ВТОРОЙ ПЕРИОД

ВТОРОЙ период в развитии отечественной маркшейдерии связан с деятельностью Михаила Васильевича ЛОМОНОСОВА (см. приложение 1).

Он впервые обобщил опыт работы зарубежных и отечественных маркшейдеров.

Все многообразие мар-

О

кшеидерских задач он свел к четырем основным, что значительно облегчило выполнение маркшейдерских работ. Он дал описание приборов для подземной съемки (висячего компаса и квадранта, шнура, мерного жезла) и чертежных принадлежностей (масштаба, циркуля, линейки и др.).

Вот некоторые выдержки из этого уникального произведения:

«... Нередко случается при рудных делах нужда в геометрии, особливо когда в глухом руднике, у которого только один шахт, воздух серный и нездоровый сопрется, то надобно к проведенной внизу штольне сверху прокопать другой шахт.

И чтобы в оный шахт уметить, то есть то место наверху земли сыскать, от которого бы к горизонту перпендикулярный, то есть стамый шахт к концу штольны выкопать, для того надобно по геометрическим правилам оный рудник внутри вымерить и меру на поверхность горы вынесть...

... Когда рудами изобильная жила лежит в горе, в которой двое поместщиков или хозяев,... тогда надлежит пока-

затъ и в штольнах предел против межи, которая на поверхности земли оные участия разделяет, что без геометрии учинено быть не может.

Для того намерился я здесь самые нужные и необходимые геометрические правила и инструменты купно с их употреблением вкратце предложить, только ради тех, которым геометрии инде научиться не случилось.

... Все сюда принадлежащее искусство полагаю в подобном сложении прямых линей, оставив употребительные в рудниках для измерения способы...

... Для употребления сих правил в измерении рудников следующие инструменты надобны.

[Первый] ...висячий компас..., которого круг разделить надлежит не токмо на 24 часа и всякий час на 15 градусов, но и градусы на половины и четверти. Чем оный компас больше и части его мельче разделены, тем точнее меру показать может...

... Второй инструмент квадрант состоит из четверти круга..., на 90 градусов и на их четверти разделенного; на одном боку утверждены равные две ручки... От угла... навешена гиря... на тонкой шелковой нитке...

... Третий инструмент есть масштаб или уменьшенная мера, длиною с фут, разделенная на 10 уменьшенных саженей, сажень на три аршина, аршин на 16 вершков...

... При сем надлежит еще иметь линеал, цирку л, ...стол, на чем бы бумагу ровно растянуть можно было, также и показанный полукруг для измерения разных углов. Показанными инструментами можно решить задачи во всех обстоятельствах, в рудниках случающихся...

Задача первая. Когда будет штольна горизонтальна, а шахт перпендикулярен..., однако штольна от прямой линеи в сторону отходит, а надобно на поверхности земли узнать место, с которого к концу штольны самый шахт прокопать должно, то надлежит поступать следующим образом...

Задача вторая. Однако когда штольна не совсем горизонтальна или поверхность земли гориста, то надобно также

оных наклонение и перегибы, навесив на вервь квадрант с отвесом, примечать по градусам и купно с длиной записывать...

Задана третья. Крутых и пологих шахтов наклонение от перпендикуляра вымерить можно квадрантом..., навесив его на вервь... и смерив оную саженью. А после, снесши наклонение на бумагу, провести надлежит линеи, с отвесом параллельные, с каждого конца шахта...

Задача четвертая. Что ж надлежит до второго главного случая, то есть до сыскания термина в штольне участникам той горы, в которой жила лежит..., то производить должно измерение тем же образом, только лишь обратным... в тех рудниках, которые во все стороны склоняются, надлежит углы вымеривать компасом и квадрантом, и все измерение на бумагу выносить два раза...

