Таблица 1

Классификация горных наук

В основе настоящей Классификации лежит указанное выше современное понимание горных наук, в этой связи с чем их предметом и целью являются соответственно недра как совокупный ресурс жизнедеятельности общества и получение новых знаний об управлении состоянием и изменением функций недр при комплексном и экологически безопасном их освоении и сохранении.

Переход горных наук на новые мировоззренческие позиции означает расширение и углубление горной деятельности от обобщения и реализации знаний в области технологии разработки месторождений к установлению закономерностей и методов техногенного преобразования недр. При этом рациональное использование и сохранение георесурсов обусловливаются взаимосвязями горно-геологических условий, техногенных процессов и последствий освоения недр для природы и общества.

Исходя из сущности Классификации, изменяются ориентация и содержание каждой из горных наук, призванных обеспечивать эффективное преобразование недр Земли.

Горные науки, которые объединены в группу горное недроведение, включают исследования свойств пород, горных массивов, георесурсов и недр в целом - как средоточия различных, находящихся во взаимосвязи друг с другом, природных и искусственно создаваемых образований. Их исследование осуществляется с точки зрения изменения свойств, т.е. качества георесурсов (разнообразия аномалий, масштабов и интенсивности их проявлений, пространственной локализации, сочетания, агрегатного состояния, экономических параметров и др.) под действием техногенных преобразований.

Горнопромышленная геология - горная наука, представляющая собой совокупность знаний о процессах, протекающих в геологической среде при техногенном воздействии на недра, и закономерностях изменения при этом свойств георесурсов.

Геометрия и квалиметрия недр - горная наука, представляющая собой совокупность знаний о пространственно-геометрических закономерностях размещения форм горных пород, полезных ископаемых и техногенных образований, а также особенностях количественной оценки их качеств и свойств.

Геомеханика - горная наука о закономерностях развития деформационных и фильтрационных процессов в горных породах, а также силах, вызывающих эти процессы.

Разрушение горных пород - горная наука о процессах нарушения сплошности природных структур горных пород (минеральных агрегатов и массивов) под действием внешних сил.

Рудничная аэрогазодинамика - горная наука о процессах аэрогазодинамики при разработке месторождений твердых полезных ископаемых.

Горная теплофизика - горная наука, совокупность знаний о тепловых процессах и явлениях, протекающих в горных породах, их массивах и атмосфере горных выработок при добыче и переработке полезных ископаемых.

Горная системология включает в себя горные науки, изучающие закономерности развития и методы установления параметров геосистем и управления их функционированием в связи с последствиями освоения недр для общества и природы.

Теория проектирования освоения недр - горная наука, представляющая собой систему знаний о выборе способов освоения недр, взаимосвязи и расчетных методах установления параметров и обоснования конструкций горных объектов.

Экономика освоения георесурсов - горная наука. Изучает возникающие при освоении георесурсов экономические отношения и свойственные им производительные силы.

Горная экология - горная наука. Представляет собой совокупность знаний об изменении окружающей природной среды под воздействием освоения недр (горного производства).

Горная информатика - горная наука о методах получения, преобразования, накопления, интерпретации информации о свойствах, составе и структуре недр Земли и использования геоданных различных уровней масштабных обобщений при разведке, проектировании, строительстве и эксплуатации месторождений полезных ископаемых и горнотехнических инженерных сооружений, изучении экологических последствий.

Предмет горных наук группы геотехнология - технологические процессы, технические средства, технологии, способы и горные объекты, позволяющие извлечь георесурсы из недр или использовать георесурсы тех видов, утилизация которых не предполагает их извлечение (например, подземные полости).

Физико-техническая геотехнология - горная наука о способах и взаимодействии процессов извлечения полезных ископаемых из недр или техногенных образований без изменения химического состава исходного сырья и его агрегатного состояния.

Физико-химическая геотехнология - горная наука о процессах извлечения из недр полезных ископаемых путем физического, химического и биологического воздействия на горные породы.

Строительная геотехнология - совокупность знаний о подземных сооружениях в массиве горных пород, технических, экономических и организационных взаимосвязях технологических процессов при строительстве, реконструкции и восстановлении.

Геотехника (горное машиноведение) - горная наука, совокупность знаний о процессах и закономерностях взаимодействия машин с горными породами при их добыче, транспортировании, первичной переработке, системах связей свойств горных пород с кинематическими, динамическими и энергетическими параметрами горных машин.

Обогащение полезных ископаемых - науки об извлечении ценных компонентов из минерального сырья, предметом которых является изучение основных закономерностей физических, физико-химических процессов разделения и концентрации минералов природного и техногенного происхождения, взаимосвязи структурного, вещественного и фазового состава минерального сырья с его технологическими свойствами.

Технологическая минералогия - горная наука о строении и физико-химических свойствах минеральных агрегатов с целью эффективного использования минералов и содержащихся в них полезных компонентов.

Дезинтеграция и подготовка минерального сырья к обогащению - горная наука о методах и средствах направленного изменения характеристики качества минерального вещества и дезинтеграции его на фазы, контрастные по содержанию полезного компонента.

