О структуре горных наук

Л.А. Пучков 

О СТРУКТУРЕ 

ГОРНЬIХ 

НАУК 

МОСКВА 

ИЗДАТЕЛЬСТВО МОСКОВСКОГО 

ГОСУДАРСТВЕННОГО ГОРНОГО УНИВЕРСИТЕТА 
2008 

УДК 001:622 

ББК 33.1 
п 88 

Книга соответствует 
«ГигиеническU"'--1 
требованиян к 

изданию1 книжным для взрослых. СанЛиН 1.2.1253-03», 

утвержденны.и Г1авныАt государственны.и санитарны."'--1 

врачо:н России 30 :иарта 2003 г. (ОСТ 29.124-94). Санитарно-эпиде,шюлогическое заключение Федера1Ьнmi сч·жбы по надзору в сфере защиты прав потребите.1ей М 
77. 99. 60.953.Д.ОО8501. 07.07 

ПучковЛ.А. 

П 88 
О структуре горных наук.- М.: Издательство Москов
ского государственного горного университета, 2008.-24 с. 
ISBN 978-5-7418-0535-0 

ISBN 978-5-7418-0535-0 
© Л.А. Пучков, 2008 
© Издательство МГГУ, 2008 
© Дизайн книги. Издате.1ьство 

l\1ГГУ,2008 

В 
последнее время в России и за рубежом появился ряд 

работ [1, 2, 3, 5, 6], в которых рассматриваются методологические подходы к горному делу, к горным наукам, к 

горной профессии. Это связано с существеиными трансформациями, которые происходят сейчас в горном деле, 

появлением новых областей научной и производственной 

)!еятельности горняков, стремлением авторов определить 

более точно свое место в области горного дела и горных 

наук, методологически обосновать появление· новых научных направлений. В европейских странах и США 
немаловажным стимулом подобных анализов является также 

падение интереса к горной nрофессии. Делаются такие 
анализы далеко не всегда методологически обоснованно. 
Это объясняется рядом причин, среди которых, в первую 

очередь, можно назвать отсутствие системного подхода к 

структуре горных наук, преждевременное введение в обиход новых понятий:, которые еще недостаточно сформировались в практике, терминологическая усложненность в 

оформлении новых задач и научных направлений. 

В начале нашего исследования определим современное поияти 
е горного дела. В мировой печати уже в течение 

многих лет ведется дискуссия о том, что горное дело в 

настоящее время существенно в:ышло за рамки его первоначального понятия как разработки месторождений полезных ископаемых, добычи полезных ископаемых, и 

представляет в настоящее время более широкую сферу 

человеческой деятельности. 

Обобщая эти соображения, современное горное дело 
можно определить как ин.жен.ерн.ую деятельность человека в зе.мн.ой коре. Таким образом, наряду с основной 

3 

задачей горного дела, какой является добыча полезных 

ископаемых, в это определение входят также и такие виды 

деятельности, как строительство подземных сооружений, 

коммуникаций транспортного и хозяйственного назначения, размещение отходов. Важной областью деятельности 

горняков является ликвидация экологических последствий горных работ (устранение <<грехов прошлого)>) . 

Понятие <<Горные науки» определяется обычно как 

совокупность знаний о горном деле. Более точно можно 

сказать, что горные науки совокупность знаний, представляющих интеллектуальное обеспечение горного 

дела. Это уточнение необходимо потому, что в горном 

деле используется масса знаний практического характера, 

которые ранее интегрально определялись как <<горное искусство)> и которые методологически невозможно отнести 

к горным наукам. 

И 
горное дело, отражающее достаточно емкую сферу 

деятельности человечества, и горные науки априори являются большими системами, и поэтому их анализ должен 

опираться на системные методы. С позициий системного 

подхода важной задачей является декомпозиция горных 

наук, то есть разделение горны:х наук на определенны:е 

составляющие части- отдельные горные науки. Известно 
[ 4] , что основной проблемой декомпозиции системы является прmщип разделения. Каким образом разделить си
стему горных наук на отдельные науки, под которыми 
будем понимать совокупность знаний, объединенных 
внутренним функциональным единством? Как и к любой 

системе, применительно к горному делу возможен подход 

к декомпозиции по различны:м принципам. Если, например, мы берем за основу структурный принцип, то тогда 

все горное дело, имеющее определенные составные части, 

требует как бы выделения, прикрепления к каждой составной части своей горной науки. 

