Главная  Энциклопедии  Словари  Добавить в Избранное



Горное дело

Горное дело — Г. дело имеет целью отыскание полезных ископаемых или минералов, добычу их и приведение в состояние, годное или для непосредственного употребления, или для дальнейшей переработки. Полезные ископаемые встречаются почти во всех отложениях земной коры. Металлы и их руды более всего свойственны древнейшим образованиям, или коренным породам, и попадают в виде скоплений различного характера и внешнего очертания, а именно: жил, штоков и пластов. Жилы суть трещины в горных породах, имеющие более или менее параллельные стенки и положение, несогласное с характером напластования окружающих пород, выполненные минеральным веществом. Штоки суть значительные скопления минерального вещества, неправильной формы; смотря по тому, имеют они наибольшее протяжение по вертикальному или горизонтальному направлениям, различают штоки стоячие и лежачие. Пласты суть более или менее слоеобразно-правильные скопления минеральных веществ, залегающие более или менее параллельно или согласно с другими пластами окружающих пород. Иногда минеральное вещество не является в самостоятельной форме, а проникает в другие пласты или равномерно, или же образует в них различной величины и вида скопления — гнезда. Металлы и их руды чаще всего встречаются в виде жил, прорезывающих древнейшие образования земной коры. Сюда относятся золото, серебро, медь, свинец, олово, цинк и железо, причем золото попадается всегда в самородном состоянии, серебро и медь (также висмут и др.) — частью в самородном, а частью соединенные с другими элементами (в оруденелом состоянии), а остальные — исключительно в виде руд, содержащих серу, кислород и другие элементы. В позднейших отложениях в виде штоков и пластов встречаются руды железа, каменной соли и т. п., а в виде пластов — антрацит, каменный и бурый угли, гипс и разные другие ископаемые. Точно так же в этих отложениях попадаются и руды различных металлов, но вообще не в таком большом количестве, как это замечается для наиболее древних образований земной коры. Некоторые металлы, напр. золото, платина и руды — оловянный камень, а также алмаз, — встречаются уже в новейших образованиях, в так называемых россыпях, происшедших от разрушения различных древних пород, заключавших эти вещества. В большинстве случаев минеральные богатства являются сокрытыми в недрах земли, а потому первоначальное открытие их было делом случая; но по мере развития Г. дела люди ознакомились со свойствами месторождений полезных ископаемых, так что предпринимают специальные поиски их, причем для руководства служат различные признаки, а именно: 1) спутники рудных месторождений; напр. золото в жилах всегда сопровождается кварцем, а в россыпях магнитным железняком; платина — хромистым железняком; свинцовые и цинковые руды — тяжелым шпатом и кварцем; медные руды — серным колчеданом. 2) Обломки, валуны и гальки полезного ископаемого или спутника. Они попадаются чаще всего в ложбинах рек и речек, и по их форме и виду судят о близости полезного ископаемого. 3) Горные обнажения в утесах, оврагах, берегах рек и пр. 4) Цветные полосы, являющиеся на почве вследствие разложения минеральных веществ. 5) Минеральные источники, которые дают указание, чего можно искать в данной местности. 6) Растительность: отсутствие или скудость ее служит иногда признаком некоторых минералов, напр. галмейная фиалка растет на почве с галмейными рудами (свинцовыми). Если поиски увенчались успехом, то приступают сначала к предварительной разведке полезного ископаемого, для чего закладывают в почве шурфы, или колодцы различной глубины и размеров, проводят канавы и разрезы и иногда разведочные буровые скважины (см. Бурение). Этими работами определяются все главные свойства месторождения, по которым судят о его благонадежности, а именно: простирание, которое есть горизонтальная линия, проведенная по пласту или жиле и положение которой определяется по отношению к меридиану, падение — линия, перпендикулярная к простиранию, и мощность его, т. е. толщина. Вместе с тем разведка дает и другие указания как на свойство самого месторождения, так и окружающих его горных пород; внимание обращается на висячий бок или кровлю месторождения, которые суть породы непосредственно прикрывающие пласты, и на лежачий бок или почву — породы, непосредственно подстилающие месторождение.