Заключение. По сим правилам можно во всяких случаях и обстоятельствах рудники вымеривать тому, кто положенные правила вкратце выразумеет. Особливых задач показывать нет нужды, для того, что почти каждый особливые обстоятельства имеет              В предложении сих правил

не поступал я по обыкновенным горных землемеров установлениям, для того, что правила их весьма долги и скучных выкладок полны и логаритмических таблиц требуют, что видно в Фохтовой горной геометрии, которая в десть напечатана. Я последовал в сем больше Георгию Агриколе... ...Однако здесь еще некоторые обстоятельства и инструменты переменены, а иные отставлены, для того, что излишни показались...»

Сравнивая изложенное с рекомендациями Агриколы, можно заключить, что методики, предложенные Ломоносовым, гораздо более практичны, так как исключают выполнение измерений на «маркшейдерском поле», заменяя их графическими построениями в определенном масштабе.

В 1764 г. была опубликована инструкция, лично составленная гениальным русским ученым М.В. Ломоносовым, предписывающая применять камеру-обскуру в экспедиционных условиях с целью географического изучения местности.

Дошедшие до нас сведения указывают на относительно высокий для того времени уровень отечественного маркшейдерского искусства. Показательными в этом отношении являются весьма совершенные первые планы Березовских, Бакальских, Тагильских и других рудников (XVIII в.). В частности, на Березовских золотых рудниках (Урал) в середине XVIII в. маркшейдерские съемки производились в своеобразной единой условной системе координат, зафиксированной на местности прочными центрами по углам одноверстных квадратов.

Большую роль в развитии отечественной маркшейдерии сыграло основанное в 1773 г. (всего на восемь лет позже, чем старейшее в Европе высшее учебное заведение — Фрей- бергская горная академия (1765 г., Германия)) при Берг- Коллегии Санкт-Петербургское горное училище (ныне Санкт- Петербургский горный институт (Технический университет)), в котором с момента его основания преподавалось маркшейдерское искусство.

В «Плане об учреждении... Горного училища» в разделе «О науках, каким горный кадет непременно обучать должно», говорится:

«Арифметике и алгебре

Служащему в Горном корпусе и при монетных дворах необходимо счисления твердо знать надлежит как для исследования корпусов воды и вычисления при разных заводских и горных машинах фрикции, так и пробах и разделении металлов.

Геометрии и маркшейдерскому искусству

Горный офицер непременно в сих науках имеет нужду для снятия по поверхности земли с ситуации и высоты гор для отводу и разделения лесов, для отмежевания к заводам и рудникам округ, и для познания, в какой глубине работа производится, а потому с которого места лихт-лох на штолъну без ошибки прямо опустить и тем работающим подать помощь, а казне или рудопромышленнику не нанести лишних расходов.

Минералогии и металлургии

Чтоб по верным основаниям узнавать породы руд и содержание в них металлов, прочность и непрочность рудника по его положению и качеству; также в каком он роде камня или земли лежит, дабы от неведения не заложить горные работы на таких местах, которые по первой расшифровке рудного прииска совершенную непрочность окажут.

Рисовать

Сие искусство столько же нужно для горного офицера, дабы он не только изображал на планах строение заводов и рудников, но чтоб мог и прямой вид дать рудным штуфам, которые от времени в воздух теряют прямые свои колера, а потому и наводят затруднение делать точное о рудниках заключение, когда чрез долгое время по пресечении рудных гонгов нужда дойдет судить о продолжении работ или об оставлении того рудного места за совершенною непрочнос- тию.

Химии

для опыту плавки и разделения металлов, минералов и всяких земляных пород, ее точною достоверностью к открытию лучшим способом приобретения металлов как в пла- виленном, так и в пробирном деле, и в произведении из оных потребных видов и существ, кои оным свойственны.

Механике, гидравлике

Сии науки также необходимы горному офицеру к сложению потребных членов в корпусы и к строению нужных к горным и заводским действиям машин для скорейшего в деле

успеха, и к расположению заводских плотин по сравнительной тяжести в рассуждении высоты и падения воды, к порядочному подвигу колес, валов, помп и прочего.

