Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Унирс / КОНСПЕКТ УИРС.doc
Скачиваний:
55
Добавлен:
20.04.2015
Размер:
723.46 Кб
Скачать

Часть I основы научных исследований

Раздел 1 наука как сфера человеческой деятельности.

НАУКА - сфера человеческой деятельности связанная с получением объективных знаний о действительности и их систематизацией.

ЗНАНИЕ - обобщённое представление о закономерных связях объективного мира. Знание является продуктом деятельности людей, направленной на преобразование действительности. Процесс движения человеческой мысли от незнания к знанию называют познанием. Потребности практики выступают основной и движущей силой развития познания, его целью. Человек познает законы природы, чтобы овладеть силами природы и поставить их себе на службу. Истинные знания существуют в виде законов науки, теоретических положений и выводов, учений подтвержденных практикой и существующих объективно, независимо от трудов и открытий ученых.

Иссле́дование в широком смысле — поиск новых знаний или систематическое расследование с целью установления фактов. В более узком смысле исследование — научный метод (процесс) изучения чего-либо. Научное исследование, основанное на применении научного метода, предоставляет научную информацию и теории для объяснения природы и свойств окружающего мира. Такое исследование может иметь практическое применение. Основная цель прикладных исследований (в отличие от фундаментальных исследований) — обнаружение, интерпретация и развитие методов и систем по совершенствованию человеческих знаний в различных отраслях человеческого знания.

В России науки систематизированы таким образом, что каждой из них соответствует определенная специальность, имеющая собственный код. Иногда под одним номером специальности могут быть объединены несколько наук. Всего же отечественная классификация наук насчитывает порядка 470 наименований научных специальностей. В таблице 2 приведен полный перечень наук о Земле.

Таблица 2

Код

Наименование

Отрасли наук

25.00.00

Науки о Земле

 

25.00.01

Общая и региональная геология

геолого-минералогические

25.00.02

Палеонтология и стратиграфия

геолого-минералогические биологические

25.00.03

Геотектоника и геодинамика

геолого-минералогические

25.00.04

Петрология, вулканология

геолого-минералогические

25.00.05

Минералогия, кристаллография

геолого-минералогические биологические физико-математические

25.00.06

Литология

геолого-минералогические

25.00.07

Гидрогеология

геолого-минералогические технические

25.00.08

Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение

геолого-минералогические технические географические

25.00.09

Геохимия, геохимические методы поисков полезных ископаемых

геолого-минералогические технические химические биологические физико-математические

25.00.10

Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

геолого-минералогические физико-математические технические

25.00.11

Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения

геолого-минералогические технические

25.00.12

Геология, поиски и разведка горючих ископаемых

геолого-минералогические технические

25.00.13

Обогащение полезных ископаемых

геолого-минералогические химические технические

25.00.14

Технология и техника геологоразведочных работ

геолого-минералогические технические

25.00.15

Технология бурения и освоения скважин

геолого-минералогические технические

25.00.16

Горнопромышленная и нефтегазовая геология, геофизика, маркшейдерское дело и геометрия недр

геолого-минералогические технические

25.00.17

Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений

геолого-минералогические технические

25.00.18

Технология освоения морских месторождений полезных ископаемых

геолого-минералогические технические

25.00.19

Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов, баз и хранилищ

геолого-минералогические технические

25.00.20

Геомеханика, разрушение горных пород, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика

технические физико-математические

25.00.21

Теоретические основы проектирования горнотехнических систем

геолого-минералогические технические

25.00.22

Геотехнология (подземная, открытая, строительная)

геолого-минералогические технические химические физико-математические

25.00.23

Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов

геолого-минералогические географические

25.00.24

Экономическая, социальная и политическая география

географические экономические

25.00.25

Геоморфология и эволюционная география

географические геолого-минералогические

25.00.26

Землеустройство, кадастр и мониторинг земель

географические технические биологические сельскохозяйственные юридические

25.00.27

Гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия

географические физико-математические технические химические

25.00.28

Океанология

географические геолого-минералогические физико-математические биологические технические

