Развитие маркшейдерского дела в России

Первое русское горное законодательство, в котором отражены вопросы маркшейдерского дела, было составлено в 1734 г. В. Н. Татищевым и носило название «Заводской устав». В уставе В. Н. Татищева маркшейдерскому делу; были посвящены материалы, который обязывали маркшейдера: а) иметь правильные плоские чертежи каждой рудокопи с отражением на них условий залегания, всех особенностей разработки рудника и пополнением их своевременно новыми работами; б) пополнять и исправлять общие планы данного округа по правилам, изложенным в особой инструкции Академии наук, куда должны представляться копии готовых планов уезда или провинции.

В 1763 г. М. В. Ломоносовымбыл издан труд «Об измерении рудников» – первая в нашей стране работа, в которой обстоятельно излагались все вопросы маркшейдерского дела того времени. Эта работа явилась частью капитального сочинения «Первые основания металлургии или рудных дел». Ломоносов дал описание висячей буссоли и висячего полукруга, мерного жезла, принадлежностей для вычерчивания маркшейдерских чертежей, в том числе поперечного масштаба. В работе приведен случай решения различных маркшейдерских задач, например, способ определения на земной поверхности места заложения вертикального ствола шахты, которая должна соединяться с системой горизонтальных горных выработок, являющихся продолжением штольни.

Однако, начиная со второй половины XVIII и до начала XIX века в горной промышленности России сложилась обстановка, не способствовавшая развитию маркшейдерского дела, усугубившаяся после издания в 1782 г. манифеста Екатерины II, в котором устанавливалось право собственности землевладельца на недра, и запрещался всякий контроль деятельности горнозаводчиков.

В 1773 в Санкт-Петербурге было основано горное училище (ныне Ленинградский горный институт), в котором с первых дней его существования был учрежден маркшейдерскийкласс, где выпускники получали солидную по тому времени подготовку. Первый учебник по маркшейдерскому делу «Практическая подземная геометрия» был опубликован в 1805 г. преподавателем Петербургского горного училища А. И. Максимовичем.В нем автор изложил подробную методику съемки горных выработок подвесными инструментами.

Крупным событием в истории отечественного маркшейдерского дела явилось опубликование в 1847 г. профессором Петербургского горного училища П. А. Олышевым(1817–1896 гг.) учебника «Маркшейдерское искусство». В нем автор описал разработанный им независимо от немецких маркшейдеров теодолит с внецентренной трубой, нивелир и методику вычисления координат пунктов теодолитных ходов и дал аналитическое решение задачи о проведении выработки встречными забоями. Внедрение в маркшейдерскую практику теодолитной съемки и составление планов по координатам имели исключительно большое значение для дальнейшего развития техники и методики подземных съемок.

Существенный вклад в развитие маркшейдерского дела в России был сделан проф. Г. А. Тиме(1831–1910 гг.) работами «О производстве и вычислении маркшейдерских триангуляции», «Геометрические способы ориентирования подземной съемки», «Определение астрономического меридиана для маркшейдерской съемки». Г. А. Тиме, обративший серьезное внимание на крупные недостатки в развитии маркшейдерского дела в России, заключавшиеся главным образом в разобщенности съемокотдельных рудников и шахт, отдал многосил созданию при помощи триангуляции в горно-промышленных районах единых местных сетей опорных пунктов. Им также была проделана большая работа по разработке геометрических способов ориентирования подземных выработок.

Крупный этап в развитии отечественного маркшейдерского дела связан с деятельностью проф. В. И. Баумана(1867–1923 гг.), научная и производственная деятельность которого была исключительно плодотворной и разносторонней. Среди его работ особое место занимают фундаментальные труды: «О выборе системы координат для маркшейдерских карт и планов» (1887 г.), «Курс маркшейдерского искусства» в трех томах (1905 г.), «К вопросу о сбросах, сдвигах и других смещениях жил и пластов» (1907 г.), «К вопросу об определении запасов месторождений» (1908 г.). По инициативе проф. В. И. Баумана был созван I Всероссийский съезд маркшейдеров (1913 г.). Им проведены крупные организационно-технические мероприятия, под его руководством и при непосредственном участии в Донбассе была создана триангуляция бассейна, в результате чего были получены условия съемки шахт в единой системе координат. Проф. П. М. Леонтовским(1870–1921 гг.) выполнен ряд важных исследований по методике маркшейдерских работ и маркшейдерскому приборостроению, но, самое главное, им было положено начало серьезным исследованиям в нашей стране по сдвижению горных пород.