Физике

для генерального понятия и явного рассуждения о всем том, яко связанном с естеством».

Сравните с современной структурой учебных программ по подготовке горных инженеров!

Как видим, маркшейдерское дело упомянуто во вторую (!) очередь после математики. В этом документе достаточно четко определена связь маркшейдерии, как специфической горняцкой науки, со смежными дисциплинами — геометрией, топографией и землемерией (геодезией). Первым преподавателем маркшейдерского искусства с 1774 по 1798 г. был чл.-корр. Академии наук И.М. Ренофанц (1744 — 1798), окончивший Фрейбергскую горную академию, который одновременно читал курс физики, минералогии и горного искусства. По заказу русского правительства немецкий ученый Кан- крин написал учебник по горному делу, две книги которого (1000 стр.) были посвящены маркшейдерии.

До конца XVIII века в учебном процессе в основном использовалась иностранная, преимущественно немецкая, литература: курсы И.Ф.

Первый русский учебник по маркшейдерскому делу, отличавшийся от иностранных обобщениями, простотой изложения, строгой логической последовательностью, написан

А.              И. МАКСИМОВИЧЕМ (см. приложение 1).

Появление учебника по маркшейдерскому делу на русском языке — переломный этап в становлении маркшейдерского дела в России, с этого времени в практической деятельности маркшейдеров стали пользоваться в основном отечественной литературой.

Ко второй половине XIX века появляются первые серьезные инструкции и положения о горном промысле. По этим

53

инструкциям рудничные маркшейдеры подчинены окружному маркшейдеру, который назначался правительством и контролировал результаты проведенных на руднике маркшейдерских работ.

Вот некоторые выдержки из «Инструкции по производству маркшейдерских работ» от 24 июня 1888 г. (издана на основании Высочайшего повеления 1 марта 1877 года, 10 марта 1886 года и 3 февраля 1887 года, утверждена Министерством государственных имуществ 24 июня 1888 года, с позднейшими изменениями и дополнениями по 1 мая 1901 года):

«...$ /. Правила настоящей Инструкции обязательны ...для маркшейдеров Горного Департамента...

...§ 4. Горнопромышленники обязаны: Вести возможно точные планы горных разработок в указанном ниже масштабе, а также журналы к этим планам, по формам. Той другое — в двух экземплярах, из которых один должен сохраняться у владельца и управителя промысла, другой же — у маркшейдера... Масштаб упомянутых планов назначается:

а)              для значительных по своим размерам золотых и платиновых приисков в 1/500;

б)              для менее значительных золотых и платиновых приисков в 1/250;

в)              для нефтяных промысловых участков, а также всех других горных разработок, за исключением вышеупомянутых, в 1/1000.

Для изображения же разрезов, пройденных буровыми скважинами пород, масштаб, в тех случаях, когда иметь эти разрезы обязательно, назначается в 1/168.

Примечание 1-е. Предел наибольшей допускаемой неточности в планах определяется следующий: при горизонтальной длине = 10 дюймов на 100 саженей длины; уклонения в сторону линии, в конце оной, = не более 15 дюймов на 100 саженей длины (при работах с теодолитом уклонение может быть допущено только 7 дюймов); при нивелировке в рудниках и при употреблении висячего

полукруга неверность в высоте может быть не более одного дюйма на 100 саженей; при употреблении же гидростатических инструментов

разница допускается не более 1 дюйма на 250 саженей. На каждом плане должно быть показано направление истинного меридиана места. Направление это должно быть также обозначено нетленными знаками на самом руднике. .. Допускать маркшейдера к поверке сих планов... Для облегчения поверки планов маркшейдером обозначать в руднике показанные на планах точки маркшейдерскими знаками. Иметь на промыслах особые шнуровые книги, форма коих при сем прилагается. В книги сии маркшейдер записывает произведенные работы и сделанные им указания...