25.00.29

Физика атмосферы и гидросферы

геолого-минералогические физико-математические

25.00.30

Метеорология, климатология, агрометеорология

Географические, технические физико-математические сельскохозяйственные

25.00.31

Гляциология и криология земли

географические геолого-минералогические

25.00.32

Геодезия

физико-математические технические

25.00.33

Картография

географические технические физико-математические

25.00.34

Аэрокосмические исследования земли, фотограмметрия

географические геолого-минералогические технические

25.00.35

Геоинформатика

геолого-минералогические физико-математические, технические

25.00.36

Геоэкология

технические

химические

географические геолого-минералогические

О ВЗАИМОСВЯЗЯХ НАУКИ, НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ПРОИЗВОДСТВА

Вся полезная деятельность человека может быть отнесена к двум глобальным сферам. Первая является источником духовных ценностей, создаваемых посредством науки, искусства, религии, а вторая – материальных ценностей, необходимых для жизнеобеспечения человеческого общества.

Главная цель науки как сферы человеческой деятельности состоит в генерации новых знаний, которые в свою очередь должны быть положены в основу технических решений, обеспечивающих прогресс в сфере производства. Но, поскольку ученый-исследователь, изучающий объективные закономерности процессов и явлений в окружающей среде, в своем научном поиске должен быть свободен от узковедомственных интересов производства, результаты его исследований не всегда напрямую могут быть использованы для принятия практических решений. Великий английский физик М.Фарадей, к примеру, сделав свое открытие электромагнитной индукции, никаких идей о его практической пользе не имел. А оно, впоследствии, легло в основу электротехники.

Фундаментальные знания используются для решения практических задач в области научно-технической деятельности,которая, в свою очередь, находится на стыкенаучно-исследовательской и производственной.

Дадим краткую характеристику основных признаков каждой из перечисленных областей деятельности.

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ.

Рассматривая научно-исследовательскую деятельность с точки зрения освоения недр земли, следует выделить, прежде всего, естественные и экономические науки: Физику, Математику, Химию, Геологию, Механику, Экономику. Их обычно называют фундаментальными науками. Фундаментальные науки ставят целью решение принципиально новых теоретических проблем, открытие новых законов, создание новых теорий. На их основе решаются многие прикладные задачи применительно к потребностям конкретных отраслей науки, техники и производства.

Ученые, занятые исследовательским процессом, имеют базовые специальности, соответствующие перечисленным группам наук: физик, химик, геолог, математик, механик, экономист и т.п. Их научные специальности, по которым защищаются докторские и кандидатские диссертации, адекватны перечисленным. Изучаемые проблемы носят общий характер и большей частью не связаны с конкретными областями материальной сферы деятельности. Объектами изучения являются в основном глобальные системы: абстрактное материальное пространство, физические поля, значительные участки земной коры (например, континенты), космос и т.д.

НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ.

Данный вид деятельности охватывает науки, именуемые прикладными и сопрягающиеся с соответствующими областями производственной деятельности. Прикладные исследования представляют собой поиск и решение практических задач развития отдельных отраслей производства на основе результатов фундаментальных исследований

Если областью производственной деятельности является освоение недр земли, то это горные науки. Научной основой практического решения проблемы освоения подземного пространства служит «Строительная геотехнология». Подчеркивая слова практическое решение, авторы имеют ввиду, что теория освоения подземного пространства, особенно городского, в значительной степени тяготеет к архитектуре, градостроительству и экономике.

Базовые образовательные специальности работников, занятых научно-технической деятельностью, как правило, инженерные, и соответствуют номенклатуре, установленной в высшей школе. Для освоения недр таковыми являются специальности горных инженеров: строителей, маркшейдеров, механиков, взрывников, а также инженеров по строительству тоннелей и гидротехнических сооружений.