Детальная разведка производится только тогда, когда предварительная дала надежные результаты и притом при помощи подземных работ. Только после этой разведки, если месторождение признано благонадежным, приступают к заложению рудника для валовой добычи полезного ископаемого. Благонадежность месторождения определяется не только богатством содержания минерала, но и правильностью и самостоятельностью его характера. Обыкновенно руды весьма редко добываются совершенно чистыми, но чаще всего бывают перемешаны с пустою породою. Количество чистой руды, которое можно извлечь из известного объема или количества добытого в руднике ископаемого, есть содержание руды. Относительно содержания, при котором руды с выгодою могут быть разрабатываемы, существуют в различных местах различные правила. Так, в Европе принимают предельное содержание для железных руд 33%, цинковых 5%, свинцовых 3-4%, медных 1%, серебряных 0,1% и золота 0,01%. В России, на Урале, среднее содержание принимают: для железных руд 40-50%, медных 2 ½ ф. в пуде руды; для россыпного золота на Сев. Урале 40 долей в 100 пуд. песка, в Южн. Урале 23 доли; для жильного золота 8 зол. в 100 пуд. кварца. На Алтае для серебр. руды 1 ½ зол. в 1 пд. руды; в Восточн. Сибири для россыпного золота 21 д., в Семипалатинской области 14 ½ долей. Распределение рудной массы в жилах и пластах бывает весьма разнообразное: в виде слоев, конгломератов, брекчий, отдельных гнезд, четок и т. д. Кроме того, сама жила может состоять целиком из рудной массы или же и из другого минерала, перемешанного с рудою. Иногда рудное вещество заменяется на некотором протяжении пустою породою. Иногда две жилы сходятся под острыми углами, и тогда в этих местах является значительное увеличение рудной массы; иногда, наоборот, жила разветвляется. Иногда две жилы пересекаются, причем месторождение в месте пересечения изменяется настолько, что трудно бывает отыскать продолжение пересеченной жилы. Когда благонадежность месторождения установлена окончательно, приступают к заложению рудника и добыче, что совершается при помощи горных работ. Инструменты для этой цели носят название горных инструментов. Способы добычи Г. пород зависят от свойств Г. пород, а именно: твердости, вязкости, способности к выветриванию, растворимости в воде, трещиноватости. Смотря по трудности или легкости добычи, породы разделяются на следующие разряды: 1) вязкие и твердые в высшей степени, они представляют большое сопротивление проникновению острого инструмента и с большим трудом отделяются от сплошной массы; сюда относятся: кварц, роговой камень, гранит, порфир и пр.; 2) вязкие и твердые — песчаник , известняк, некоторые сланцы и пр.; 3) ломкие, или полутвердые — мергель, мел, каменная соль, известняки и пр.; 4) мягкие — глины, иногда каменный уголь и пр.; 5) рыхлые и сыпучие - песок, болотные руды, торф. Для добычи этих пород применяются работы: лопатная, кайловая, кирковая, клиновая, порохострельная (как общее название работ со взрывчатыми веществами), огненная; затем, в последнее время все более и более стараются вводить машинные работы. Лопатная работа применяется при породах рыхлых и сыпучих, при перемещении пород уже добытых. Инструменты для этой работы суть: лопата, черпак — для добычи озерных железных руд из-под воды, гребок - для нагрузки добытой породы, вила и грабля — для той же цели и заступ.

Производительность при этих инструментах: при добыче лопатною работою, напр., золотоносных песков на 1 куб. саж. полагается 2-2,5 поденщика; черпаком 1 рабочий в смену может добыть в средн. 240 п. озерной руды; при помощи гребка в смену можно нагрузить 20,5 куб. фт. породы; заступом 1 рабочий в смену может вырезать 3000 кирпичей из торфа, размерами каждый 12"х 41/2" x5". Кайловая работа применяется для пород ломких и мягких, например глинистых сланцев, гипса, каменной соли, каменных и бурых углей. Кайла бывает простая и двойная.

 Горное дело. ГОРНОЕ ДЕЛО I

ГОРНОЕ ДЕЛО I. Фиг. 1-4. Кайла. 5-6. Кирка.

Производительность. При каменном угле 1 рабочий в смену может сделать вруб, сечение которого около 1 кв. саж. при глубине около 40". Так как при тонких пластах производство врубов представляет весьма тяжелую работу, малопроизводительную, то с успехом стали применять врубовые машины. Одна из них, гидравлическая, изображена в действии на табл. I, фиг. 3 и 4.

