Как добывают полезные ископаемые

Из истории горного дела

 

Появление горного дела, основу которого составляет добыча полезных ископаемых из недр Земли, относится к ранней стадии развития человеческого общества.

Еще в период родового строя существовали под­земные рудники для добычи кремния, из которого делали лезвия для топоров, ножей и наконечники копий. Чтобы в горных выработках было безопасно работать, строили деревянные крепления. Куски кремния откалывали каменными орудиями и кайлами из оленьего рога.

На территории СССР обнаружены следы древних рудников периода бронзового века. В Центральной Европе от этого периода остались выработки со следами креплений, лестниц и т. п. Задолго до нашей эры горное дело существовало в Китае, Японии, странах американского континента.

В рабовладельческом обществе ведется систематическая разработка медных и оловянных руд, добыча золота и серебра.

Решающее значение для развития производительных сил в античном обществе имело производство железа. На горных работах используется труд огромного числа рабов.

Такими были первые приспособления для откачки воды из шахты. Водяное колесо приводило в действие скреп- лённые цепью черпаки. Гравюра XV в.

В эпоху феодализма в горном деле происходят значительные сдвиги. В XI— XIII вв. горное дело широко развивается в Центральной Европе, возникает пока еще ручная отбойка горных пород. Важные усовершенствования в горном деле были сделаны в Европе в XV— XVI вв. Для подъема руды наверх начали применять южный привод и водяное колесо, из подземных выработок стали откачивать воду — все это позволило вести горные работы на глубине до 150 м. Взрывные работы начинают вытеснять огневой способ разрушения. Вводится мокрое обогащение руд — флотация (см. ст. «Как обогащают полезные ископаемые»). Флотация позволила вести разработку сравнительно бедных руд. В1512 г. в Саксонии была выдана привилегия на «мокрую толчею». В это время в рудниках начинают устраивать деревянные настилы для перемещения по ним тележек с полезным ископаемым.

Появляются первые горные училища и руководства по горному делу. В горном деле раньше, чем в других отраслях промышленности, стали применять паровые машины, первоначально для откачивания воды (впервые применил англичанин Т. Ньюкомен в 1711—1712 гг.), затем и для подъема руды наверх.

Лампа Дэви - безопасная рудничная лампа с сеткой. Изобретена в 1815 г.

С эпохи промышленного переворота (конец XVIII — начало XIX в.) совершенствуется техника бурения, применяются взрывчатые вещества, вводится рельсовая откатка с конной тягой. В 1815 г. англичанин X, Дэви изобретает безопасную рудничную лампу.

В 30-х годах XIX в. начинают применять стальные канаты для подъема руды и откатки, а через 20 лет появляются первые врубовые машины.

В конце XIX — начале XX в. в связи с растущим спросом на полезные ископаемые интенсивно развивается техника проходки стволов шахт. Совершенствуются методы проходки, вентиляции и водоотлива. Это позволяет увеличить глубину разработок до 1000 м, иногда до 2000 м. Вводится электрический привод для подъемных машин, насосов, вентиляторов, электрифицируется рудничный транспорт, механизируется зарубка с помощью врубовых машин, широко применяются отбойные молотки, работающие сжатым воздухом.

Как же добывают полезные ископаемые в наше время?

Добыче полезных ископаемых предшествует разведка их месторождений. Это необходимо, чтобы определить запасы и качество угля или руд, экономическую целесообразность эксплуатации данного месторождения, а также способы разработки месторождения. Сейчас широко применяют геофизические, геохимические и биохимические методы разведки, помогают геологам и различные космические аппараты.

Когда выявлены достаточные запасы полезного ископаемого, приступают к разработке месторождения. Для этого проводят по определенному плану сеть подземных или открытых горных выработок или бурят скважины; чтобы вскрыть месторождение, строят необходимые надземные и подземные сооружения.

Из подземных выработок всегда бывает не менее двух выходов на земную поверхность. Обычно это соединенные между собой вертикальные или наклонные шахтные стволы, штольни, с помощью которых вскрывают месторождение. Глубина вертикальных стволов превышает в некоторых случаях 2000 м.

После того как месторождение вскрыто, проводят выработки, чтобы подготовить месторождение к выемке. Забой, где добывают полезные ископаемые, и выработки, образующиеся при этом, называют очистными.

Подготовительные выработки и очистные работы по добыче полезных ископаемых производят машинами: буровыми, породопогрузочными, комбайнами и др.

Добытое полезное ископаемое доставляется от очистного забоя к земной поверхности рудничным транспортом, а грузы и люди по шахтному стволу — шахтным подъемом.

Все подземные выработки снабжаются свежим воздухом, имеют постоянное электрическое освещение, а рабочим выдаются еще и переносные рудничные лампы. Вода из шахты постоянно удаляется системой рудничного водоотлива. Деревянная крепь заменена металлической и передвижной механизированной крепью. Специальные службы следят за безопасностью подземных работ.

Уголь, руды, асбест, слюда, каолин и многие другие полезные ископаемые поступают после добычи на обогатительные фабрики. Здесь полезные ископаемые «облагораживаются»: из них удаляются различные примеси.

Таким образом, горнодобывающая промышленность представляет комплекс отраслей производства по разведке месторождений полезных ископаемых, их добыче из недр земли и первичной обработке — обогащению.

В зависимости от вида ископаемого горнодобывающая промышленность делится на топливодобывающую (нефтяная, добыча природного газа, угольная, сланцевая, торфяная), рудодобывающую (железорудная, марганцоворудная, добыча руд, цветных благородных и редких металлов, радиоактивных элементов), промышленность неметаллических ископаемых и местных стройматериалов (добыча мрамора, гранита, асбеста, мела, доломита, кварцита, каолина, глины, гипса, мергеля, полевого шпата, известняка), горно-химическую (добыча апатита, калийных солей, нефелина, селитры, серного колчедана, борных руд, фосфатного сырья), гидроминеральную (минеральные подземные воды, вода для водоснабжения и других целей).

Ученые и инженеры ищут новые методы разработки месторождений, разрабатывают технологию добычи по принципу поточного производства.

Отбойный молоток для добычи полезных ископаемых

В угольных шахтах добывают и грузят уголь на конвейер горные комбайны. Механизируется отбойка и погрузка также и при добыче руд. Все шире применяют автоматизацию и дистанционное управление машинами и механизмами.