Становление геотехники как горной науки

Машинное производство, возникшее в XVIII веке, было подготовлено результатами научно-технических разработок математиков, механиков, физиков и других специалистов.
Геотехника как наука органически связана с технологическими процессами, и для определения ее места общей структуре горных наук необходимо проанализировать взаимосвязь техники с технологией и определить вопросы теории, относящейся к горной науке - геотехнике.
Такой анализ указывает на постоянную связь между технологией и техникой, что подтверждает их одинаковые основания на самостоятельность в науке.
Создание геотехники непосредственно связано с разработкой новых технологий. Любая технология для своей реализации требует технических средств. Либо новая технология обусловливает возникновение новой техники, либо новая техника рождает определенные технологические процессы. Главное в том, что техника и технология непрерывно связаны между собой. Именно из-за непосредственной связи машин с технологическими процессами горного производства, выполняемыми этой техникой, геотехника отнесена к разделу горных наук «Геотехнология».
Геотехника развивалась как знания, обосновывающие пути и методы создания техники для разработки месторождений полезных ископаемых и переработки минерального сырья, и сформировалась в России как научная дисциплина в конце XVIII веке в Петербургском горном училище. Дальнейшее развитие она получила при создании теоретических основ рудничных стационарных машин, а затем машин для выемки, погрузки и транспортирования пород и полезных ископаемых. Основополагающая роль в становлении науки «Геотехника» принадлежит академику А.М. Терпигореву, организовавшему в Московском горном институте кафедру горных машин и написавшему в 1934 году первый учебник по горным машинам.
Можно выделить следующие периоды развития современной отечественной геотехники как самостоятельной горной науки.
В период осуществления механизации горных работ на базе электрификации карьеров, шахт и рудников (1920-1950 гг.) проводили систематические исследования по определению параметров горных машин и механизмов. Были начаты исследования физико-механических свойств углей, горных пород и руд, процессов разрушения угля и горных пород, динамики и надежности горных машин. Началось становление дисциплин, связанных с созданием горных машин с учетом специфических требований к ним: искро- и взрывобезопасности, пожаробезопасности, защиты от обрушения пород, запыленности, внезапных выбросов угля и газа, температурных и атмосферных влияний и др. Развивались исследования по созданию приводов горных машин (электрических, гидравлических и пневматических).
В период 1950-1970 годов в рамках геотехники формировались самостоятельные направления по созданию: очистных и проходческих комплексов и агрегатов для подземных работ; экскавационных машин и выемочных комплексов для открытых горных работ; буровых машин и установок для глубокого бурения, включая морское; горно-транспортных машин; выемочно-транспортирующих машин (бульдозеров, скреперов и др.); оборудования для гидромеханизации и гидротранспорта; машин для дробления и измельчения полезных ископаемых и горных пород; машин для обогащения полезных ископаемых; режущего и бурового инструмента для горных машин; средств пылеподавления и др.
В этот же период под влиянием развития геотехники и ее задач сформировались отдельные научные дисциплины, изучающие:
- свойства горных пород и массива как разрушаемых и поддерживаемых сред; механическое и комбинированное разрушение углей, горных пород и грунтов; динамику и надежность горных машин;
- теории транспортирования сыпучих и кусковых материалов, дробления и измельчения полезных ископаемых и горных пород;
- теории электро- и гидромеханического привода, регулирования и автоматического управления режимами работы горных машин.
Последующий период 1970-90-х годов характеризуется в первую очередь изучением процессов и закономерностей взаимодействия рабочих органов машин с полезными ископаемыми и горными породами при их добыче (отделение от массива, транспортирование и первичная переработка).
Важные составляющие геотехники - разработка на основе установленных закономерностей этих процессов рациональных параметров машин, разработка способов расчета нагруженности их элементов и определения производительности и качественных показателей работы машин, их диагностики в конкретных условиях эксплуатации.
Для современного уровня геотехники характерным является разработка обобщенных математических моделей соответствующих процессов взаимодействия, позволяющих решать указанные выше задачи с учетом многих влияющих факторов.

---