Докторские и кандидатские диссертации защищаются по специальностям, установленным номенклатурой ВАК, таким, как, например, Геометрия и квалиметрия недр, Теория проектирования освоения недр, Геомеханика, Разрушение горных пород, Геотехнология, Рудничная аэрогазодинамика, Обогащение полезных ископаемых и целый ряд других специальностей, относящихся к техническим отраслям наук.

В данных отраслях трудится огромная армия научных работников, изобретателей, конструкторов, проектировщиков, основными задачами которых являются:

-адаптация фундаментальныхзнанийо законах развития природы и общества и получение новых дополнительных знаний о закономерностях процессов и явлений в конкретно исследуемых системах (например, системе «породный массив – горная выработка – человек»);

-принятие новых прогрессивных технических решенийи разработка путей их практической реализации в конкретной области производства через новые методы, способы, технологии.

Координация деятельности указанных работников, как правило, осуществляется в рамках глобальной для данной отрасли производства научно-технической проблемы, например, «Комплексное освоение георесурсов недр».

ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ.

Структура этой сферы деятельности – отраслевая.Ее результатом, в частности, является создание новых материальных ценностей при комплексном освоении недр. Производственная деятельность при освоении подземного пространства именуется«Шахтным и подземным строительством».

В этой области деятельности сосредоточены трудовые, материальные и финансовые ресурсы для решения соответствующих научно-технических проблем. Основными ее работниками являются инженеры, техники и рабочие, имеющие соответствующую профессию и квалификацию. Вот вкратце характеристика перечисленных областей деятельности.

Следует отметить, что исследования ученых естествоиспытателей в сравнении с исследованиями ученых, работающих в отраслях технических наук, носят более общий характер, так как они связаны с масштабными системами и не привязаны к конкретным производственным условиям. Так, если для ученого в области механики твердого деформируемого тела типичной для исследований является тема «Изучение напряженно-деформированного состояния слоистого тела круговой формы в трансверсально-изотропной среде», то та же тема, развиваемая в горных науках и, в частности, в «Строительной геотехнологии», звучит иначе: «Изучение напряженно-деформированного состояния многослойной крепи ствола, пройденного в слоистом массиве горных пород». При ее решении, безусловно, будут использованы общие подходы и фундаментальные закономерности, но при этом будет дополнительно исследован целый ряд важных вопросов. Например, закономерности и характеристики сцепления между бетонным и чугунным слоем крепи, влияние горнотехнических факторов на процессы формирования нагрузки на крепь, критерии для оценки ее устойчивости и т.п.

Как видно из приведенного сравнения, постановка и цель задачи отличаются степенью конкретизации. В первом случае – это абстрактное падающее «яблоко Ньютона», а во втором – конкретный объем разрушенных пород, обрушающихся в горную выработку.

ТРАДИЦИОННОЕ ПОНЯТИЕ «ГОРНОЕ ДЕЛО» И СОВРЕМЕННОЕ ПОНЯТИЕ «КОМПЛЕКСНОЕ ОСВОЕНИЕ И СОХРАНЕНИЕ НЕДР».

Горное дело – как область человеческой деятельности, связанная с изучением и освоением недр земли – включает в себя все виды техногенного воздействия на земную кору и в первую очередь извлечение полезных ископаемых.

К сожалению, понятия «горное дело» и «добыча полезных ископаемых» долгое время фактически отождествлялись. Из-за этого научная и инженерная деятельность, связанная со строительством подземных сооружений различного функционального назначения оказалась искусственно оторванной от проблемы освоения недр, то есть от горного дела. Ни в одной из классификаций горных наук строительство шахт, а тем более, подземных сооружений не выделялось как самостоятельный элемент.