Послеоктябрьский этап развития маркшейдерского дела охарактеризовался бурным развитием маркшейдерского дела в нашей стране. Сразу же после гражданской войны по инициативе В. И. Баумана и П. М. Леонтовского созывается II Всероссийский съезд маркшейдеров (1921 г.), на котором были рассмотрены вопросы восстановления горнорудной и угольной промышленности и поставлены задачи перед маркшейдерами. Следующее десятилетие отмечено рядом других важных организационно-технических мероприятий. В 1925 г. в Харькове проводится съезд маркшейдеров юга России, в Свердловске – маркшейдеров Урала, в Томске – маркшейдеров Сибири. В 1929 г. проводится Всесоюзная маркшейдерская конференция, по инициативе которой была создана постоянная маркшейдерская комиссия при НТС горной промышленности ВСНХ. В 1932 г. в Ленинграде состоялся I Всесоюзный маркшейдерский съезд, одним из наиболее важных результатов которого было создание в Ленинграде в 1932 г. под руководством И. М. Бахурина Центрального научно-исследовательского маркшейдерского бюро (ЦНИМБ), выросшего во Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (ВНИМИ), признанный по праву одним из ведущих институтов горной промышленности.

Научная и производственная деятельность чл.-корр. АН СССРИ. М. Бахурина(1880–1940 гг.) началась в дореволюционные годы. Им был разработан ряд вопросов по теории погрешностей, способу наименьших квадратов и их использованию при оценке точности и уравнивания маркшейдерских съемок. И. М. Бахурин внес исключительно большой вклад в развитие советской маркшейдерской науки. В 1929–1931 гг. по его инициативе была организована маркшейдерская комиссия, оказавшая большое влияние на улучшение постановки и организации маркшейдерского дела. Круг вопросов, которыми занимался И. М. Бахурин, практически включал все направления маркшейдерского дела: проведение выработок встречными забоями, теорию накопления погрешностей в рудничных полигонах, теорию случайных погрешностей и способ наименьших квадратов, теорию физического (особенно магнитного) и геометрического ориентирования шахт, погрешности ориентирования через один и два вертикальных ствола, маркшейдерское приборостроение, сдвижение горных пород. Итогом его исследований вопросов методики маркшейдерских работ явилось издание в 1932 г. «Курса маркшейдерского искусства» (специального курса), ставшего настольной книгой многих поколений маркшейдеров. По инициативе И. М. Бахурина были организованы, начиная с 1919 г., широкие инструментальные наблюдения за сдвижением горных пород. Результаты исследованийсдвижений горных пород были им обобщены в монографии «Сдвижение горных пород под влиянием горных разработок» (1940 г.).

В развитии маркшейдерского дела определенное место принадлежит проф. П. К. Соболевскому(1868–1949 гг.), который впервые в 1904 г. организовал в Томском технологическом институте выпуск специалистов – маркшейдеров. С его именем связано появление нового направления маркшейдерского дела, сформировавшегося в дальнейшем в самостоятельную науку – геометрию недр. В 30–40-е годы, когда в нашей стране остро стояла задача разведки и освоения большого числа новых месторождений и была большая необходимость в изображении на различных горно-геометрических графиках их особенностей, под руководством П. К. Соболевского были проведены обширные работы по геометризации многих уральских, алтайских и других месторождений, ускорившие развитие этих месторождений.

Много и плодотворно работал в области маркшейдерского дела, особенно геометрии недр, проф. П. А. Рыжов(1903–1974 гг.), вся научная и педагогическая деятельность которого была тесно связана с производством. П. А. Рыжов был ученым-новатором, создавшим по существу три новые ученые дисциплины, в первую очередь – геометрию недр. Его учебник «Геометрия недр» выдержал три издания – в 1941, 1952, 1964 гг. В 1951 г. появился учебник «Проекции, применяемые в геолого-маркшейдерском деле», а в 1973 г. – учебник «Математическая статистика в горном деле». Последний практически сразу же после выхода в свет стал библиографической редкостью.

Определенный вклад в развитие маркшейдерского дела внес проф. Д. Н. Оглоблин(1905–1968 гг.), посвятивший многие свои работы теории и практике маркшейдерских работ. Под его руководством в довоенные годы были выполнены особо важные маркшейдерские работы по сбойке основных капитальных горных выработок на Качканарском месторождении, на шахте им. Ленина в Кизиле. Большие работы выполнены на Березовском,Карабашском и Левихинском месторождениях. В послевоенные годы проведены работы по маркшейдерско-геометрическому анализу Тырныаузских рудников, Никитовского ртутного комбината, угольных шахт комбината «Донецкуголь», на предприятиях Урала, Средней Азии, Армении, Кривого Рога и др. Д. Н. Оглоблин был одним из ведущих ученых нашей страны в области методики маркшейдерских работ, им написано более 20 книг, среди которых особое место занимают учебники по маркшейдерскому делу для студентов вузов, обучающихся по маркшейдерской специальности.

В нашей стране еще в первые пятилетки были начаты систематические и в больших объемах наблюдения за сдвижением земной поверхности. Итоги первого этапа натурных исследований нашли отражение в ряде крупных работ. В 1947 г. проф. С. Г. Авершин опубликовал монографию «Сдвижение горных пород при подземных разработках», в которойотражены результаты исследований динамики процесса сдвижения, и, что было особенно важно, в ней был предложен метод предрасчета элементов сдвижения поверхности. В 1946–1948 гг. проф. Д. А. Казаковскимбыла разработана на основе метода аналогий получившая широкое распространение классификация угольных месторождений, позволившая делать прогноз характера сдвижения и углов сдвижения для ряда угольных месторождений. Основные результаты своих исследований в области сдвижения горных пород Д. А. Казаковский изложил в книге «Сдвижение земной поверхности под влиянием горных разработок» (1953 г.)

