII веков горный промысел был развит слабо.

Еще в древние времена племена, проживающие на территории современной России, владели искусством горного и металлургического дела. Восточные славяне владели железоделательным ремеслом. Сырьем служила болотная руда, которая откладывается на корнях болотных.

Развитие горный промысел получает во время усиления русской государственности в XIV-XV вв., когда происходило объединение русских княжеств вокруг Москвы. В 1491-1492 году в России, во время княжения Ивана III (1450-1505 гг.) была осуществлена первая геолого-разведочная экспедиция. Совместно с германскими рудознатцами была отправлена группа в Печорский край для поиска серебряной и медной залежи. В 1492 году была открыта медная залежь и заложен рудник.

В дальнейшем царь Иван IV (1530-1584 гг.), отдал земли в верховьях реки Камы (территория Республики Коми) братьям Строгановым, где они намеривались добывать соль, и обязал их вести поиски и добычу медных и серебряных руд. В XVI веке создается все больше горных промыслов, появляются русские рудознатцы.

В XVII веке колонизируются все большие пространства Сибири и Дальнего Востока. На новых землях начинают разведку рудных месторождений. Были открыты месторождения железной руды, слюды, серебра, свинца и т.д.

Первооткрывателем сибирской нефти стал Леонтий Кислянский, который в 1684 году в районе Иркутского острога обнаружил выход нефтяных газов.

Официальное свое летоисчисление горная промышленность России ведет с эпохи царствования Петра I (1672 – 1725 гг.), когда была создана первая горная администрация – Рудный приказ (1700 г.).

В этот период развитие металлургия и горное дело получает мощный импульс: на берегу Онежского озера (Карелия), были построены чугунолитейный и железоделательный заводы. На Урале было построено 16 металлургических заводов. Всего же к 40-ым годам XVIII века на среднем Урале действовало около 30 металлургических заводов.

Рудный приказ просуществовал до 1711 года, в 1715 году была организована Канцелярия рудных дел, а в 1719 году образована Берг-Коллегия. На смену прежнему хаотичному приказному управлению пришли новые центральные учреждения отраслевого типа.

Берг-Коллегия действовала в 1719-1731, 1742-1784, 1796-1806 гг. Главным целью Берг-коллегии было упорядочивание всех финансовых, имущественных и прочих отношений и централизованный контроль.

В период правления императрицы Елизаветы Петровны фактически зарождается российская наука, в том числе горная.

Для развития горнозаводских наук большое влияние оказало создание в 1773 году Петербургского горного училища (позднее горного института). Оно было создано исходя из все более возрастающей необходимости в квалифицированных специалистах. Выпускники Горного училища получали звание горного офицера до 1834 года, когда Николаем I было установлено звание горного инженера.

Эпоха царствования Екатерины II (годы правления 1762-1796) была отмечена высокими темпами роста промышленности. Так, если в 1760 г. насчитывалось около 600 крупных промышленных предприятий, то к концу века – не менее 1200, а всех заводов и фабрик было около 2300. Россия занимала первое место по выплавке чугуна, произведя в 1800 году 9,9 млн. пудов.

При Александре I (годы правления 1801 – 1825 гг.) окончательно упраздняется Берг-Коллегия и образован Горный Департамент (1806 г.), в 1811 году он был преобразован в Департамент Горных и Соляных дел.

В период царствования императора Николая I (годы правления 1825 – 1855 гг.) при Горном Департаменте в 1825 году был учрежден Ученый Комитет, имевший целью издание «Горного журнала», рассмотрение различных проектов по совершенствованию горного дела. В 1834 году указом императора Николая I административное и техническое руководство горнозаводским промыслом было возложено на Корпус горных инженеров во главе с министром финансов.

Одной из причин отставания России в развитии промышленности в тот период от западных стран являлось недостаточное внимание к геологоразведочным работам. Только в 1882 году был создан Геологический комитет при горном департаменте Министерства земледелия и государственных имуществ. С этим началась государственная координация геологической деятельностью.

Начало добычи ископаемого угля в промышленных объемах началось в России с 1855 года и было связано со стремительным ростом в этот период железнодорожного строительства.

В начале царствования Александра II длина железных дорог в России составляла немного более 1000 км, к концу 1880г. – почти 23 тыс. км, а к 1899г. протяженность железных дорог составила уже 58 тыс. км. По протяженности железных дорог Россия вышла на второе место после США.

Новая промышленность и железные дороги требовали все больше металла и топлива, увеличение производства которых было невозможно без ускорения темпов минерализации топливно-энергетического баланса.

В период с 1885 по 1900 гг. характеризуется завершением промышленного переворота, а так же фундаментальными преобразованиями в области экономики и промышленности.

