О диалоге человека с природой (Академик Мельников Н.)

Академик Мельников Н. о диалоге человека с природой

Нет на Земле другого вида человеческой деятельности, более грандиозной по своим масштабам взаимодействия с планетой, чем горное дело.

Самые мощные, самые крупные из когда-либо созданных человеком машин работают в колоссальных карьерах, подземных забоях шахт. Важнейшие достижения человеческого разума в широчайшем диапазоне наук от физики, математики, геологии до биологии и психологии использует горное производство. И подобный размах легко объясним. Ведь непосредственный объект горной науки и техники - богатства земных недр - тот строительный материал, из которого человечество строит здание современности и своего будущего.

Как скоро будет расти это здание? Как удобно, радостно станет в нем жить человеку? В отвечающем на эти вопросы глобальном диалоге "Общество - Природа" горному делу принадлежит особое и одно из главных мест.

Почти семьдесят процентов всего, что производит человечество, зиждется на продукции горного дела.

Горная наука и промышленность сегодня, как никогда ранее, поставлены в центр и технических и социальных проблем. Их успехи определяют богатство, могущество, процветание общества. Добываемые горной промышленностью полезные ископаемые, разнообразные руды металлов, ценные минералы, топливо, строительные и многие другие материалы - основа и сегодняшней индустрии, и материально-технического прогресса будущего.

Природой нашей страны, ее недрами мы, советские люди, вправе гордиться. Множество уникальных месторождений-гигантов - отличительная черта минерально-сырьевых ресурсов СССР. Только на Экибастузском месторождении добывают более 70 миллионов тонн угля. В Кривом Роге и Кустанайской области горно-обогатительные комбинаты дают в год по 30 и более миллионов тонн железной руды. Освоенное на полную мощность Канско-Ачинское месторождение станет выдавать угля столько, сколько его дают сейчас все шахты страны.

Значительны будут достижения десятой пятилетки. В 1980 году следует добывать 790-810 миллионов тонн угля, выплавлять стали 160-170 миллионов тонн. Прибегая к сравнению, столь излюбленному у журналистов, можно сказать, что продукция лишь этих двух отраслей промышленности - угольной и сталеплавильной, - будучи погруженной в вагоны, образует железнодорожный состав, превышающий по длине наибольшую окружность земного шара в двадцать раз! Таковы зримые масштабы нашего хозяйства. Уголь, железная руда, цемент, сталь, - по объему их производства Советский Союз вышел на первое место в мире.

Грандиозные перспективы освоения природных ресурсов планеты все настойчивей требуют своего мудрого переосмысления на основе прогнозов не только ближайшего, но и далекого будущего.

Навсегда ушли в прошлое те времена, когда человек мог беззаботно черпать свое благополучие из сокровищниц природы, ничуть при этом не заботясь об ее собственном здоровье. Так сложилось, что его технический, инженерный гений всегда опережал мудрость, дальновидность. Привести в соответствие эти два творческих, движущих прогрессом начала в человеке - неотложная задача настоящего ради будущего.

Для горного дела эту историческую задачу можно сформулировать совершенно конкретно: слить воедино заботу о все более масштабном, но полном использовании недр Земли с разумным, бережным отношением к природе.

Выступая на XXV съезде нашей партии, Генеральный секретарь ЦК КПСС Леонид Ильич Брежнев говорил: "...использовать природу можно по-разному. Можно - и история человечества знает тому немало примеров - оставлять за собой бесплодные, безжизненные, враждебные человеку пространства. Но можно и нужно, товарищи, облагораживать природу, помогать природе полнее раскрывать ее жизненные силы. Есть такое простое, известное всем выражение "цветущий край". Так называют земли, где знания, опыт людей, их привязанность, их любовь к природе поистине творят чудеса. Это наш, социалистический путь".

И впервые за всю историю своего существования горное дело в нашей стране со всей строгостью и серьезностью ставит перед собой эту сложнейшую, но поистине благородную задачу: уважительно относиться к природе, никогда не забывать, что человек часть природы и обязан оставлять после своей деятельности земли цветущими лугами и садами. Чтобы увидеть и оценить труд славного отряда советских горняков, направленный на ее решение, заглянем на современные горные разработки, за чертежные доски проектировщиков и конструкторов, в лаборатории ученых.

...Среди бескрайних степей, лугов, лесов, пустынь, гор на сотни метров в глубину разверзлась земля. Это карьеры - гигантские уступчатые воронки. Мы стоим на поверхности земли, а для работающих в карьере людей - на высоте орлиного полета. Впрочем, людей здесь совсем немного. На широких ступенях-уступах трудятся беспримерные по своим габаритам машины-экскаваторы. От них по конвейерам или линиям железных дорог непрерывным потоком устремилась наверх горная порода. По пологим откосам взбираются мощнейшие автосамосвалы. В их кузовах десятки тонн будущего топлива, металла.

Карьер заметен издалека. Его выдают расположенные рядом, уходящие ввысь, стройные конусы искусственные гор. Это непременные, к сожалению, спутники открытых горных разработок - отвалы. Сюда разнообразные виды карьерного транспорта доставляют так называемые вскрышные пустые породы, которые покрывают пласт полезного ископаемого, загораживают к нему прямой доступ.