... § 5. Обязанности маркшейдера заключаются в следующем: Он посещает все горные разработки своего округа не менее 2 раз в год для поверки планов разработки, причем, если найдет их удовлетворяющими условиям § 4, удостоверяет их своей подписью. В случае если имеющийся ...план рудника... окажется недостаточно верным или составленным в ненадлежащем масштабе, или же не пополненным..., а также в случае неимения такового плана вовсе, маркшейдер уведомляет об этом окружного инженера. И засим, ...немедленно пополняет или вновь составляет... рудничный план за счет промышленника... Если при поверке, пополнении или составлении рудничного плана маркшейдер заметит, что работы промышленника зашли далее границ предоставленного ему ...участка, то указывает на это промышленнику, а также уведомляет о сем владельца той земли, недра коей незаконно разрабатывает промышленник, и местного окружного инженера... При посещении горных разработок маркшейдер обращает внимание на все устройства и приспособления внутри

рудника и, в случае замеченных при этом отступлений от установленных правил для безопасного ведения работ, дает рудничному управлению свои об этом указания, с запиской их в маркшейдерскую книгу... И сообщает их ...не предпринимая никаких мер к вынуждению их исполнения... Маркшейдер производит... отграничение в натуре отводов..., предоставляемых... частным лицам для разработки ископаемых, а также снимает с них планы в масштабе 1: 8400 и наносит таковые отводы... на имеющиеся карты. Вознаграждение маркшейдеру... относится на счет лица, для которого отвод делается... Для записывания своих занятий... маркшейдер руководствуется установленными... формами. Маркшейдеры донецких горных округов принимают участие в работе по пополнению изданной в 1873 году пластовой карты донецкого каменноугольного кряжа...

§ 6. Маркшейдеры несут ответственность за правильность производимых ими работ на общем основании существующих законов.

§ 7. Маркшейдер обязывается к строгому соблюдению тайны в делах службы... под опасением взыскания за причиненные такими действиями убытки и удаления от должности.

§ 8. Если встретится надобность снимать такие предметы, о которых надо собирать сведения от других лиц, ...то маркшейдер обязан о таковых предметах требовать точные сведения... и, в особенных случаях, для ограждения себя от ответственности за ...неточность и неполноту в съемке и начертании, может требовать письменного доставления сих сведений...

§ 9. Если при составлении планов... принимаются во внимание прежние планы, то маркшейдер обязан прежде всего поверить таковые ...и... подвергается такой же ответственности, как за собственно им самим составленные планы.

§ 10. Поверки работ, произведенных маркшейдером, могут требовать не только те лица, для коих работы эти произведены, но также и другие, имеющие действительный интерес в точности сих работ, как-то: владелец смежных рудников, копей, шахт, штолен, буровых скважин и т.п.

или земель и владелец строений, находящихся вблизи поля разработок....

§ 11. Вышеозначенная поверка (см. § 10) начинается осмотром и сравнением журналов для записывания наблюдений с тем, что внесено в чертежи, а также с планами и профилями. Если этого окажется для обнаружения ошибок недостаточного производится инструментальная съемка.

§ 12. Результат поверки (см. §10) должен быть изложен в протоколе со всей точностью... Если... будут найдены такие неверности, вследствие коих работа маркшейдера окажется вся или в части неверной, то они решают — должно ли исправление работы быть сделано самим означенным маркшейдером или за его счет другим лицом... Если же, напротив, окажется, что работа сделана без ошибок или что оказавшиеся погрешности не переходят за допускаемые пределы, то пожелавший поверки обязан уплатить издержки оной...

...§ 14. По окончании года... маркшейдеры представляют Горному департаменту... подробный отчет о произведенных ими по обязанности службы работах...

§ 15. За неисполнение обязанностей... маркшейдеры подвергаются ответственности на законном основании.