Динамика годовых объемов добычи ископаемого угля по Российской империи за период 1886-1900гг.

К концу XIX века Россия значительно сократила отставание от основных мировых угледобывающих стран. В 1900 году она занимала уже 8 е место в рейтинге этих стран, уступая место только Великобритании, США, Германии, Франции, Австро-Венгрии, Бельгии и территории Верхней Силезии (Польша).

Угольная промышленность России в конце XIX века концентрировалась в основном на шахтах Донецкого угольного бассейна и Польского (Домбровского) бассейна. При этом в России, без учета Домбровского бассейна, 1900 году было добыто 12,3 млн. тонн угля 90 % из которых приходилось на Донецкий бассейн.

Постепенное увеличение добычи ископаемого угля на них и глубины горных работ в 1878 году привели к первым вспышкам рудничного газа в Донбассе, а затем в начале 1880 года – на Егоринских копях Урала.

К 70-80 гг. в России возникает горноспасательное дело. С этого времени на угольных шахтах Донбасса начинают создаваться первые добровольные спасательные дружины.

Создавали дружины и руководили ими горные инженеры работавшие на шахтах.

Еще в начале девятнадцатого столетия было известно, что гремучий газ взрывается от открытого пламени, а так же, что после взрыва в рудничном воздухе некоторое время его нет. Поэтому меры борьбы с ним сводились к его выжиганию.

Начало 20 века характеризуется устойчивом ростом добычи угля за счёт развития угольных месторождений Сибири и открытия новых шахт Донбасса. Все больше возрастала добыча угля в восточных регионах страны (Урал, Сибирь), что было связано с началом эксплуатации транссибирской магистрали, которая стала главным потребителем кузнецких углей.

Динамика годовых объемов добычи ископаемого угля по Российской империи за период 1900-1908гг.

Частичная механизация основных и вспомогательных процессов при ведении подземных горных работ стала неизбежной, так как увеличение количества рабочих не могли принести желаемых результатов. Разрабатывались все более глубокие пласты, очистные работы отдалялись от ствола, вскрывающего пласты угля, увеличивалось количество очистных забоев и, соответственно, увеличивалось количество горнорабочих.

В начале XX века завершился важный этап в развитии горнозаводских наук, связанный с систематизацией классических курсов горного искусства и горнозаводской механики. В самостоятельные научные дисциплины выделились все основные разделы горного дела: разведка полезных ископаемых, проходка стволов и капитальных выработок, системы разработки, механизация горных работ, освещение горных выработок, рудничная атмосфера и проветривание, обогащение полезных ископаемых.

В 1913 году было добыто 36 млн. тонн угля. По объему промышленного производства Россия в 1913 году занимала 5-е место в мире, уступая лишь США, Германии, Англии и Франции.

Динамика годовых объемов добычи ископаемого угля по Российской империи за период 1909-1914гг.

В 1907 году создана первая специализированная горноспасательная станция в городе Макеевка (Донбасс), а также горноспасательные станции на Урале (город Кизел) и в Сибири (город Анжеро-Судженск).

С началом Первой мировой войны и приходом к власти большевиков начался спад добычи угля. После большевистской революции и во время гражданской войны экономическая жизнь в России практически замерла. К 1918 году по сравнению с 1913 годом достаточно мощная промышленность страны превратилась в руины.

Динамика годовых объемов добычи ископаемого угля по Российской империи за период 1915-1921гг.

Рост угледобычи, в 1915 – 1916 гг., в сибирских угольных бассейнах обеспечивался за счет благоприятных горно-геологических условий - большого количества мощных пластов, залегающих на небольших глубинах и легко поддающихся разработке.

К концу 1922 году поверхностные комплексы большинства угольных шахт в Донецком и подмосковном бассейнах, на Урале и на дальнем Востоке были почти полностью разрушены. Горные выработки были затоплены водой, большая часть из них пришла в негодность из-за самообрушения горных пород и разрушения крепи.

С 1922 года в СССР начали заключаться концессионные договоры с иностранными предприятиями, чтобы привлечь их капитал в отечественную промышленность.
(Договор, заключаемый государством с частным предпринимателем, монополией, иностранной фирмой о передаче в эксплуатацию на определенных условиях предприятий, земельных угодий с правом строительства сооружений, добычи полезных ископаемых и т.п.)

В 1924 году в Донбассе было организовано Управление шахтным строительством (УШС), и создана первая в СССР специализированная организация по проектированию угольных шахт. За 1922 – 1928 гг. было построено 56 новых шахт со средней годовой мощностью 110 тыс. тонн. Шахты строили по новым проектам, в которые закладывалось большее сечение горных выработок, более прогрессивные параметры горных работ, более совершенная техника и технология добычи угля.