Звучат предупредительные выстрелы. И вот карьер замер: остановились все машины, автобусы вывезли за его пределы рабочих. Дрогнула земля. Высоко вверх взвились густые клубы дыма, пыли, куски породы. Взорваны крепкие породы. Те, что не по зубам даже самым мощным экскаваторам. Ветер быстро разметает следы взрыва. Через несколько минут в карьере вновь закипает работа.

Три четверти всех добываемых в нашей стране полезных ископаемых - такова доля открытых разработок. Цифра эта непрерывно растет и будет расти. Из проектных институтов, конструкторских бюро, с машиностроительных заводов на карьеры придет новая, еще более мощная и производительная техника. Шагающие экскаваторы с емкостью ковша более 100 кубических метров, автосамосвалы грузоподъемностью до 200 тонн, целые автопоезда, которые будут перевозить сразу по 500 тонн груза, - эти и другие гиганты побьют рекорды своих же старших "собратьев".

Возможности использовать неограниченные по размерам горные и транспортные машины, более высокая производительность труда, более полное извлечение полезных ископаемых, малые сроки строительства - специфические особенности карьеров, которыми не обладают шахты.

Помимо неоспоримых технологических, технических и экономических достоинств, открытый способ разработки земных недр имеет социальное преимущество перед подземным. Он полностью освобождает человека от нелегкого подземного труда. Людям, работающим в карьере, одинаково открыты и недра Земли, и ее небо.

Карьер-автомат! Фантазия? Пока да. Но недалеко то время, когда вначале для простых, а затем и для самых сложных условий ученые и инженеры создадут автоматизированные системы горных машин и транспортных коммуникаций, выполняющих все технологические операции в карьере под надзором лишь нескольких операторов.

Но самое главное - автоматизация не просто сокращает число работающих. Она приносит высшую производительность машин в динамично изменяющихся условиях работы шахт и карьеров.

Никогда еще человек так глубоко не открывал Солнцу недра своей планеты. Самые крупные карьеры в нашей стране простирают свои воронки на 300 метров в ее глубину. Совсем скоро будет пройден рубеж полукилометра.

В той же степени вместе с глубиной вырастет необходимость создавать и поддерживать для людей в карьере микроклиматические условия. Естественный ветер уже не сможет рассеивать вредные выхлопы машин и тяжелое "дыхание" обнаженных недр. В оборудование карьеров войдут еще одни рекордсмены техники - сверхмощные вентиляторы. Искусственный ветер из них обеспечит чистоту воздуха даже в самых глубоких карьерах.

Советские горные инженеры проявили настоящую научную дальнозоркость, смело предлагая уникальные проекты добычи руд и угля открытым способом еще в 1932 году, когда мировая практика не знала подобных решений. Доктор технических наук Е. Шешко начиная с 1940 года создает ряд учебных пособий по открытым разработкам. Книги эти немедленно переводят на многие иностранные языки, по ним учатся поколения горных инженеров у нас в стране и за рубежом. Приоритет нашей горной науки в этом деле несомненен.

Глубоко вспарывая своими могучими орудиями земную твердь, человек не в силах сделать этот процесс совершенно безболезненным для планеты. Зато, познавая суть процессов, на которые он при этом влияет, изобретая новые орудия, он, безусловно, может и должен лишить свое вмешательство отрицательных для природы последствий. К примеру, открытые разработки неизбежно изменяют естественный гидрогеологический режим в земной коре. Искусственное понижение уровня подземных вод - неустранимый процесс при строительстве карьеров. Если неправильно проводить водопонижение, без воды могут остаться окрестные поля, населенные пункты. Поэтому задачу отвода подземных вод решают как задачу разумного управления ими.

Но самое главное, к чему обращено ныне внимание горняков, - как не оставить после себя зияющих пустотой кратеров, безжизненных гор пустой породы.

Сегодня даже средний карьер отнимает около трех тысяч гектаров земельных угодий. Из них на трети площади - мертвые отвалы "бросовой" породы. В масштабе страны, учитывая неуклонное увеличение доли открытых горных разработок, они будут ежегодно нарушать десятки тысяч гектаров плодородных земель.

Заброшенные карьеры представляют крайне неприглядное зрелище, обезображивают ландшафт. Ветер легко и далеко разносит пыль с искусственных холмов. Засоренные этой пылью, лежащие поблизости поля резко ухудшают урожайность.

Возникает досадное противоречие: наиболее эффективный и безопасный для человека открытый способ добычи полезных - именно полезных! - ископаемых наносит и большой урон земле. Осознание ответственности перед будущим призывает к неотложному, действенному разрешению этого противоречия.

Рекультивация - эта благороднейшая и еще очень молодая наука - родилась в среде горняков, биологов, почвоведов. Цель ее: вылечить нарушенную землю, вернуть ей плодородие, сделать ее еще более красивой.