§16. Маркшейдерам дозволяется принимать на себя, в свободное от службы время, по частному соглашению с горнопромышленниками и за плату по добровольному уговору, снятие или пополнение рудничных их планов, а также и другие работы на рудниках, копях и заводах...».

Интересно, что Инструкция указывает расценки работ, выполняемых маркшейдерами, точно определяет состав отчетной документации:

«... Выбор пунктов при триангуляции, исчисление треугольников и координат, с нужными начертаниями, вознаграждается посуточно, причем вознаграждение полагается по 6 рублей в день, и маркшейдер обязан заниматься, по крайней мере, 8 часов в день. За определение истинного меридиана, за назначение направления истинного меридиана нетленными знаками на месте, за определение склонения магнитной стрелки — 25 рублей...

...За вознаграждение... маркшейдер обязан доставить горнопромышленнику вполне готовые и в порядке следующие:

А.              Чертежи

а)              При съемке планов рудников и копей — план поверхности и необходимые горизонтальные и вертикальные проекции. Каждый из означенных чертежей должен быть доставлен в черновом виде, который служит основанием для чистого чертежа.

б)              При чертежах съемок на поверхности, как-то: при составлении планов для отводов площадей и других ситуационных планов, маркшейдер обязан доставить: Черновой с линиями станции; 2. Чистый чертеж.

в)              При нивелировках доставляется чертеж профиля в черновом и чистом экземплярах с указанием высоты...

Б. Бумаги Журналы наблюдений... Протоколы и объяснения... Исчисление... пространств в особых межевых реестрах... ...В случае составления или пополнения маркшейдером

планов, которые оказались не удовлетворяющими условиям маркшейдерской Инструкции, маркшейдер на издержки по разъездам вместе с доставлением инструментов, чертежей и т.д. получает:

а)              при разъездах по железным дорогам и на пароходах 5 копеек с версты;

б)              при разъездах не по железным дорогам и не на пароходах 8 копеек с версты.

В Кавказском и Закавказском краях плата за указанные здесь разъезды полагается: при разъездах по железным дорогам или на пароходах по 7 1/2 копейки с версты, а иными путями — по 12 копеек с версты...

...За переплетные и другие ремесленные работы должны быть доставлены счета, по которым уплата и производится... »¦.

К Инструкции прилагались также подробные образцы формуляров «Книги для записывания маркшейдерских работ, а также указаний, сделанных маркшейдером Горноза- 58

водскому Управлению», «Журнала маркшейдерских наблюдений компасом...», ...«Журнала занятий маркшейдера», «Геогностического журнала буровой скважины», «Разреза буровой скважины».

Инструкция учитывала особенности и специфику нефтедобывающих промыслов:

«... В геогностическом журнале буровой скважины должны быть помещаемы подробные сведения относительно данной скважины, а именно: 1) когда начато; 2) когда окончено бурение скважины; 3) первоначальный диаметр; 4) конечный диаметр опущенных в скважину труб; 5) число рядов опущенных труб; 6) длина последнего ряда труб; 7) угол падения пластов нефтяной свиты пород в градусах и направление этого падения относительно стран света, в градусах или часах горного компаса, если только породы эти будут пройдены шахтою или буровою скважиною; 8) на какой глубине стояла нефть в скважине: а) во время бурения, Ь) по окончании бурения, с) при начале эксплуатации, d) по окончании эксплуатации; 9) когда начата эксплуатация скважины; 10) какой принять способ эксплуатации; 11) был ли фонтан. Какой глубины. Характер его. Был ли закрыт и сколько времени спустя после своего появления. Что выбрасывал, кроме нефти. Много или мало; 12) была ли вода в скважине при бурении или эксплуатации и когда появилась. Много или мало; 13) изменяется ли уровень нефти в скважине во время ее эксплуатации и насколько; 14) получается ли нефть из скважины чистая или с песком и водой. На какой высоте стоит последняя. Удельный вес нефти; 15) не выбрасывает ли из скважины нефть во время вычерпывания. Через какие промежутки и сколько времени продолжается это явление; 16) в какой зависимости находится скважина от других, соседних с нею скважин и от каких именно; 17) особенные явления в деятельности скважин; 18) когда скважина перестала давать нефть; 19) если скважина брошена, то по какой причине; 20) средняя суточная или дневная добыча нефти из скважины; 21) сила паровой машины при буровой скважине — номинальная и индикаторная...*.