23 апреля 1929 года было принято постановление СНК СССР «О пятилетнем народнохозяйственном плане на период 1929 – 1932 гг.». Это был первый в СССР перспективный план развития народного хозяйства. В отношении угольной промышленности форсированная индустриализация предусматривала техническое перевооружение действующих угледобывающих предприятий и освоение новых угольных месторождений в Сибири, на Крайнем Севере и Дальнем Востоке.

В этот период начинает создаваться база отечественного горного машиностроения. Советскими учеными и конструкторами было создано много новых машин и механизмов. Появились отечественные мощные врубовые машины, бурильные и отбойные молотки, угле- и породопогрузочные машины. Были разработаны конструкции первых очистных и проходческих угольных комбайнов и сконструированы и испытаны первые отечественные образцы скребковых и ленточных конвейеров другого шахтного оборудования. Все это позволило существенно повысить уровень механизации основных производственных процессов.

В предвоенные годы получил заметное развитие открытый способ добычи угля.

В целом к середине 30-х годов не смотря на повышение механизации работ на угольных шахтах производительность труда горнорабочего оставалась не высокой.

Достижения угольной промышленности в ее техническом перевооружении и совершенствовании организации производства и труда обеспечили высокие темпы наращивания объемов добычи угля. В течении 1929 – 1940 гг. объем добычи угля в стране увеличился с 40,1 млн. т до 165,9 млн. т. В этот период уголь добывался в основном подземным способом (96%).

Нападение Германии на СССР 22 июня 1941 года и временная оккупация значительной части европейской территории страны, в том числе Донецкого и Подмосковного угольных бассейнов, привели к потере более 60% действующих мощностей по добычи угля.

Перед угольной промышленностью была поставлена задача – максимально – короткие сроки обеспечить добычу необходимого количества угля за счет ускоренного развития угледобычи в восточных районах. Ускоренными темпами сооружались шахты в Печорском бассейне, чему способствовало завершение строительства железной дорог.

Наряду с освоением новых угольных месторождений в восточных районах страны во время войны, сразу после освобождения Подмосковного и Донецкого бассейнов началось восстановление разрушенных в этих бассейнах угольных предприятий, шахтерских городов и поселков.

В годы войны и в первые послевоенные годы в новых угольных районах строились преимущественно небольшие шахты с наклонными стволами. Это было вызвано необходимостью скорейшего ввода их в эксплуатацию. Уже в ходе строительства на таких шахтах можно было добывать уголь.

Широкое распространение в годы войны и послевоенное годы получил открытый способ добычи угля, позволяющий быстро наращивать объемы добычи. В 1950 году добыча угля открытым способом достигла 27,1 млн. тонн, что составило 10,4 % общей добычи.

Угольная отрасль была полностью восстановлена к 1950 году. Объем добычи угля достиг 261,1 млн. т.

С 50-х годов XX века в СССР благодаря работам А.А. Скочинского получила развитие дегазация отрабатываемых угольных пластов, позволившая значительно снизить загазованность горных выработок и повысить производительность труда. К 1983 году дегазация осуществлялась на 218 шахтах Донецкого, Кузнецкого, Карагандинского, Печорского и Львовско-Волынского угольных бассейнов, на шахтах месторождений Урала, Дальнего Востока и о. Сахалин.

Дегазация шахт – совокупность мероприятий, направленных на извлечение и улавливание метана, выделяющегося из различных источников с изолированным отводом его на поверхность или в горные выработки, где он разбавляется до безопасных концентраций.

Создание и внедрение угледобывающих комбайнов явилось первым после внедрения врубовых машин этапом технического перевооружения очистных работ. В результате применения комбайновой выемки угля к 1965 году в основном была завершена механизация навалки угля. Главным образом за счет внедрения комбайнов среднесуточная нагрузка на очистной забой за 1951 – 1965 гг. была увеличена в 2 раза. Развитие комбайновой выемки ускорило замену деревянных крепей на металлические. Так же конец 50-х – середина 60-х гг. характеризовалась быстрым развитием конвейерного транспорта по горизонтальным и наклонным выработкам.

В этот период началось вытеснение ископаемого угля из топливно-энергетического баланса промышленности и транспорта. К примеру, в 50-60 е годы XX века завершилась история использования каменного угля на железнодорожном транспорте – паровозная тяга была вытеснена тепловозной и электровозной. При этом железнодорожники перешли на более современное топливо и увеличили объемы перевозок угля.