Первую и чрезвычайно ответственную часть рекультивационных работ выполняют горняки. Теперь, в самом начале строительства карьера, перед тем, как в дело вступят мощные экскаваторы, специально оборудованные бульдозеры, скреперы аккуратно, метр за метром срезают тонкий плодородный слой почвы над будущей воронкой. Другие машины не менее бережно укладывают на длительное многогодовое хранение. Так на радость людям рядом с будущим карьером вырастает не очень большая, но совсем уже не мертвая - живая гора. После окончания работ в карьере или по ходу работ сбереженная здесь почва вернет живительную силу взрытой земле.

Необычные до недавнего времени метаморфозы происходят и с традиционными отвалами бросовой породы. Они разительно меняют свою внешность. В проекте на строительство карьера их форму, конфигурацию определяют теперь по советам биологов, почвоведов. Варианты конфигурации самые разные. Например, для возделывания на отвалах сельскохозяйственных культур их нужно выровнять, сделать плоскими. А вот леса, сады, кустарники вовсе не требуют ровной поверхности для посадки. Фантазия, эстетический вкус людей и, конечно, всемогущая техника создают для них просторные, радующие глаз своей оригинальностью, декоративные террасы. Остается превратить воронку отработанного карьера в озеро, водохранилище, пруд для рыболовства. Сделать это очень непросто. Но вполне можно. И безжизненные пространства станут... парками, прекрасными местами отдыха для тысяч людей.

"Испорченную" природу человек, воссоздавая ее заново, по своему усмотрению и вкусу, превратит в славу собственному разуму и труду.

Уже сегодня нас не могут не радовать первые успехи рекультивации. В Подмосковье, Эстонии и Донбассе, на Днепропетровщине и Урале на тысячах гектаров, отобранных когда-то открытыми горными разработками, земельных угодий уже зашумели рощи из берез и сосен, зазеленели кустарники, травы, и, представьте, овес, пшеница! Достались эти успехи нелегко - рекультивация требует немалых затрат и труда и средств.

Земля по-разному хранит свои сокровища. Одни будто выставляет напоказ, лишь слегка устилая покрывалом пустых пород. Другие, напротив, прячет очень глубоко. Располагает их к тому же тонкими, причудливо разветвленными пластами, воздвигает над ними крепчайшую крышу. Поэтому далеко не всякое месторождение выгодно разрабатывать открытым способом.

Более чем на километр устремлены в недра стволы шахт. Современная шахта - настоящий подземный завод. И какой завод. Могучие, при необычайной своей компактности в ограниченном пространстве забоя, горные комбайны без устали крушат пласт угля или породы. Гидравлические и механические стойки крепей надежно сдерживают титаническое горное давление. Вдоль длинных подземных коридоров быстро убегают к стволу шахты ленты конвейеров, неся на себе будущую энергию для тысяч машин, свет, тепло. Наверх уголь поднимают многотонные лифты - скипы. На всем пути угля в шахте к нему не прикоснулась рука человека. И все-таки люди здесь нелишни. Машинисты, наладчики, электрики, ремонтники - эти главные сегодняшние профессии шахтеров в принципе ничем не отличаются от рабочих профессий на земле. Но и управление машинами под землей горняки скоро уступят автоматам.

В благородном деле - освободить человека от необходимости спускаться под землю и там работать - и в практическом и в теоретическом плане советская горная наука и техника всегда занимала передовые рубежи. Вся история советского горного дела - это вехи на пути к созданию "безлюдных" шахт. Трудами члена- корреспондента АН СССР Г. Маньковского, он работал в творческом содружестве с коллективом Уралмашзавода, начиная с 50-х годов создаются первые в мире установки для бурения шахтных стволов. Обычные буровые установки делают скважины небольших диаметров, исчисляемых десятками сантиметров. А здесь ствол шахты диаметром в шесть-семь-девять метров! Так появилась возможность строительства крупнейших шахтных стволов, да еще в сложных гидрогеологических условиях, но "безлюдным" способом! Без подземного труда!

Первые наши угольные комбайны "Донбасс" открывали путь разнообразным машинам, призванным ликвидировать тяжелый труд добычи угля. Сейчас в нашей стране созданы комплексно-механизированные агрегаты для разработки угольных пластов. Они не только резко поднимают производительность труда, но и освобождают человека от тяжелых подземных работ.

Шахта будущего - это прежде всего возросшая в десятки раз производительность труда, автоматизация самых важных технологических процессов, частично или значительно освобождающая горняков от пребывания под землей. Гармоничное сочетание требований к шахте будущего уже воплощено в обосновании проектов на строительство некоторых шахт в Донбассе и Кузбассе.

Горная наука представляет собой своеобразный мост - с одной стороны, она изучает природные условия месторождений полезных ископаемых с соответствующими теоретическими выводами и обобщениями, продолжая геологию как науку, а с другой - вбирает в себя достижения фундаментальных наук - математики, физики, химии, биологии, смежных технических наук - для использования их в горном деле. Это очень ярко иллюстрирует геотехнология, которая заслуженно привлекает все большее внимание.

