О ГОРНОМ ДЕЛЕ ВООБЩЕ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЙ ГЕОТЕХНОЛОГИИ В ЧАСТНОСТИ

О ГОРНОМ ДЕЛЕ ВООБЩЕ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЙ ГЕОТЕХНОЛОГИИ В ЧАСТНОСТИ

Так как заканчивается этап моей жизни, связанный с горным делом, по идее, я должен отчитываться в своей работе, что мною сделано, на что потрачено время и государственные деньги. Обдумывая всё это, я вспомнил, что когда-то Периклу, озабоченному необходимостью отчитываться в большой сумме денег, его племянник Алкивиад дал совет: «…а ты думай лучше о том, как в них не отчитываться». Вот и я предлагаю вашему вниманию некоторые соображения, в которых попытаюсь затронуть животрепещущие проблемы горной науки.

Многое из того, что я скажу общеизвестно, но как говорят «от повторения молитва не портится». Сейчас все говорят о сырьевом голоде, что это – отражение кризисной эпохи развития человечества или кризис технологии. Известно, что «Римский клуб» высказался за ограниченность запасов, но я вслед за многими думаю, что на лицо кризис технологий в горном деле, а такие рубежи человечество уже не однажды преодолевало.

Для того чтобы преодолеть кризисную ситуацию, необходимы новые идеи, мысли, опережающие своё время, хотя бы на 10-20 лет. Мне представляется, что они должны быть связаны с решением пяти главных проблем горного дела и горной науки: это поиск новых методов разведки и оценки минерального сырья; разработка принципиально новых технологий добычи и переработки, соблюдение современных требований экологии, безопасности и комфортности горного производства, и всё это должно увязываться с экономикой.

Уважаемые коллеги, за последние годы Вы читали или листали мои опубликованные работы. Я не претендую на безусловное принятие моих мыслей, но это суждения одного из исследователей работающих в области геотехнологий, а как сказал Петрарка «нет выше свободы, чем свобода суждения, признавая её за другими, я требую её для себя».

Говорят, что между двумя противоположными мнениями находится истина. Нет, между ними лежит проблема. Вот о ней и поговорим. Нет смысла давать определение горных наук, физико-химической геотехнологии и других терминов. Квалификация читателей не требует этого, но я должен сказать, что для того, чтобы выработать свой взгляд на структуру горной науки, её современное состояние и тенденции развития, я попытался взглянуть на всё это с исторической точки зрения. Изучение истории мне понадобилось, чтобы определить пути движения вперёд к будущему. Какое оно будет, к сожалению, сможет сказать только следующее поколение.

История горной науки подразделяется на три периода:

• 
  Первый – (всё до капиталистической формации) в этот период горная наука в широком охвате явлений вобрала в себя различные области знаний. Известно, что потом из неё вышли многие науки геологического, горного и технологического (например, металлургия) плана. Интересно отметить, что первое и по существу современное определение горной науки дал М.В. Ломоносов «Наука, которая учит минералы знать, приискивать и приводить в такое состояние, чтобы они в обществе человечеством были угодны».
  
• 
  Второй период горной науки связан с её дифференциацией, возникновением целого семейства горных наук, привлечением фундаментальных наук. В этот период горная наука активный фактор преобразования горного производства.
  
• 
  Третий период – это сближение науки и производства, т.е. когда результаты научных исследований воплощаются в коммерческие проекты. Основной задачей горной науки становится принципиальное изменение технологий разведки, разработки и переработки полезных ископаемых. Для этого понадобился синтез разных направлений горных наук в единую систему знаний.
  

Ещё в эпоху возрождения Везалий писал, что «Возникает множество препятствий при изучении конкретного предмета. Его чрезмерное дробление среди узких специалистов, которые, изучая одну сторону предмета исследования, оставляют в стороне многие другие, неразрывно связанные с ним». Узкая специализация в современной горной науке привела к разобщённости в научных кругах и, в определённом смысле, даже «неграмотности» узкого специалиста, который, будучи уверен в своей правоте, стремится изолироваться от других мнений, связанных с решением другой стороны насущной проблемы сегодняшнего дня.

Сейчас происходит становление одной из ветвей горной науки - «физико-химической геотехнологии» (ФХГ), объединяющей знания физиков, химиков, геологов и технологов для решения проблем горной науки. Прикладные науки не могут существовать без достижений фундаментальных наук. Их надо не разрывать, а соединять в работе научных коллективов.

В геотехнологическом процессе участвуют многие миллиарды атомов химических элементов. Поэтому для определения путей протекания этих процессов следует учитывать свойства всех минералов, которые подчинятся термодинамическим законам. Например, при химических процессах в недрах земли происходит поглощение или выделение энергии, определяемое термодинамическими свойствами минеральных ассоциаций и термодинамическими условиями среды. И, так как любая термодинамическая система стремится перейти в состояние максимальной устойчивости с минимальной свободной энергией, на поддержание процесса всегда требуется дополнительная энергия. Изменяя Р, t и C можно нарушить равновесие системы, тем самым обеспечив протекание геотехнологического процесса.

Горная наука решает теоретические и технические проблемы горного дела, соприкасается с многими смежными науками и во многом определяет сферу интересов политиков, экономистов, социологов и философов. Её общественное значение невозможно переоценить, поскольку её роль в реализации программы развития страны огромна. Известно, что за последние 20 лет добыто полезных ископаемых столько же, сколько за всю историю нашей цивилизации, а потребуется в ближайшее время всё больше и больше. Добывающая промышленность, несмотря на кризисы, постоянно увеличивает своё производство, хотя по многим причинам наблюдается постоянное ухудшение её технико-экономических показателей.