Кирковая работа применяется главным образом при твердых и вязких породах, для выравнивания поверхностей, образования в стенах гнезд, отделки стен выработок и т. д. При кирковой работе применяют кирку и молоток. Производительность рабочего при очень крепких породах составляет в 8-часовую смену 2 куб. фт.; при гнейсе, например, 7 куб. фт., а при более мягких породах — 24 и более куб. фт. Клиновая работа употребляется при добыче трещиноватых пород. Инструменты суть клин и балда. При помощи клиньев откалываются большие куски породы. Порохострельная и динамитная работы применяются при добыче пород различной твердости, например вязких и твердых в высшей степени, каменной соли, каменного угля и пр. Инструменты при этих работах суть: бур; он состоит из стального или железного квадратного стержня, оканчивающегося долотом или венцом (долотчатый или венечный бур); длина бура от 10" до 36", диаметр лезвия — от 5/8" -11/4"; молоток весом 4-8 фн.; забойник, представляющий утолщенный к концу железный стержень с продольным углублением, в которое входит игла, или штревель, и чищалка.

Работа состоит в следующем: буром посредством молота проводят в породе канал, или шпур, который очищают от скопившейся в нем так называемой буровой муки чищалкою; затем в шпур вводят патрон с порохом, в который вставлен штревель, и на патрон опускают пыж из каната, пакли или мха, а на него помещают забойку из иловатой глины или вообще вещества, не содержащего зерен кварца, и уплотняют последнюю забойником. Затем вынимают штревель и в образовавшийся от него канал помещают затравку, которую и зажигают для передачи огня пороху. В настоящее время повсеместно почти употребляются затравки Бикфорда, представляющие менее опасности, чем серянки. Работы, при которых применяются взрывчатые вещества, направлены, главным образом, к тому, чтобы при взрывах шпуров не разбрасывались, а по возможности отделялись бы большие куски породы или минерального вещества. Это условие достигается выбором надлежащего места для заложения шпура и употреблением подходящего взрывчатого вещества. Место для шпура должно быть выбрано так, чтобы взрыв произвел небольшое разрушающее действие; для этого: 1) стараются образовать вруб, чтобы обнажить возможно большую поверхность породы; 2) каждый шпур после взрыва должен образовать место для последующего; 3) шпуры должны закладываться в плотной породе, но не в трещинах; 4) шпур должен проходить под некоторым углом к плоскости забоя. Рудничный порох должен обладать наименьшими метательными свойствами. В России употребляется обыкновенно для горных работ пушечный порох. В Германии употребляются особенные сорта пороха, содержащего вообще менее селитры, чем обыкновенный. В настоящее время большое распространение получили динамит, студенистый динамит, гремучий студень, и другие вещества, напр. белит, состав Фавье и пр. — число последних весьма велико, но практические достоинства вполне не выяснены. Динамит применяется трех сортов. Выбор того или другого сорта обусловливается физическими свойствами горных пород. При употреблении различных препаратов нитроглицерина проводят шпуры так же, как и для пороха, в них вставляют патрон, а сверху помещают пальник, т. е. меньший патрон, около 6 зол. весом, в котором находятся капсюль с гремучей ртутью со вставленной в него затравкою Бикфорда. Забойка не уколачивается; иногда даже вместо нее в шпур наливают воду, что для патрона, пальника и затравки не приносит вреда, так как они все снабжены водонепроницаемыми оболочками. Затравке дают обыкновенно такую длину, чтобы во время ее горения рабочий мог бы укрыться в безопасное место. Если при взрывании шпура получилась осечка, то никогда его не разряжают, а рядом проводят другой и взрывают, при чем взрывается и первый. Для ускорения работ несколько шпуров взрывают иногда одновременно при помощи особых электрических запалов и машин, дающих ток. В последнее время, когда каменноугольная промышленность получила сильное развитие, порох и динамит стали употреблять для добычи каменного угля; но так как большинство рудников содержит рудничный газ, то такие работы стали сопровождаться взрывами этого газа и несчастьями с рабочими. Ввиду этого стали придумывать различные составы, которые при взрыве не воспламеняли бы этот газ. К числу их относятся состав Фавье, безопасные динамиты Нобеля и т. д. Кроме ручного бурения шпуров, большое значение приобрели машины для их провода, или перфораторы; из них наиболее употребительны системы Лисбе, Иордана, Дюбуа и Франсуа, Дарлингтона, Сомелье, Закса, Бартле, Брандта и т. д. Некоторые из них изображены на фиг. 3 и 4, 5 и 6, табл. I, и в работе — на фиг. 7 табл. I.

 Горное дело. ГОРНОЕ ДЕЛО II

ГОРНОЕ ДЕЛО II.