Геотехнология - и новое слово, и очень молодое направление горной науки, техники и горного производства.

Объединение слов "гео" и "технология" в названии новой науки отнюдь не случайно. Идея геотехнологических способов заимствована у самой природы. Поясним это примером.

Существует множество так называемых гидротермальных месторождений: золота, руд черных и цветных металлов, многих других полезных ископаемых. Образование подобных месторождений связано с остыванием, затвердеванием магмы. Ее газы и пары постепенно переходили в горячие водные растворы, поднимались по трещинам к земной поверхности. По пути их следования благодаря понижению температуры и давления из растворов испарялись, выделялись тяжелые металлы в виде сульфидов, окислов, даже в самородном виде.

Так образовались некоторые месторождения золота, железных руд Урала, полиметаллов Алтая и Казахстана.

Геотехнология вторит природе. С той разницей, что процессы в недрах, подобные природным, моделирует и управляет ими человек. А идут они в выгодном для него обратном порядке. Воздействуя на месторождения разнообразными растворителями или иными носителями энергии, извлекают полезные элементы из руд прямо в недрах. Эти искусственные, заново созданные магматические растворы транспортируют на поверхность. Естественные геологические превращения стали прототипом, орудием необычной технологии.

Геотехнология - молодое направление горной науки, техники и горного производства

Новое направление горного дела расширяет наше традиционное представление и о самом полезном ископаемом. Это уже не только черные, цветные и благородные металлы, горючие ископаемые, но и тепло Земли во всех его проявлениях, подземные пресные воды, редкие и рассеянные элементы, скрытые в геотермальных водах, полезные элементы из рудничных, нефтепромысловых и других промышленных стоков.

Ближайшее и активнейшее окружение геотехнологии - геология, химия, теория обогащения и гидрометаллургия, микробиология.

Геотехнология, как наука, лишь вступает в пору становления. Но уже сегодня она раскрывает перед учеными богатство своих оригинальных и необычайно естественных методов.

Общий принцип всех геотехнологических способов добычи ископаехмых основан на том, что прямо на месте залегания, то есть в недрах, их переводят в подвижное состояние: раствор, расплав, пар, газ, гидросмесь. В таком состоянии они уже пригодны для транспортировки через скважины на поверхность. Для этого в месторождение подают так называемые рабочие агенты - теплоноситель, растворитель или окислитель. С их помощью идут в недрах земли тепловые, массообменные, химические или гидродинамические процессы.

Как в каждом конкретном случае легче и полнее достать полезное ископаемое? Геотехнологи выбирают из множества уже опробованных способов, совершенствуют их, ищут новые, все более эффективные.

Необычайно разнообразны объекты теплофизического воздействия - это сера, тяжелая нефть, битум, озокерит - горный воск. Здесь под землю уходит горячая вода, пар или электрический ток, а из скважины на поверхность поступает расплав ценнейших продуктов. Иногда не возникает необходимости даже в искусственном носителе тепла. Помогает изобретательность человека, подчиняющего себе силы самой природы. На вулканогенных - рожденных вулканами - месторождениях Камчатки и островов Курильской гряды серу можно выплавлять, используя тепло Земли. Горячие подземные воды и пар, которых там достаточно, умело подводят к залежам серы. После этого остается лишь поднять расплав на поверхность. Экономичность способа не требует комментария. В два раза дешевле по сравнению с обычным шахтным методом будет и подземная выплавка озокерита.

Насос, вода, скважина - вот и все, что нужно для гидравлического способа. Направляя через скважину высоконапорные струи воды, размывают, измельчают рыхлые отложения горных пород и поднимают на поверхность гидросмесь полезного ископаемого. Так, прямо через скважины, можно добывать ценные сорта глины, фосфориты, золотоносные пески.

Огромные перспективы гидравлических способов открыл анализ горно-геологических особенностей залегания месторождений морского и океанического дна. Они станут ключом к подводным кладовым янтаря, золота, фосфоритов, марганцевых руд и бокситов, кварцевого песка.

Забрать сокровища недр, скрытые сотнями метров вечной мерзлоты, еще одна важнейшая задача скважинной гидродобычи. Задача очень непростая. Ведь вечная мерзлота - часть экосистемы. Нарушать ее опасно. Но молодая наука предлагает такую технологию, по которой можно оттаивать только золотоносный пласт, практически не нарушая самой мерзлоты. А значит, и природного равновесия.

Широко предоставила природа и объекты для гидрохимических способов - растворением массива солей разнообразнейших металлов водой и подъем рассолов на поверхность. Иногда необходим более сильный растворитель. Водными растворами кислот, щелочей, их активных солей можно выборочно выщелачивать даже очень небольшие, разбросанные далеко друг от друга вкрапления ценных минералов. Никакие другие, традиционные способы добычи для этого не пригодны. Обогащенный раствор откачивают, извлекают из него чистейший металл. Так добывают многие цветные и редкие металлы, в том числе медь и уран.

Возможность тонкого, селективного выщелачивания полезных элементов возвращает, к жизни даже самые бедные месторождения с самой причудливой структурой, которые ранее считались полностью непригодными к отработке.