Физические и химические процессы разделения, концентрации и переработки минералов - горная наука о методах и средствах концентрирования полезных компонентов минерального сырья путем разделения минералов на основе различия их физических свойств в силовых полях.

Физические и химические процессы извлечения полезных компонентов из природных и техногенных вод - горная наука о методах и средствах извлечения полезных компонентов из природных и техногенных вод при помощи физических и химических воздействий.

Содержание современных горных наук предопределяет необходимость проведения фундаментальных и прикладных междисциплинарных направлений исследований и развитие инновационной деятельности для совершенствования существующих и создания новых физико-технических, физико-химических и биологических технологий освоения и утилизации георесурсов (табл.2) [2]. К ним следует отнести:

• биотехнологии добычи и глубокой переработки полезных ископаемых, а также малоотходные технологии выщелачивания полезных ископаемых и продуктов их обогащения, дегазации и разработки метаноносных залежей угольных пластов, создания подземных, наземных и подводных сооружений для захоронения и утилизации отходов крупных городов, на дне морей и океанов, изоляции затопленных выработанных пространств при освоении солесодержащих залежей, подземной газификации угля, промышленного извлечения метана из нетронутых горными работами высокогазоносных угольных месторождений, получения нового водоугольного топлива;
• ресурсосберегающие технологии добычи твердых полезных ископаемых со дна водоемов и из морской воды, очистки природных и промышленных вод (в процессе горно-обогатительного производства), комплексного освоения недр, направленного изменения свойств массивов горных пород и минерального вещества на макро- и микроуровнях, комбинирования физико-технических, физико-химических и биологических методов;
• ресурсовоспроизводящие технологии повышения технологических свойств попутно извлекаемых горных пород для превращения их в минеральное сырье, воспроизводства минеральных и водных ресурсов, искусственного продолжения формирования месторождений полезных ископаемых и др.

Таблица 2

Приоритетные физико-технические, физико-химические и биологические технологии освоения и утилизации георесурсов

Появление качественно новых глобальных проблем при освоении земных недр, включая одну из важнейших проблем XXI в. – поиск водных ресурсов, и выполнение крупных научно-технологических исследований и проектов для их решения требуют положить в основу будущего научного развития принцип междисциплинарности, который может быть эффективно реализован лишь при подготовке горных инженеров широкого профиля в области освоения георесурсов.

К тому же, в изменяющихся рыночных условиях, когда отсутствует плановость в подготовке и распределении специалистов, когда абсолютное большинство молодых специалистов начинают искать работу только после окончания вуза, когда найденное место работы в лучшем случае соответствует горному профилю, существующая до сих пор дифференциация в подготовке горных инженеров по узким учебным специальностям «Открытая разработка месторождений полезных ископаемых», «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых», «Открытые горные работы», «Разработка россыпных месторождений» и др. себя не оправдывает. В таких условиях целесообразно готовить горных инженеров широкого профиля, которые были бы подготовлены для трудоустройства в горно-геологических организациях и предприятиях, где ведутся не только горные работы, но и строительные – по сооружению метрополитена, железнодорожных насыпей, аэродромов, котлованов под размещение различных видов электростанций, хранилищ отходов, по использованию подземных пространств в зонах градопромышленных агломераций и др.

Поднимая этот вопрос на протяжении около 20 лет перед научно-образовательной общественностью (на заседаниях Учебно-методического объединения, в вузовской и академической печати и др.), отмечу, что в периоды 1921-1941 гг. учебная специальность широкого профиля «Разработка месторождений полезных ископаемых» существовала в Московской горной академии и Московском горном институте и включала в том числе до 1930 г. учебную специальность «Шахтное строительство»; а в 1921-1963 гг. – в Московском институте цветных металлов и золота им. М.И. Калинина и др., т.е. более 40 лет.

Наличие в советские годы узко отраслевых шести министерств в горной промышленности и четырех в смежных отраслях – потребителях горных инженеров, и главное – плановое их распределение с обязательной отработкой в течении трех лет, возможно, временно оправдывало существовавшую в те времена дифференциацию в подготовке горных инженеров по узким учебным специальностям.

Целесообразность подготовки широко профильных горных инженеров подтверждается на протяжении последних 9-10 лет Миннаукой России, утвердившей своим приказом №17/4 от 25.12.2000 г. новую Номенклатуру специальностей научных работников, разработанную с участием РАН, ВАК Минобразования России, принявшей своим приказом №1 от 24.03.2000 г. ее к руководству, Минпромнаукой России, также утвердившей приказом №47 от 31. 01.2001 г. новую номенклатуру с внесенными позже редакционными поправками и Минобразованием России, которое своим приказом №1 от 13.03.2001 г. обязало органы аттестации научных кадров высшей квалификации принять номенклатуру специальностей научных работников, включающую широко профильную специальность «Геотехнология (подземная, открытая и строительная)».