4 

Следуя этапному принципу, МЪI могли бы выделить 

науки, соответствующие поэтапным_ процессам горного 

дела, и соответственно этим процессам определить такие 
горные науки, как науки о вскрытии, разработке месторождения, обогащении полезного ископаемого. 

Функциональный прин••и•• предполагает выделение 

наук, изучающих определенные явления, близкие по 

своей сущности, и решающих определенные функциональные задачи. 

Сложность декомпозиции заключается в том, что все 

эти методы в реальности используются совместно и в разЛИЧНЪIХ сочетаниях. В ряде случаев науки выделяются по 

структурному принцилу, в ряде случаев по функциональному и по этапному. Исnользуются также и некоторые другие методы декомпозиции. В связи с этим 

методологически важно договориться с самого начала, по 

какому методу осуществляется разделение горных наук, 

какой метод нас более всего устраивает. Хотя при этом 

нужно всегда иметь в виду, что подход к декомпозиции 
горных наук возможен по тобому nрименяемому в настоящее время методу и, в принциnе, может существовать 

несколько структур горных наук. В конечном итоге вопрос 

решается определенным согласием большинства специалистов, занятых в этой области деятельности, и установлением на основе этого согласия более или менее 

приемлемых для всех правил. 

На наш взгляд, наиболее рациональным начальным 

принципом разделения горных наук является функциональный. Это связано с тем, что при других пришщпах 

подхода в значительной степени не удается учесть такую 

особенность горного nроизводства и горных наук, как 

сложное сочетание естественных, технических и человеческих факторов. А это, в свою очередь, определяет характер горной науки, поскольку, например, если наука, 

явления, задачи, которые она описывает и решает, связа
5 

ны с преобладающим влиянием сил естественного, природного характера, то она и является более фундаментальной, чем наука, которая связана с факторами 

технического или организационного характера деятельности. 

Вторым важным исходным обстоятельствQм для анализа является сама форма структуры, которую целесообразно взять за основу. Предыдущие попытки создания 

структуры горных наук показывают, что табличная форма, применеиная в работах [1, 2], и в особенности словесная форма описания структуры не являются достаточно 

эффективными. В этих формах недостаточно прослеживаются взаимосвязи между отдельными дисциплинами 
недостаточно выражена стратификация отдельных горных 

наук. Часть элементов, часть составляющих знаний горной науки вообще не вписывается в эти структуры или же 

присоединяется к ним искусственно. 

Это в особенности заметно, когда мы начинаем интенсивно обсуждать новейшие направления или ответвления горной науки. Например, то ее направление, которое 

названо <<горной экологией» или взаимодействием горного дела с окружающей средой, довольно неудачно вписывается в общее понятие <<горные науки>>. И мы до сих пор, 

уже дав соответствующее оnределение и сделав соответствующие заявки на основы этой науки, не можем как следует определить ее место в современных горных науках. 
Мы отчетливо ощущаем, что факторы взаимодействия с 
окружающей средой проявляются не только в уже сформировавшихся, общепризнанных горных науках, но и 

практически во всех отдельных процессах, операциях горного производства. Тогда что же представляет собой <<Горная экология>> некоторую новую интегрирующую 

методологию или просто уточняющий, конкретизируюший признак того, что уже имеется? 

6 

Нужно заметить, что с методологической точки зрения для горных наук этот вопрос не новый, так как аналогичньuм образом он рассматривался применительно к 
охране труда (особенно если учесть, что большое количество вопросов, которые относят к экологии, решалисъ в 

рамках этого научного направления), или, например, применителъно к горной экономике, которую Г. Феттвайс [б] 

рассматривает в качестве основы для целого ряда горных 

наук. 

В качестве прИЕПUfliИалъной исходной позиции построения структуры горных наук будем исходить из того, 

что же является первопричиной, исходным импульсом для 

развития горных процессов, которые и определяют в конечном итоге специфику горного производства и, соответственно, горных наук. 