Плод содружества геотехнологов и микробиологов - оригинальный биохимический способ - бактериальное выщелачивание. Он использует уже живую силу - биологически активные растворы.

Многие организмы способны накапливать те или иные элементы. В Японии даже разводят моллюсков, которые извлекают из морской воды столь же редкий в природе, сколь и необходимый в промышленности ванадий. Эти крохотные существа накапливают его в концентрациях, вполне удобных для промышленного извлечения.

Стал известен и другой интереснейший факт - в глубоких геохимических изменениях поверхностной зоны земной коры заметную роль играют, казалось бы, безобидные поровые растворы. Это вода, заключенная в микротрещинах - порах горных пород. Поровые растворы - экологическая ниша для существования и жизнедеятельности самых разных микроорганизмов. Каждый литр, порового раствора может содержать почти пятьдесят граммов чистого железа. Их "накопили" здесь, развивая бурную жизнедеятельность, бактерии.

Опять же можно повторить природные процессы. Выщелачивание цветных металлов из руд слабыми растворителями, но в присутствии специальных бактерий идет в несколько раз быстрее, чем обычное химическое. Живые силы ускоряют выщелачивание, делают его более полным.

Совсем недавно проведены первые полупромышленные испытания бактериального выщелачивания никеля, меди и других полезных компонентов из забалансовых, "бросовых" руд Кольского полуострова.

Некоторые полезные ископаемые - битум, озокериты - бывает выгодно растворять органическими реагентами. При органохимическом способе извлечения обогащенный раствор поднимают на поверхность насосами.

Наконец, термохимический способ - подземная газификация, или возгонка, угля и сланцев. Сжигать горючее ископаемое прямо под землей и поднимать на поверхность уже продукты горения - горючие газы - идея не новая. Ее высказывал еще Д. Менделеев. Но в самое последнее время геотехнологами предложены новые интересные варианты.

Неспециалистам горного дела геотехнологические методы могут показаться несколько усложненными. На самом деле опасения совершенно напрасны. Практика убедительно показывает простоту геотехнологических способов добычи. Они не требуют незаменимых для шахт и карьеров колоссальных по своим габаритам и мощности машин. Вместо могучих проходческих комбайнов, механизированных крепей, самых крупных в мире машин-экскаваторов, электровозов, самосвалов, сложнейшей сети автомобильных и железных дорог, циклопических дробилок - буровые станки, тепловые установки, химическая аппаратура. Эта замена не только упрощает процесс добычи, но уменьшает себестоимость добычи и капитальные вложения.

Простота и экономичность геотехнологии открывает принципиально новые возможности: разрабатывать месторождения с бедными рудами, брошенные или отработанные обычным способом участки месторождений. Даже металл из старых шахтных и карьерных отвалов экономически выгодно извлечь так называемым кучным выщелачиванием. А ведь такие отвалы - они считались практически пустыми-есть на любом горном предприятии.

Новая технология уменьшает энтропию Земли, "распыление" ее природных ресурсов. Нет нарушений поверхности плодородных земель, нет пыли, вредных отходов, терриконов и отвалов, отбирающих большие площади земельных угодий.

"За" голосует и экология. Заимствованные у самой природы новые способы ничуть не нарушают естественного равновесия окружающей среды. Мало того, извлекая полезные элементы из промышленных стоков, они одновременно упрощают проблему очистки вод.

Геотехнология решает и важнейшую социальную задачу - она не оставляет человеку под землей никакой работы. По условиям работы геотехнологическое предприятие скорее всего похоже на большую промышленную лабораторию.

Конечно, нельзя считать, что геотехнология уже пришла на смену традиционным шахтам и карьерам. Пока она лишь набирает силы, расширяя свою область применения. За сравнительно короткий срок в нашей стране получены важные научные и практические результаты для развития геотехнологических методов. Какова же география ее успехов?

За девятую пятилетку вдвое увеличилась добыча солей растворением через скважины. Продолжительный опыт подготовил новый плацдарм. Речь уже идет о подземном растворении калийных солей, бишофита, руд разнообразных металлов.

В районах Прикаспийской впадины и в Туркмении на глубинах, затрудняющих даже подземный способ разработки, лежат практически неограниченные запасы калийных солей. Это, можно сказать, первичный хлеб. Только накормив им поля, человек получает хороший урожай хлеба настоящего. Освоение месторождений лишь Волгоградской области и Туркмении создаст новую мощную базу калийной промышленности, базу плодородия.

На территории Нижнего Поволжья впервые в мире начата промышленная добыча бишофита методом подземного выщелачивания.

Бишофиты - ценнейшее полезное ископаемое, содержащее хлористый магний. Эта легкорастворимая соль - лучшее сырье для получения металлического магния, его окиси, хлора, а также различных магнезиальных вяжущих и ряда химических, медицинских препаратов. Кроме того, бишофит содержит брома в десять раз больше, чем любое другое сырье, используемое сегодня для его получения.