В последующие годы на основании инструментальных наблюдений за сдвижением, организованных практически во всех угольных бассейнах и на рудных месторождениях, были составлены: «Правила охраны сооружений» для Донецкого, Криворожского, Кузнецкого, Карагандинского, Кизеловского, Львовско-Волынского бассейнов; «Правила охраны для месторождений руд цветных металлов с неизученным характером процесса сдвижения»; инструкции по наблюдению за сдвижением на угольных и рудных месторождениях. В связи с необходимостью оценки ожидаемых деформаций зданий и других объектов и выбора мероприятий по их охране усиленно проводились и проводятся ис следования по прогнозу ожидаемых деформаций земной поверхности и толщи горных пород. Начатые проф. С. Г. Авершиным в послевоенные годы, они продолжены рядом авторов (С. П. Колбенковым, И. А. Петуховым, В. Н. Земисевым и др.) и послужили основой для составления руководств по расчету сдвижений земной поверхности.

ВНИМИ совместно с другими институтами были проведены наблюдения условий подработки сооружений. Исследования количественных зависимостей взаимосвязи деформаций земной поверхности и фундаментов зданий позволили выбрать принципиальные методы проектирования и расчетов мероприятий по предохранению зданий от деформаций при их возможной подработке горными работами. Получены положительные результаты в определении возможностей безопасной подработки водных объектов, отработки сближенных (надработанных и подработанных) пластов.

Большая заслуга в развитии исследований устойчивости горных пород при открытых разработках месторождений принадлежит проф. Г. Л. Фисенко, по существу создавшему новое научное направление, посвященное оценке устойчивости скальных (анизотропных) бортов карьеров. В его монографиях «Устойчивость бортов угольных карьеров» (1956 г.) и «Устойчивость бортов карьеров и отвалов» (1965 г.), изложены основные результаты исследования условий возникновения деформаций бортов карьеров, методики расчета углов наклона бортов карьеров в реальных геологических условиях с учетом слоистого и трещиноватого строения горных пород, мероприятия по искусственному укреплению откосов, сложенных трещиноватыми скальными и рыхлыми породами.

В последний период отечественной промышленностью были разработаны и изготовлены современные маркшейдерско-геодезические приборы: оптические теодолиты, нивелиры обычной конструкции и с самоустанавливающейся визирной осью, дальномеры, в том числе светодальномеры, дальномерные насадки, световые указатели направлений, в том числе лазерные, автоматические профилографы для работ на разрезах и в шахтных стволах, глубиномер, длинномер и мн. др. На базе созданных во ВНИМИ в послевоенные годы маркшейдерских гирокомпасов МВ-1 и позже МВ-2 был разработан гироскопический метод ориентирования шахт. В связи с тем, что первые гирокомпасы имели большие массу и габариты, работы по конструированию этих инструментов были продолжены и в настоящее время созданы приборы, отвечающие современным требованиям (небольшая масса 3,5–4,5 кг, взрывобезопасное исполнение, достаточная точность). Это гирокомпасы МВТ2, МВТ4, гиробуссоль МВБ-4М.

Проведены значительные работы по упорядочению и совершенствованию методики выполнения маркшейдерских работ. ВНИМИ были разработаны сначала первая (1959 г.), затем вторая (в 1971 г.) технические инструкции по производству маркшейдерских работ. Произошло усовершенствование маркшейдерских работ связанное с изменением технологии строительства шахт (возведением башенных копров, сооружением глубоких стволов). Разработаны высокоточные гироскопические инклинометры для съемки замораживающих скважин, широко применяющихся при специальных способах проходки стволов.

В связи с необходимостью обработки больших объемов маркшейдерской информации проведено программирование маркшейдерских задач, разработаны программы решения основных маркшейдерских, геодезических и фотограмметрических задач на электронных вычислительных машинах.

Заканчивая обзор состояния маркшейдерских работ, следует отметить высокий уровень отечественной науки, которая занимает передовые позиции в мировой маркшейдерской науке и практике.

Вопросы для обсуждения:

1. Назовите одни из первых древнейшие способы съемок горных выработок.

2. Что заставило маркшейдеров в XVIII веке отказаться от использования магнитного меридиана и перейти к ориентированию рудничных съемок по постоянному направлению астрономического меридиана?

1. В чем сущность реформы маркшейдерского дела 1840–1860 годов?

4. Назовите основные маркшейдерские инструменты для съемки горных выработок, которые широко применялись в XIX в. в Германии.

5. Расскажите об основных этапах развития маркшейдерских наблюдений за сдвижением горных пород.

1. Опишите эволюцию развития маркшейдерского дела в России.

Дата добавления: 2014-12-27