Современное состояние философских проблем создания новой горной технологии

В работах В.А. Резниченко [16] и Ларичкина Ф.Д. [17] систематизированы самые различные концепции рационального недропользования с позиций комплексной переработки минерального сырья, в последующем они дополнены А.Д. Верхотуровым с точки зрения минералогического материаловедения [18]. Однако все проблемные аспекты рассматриваемой концепции исследуются с позиции комплексной переработки уже добытого минерального сырья. Добыче же полезных ископаемых, как важному и объемному элементу природно-ресурсного потенциала недр и всей системы рационального ресурсосберегающего и экологосбалансированного недропользования, уделено в литературе мало внимания. Следует отметить, что, если учесть результаты современных исследований по повышению «производительности ресурсов» на этапе комплексной переработки уже добытого минерального сырья, заманчивы перспективы идти по обратному пути эволюции рудообразования, от сформированного массива, от залежи полезного ископаемого, от обеспечения доступности к обособленному полезному компоненту залежи, изменить сам характер добычи от «куска» к частицам минерального сырья. Тем более, что разделение многокомпонентных ископаемых на отдельные ценные составляющие (и пустую породу) принципиально осуществляется на разных стадиях его добычи и переработки. Например, селективная выемка сближенных, но пространственно обособленных залежей, либо перемежающихся слоев полезного ископаемого различного состава (при достаточно четких контактах и приемлемых мощностях каждого из слоев). Другой пример – геотехнологические способы добычи, т. е перевод полезных ископаемых (ценных составляющих) в результате воздействия различных видов энергии в подвижное состояние и извлечение их на дневную поверхность через скважины. При переходе от механического измельчения к химическому (гидрометаллургическому) вскрытию минералов кислотами, кислыми солевыми растворами, щелочами и т.д. дезинтеграция и контрастность части обрабатываемого материала переходят на более высокий – «наноразмерный», молекулярный, ионный, атомный уровень [5].

Принципиальная возможность построения с помощью нанотехнологии материальных структур атом за атомом или молекула за молекулой позволяет перейти в перспективе к идеальной, в принципе, комплексной безотходной горной технологии. Очевидно, таким путем человечество в будущем сможет перейти к экологосбалансированному устойчивому экономическому развитию, научному преобразованию биосферы в ноосферу, сферу разума по В.И. Вернадскому [9].

Наиболее перспективное развитие классического направления горной технологии в настоящее время осуществляется на основе максимального использования информационных ресурсов, заложенных в природно-технической системе. Такая возможность облегчает системный охват горнотехнических проблем. В концептуальной части появляется возможность формулирования самых различных точек зрения и выбора правильной точки зрения на желаемый критерий. При формировании концепции (идеи) развития рудника чрезвычайно важно предвидеть его развитие и окружающей его социально-промышленной и природной среды в будущем, а также возникновение новых факторов, которые могут изменить вырабатываемую точку зрения, т.е., саму систему ценностей. Чем он сложнее, тем большее число и тем разнообразнее характер факторов, которые необходимо учитывать при определении критериев. Поэтому в сегодняшней парадигме развития горной технологии содержатся процедуры периодической адаптации принятых проектных и технологических решений к изменяющимся условиям. Адаптация способов (геотехнологий) освоения месторождений к изменяющимся горно-геологическим, экономическим и экологическим условиям заключается в целенаправленном изменении параметров природно-промышленной системы (параметрическая адаптация), либо ее структуры (структурная адаптация) для компенсации возмущающих воздействий, либо оптимизации параметров управления. Наглядным примером параметрической адаптации служит изменение объемов добычи и качественного состава рудной массы в зависимости от конкретной экономической ситуации (в частности, от спроса и цены на готовую продукцию), а структурной адаптации – специализация производственных участков по отдельным процессам (буровые, взрывные, погрузочные, транспортные и т.п. работы). Адаптацию целесообразно рассматривать в совокупности с эволюцией систем, представляющей собой непрерывные количественные изменения их характеристик, что в конечном итоге приводит к качественному изменению системы в целом и способствует ее дальнейшему развитию, но уже на новом уровне.   Направленность эволюции – приспособление к меняющимся условиям существования от простого к сложному, поскольку все последующее является развитием предыдущего, с добавлением нового. Из этого следует, что горнотехническая система  должна иметь возможность для усложнения структуры, поскольку упрощение снижает ее адаптационные возможности. В этой связи развитие сегодняшних геотехнологий можно классифицировать как адаптивную эволюцию с выраженным приспособленческим характером, что наглядно прослеживается на примере освоения многих месторождений, когда эволюционное развитие одного способа разработки после исчерпания адаптационных возможностей сменялось другим способом разработки с новым ресурсом адаптационных возможностей [3, с. 6].