В XIX в. определились основные особенности рассматриваемого этапа: сформированность в целом круга маркшейдерских задач, наличие определенных маркшейдерских работ, а также учебных заведений и учебной литературы, появление первых инструкций; изолированность съемок отдельных рудников и шахт (планы и разрезы составлялись в самостоятельных системах координат); отсутствие общих триангуляций в горно-добывающих районах (несмотря на то что в 1852 г. на Алтае и в 1866 г. на Урале были проведены первые государственные триангуляции, маркшейдера горных предприятий в своих съемках не пользовались этими пунктами); определенное несовершенство существующих инструкций, которые лишь в минимальной степени определяли требования технического порядка; возникновение высших учебных заведений; появление периодических изданий; начало развития новой отечественной школы маркшейдерского дела, основанной на государственной организации;

и начало развития отечественной геомеханики.

Особое место в развитии маркшейдерского искусства в

России занимает деятельность заслуженных профессоров Санкт-Петербургского горного института Петра Алексеевича ОЛЫШЕВА и Георгия Августовича ТИМЕ (см. приложение 1).

Применение горного теодолита Олышева (рис. 13) позволило ввести в маркшейдерию математический аппарат, в частности аналитическую геометрию и теорию погрешностей. Благодаря этому маркшейдерия из полу эмпирического «искусства» превратилась в точную науку.

Г.А. Тиме впервые поставил вопрос о коренном совершенствовании маркшейдерских служб в России.

Рис. 13. Первый горный теодолит с эксцентренной трубой,

созданный П.А. Олышевым в 1847 г.

Продолжателями школы Г.А. Тиме стали его ученики

В.И. Бауман, П.В. Леонтовский, П.К. Соболевский.

Вскоре стали возникать научные учреждения горного профиля, в 1825 г. появился печатный орган — «Горный журнал».

В области фотограмметрии в конце XIX в. в России интенсивно работали такие энтузиасты, как А.М. Кованько, Р.Ю. Тиле, Н.О. Виллер, Б.Б. Голицын, Ф.Н. Чернышев и др. В этот период были выполнены первые наземные фотограмметрические съемки для изысканий железных дорог и составления топографических планов, произведены воздушные съемки с аэростатов, созданы оригинальные фотосъемочные аппараты. Развитие аэрофотосъемки связано с именами

В.М. Потте, В.Ф. Найденова, С.А. Ульянина, В.И. Срезневского и других энтузиастов зарождающегося метода картографирования .

Политическая и экономическая обстановка в царской России, особенно в годы реакции, наступившей в 80-е годы

Рис. 14. Титульный лист «Практического руководства маркшейдерского искусства» О. Братгуна с предисловием Г.А. Тиме

XIX в., тормозила развитие отечественной науки и техники. Техническая литература по маркшейдерскому делу была в основном зарубежная. На рис. 14 приведен титульный лист учебника по маркшейдерскому делу, переведенного с немецкого, с предисловием, написанным Г.А. Тиме.

Значительная часть месторождений была отдана на откуп иностранцам. Естественно, что таким «предпринимателям», усиленно эксплуатировавшим богатства недр России, не особенно была нужна маркшейдерская служба. Однако передовые ученые России не могли мириться с отставанием отечественного горного дела. Этот период ознаменовался появлением ряда выдающихся русских ученых, поднявших горную науку на большую высоту, в их числе в первую очередь были Б.И. Бокий, М.М. Протодьяконов, Л.И. Лу- тугин, А.М. Терпигорев, А.А. Скочинский, Л.Д. Шевяков.