Основой целесообразности горного дела является наличие природных ресурсов в земной коре и необходимость 

его извлечения. Это- практическая основа. Что же косается научной основы, то здесь необходимо исходить из 

физической первопрИЧИНЪI горных процессов. Таковой 

является вторжение в горНЪIЙ массив, сопровождающееся 

его разрушением. Разрушение горного массива, горной 

породы является началом начал всех горных процессов, 

развивающихся далее под воздействием естественных сил 

(сдвижение горных пород, газовыделение), технических 

средств (крепление, транспорт, водоотлив) и их взаимных 
разнообразных комбинаций (вентиляция, обогащение). 

Разрушение горны:х пород само по себе представляет 

фундаментальную горную науку, поскольку коренным 

образом изменяет созданное природой соотношение сил в 

горном массиве, однако не следует считать, что оно является фундаментом горных наук, из которого пропэрастают 

или ответвляются другие науки. Это только импульс для 

возникновения и развития совокупности самостоятель
7 

ных nроцессов nод воздействием своих сил, познание которых и является целью соответствующих горных наук. 

Отсюда следует, что структуру горных наук даже при 

фиксации их определяющего начала неделесообразно 

рассматривать в форме разветвляющегося дерева, что часто применятся в теории систем, или его разновидности в 

табличной форме. Более правильно взять за основу структуру в виде векоторого ядра-первоnричипы с последующим пространствеиным расширением. 

Итак, явление разрушения горных пород, будучи 

первопричиной всех физических процессов горного производства, позволяет определить и науки, описывающие и 

изучающие эти процессы. 

Так, разрушение горных пород сопровождается сдвижением горных пород, возникновением горных ударов, 
внезапных выбросов, то есть физических процессов и явлений, которые изучает гео.механика. 

Разрушение горных пород приводит к раз~итию процессов газоныделения из окружающих горных пород в 

выработки, к перемещению газов, и, таким образом, рудничная газодинамика изучает эту группу явлений. 

В массиве горных пород, пришедшем в сдвижение 

после разрушения горных пород, развиваются гидродинамические процессы, и эти явления описывает рудничная 

гидродинамика. 

Разрушение горных пород, появление горных выработок в горном массиве нарушает термодиномический оалапе в массиве горных пород, возникают процессы 

тепловыделения, теплопередачи, и эти процессы исследует, изучает наука рудничная термодинамика. 

Процесс разрушения горной породы сопровождается 
дроблением и измельчением, пылеобразованием, взаимодействием твердых частиц горного массива с газами и с 

водами, что приводит к изменению физико-химических 

8 

свойств разрушенных горных пород и ее разрушенных 

частей. Этими проблемами занимается рудничная физикохи.мия. 

Наконец, в системе горных выработок осуществляются процессы перемещения полезного ископаемого, операции с горными породами. Изучением этих процессов 

занимается рудничная .механика. 

Все физические процессы, развивающиеся в резу 
льтате разрушения горных пород, определяют специфику 
горного дела. И науки, которые изучают эти• процессы, 
обобщают знания о них, являются фундаметнальным ядром горных наук в целом. 

Резюмируя сказанное, определим, что фундаментальные горные науки это совокупность знаний о 

физических процессах горного дела. Разрушение горных 

пород,геомеханика,рудничнаяrззодинами:ка,рудничная 

mдродинамика, рудничная термодинамика, рудничная 
физико-химия и рудничная механика представляют собой 

фундаментальные горные науки. Структура этих наук 

приведена на рис.l. 

От совокупности физических процессов горного производства, определяющих фундаментальные горные науки, необходимо отличать горнотехнологические 

процессы. Горнотехнологические процессы, в отличие от 

физических, определяются не только естественными физическими явлениями, но и техническим фактором, используемыми машинами и механизмами, организацией 

работы, то есть инженерной деятельностью человека. 

Создание горных технолоmй базируется на совокупности знаний о физических процессах горного дела, то 

есть на фундаментальных горных науках, но однако всегда 

требует специальных исследований взаимосвязей параметров физических процессов и технических средств. Эти 

взаимосвязи определяются не только привнесением в ана
9 

лиз технических средств, но и тем обстоятельством, что 

большинство горных технологий использует _фундаментальные знания всех горных наук и физическиХ процессов 

в самых различиых комбинациях. 

Рис. 1. 
Структура фундаментальных горных наук 
( ГП- горные породы; ПФП- первоначальный физический процесс) 

В ряде случаев горнотехнолоrические процессы однозначно базируются на определенных физических процессах. Так, процесс водоотлива базируется на процессах 

рудничной гидродинамики, процесс дегазации на про
10