Во второй половине 60-х гг. XX в. начался массовый переход от чисто комбайновой технологии очистных работ к принципиально новой технологии, базирующейся на использовании механизированных комплексов, включающих узкозахватные комбайны или струги, мощные забойные скребковые конвейеры и гидрофицированные передвижные крепи различных конструкций. Внедрение очистных механизированных комплексов началось в Подмосковном бассейне, затем они появились в Донбассе, Кузбассе, в Карагандинском и Печорском бассейнах.

В этот период большое развитие получила добыча угля открытым способом. На открытых горных работах начали внедрять более мощную технику: высокопроизводительные роторные экскаваторы; драглайны с ковшами вместимостью 10-15-20 м³; комплексы горно-шахтного оборудования непрерывного действия производительностью до 5000 м³/час; автосамосвалы грузоподъемностью 75 т и более и другое оборудование.

Основным направлением в развитии и размещении производственного потенциала отрасли являлось создание региональных топливно-энергетических комплексов на базе крупных угольных бассейнов восточных районов: Кузнецкого, Канско-Ачинского, Южно-Якутского и Павлодар-Экибастузского.

В конце 80-х гг. угольная промышленность разрослась до огромных размеров со множеством под отраслей, убыточных предприятий угледобычи, большим количеством непрофильных предприятий и организаций, рассредоточенных в десятках регионах СССР и сотнях шахтерских городов и поселков. В это время начался постепенный спад промышленности всей страны, в связи с началом перестроечного времени, что привело к первой шахтерской забастовке в 1989 году.

Период наращивания объемов добычи угля в СССР закончился в 1988 году когда был достигнут максимальный за всю историю страны уровень добычи угля – 771,8 млн. т., из них в РСФСР – 425,4 млн.т., Украинской ССР – 191,7 млн. т., в Казахской ССР 143,1 млн. т. и т.д.

Истоки кризиса в угольной промышленности СССР связаны со сменой приоритетов основных видов топлива в топливно-энергетическом балансе: «эра угля» (1913 – 1965 гг.), «эра нефти» (1965 – 1985 гг.), «эра газа» (с 1985 г. по настоящее время).

Особенно негативно на эффективность работы отрасли в целом повлияло стремление любой ценой продолжать количественное наращивание объемов добычи угля в ущерб качественным показателям.

Нарастание негативных количественных и качественных тенденций в угольной промышленности сопровождалось ухудшением горно-геологических условий работы в шахтах. Средняя глубина подземных работ в Донецком бассейне превысила 600 м, в Печорском – 550 м, Кузнецком – 260 м.

Развитие угольной промышленности в период 1922 – 1991 гг. было самым значительным в ее истории, как по темпам роста объемов добычи угля, так и по освоению новых угольных бассейнов и месторождений. Удельный все открытого способа добычи в общем объеме в 1991 г. в первые за всю историю составил 50,8%.

Вместе с тем, развитие угольной промышленности происходило в жестких условиях командно-административной системы, императив (категорическое, безусловное требование) которой в экономике заключался в росте объемов производства любой ценой. Достижение плановых заданий подстегивалось поиском «вредителей», массовыми репрессиями руководящих работников и инженерно-технического персонала, широким использованием принудительного труда и другими методами.

В начале 70-х гг. XX века рост угледобычи стал экстенсивным за счет физического наращивания количества малопроизводительных шахт; угольная отрасль превратилась в планово-убыточную отрасль промышленности.

В 60-70 годы произошло замещение ископаемого угля природным газом и нефтью, что в свою очередь явилось одной из причин технологического отставания России от экономически развитых государств. Резкий переход в энергетике на «бесплатное», и, как тогда казалось, нескончаемое «газомазутное топливо», которое потекло рекой после колоссальных капитальных вложений в освоение нефтегазовых комплексов (Самотлор – 1965 г., Тюмень – 1975 г. и др.) обусловил игнорирование многих, происходящих в мировой науке и практике, процессов энергосбережения.

С распадом СССР и созданием СНГ нарушились производственные, экономические и научно-технические связи между предприятиями бывших союзных республик. Это привело к экономическому кризису во всех созданных независимых государствах, что повлекло за собой значительное снижение добычи угля во всех углепромышленных регионах бывшего Советского Союза. Произошел разрыв производственных связей угледобывающих предприятий России с заводами горного машиностроения, большинство которых располагалось в Украине, Казахстане и Белоруссии. Эти заводы имели специализированных характер и были предназначены для обеспечения новой техникой всех угольных предприятий СССР.

Динамика объемов добычи ископаемого угля в РСФСР и РФ за период с 1971 по 2007 гг.

Вопрос №3 – «Выдающие представители горной науки». (20 минут)

Георгий Агрикола (1494 – 1555) – немецкий ученый в области горного дела и минералогии. Образование получил в Лейпциге (Германия), где изучал философию и древние языки; в 1519 году основа