Громадные подземные камеры образуют растворение мощных солевых отложений. Пустовать они тоже не будут. Здесь предполагают хранить запасы нефти и природного газа. В строительстве подземных хранилищ мы крайне заинтересованы.

С недоступных традиционным способам глубин на Яворовском и Гаурданском месторождениях подземной выплавкой ежегодно добывают уже сотни тысяч тонн самородной чистейшей серы.

Интересно, что строительство Яворовского рудника подземной выплавки серы было начато в 1970 году, а полученная за один 1975 год прибыль полностью покрыла все капитальные затраты. Для сравнения: удельные капитальные затраты на строительство поблизости обычного карьера и комплекса переработки серной руды были в несколько раз выше. Соответственно тому и срок окупаемости. В этом огромном научном и промышленном опыте самое важное то, что в ходе его создана техника и технология для применения геотехнологии и на других месторождениях.

У подземной выплавки серы большое будущее. Ученые изобретают и испытывают новые ее варианты. К примеру, способ выжигания. Сероносный пласт поджигают. Изменяя количество подаваемого по скважинам в зону горения воздуха, управляют скоростью и объемом горения. За счет сгорания незначительной части серы идет расплавление всего массива и поступление его к обычным скважинам.

Первые промышленные успехи и достигнуты за девятую пятилетку в подземном выщелачивании. Опытную проверку прошла подземная выплавка битума, озокерита, асфальтита, возгонка ртути, даже подземный обжиг железной руды. Опробована гидродобыча через скважины строительных песков, рыхлых руд металлов.

В Ленинградской области методом скважинной гидродобычи извлечены десятки тысяч тонн фосфоритной руды. Главное - толща пород, покрывающих рудоносный пласт, остается при этом на своем месте, нетронутой.

На повестке дня подводная гидродобыча золотых россыпей, марганцевых руд, бокситов, строительных материалов.

"Чистая" энергия - тепло Земли - пожалуй, самое важное из нетрадиционных полезных ископаемых, овладеть которым поможет именно геотехнология.

Проблема создания подземных тепловых котлов очень живо обсуждалась на протяжении последних лет. Сама по себе идея использования подземного тепла нашей планеты не нова. Но ее практическое воплощение наталкивалось на серьезные препятствия. С одной стороны, это ограниченные возможности проникновения в глубины земных недр. С другой - теплопроводность горных пород близка к теплопроводности чуть ли не пробки, то есть это просто-напросто отличный теплоизолятор. Поэтому и приток тепла к любому устройству, отбирающему подземное тепло, быстро прекращается. Принцип же создания тепловых котлов должен быть таким, чтобы работал он в течение пятнадцати - двадцати пяти лет.

Первые попытки хозяйственного использования тепла Земли относятся еще к заре цивилизации. Но лишь в начале нашего века стало возможным его промышленное освоение. Касалось оно, правда, самого простого - горячих вод, которые в некоторых районах планеты обильно выходят на поверхность. Масштабы геотермальной энергетики, несмотря на более чем полувековую историю развития, пока весьма скромные. Глубинное тепло кедр не взять "ленивыми" способами.

Сегодня специалисты рассматривают тепло Земли как вполне правомерный элемент энергетики будущего.

Геотермические ресурсы энергии представлены двумя основными типами, резко отличными по условиям извлечения, распространению и запасам тепла. Во-первых, это природный пар, термальные воды и паро-водяные смеси, во-вторых, тепло "сухих" горных пород, аккумулированное ими на больших глубинах.

Учеными подсчитано - месторождения горячих вод и пара, разведанные в нашей стране до глубин трех- четырех километров, помогут ежегодно экономить примерно 45 миллионов тонн топлива.

Запасы тепла "сухих" горных пород вообще практически неисчерпаемы и распространены повсеместно. Только на первых восьми километрах глубин земной коры в пределах суши они в тысячи раз превосходят тепловой потенциал мировых запасов всех видов топлива и термальных вод вместе взятых. Отметим: скважины достигли девятикилометрового рубежа глубины. А выгодными системы отбора подземного тепла, как показал анализ их экономико-математических моделей, будут даже при глубинах котлов в три-четыре километра. На этой глубине практически везде обычную холодную воду можно нагреть до шестидесяти-девяноста градусов Цельсия. В районах с благоприятными геотермическими условиями - выше ста.

Главная трудность извлечения тепла Земли - создание самих подземных тепловых котлов, то есть больших и хорошо проницаемых для воды, пронизанных сетью трещин подземных зон. Чем больше трещин, тем больше проницаемость пород, образующих котел, тем легче и полнее они будут отдавать свое тепло воде. Чаще всего достаточную сеть трещин необходимо будет создавать искусственно - серией мощных камуфлетных взрывов, гидроразрывом, термическим разрушением или комбинацией этих методов.

