1.3 Становление научных основ рудничного проветривания

Современная наука, а рудничная аэрология является ее частью, стала формироваться в том виде, в каком мы ее сегодня знаем, в XIV—XVI вв. До того времени господствовало мнение, отдавая должное которому, даже великий врач древности Парацельс писал:

«Воистину, ученый должен строить свои рассуждения на Святом Писании и брать из него свои аргументы»

Портрет: Парацельс
Парацельс

При этом сам он своеобразно дополнял эту мысль, черпая свои аргументы в реальной практике обсуждений и анализа всего того, что есть в мире, созданном Богом, но не описанном в Писании.

Идеологом науки Нового времени, опередившим свое время, был средневековый английский философ и естествоиспытатель Роджер Бэкон (Roger Bacon; ок. 1214−1292), ставший пророком современной науки, основанной на эксперименте и доказательствах. Недаром ему за его оригинальные взгляды дали почетное прозвище — удивительный доктор (лат. Doctor Mirabilis). Интересуясь алхимией и практической магией, Бэкон понимал их как науку о материалах и их превращениях.

Всю жизнь он боролся с основными недостатками социальной организации познания, остающимися актуальными и поныне: насаждаемым жалким авторитетом, инерцией мышления, устоявшейся традицией научного сообщества, мнением толпы и сокрытием невежества. Его подход к изучению мира заложил принципиальные основы для становления и расцвета подлинных научных методов познания реальности.

Заметим, что наука является специфической технологией познания мира и выполняет одновременно много функций. Основные функции — описательная, объяснительная и предсказательная.

Но и до развития научных технологий человечество и отдельный человек нуждались в описании, объяснении и предсказании поведения внешнего мира, ибо мы в нем живем и должны учитывать для своей успешной жизни закономерности ее изменения. Даже чисто физиологически организм человека функционирует не автономно от окружающей его внешней среды, а во взаимодействии с ней. Он потребляет из внешней среды энергию, химические вещества с дыханием, едой, питьем, сбрасывает обратно с дыханием, потом, испражнениями продукты метаболизма. Органы чувства, генетически закрепленные и приобретенные при жизни навыки и умения, знания определяют его «разумность», способность здраво мыслить. Однако одного опыта и здравого смысла оказывается недостаточно, особенно при новых ситуациях, не встречаемых ранее.

Недостаточность представлений, возникших в рамках повседневного мышления и обыденного знания, для использования во все расширяющейся практике предопределила развитие специальных технологий познания сущности внешнего мира, его видимых проявлений, всего того, что мы называем «объективной реальностью». Такие специально организованные технологии познания и мышления получили название науки.

Первая, называемая описательной, функция науки и исторически, и логически состоит в собирании, систематизации, анализе, обобщении и описании фактов. При этом даже детальное и конкретное описание не обязательно давало объяснение фактов, вместо которого использовали ничего не объясняющие положения: «Так устроена Природа», «Так устроен наш мир», «Так создал Бог», «Таков Божий промысел». Но и на этом этапе научного поиска удается в ряде случаев выявить определенные закономерности, а то и законы в природных процессах и в деятельности человека. Систематизация фактов позволяет редуцировать знания о них в краткие «истины», удобные для применения на практике. Например, правило таблицы умножения «Дважды Два равно Четыре» означает, что всегда и везде два объекта, взятые дважды, образуют четыре объекта. Значение такой редукции сложно переоценить.

Гораздо более важная объяснительная функция науки требует выяснения сущности явлений и процессов, познания детальных механизмов их «функционирования», реализации. Это важнейшая функция науки, ибо она позволяет предсказать ход явлений, для понимания которых нет предшествующего опыта, дает возможность прогнозировать будущие события, явления и процессы, причины и средства их реализации. Так, на основе, казалось бы, чисто теоретических представлений появляется прикладное научное знание, имеющее исключительное значение для практики.

Описательная и объяснительная функции науки позволяют ей выполнять главную ее функцию — предсказательную, превращая науку в непосредственную производительную силу. В свою очередь, высокая эвристическая ценность науки, ее способность генерировать новые технологии, осваивать мир привели к тому, что сегодня наука проникла во все отрасли жизни и во все сферы деятельности, сплелась с производством, стала неотъемлемой составной частью культуры общества, производства, жизни.

Но так было не всегда. Свой путь прошло и рудничное проветривание, прежде чем в основу принимаемых решений легли научные положения рудничной аэрологии.

Труды Плиния Старшего, Георга Агриколы, И. А. Шлаттера и М. В. Ломоносова выполнили роль обобщенного систематического описания способов и методов рудничного проветривания, состояния рудничной атмосферы. Все они опирались на опыт. А опыт этот был основан на проветривании рудных и соляных шахт, и лишь «краешком» задевал отличающиеся от рудников угольные шахты. Но именно они и стали главенствовать (по своему числу и масштабам) в ходе первой промышленной революции, проходившей в Англии в 1760—1840 гг.

Производство железа и работа появившихся в конце XVIII в. паровых двигателей требовали постоянного сжигания больших количеств каменного угля. Его нужно было добыть. Но сочетание открытого огня светильников, вентиляционных печей для стимулирования естественной тяги с постоянно выделяющимся в больших количествах горючим и взрывоопасным рудничным газом из угольных пластов приводило лишь к разрушительным авариям.

Необходимо было выработать новую парадигму организации рудничного проветривания. Она должна была развить или сменить существовавшую с незапамятных времен организацию проветривания, когда длинные штольни, сбитые с поверхностью шурфами, проветривали естественной тягой, а работы вели в коротких тупиковых забоях, примыкающих к этой штольне. На современном языке — реализовывали схему последовательного проветривания рабочих зон. Их было мало, темпы отбойки руды были низкими, и в этих условиях опасных и вредных газов и пыли выделялось относительно немного, а потому найденная на практике система проветривания достаточно успешно работала.

Обильное выделение горючего газа из относительно некрепкого угля, которого можно было отбить достаточно много в единицу времени, «опрокинуло» всю эту систему. Нужно было создавать новую.

В это же время бурно развивается основанная на эксперименте наука, что не могло не отразиться на совершенствовании рудничного проветривания. Сначала надо было разобраться с воздухом, в то время понимаемым как однородное незримое вещество, ощущаемое по его запаху и по его «дуновению».

Англичанин Джеймс Уатт получил 5 января 1769 г. патент на паровую машину, конструкция которой реально позволяла ее широкое практическое применение. Начался век пара!
Батищева А. С., Ковыршина С. В. Роджер Бэкон: Вклад в науку // Теория и практика современной науки. 2015. № 6 (6).