Сегодня, когда остро ставятся проблемы ресурсов сырья, снижения себестоимости его добычи и охраны окружающей среды – эти вопросы выходят за рамки только горных проблем и приобретают значение крупной государственной задачи. Думаю, что настало время принципиально изменить взгляд на горное производство, ибо социальное положение и престижность профессии горняка год от года не увеличивается.

Традиционные горные работы, как правило, связаны с операциями отбойки горной массы от массива в форме куска, его доставки к месту предварительного передела (обогащения) и передела в товарный продукт. Известно, что за прошлый век горное дело шагнуло от кайла и лопаты до мощных механизированных комплексов, однако эти изменения носят больше количественный, чем качественный характер, поскольку в основе технологии всё те же кайло и лопата, хотя и механические.

Статистические данные показывают, что резкого прогресса в традиционной технологии ждать невозможно. Оценка узких мест в горном деле показала, что замена технологии в отдельном узле не даёт значительного эффекта, а «поточная технология» и «безлюдная» выемка полезных ископаемых на базе традиционных методов добычи практически очень трудноосуществима, если вообще реальна. Необходимо соединять в недрах добычу и передел и первые такие предприятия уже работают. Открытая и подземная технологии добычи – это колыбель горного дела, но нельзя жить постоянно в колыбели, нужно из неё переходить, как сказал В.И. Ленин в «достойные человека лаборатории».

Горные науки – это фактически технологические рецепты, отнесённые к конкретным условиям. Есть ли теория в горной науке? Есть – это раскрытие связей между горной средой и техническими средствами и способами добычи полезных ископаемых. Традиционно описательная – горная наука в настоящее время не может плодотворно развиваться без привлечения самых разнообразных сведений из химии, физики и других фундаментальных наук.

Итак, на сегодня, в горном деле создалась революционная ситуация, когда общественная необходимость требует безопасной и эффективной отработки бедных и глубоко залегающих месторождений, а современных уровень науки и техники не позволяет решить поставленные задачи при одновременном повышении экономической эффективности производства и удовлетворении требований охраны окружающей среды, комфортности и безопасности труда горняков.

Научно-техническая революция в горном деле, прежде всего, связана с поиском принципиально новых решений, основанных на соединении в недрах операций по добыче, и переделу полезных ископаемых, т.е. на физико-химических методах добычи.

В области физико-химической геотехнологии много сделано, целой плеядой исследователей, начиная с Д.И. Менделеева, предложившего подземную газификацию угля, академиков В.И.Вернандского, Е.Н.Ферсмана и В.А.Обручева, давших теоретические основы ряда геотехнологических процессов. И.П.Кириченко впервые в середине ХХ века обобщены геотехнологические методы и написана прекрасная книга, показавшая перспективы физико-химической геотехнологии. Считаю необходимым особо отметить роль в становлении физико-химических технологии как науки акад. Н.В.Мельникова, впервые создавшего в МГИ специальную кафедру и постоянно оказывавшего внимание всем вопросам физико-химической технологии, от определения её понятий, до практической реализации её методов.

О Николае Васильевиче Мельникове надо сказать особо. Это имя человека, которого просто называют и имя которого звучит, как необъятный комплекс идей и образов. Стоит только назвать его и все знают кто это и что за ним. Такое пожалование именем – высочайшая награда коллег, которые им жалуют своего знатного мастера. Его имя – целый мир разнообразных дарований.

Мне представляется, что с такими же людьми меня столкнула судьба в министерстве химической промышленности СССР – это Леонид Аркадьевич Костандов и Владимир Ефимович Коваль. Их фигуры - это олицетворение лучших руководителей советской промышленности, всегда поддерживавших всё новое. Благодаря им, у нас была создана не только современная химическая промышленность, но и первые предприятия ФХГ.

В нашей стране целые коллективы исследователей занимались проблемами ФХГ. Это: МГГРУ (проф.Д.П.Лобанов), МГГУ (акад.В.В.Ржевский), ЛГИ (проф. Ю.В.Дядькин), ПромНИИпроект, ВНИИХТ, УНИПромед, Гипроцветмет, СКГМУ, ИрТУ, ГИГХС и многие другие организации.

Методы ФХГ уже достаточно широко используются при эксплуатации некоторых месторождений полезных ископаемых (соли, угля, урана, железа, серы, золота, меди, тепла земли и др.).

Главные задачи геотехнологов – это поиск и разработка качественных изменений в технологии добычи минерального сырья, обоснование схем и параметров производств, не являющихся простым совершенствованием традиционной технологии. В учебнике «Физико-химическая технология» (изд. 2001 и 2010гг.) рассмотрено состояние этого направления и на основе многих исследований намечены основные задачи работ по различным геотехнологическим проблемам.

Сейчас они решаются с отраслевых позиций, а это прежде всего академическая проблема и решать её надо на долговременной основе. На базе комплексной целевой программы «Физико-химическая технология». Сегодня нельзя «прозевать» (т.е. неправильно оценить роль) ФХГ, как мы когда-то «прозевали» кибернетику и генетику.

Мы говорим, что сейчас звёздный час физики, химии, биологии. Думаю, что не меньше оснований говорить о звёздном часе горных наук, без рекомендаций которых самые незаурядные открытия естествознания не могут получить должного применения в горнодобывающих отраслях промышленности, которая не только даёт «хлеб» для всех производств, но и предопределяет возможность существования самого человечества.

Проблемы освоения недр Земли по сложности и трудности, можно сравнить с проблемой проникновения в космос, но сегодня общественное внимание, а, следовательно, и финансирование, не в нашу пользу. Думаю, очень скоро проблемами минерально-сырьевого комплекса будут заниматься не только исследователи и бизнесмены, но и государственные деятели самого высокого ранга.