Ленинградским горным институтом совместно с Институтом технической теплофизики АН УССР разработана первая опытно-промышленная система для одного из приисков в Магаданской области. На расстоянии друг от друга чуть более полукилометра бурят две скважины. Их глубина - три с половиной километра. Серией мощных камуфлетных взрывов между ними создают зону искусственной проницаемости - сам подземный тепловой котел. По одной скважине нагнетают холодную воду. Она проходит через трещины в горном массиве и попутно отбирает его тепло. Вторая скважина служит для подъема уже нагретой, горячей воды на поверхность. После очистки в коагуляторе она отдает свое тепло, проходя через теплообменник. Остывшую воду вновь подают в гигантский подземный котел. Вода циркулирует непрерывно.

Использование подземного тепла для оттаивания мерзлых песков и других технологических нужд позволит прииску добывать золото круглый год. Причем в течение всего срока разработки россыпи. Затраты на такое тепло в два с половиной раза меньше, чем на обычное привозное топливо. Система окупит себя уже в первые годы эксплуатации.

Что интересно, геотехнологические системы извлечения тепла Земли весьма перспективны для предприятий по добыче полезных ископаемых другими, но тоже геотехнологическими способами, например, выщелачиванием медных руд, солей, подземной выплавкой серы. Здесь геотехнология может перейти, так сказать, на самообслуживание.

Природа сама подсказала основные принципы геотехнологии. А точнее, их подсмотрел человек. Наверняка стоит поискать у нее новые, может быть, какие-то совсем необычные модели будущих технологических процессов.

У геотехнологии большие проблемы, но и большое будущее. Уже в десятой пятилетке этот способ окажет существенное влияние на увеличение минерально-сырьевой базы. Что касается более далекой перспективы - одиннадцатой и двенадцатой пятилеток - геотехнология, по-моему, выступит на равноправных началах с традиционными способами горного дела - подземной и открытой добычей полезных ископаемых. Дальше как альтернатива им.

В жизни человека, в деятельности предприятия, в истории страны рано или поздно наступает момент, когда необходимо включить внутренний резерв, потенциальные возможности. Такая ситуация сложилась сейчас в горном деле. А резерв у него поистине огромен. Хотя внешне и особенно если судить по названию, значение этого резерва выглядит сомнительным и даже парадоксальным - это пустые, бросовые породы. Но парадокса здесь никакого нет.

Пустой породы не бывает. Когда говорят о горной породе, слова - пустая и никчемная - не взаимозаменяемы. Никчемной породы вообще не может быть. Как не может быть, например, жидкого дерева. Пустые породы - это не более как технический термин. Горы так называемых пустых пород, которые складывают вокруг себя карьеры и шахты, - это тысячи тонн разнообразных веществ.

Практически любое месторождение полезных ископаемых - комплексное. Например, в железной руде часто присутствуют титан, ванадий, кобальт, медь, цинк. Полиметаллические месторождения в различных пропорциях содержат олово, никель, вольфрам, молибден, редкие металлы. Попутные компоненты нефти - газ, сера, йод, бром, а газовых месторождений - конденсаты, гелий, азот. Ископаемые угли богаты колчеданом, германием, глиноземом. Это все лишний раз напоминает, что природа (и порода!) не терпит пустоты. Позаботившись о богатейшей, разнообразной наполненности своих месторождений, она как бы сама подсказывает человеку комплексное использование своих богатств.

У нас в стране в комплексном использовании минерального сырья достигнуты немалые успехи. На предприятиях цветной металлургии попутно производят почти все серебро, висмут, платину, около тридцати процентов серы, десять процентов цинка, свинца, меди. Освоено извлечение из полиметаллических руд индия, галлия, селена, теллура, кобальта и других ценных элементов.

Строительные материалы, цемент, известь, стекло, силикатный кирпич, огнеупоры и даже сырье для фарфоро-фаянсовой и бумажной промышленности - вот во что можно превратить породу мертвых отвалов и терриконов. Главным же направлением для использования вскрышных пород следует считать производство строительных материалов, дорожное строительство. Потребность в таких материалах огромна во всех районах нашей страны, а себестоимость их при попутной добыче гораздо ниже, чем на специализированных предприятиях. Это избавит нас от злополучных отвалов, сбережет тысячи гектаров пашни.

Опыт показывает, что комплексное использование минеральных ресурсов дает большой экономический эффект. Сокращать потери минерального сырья - это то же самое, что расширять сырьевую базу. Чем меньше "лишнего" мы будем брать у природы, тем меньше станет и энтропия ее ресурсов. Более полная, безотходная переработка полезного ископаемого немедля отзывается улучшением окружающей среды, плодородием земли, чистотой рек и озер.

Для технического образования вообще и горного образования в частности имеют важное значение знание истории науки и техники. История горной науки прививает любовь к специальности, глубокое ее понимание, расширяет кругозор инженера.

Универсальны знания горного инженера. Такой специальностью нельзя не гордиться.

Почти полвека назад я связал свою судьбу с горным делом. На развитие горной техники и передовой горной промышленности оказала огромное влияние горная наука, созданная в основном в годы Советской власти. Становление и развитие горной науки именно в нашей стране отнюдь не случайно. Где уж было заботиться о подчас нечеловеческих условиях труда горняков, разумном, а не варварском использовании богатств при капитализме.