Сформировалось обособленное научное направление – подземное строительство. Подготовка инженерных и научных кадров также приобрела узкоотраслевой, характер: горных инженеров-строителей готовят в горных вузах, а тоннелестроителей – в транспортных и строительных вузах. И хотя в дальнейшем эта ошибка была частично исправлена, последствия ее сказываются и по сей день: научная общественность, занимающаяся проблемой освоения подземного пространства недр, оказалась искусственно разделенной на горняков и тоннельщиков.

Можно с полным основанием утверждать, что подобная разобщенность носит искусственный характер и обусловлена исключительно отраслевыми интересами и амбициями отдельных ученых. Между тем в последнее время наблюдаются положительные тенденции, связанные с межотраслевым взаимопроникновением научных и технических достижений. В тоннелестроении широко применяются горнопроходческие комбайны, а при креплении горных выработок тоннельная технология. Выпускники горных вузов успешно руководят строительством тоннелей, ученые тоннельщики пишут совместные монографии с горняками, а Российская тоннельная ассоциация объединила в своих рядах представителей всех направлений шахтного и подземного строительства. И это не случайные проявления, а отражение фактической общности основ профессиональной деятельности людей, связанных с освоением недр.

Огромная заслуга акад. В.В. Ржевского состоит в том, что он первым из ученых-горняков сумел преодолеть стереотип в подходе к определению понятия «горное дело» и разработал классификацию горных наук, включающую все основные элементы освоения недр земли. Он, в частности, впервые ввел термин «Строительная горная технология» и обозначил им горную науку, главной задачей которой является обеспечение исследованиями проектирования, строительства и реконструкции горных предприятий по добыче полезных ископаемых и подземных сооружений различного назначения, то есть освоение подземного пространства. Предложенный термин полностью отвечает научному содержанию технологии в современном ее понимании: выявление физических, химических, механических и других закономерностей с целью определения и использования на практике наиболее эффективных производственных процессов.

Таким образом, в современном понимании «Горное дело» – область человеческой деятельности по освоению и сохранению недр земли, с целью изучения и использования заключенных в ней георесурсов.

Георесурсы (ресурсы недр) – компоненты земной коры (твердые, жидкие газообразные полезные ископаемые, пресные и минеральные воды, геогенное тепло, природные и техногенные полости), которые на данном уровне развития производительных сил используются или могут быть использованы для создания требуемого уровня жизнеобеспечения человеческого общества.

Основоположником этого эволюционного процесса был академик В.В.Ржевский, а окончательные изменения положила новая классификация горных наук.

Глобальный интерес к проблеме освоения подземного пространства и успехи, достигнутые в практическом решении этой важной для человеческого общества проблемы, способствовали активизации исследований в области методологии горных наук.

Крупным результатом теоретических исследований, проведенных во второй половине 90-х годов, явились современная концепция использования и сохранения недр и новая классификация горных наук. В соответствии с новой классификацией Строительная геотехнология осуществляет научное обеспечение проблемы освоения подземного пространства как специфического георесурса недр. Издание в 1997 году фундаментального труда «Горные науки. Освоение и сохранение недр Земли», подготовленного группой российских ученых под эгидой ИПКОН РАН, является событием особой важности, так как он подводит итоги многолетних исследований в области методологии горных наук, проводимых под руководством академиков Н.В.Мельникова, В.В.Ржевского и М.И.Агошкова, и знаменует начало нового этапа исследований по проблеме «Комплексного освоения и сохранения недр».

КЛАССИФИКАЦИЯ ГОРНЫХ НАУК. ГОРНАЯ НАУКА «СТРОИТЕЛЬНАЯ ГЕОТЕХНОЛОГИЯ». СТАНОВЛЕНИЕ И РАЗВИТИЕ «СТРОИТЕЛЬНОЙ ГЕОТЕХНОЛОГИИ» В РОССИИ.

В систематизации наук (табл.1) находятся ГОРНЫЕ НАУКИ, отдельная классификация которых приведена ниже.