И вот уже скоро будет 10 лет, как в соответствии с этой номенклатурой научно-педагогическим кадрам высшей квалификации в области освоения георесурсов на основании защиты кандидатской или докторской диссертации присуждаются ученые степени кандидата или доктора наук по специальности «Геотехнология (подземная, открытая и строительная)». А представляет ее к защите горный инженер или кандидат наук, имеющий диплом вуза по одной из узких учебных специальностей «Открытые горные работы» или «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых» или «Разработка россыпных месторождений» и т.д. Следовательно, горный инженер – только «открытчик» или – только «подземщик», став кандидатом или доктором наук, может читать лекции и руководить подготовкой молодых ученых и преподавателей по всем трем составляющим широкой специальности научных работников «Геотехнология», хотя сам кандидат или доктор наук имел вузовскую подготовку в требуемом объеме (включая практики) только по одной составляющей – открытой или подземной, или строительной геотехнологии. Иными словами присуждаются ученые степени по специальности широкого профиля «Геотехнология (подземная, открытая и строительная)» узким специалистам, имеющим дипломы вуза только по одной специальности – подземная, открытая или строительная геотехнология.

Идеология подготовки горных инженеров широкого профиля должна базироваться на единстве признаков, свойственных, прежде всего, всем видам горных работ, при освоении месторождений любых полезных ископаемых, как при подземном, так и при открытом способах разработки или их комбинации. Такими объединяющими признаками являются предмет труда горняков (горные породы или горные массивы), процессы, сопровождающие горные работы и переработку полезных ископаемых.

Горные инженеры широкого профиля должны изучать профессиональные дисциплины: основы горного дела, геологию, гидрогеологию, физику горных пород, разрушение горных пород, перемещение и размещение горной массы, проектирование горных предприятий, геомеханические процессы, гидрогазодинамические и технологические процессы. При этом технологические дисциплины необходимо изучать в следующей последовательности:

• физическая сущность процессов;
• параметры процессов, способы и средства их контроля и управления;
• техника и технология процессов;
• проектирование техники и технологии.

Должны быть возрождены обязательные практики на горнопроходческих открытых и подземных работах за период обучения студента. Например, для получения высокого звания горного инженера по специальности «Разработка месторождений полезных ископаемых» я, как студент Московского института цветных металлов и золота, проходил после 1-го курса геодезическую практику, после 2-го – практику на рабочем месте проходчика 7-го разряда (на проходке шахтного ствола в Никополь-Марганце – ныне Украина), после 3-го, сдав предварительно экзамен и получив единую книжку взрывника, – на рабочем месте (на подземном сурьмяном руднике в Кадамжае – ныне Киргизстан), после 4-го курса – на рабочем месте на Сорском молибденовом карьере, одновременно обучаясь на двухмесячных курсах и получив специальность помощника машиниста тогда крупнейшего экскаватора ЭКГ-4. Имея после окончания Норильского горно-металлургического техникума еще около 3-х лет стажа работы в качестве горного мастера, начальника промывочных приборов приисков и начальника гидроизыскательского отряда можно было, наконец, считать себя горным инженером.

Чтобы процесс перехода от сложившейся дифференцированной подготовки горных инженеров к системе горных инженеров широкого профиля в области освоения георесурсов был безболезненным, необходимо построить обучение следующим образом: первые четыре года студенты должны обучаться по единому учебному плану, включающему общегуманитарные, социально-экономические, математические, естественно-научные и профессиональные дисциплины. Кроме того, студенты на первых четырех курсах изучают такие дисциплины, как геодезия и маркшейдерское дело, разработка месторождений открытым способом, подземная разработка месторождений, комбинированная разработка месторождений, обогащение полезных ископаемых, экономика и менеджмент горного производства, аэрология, шахтное и подземное строительство, физические процессы, мониторинг горного производства и инновационная деятельность.

При дефиците учебных часов на первых четырех курсах одну или несколько специализированных дисциплин можно перенести на пятый курс.

После четырех лет обучения по единому плану, продолжается подготовка горных инженеров широкого профиля в течение 10 месяцев пятого курса, и на этом этапе по гарантированным заявкам потребителей возможна некоторая специализация применительно к конкретным специфическим условиям их использования.

Таким образом, учебная специальность широкого профиля «Разработка месторождений полезных ископаемых» должна быть возрождена и тем самым приведена в соответствие с научной специальностью «Геотехнология (подземная, открытая и строительная)», что будет способствовать повышению уровня подготовки как горных инженеров, так и научных кадров высшей квалификации, решению качественно новых проблем при освоении недр на основе развития междисциплинарных научных исследований и инновационноемкой технологической базы для значительного повышения эффективности работы и усиления конкурентных преимуществ минерально-сырьевого комплекса России.

Литература

1. Горные науки. Освоение и сохранение недр Земли // РАН, АГН, РАЕН, МИА; Под ред. К.Н. Трубецкого. – М.: Изд. Академии горных наук, 1997. – 478 с.

2. Трубецкой К.Н. Междисциплинарные направления и задачи современных горных наук // Проблемы освоения недр в XXI веке глазами молодых. М.: ИПКОН РАН, 2007. С.13-19.