Судьба даровала меня возможностью трудиться рядом со многими выдающимися горными инженерами и учеными. И как ни различны эти люди по своему воспитанию, характеру, сфере деятельности, их объединяет общая черта. Это любовь к Родине и стремление служить народу. Коллективный характер современной научной деятельности требует от человека высоких моральных качеств, не только личной, но, главное, государственной заинтересованности в успехе работы, патриотизма. Только сочетание личного и коллективного на принципах коммунистической морали создает здоровые условия для успешной работы. Только научное бескорыстие, товарищество, уважение коллектива, горячее желание служить Родине, народу приносят успех, удовлетворение и оставляют добрую память о людях.

Судьба многих известных деятелей горной науки и техники неразрывно связана с жизнью народа, с достижениями и успехами страны.

Учеником слесаря начинал работать Александр Федорович Засядько, впоследствии министр угольной промышленности СССР. Все наиболее важные этапы его жизненного пути полностью совпадают с важными вехами жизни всей страны. Он руководит крупнейшими угольными комбинатами, под его руководством конструируют угольный комбайн "Донбасс", резко облегчивший тяжелый труд. Он исследователь, организатор, государственный деятель, автор капитальных трудов. Вот один лишь эпизод его жизни. После войны А. Засядько руководит восстановительными работами в Донбассе. Шахты Донецкого бассейна обрели новую жизнь менее чем за пять лет. Чтобы восстановить шахты бассейнов Нор и Па-де-Кале, Франции потребовалось двадцать лет! Хотя объем разрушений был там меньше в пять-шесть раз.

Более чем двадцатилетняя деловая дружба связывала меня с крупнейшим геологом нашей страны и замечательным человеком, академиком Канышем Имантаевичем Сатпаевым. Когда Казахский филиал АН СССР был реорганизован в самостоятельную Академию наук Казахской ССР, ее президентом избрали К. Сатпаева. Только Советская власть могла создать все условия для организации Академии наук в краях, где до революции образование "умещалось" в рамках двухклассных школ.

Советские горняки горды тем, что в их семье возникло стахановское движение - 31 августа 1935 года забойщик Алексей Стаханов за шесть часов выдал 102 тонны угля, в четырнадцать раз больше, чем было предусмотрено нормой. От этого дня отсчитывает начало славное движение стахановцев - высшая форма соревнования в довоенный период. Оно и ныне служит примером для советских людей, стремящихся работать по-стахановски, по-коммунистически. Когда исполнилось сорок лет со дня начала стахановского движения, газета "Правда" писала: "Подвиг горняка Алексея Стаханова, который дал имя всенародному движению ударников, стал символом творческого дерзания и трудовой доблести".

С 50-х годов нашего столетия, с наступлением современной научно-технической революции горная наука проводит свои исследования, применяя методы математического моделирования, ЭВМ, точнейшую аппаратуру. Она рождает новые отрасли знаний.

"Небесная" наука - аэродинамика, созданная для расчета крылатых машин, трудами советских горных инженеров обрела второе рождение и... спустилась под землю. Возникли новые науки - рудничная аэродинамика, рудничная аэрология и газодинамика. Начало им положил академик А. Скочинский более полувека назад. Подземное царство шахт - это не только породы, пласты угля и залежи руд. Это еще и сложная, динамическая, полная неожиданностей система потоков газа, воздуха, пыли. Безопасность, удобство и производительность труда шахтеров в огромной степени зависят от того, сколь умело мы можем рассчитывать, прогнозировать и управлять "подземной атмосферой". В решениях этих сложнейших проблем советская горная наука держит мировой приоритет.

Соединение достижений физикохимии, минералогии, химии, теории твердого тела привело к возникновению еще одной, принципиально важной и новой науки - гидрометаллургии. Работы в этой области советских ученых под руководством И. Плаксина венчает монография "Гидрометаллургия". Она вышла в 1949 году и до сих пор не имеет себе подобных в мировой научной литературе. А практически гидрометаллургия - это наиболее современные и перспективные способы извлечения из руд и россыпей золота, платины, редкоземельных и радиоактивных элементов.

Одно из важнейших направлений развития горного дела - физика горных пород. И здесь также советские исследователи держат мировое первенство.

Появились новые профессии: горный инженер-физик и горный инженер-геотехнолог. Они должны глубоко знать физику твердого тела (горных пород) и технологических процессов, новые физико-химические методы добычи ископаемых. Становление таких горных инженеров- исследователей начато. И нет сомнений - скоро они будут играть самую существенную роль в развитии науки и промышленности.

Подземные и подводные машины, управляемые с поверхности, атомная энергия, в ряде случаев заменяющая взрывчатку, вибротехника, вибромашины, геотехнология - это тоже ближайшее будущее горного дела.

Горная наука, как и наука вообще, всегда в развитии, в непрерывном обновлении. Она устремлена в будущее, хотя и сию минуту неустанно обогащает практику своими открытиями. По этому поводу замечательная мысль высказана академиком В. Вернадским: "Научное мировоззрение, проникнутое естествознанием и математикой, есть величайшая сила не только настоящего, но и будущего".