Создание самых различных АСУ, АСУТП, САПР в горном деле, как раз и предполагает другой выход – усиление информационной составляющей в классическом направлении горной технологии. Специфика горного производства обуславливает создание развитой информационно-коммуникационной   структуры   на   руднике, требующей выделения немалых средств, кроме того добыча полезного ископаемого складывается из самых различных технологических производственных процессов и приходится в подготовке их информационного сопровождения использовать весьма разнородные модели и алгоритмы их обработки. В двух крайних случаях это приводит, как указывают многие специалисты, либо к очень большому количеству узкоспециализированных программных продуктов и к необходимости иметь связующие программные компоненты. Либо, другой крайний вариант — суперсистема, охватывающая все информационные аспекты производственной жизни предприятия. В чистом виде, как показал анализ соответствующей литературы в горном деле, эти варианты не встречаются, первый в силу того, что даже изначально ограниченные функционально программы развиваются и расширяют сферы своего действия на смежные участки, второй — по причине крайней сложности проектирования, настройки и обслуживания такой системы.

Поэтому, в исследованиях необходимо анализировать оба эти направления. Независимо от выбранного направления следует выбрать в качестве отправной подсистемы некоторую базовую – технологическую, содержащую основные, влияющие параметры горной технологии. Такая подсистема будет «ядром» оптимизации всей горнотехнической системы.

Таким образом, оценивая современное состояние решаемой научно- технической проблемы создания новой горной технологии можно отметить следующее. Есть значимые предпосылки для создания совершенно новых принципов извлечения полезных ископаемых. Вместе с тем не исчерпаны возможности инноваций в направлении создания избирательной, гибкой горной технологии, включающей мощное информационное обеспечение. 
 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Горная наука, земля, природа и человек тесно взаимосвязаны. От того, какие технологии для разработки месторождений человек использует, какие результаты хочет получить, зависит и состояние земли, природы и его собственного здоровья. Логика подсказывает, что полезные ископаемые необходимо добывать так, чтобы сохранить землю и природу.

Стратегия горного производства будущего включает систему идей и взглядов на развитие горного дела, а также концепцию управления природными ресурсами и рационального решения экологических проблем.

Концепция включает в себя рациональную организацию структуры производства, объединение потенциалов его предприятий, повышение эффективности их взаимодействия, применение прогрессивных технологий добычи и переработки руд, а также эффективные методы утилизации отходов.

Дополнительное производство металлов путем их выщелачивания из бедных руд по эффективности сопоставимо с вовлечением в эксплуатацию новых месторождений. Оно не только приносит прибыль и повышает полноту использования природных ресурсов, но и увеличивает срок деятельности предприятий как градообразующих объектов, сохраняющих трудовые ресурсы и снижающих фактор безработицы.

В настоящее время продолжаются работы в областях, открывающих перспективу добычи ископаемых без присутствия людей в опасных условиях, специальными способами, а также добычи полезных ископаемых с морского дна. Такие технологии являются перспективными не только с точки зрения безопасности горняков, но и снижения издержек, связанных с созданием комфортных и безопасных условий труда. Существует опыт применения полностью автономных погрузочно-доставочных машин (ПДМ) на рудниках компании LKAB (Швеция) и Inca (Канада), а также рудниках ElTeniente (Чили) и Jundee (Австралия). В последние годы активно ведутся работы по автоматизации технологических процессов при ведении открытых горных работ.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Аренс, В.Ж. Роль философии в интеграции горных наук / В.Ж. Аренс [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.gornoe-delo.ru/news/detail.php?ID=7523 – Дата доступа: 10.11.2014.
2. Голик, В.И., Комащенко, В.И., Леонов, И.В. Горное дело и окружающая среда: учебное пособие. – М.: Академический проект; Культура, 2011. – 210 с.
3. Губина, О.В., Тоскунина, В.Э. Особенности развития горнопромышленных территорий / О.В. Губина, В.Э. Тоскунина [Электронный ресурс]. – Режим доступа: osobennosti-razvitiya-gornopromyshlennyh-territoriy.pdf – Дата доступа: 11.11.2014.
4. Михайлов, Ю.В. Горнопромышленная экология / Ю.В. Михайлов, В.В. Коворова, В.Н. Морозов. – М.: Академия, 2011. – 335 с.
5. Рахимбеков, С.М. Современное состояние проблемы создания новой горной технологии / С.М. Рахимбеков [Электронный ресурс]. – Режим доступа: 2014-02-15-1361_24.pdf – Дата доступа: 11.11.2014.
6. Ржевский, В.В. Открытые горные работы: производственные процессы / В.В. Ржевский. – М.: Либроком, 2013. – 508 с.
7. Ржевский, В.В. Открытые горные работы: технологии и комплексная механизация / В.В. Ржевский. – М.: Либроком, 2014. – 548 с.
8. Черникова, Д.В., Черникова, И.В. Расширение человеческих возможностей: когнитивные технологии и их риски / Д.В. Черникова, И.В. Черникова // Известия Томского политехнического ун-та. – 2012. – Т. 321. - № 6. – С. 114-119.
9. Вернадский, В.И. Рециркуляция металлов и неметаллических полупродуктов, создание сплавов и материалов с учетом не только свойств, но и распространенности элементов в природе (на основе Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg, Тi). Рациональное сознательное преобразование биосферы в «ноосферу», сосуществование общества в гармонии с природой.
10. Ферсман, А.Е. Полное использование всех ценных компонентов минерального сырья,    создание    комбинированных    межотраслевых    производств, в  которых технологические процессы подбираются к составу сырья.
11. Мельников, Н.В., Агошков, М.И. Комплексное освоение недр: достижение оптимальных для на-родного хозяйства страны и интересов будущих поколений показателей полноты использования всех видов ресурсов недр и участвующих в процессе их освоения трудовых и материальных ресурсов.
12. Трубецкой, К.Н., Чантурия, В.А. Развитие минерально-сырьевого комплекса как составной части процесса устойчивого развития при сохранении естественной биоты Земли путем создания эко- геотехнологий освоения недр на принципах поточности, малоотходности, ресурсосбережения, ресурсовоспроизведения, повышения контрастности свойств разделяемых компонентов с обеспечением экологической чистоты, аналогичной с функционированием биологических систем.
13. Горные науки, освоение и сохранение недр Земли / под ред. акад. К.Н. Трубецкого. – М.: Изд. АГН, 1997. – 475 с.
14. Чантурия, В.А. Основные направления комплексной переработки минерального сырья / В.А. Чантурия // Горный журнал. – 1995. – № 1. – С. 50-54.
15. Чантурия, В.А. Теоретические основы повышения контрастности свойств и эффективности разделения минеральных компонентов / В.А. Чантурия // Цветные металлы. – 1998. – №9. – С.11-17.
16. Резниченко, В.А. Организация замкнутого комплексного производства: создание межотраслевых технологически замкнутых производств в рамках предприятий, месторождений, регионов, отраслей; рециркуляция материалов; разработка материалов с учетом распространенности элементов в природе, сохранение окружающей среды.
17. Ларичкин, Ф.Д. Системный анализ экономических проблем комплексного использования минерального сырья / Ф.Д. Ларичкин // Цветная металлургия. – 2004. - № 3. – С.19-27.
18. Верхотуров, А.Д. Создание минизаводов в местах добычи сырья с использованием высоких технологий; идеальной схемой безотходного производства, ориентиром на будущие технологии, должна быть разомкнутая схема производства материалов, т.е. с полной переработкой отходов.