Скорость работы этими машинами в два и даже в три раза более, нежели при ручной работе, хотя стоимость выемки 1 куб. саж. породы обыкновенно выше, нежели при ручной работе. Огненная работа применяется в настоящее время чрезвычайно редко и состоит в сильном нагревании пород действием пламени, а потом в быстром охлаждении их водою, от чего они растрескиваются и легко добываются. Гидравлическая работа применяется при разработке золотых россыпей.

Горные выработки суть пустые пространства, остающиеся по вынутии из месторождения полезного ископаемого. Соединение выработок в систему для наивыгоднейшей добычи полезного ископаемого есть рудник. Выработки служат для детальной разведки рудника, подготовки месторождения к добыче и образуются от вынутия месторождения на очистку, т. е. совершенно. Различают два типа выработок: штольнообразные и шахтообразные. К первым относятся штольни, штреки, квершлаги, а ко вторым шахты, гезенки, шурфы и пр. Штольня есть выработка, имеющая вид подземной галереи и выходящая на дневную поверхность; длина ее относительно других размеров весьма велика. Штольня служит для отлива воды, откатки добытого ископаемого, сообщения и пр. Смотря по назначению, штольни имеют различные размеры: высоту 5-7' и ширину до 7 ½'. Штрек есть штольнообразная выработка, не имеющая выхода на дневную поверхность. Квершлаг проводится по пустым породам в крест линии простирания месторождения, и соединяет шахту со штреками. Шахты проводятся с поверхности земли вглубь по вертикальному направлению; они имеют то же назначение, что и штольни. В одном и том же руднике шахты проводятся в количестве двух, трех и более, причем каждая имеет специальное назначение; шахты должны располагаться через 7-10 саж.; через каждые 20 с. их соединяют штреками или квершлагами. Подготовка месторождения к очистной добыче начинается с того, что месторождение достигается на известной глубине шахтами или штольнями. Шахты вообще имеют преимущество. Обыкновенно открывают работы двумя или даже тремя шахтами. От обоих шахт на различных горизонтах проводят квершлаги до встречи с пластом или жилою полезного ископаемого, а от последних ведут по самому месторождению штреки. Таким образом месторождение разделяется на этажи. Когда пласты между этими штреками вынуты, то шахты углубляют до известной глубины, опять проводят квершлаги и штреки и получают следующий этаж и т. д. Эта работа идет в нисходящем порядке, но иногда поступают и наоборот: проводят на значительную глубину шахты и подготовляют этаж 1-й, а по выработке его — этаж 2-й — выше его и т. д. — Это будет работа в восходящем порядке. Высота этажей, или расстояние между двумя соседними штреками по вертикальному направлению, бывает весьма различно и зависит от угла падения пласта: чем этот угол более, тем большая может быть высота этажей. При пологом падении высота бывает до 15 саж., при крутом — до 40 саж. При жильных месторождениях высоту этажей выгоднее делать менее, ибо при этом тщательнее разведывается попутно и сама жила. Подготовительные работы ведутся одновременно с очистными с таким расчетом, чтобы производительность рудника и стоимость добываемого минерала была постоянною и чтобы в случае надобности добычу возможно было бы значительно усилить в короткое время. Отсюда ясно, что подготовка должна идти вперед добычи настолько, чтобы в запасе всегда были бы несколько забоев.

Месторождение, подготовленное системой выработок, может уже быть подвергнуто очистной выемке или добыче. Очистные работы производятся весьма разнообразными способами в зависимости от состояния и формы месторождения, от способа залегания, угла падения, от распределения полезного минерала, мощности, прочности окружающих пород, количества подземных вод, необходимости того или другого проветривания. Какая бы система ни была избрана, в виду всегда необходимо иметь возможно полную выработку полезного минерала при наименьшей стоимости добычи. К различным методам принадлежат: очистные работы потолкоуступная, почвоуступная, сплошная, поперечная, столбовая, камерная и т. д. Потолкоуступная работа применяется при круто падающих пластах малой и средней мощности. Сущность ее состоит в том, что пласты между двумя этажными штреками разделяются проведенными по пласту гезенками на выемочные целики и работу начинают с места пересечения верхнего штрека и гезенка, причем по мере ее развития образуются уступы, или потолочные забои (фиг. 9, т. I), потолочные уступы; высота их от 7' до 14'.

Под верхним этажным штреком оставляют толщу невынутого пласта — предохранительный целик. Добытое вещество по мере накопления спускается в нижний штрек по скату, а оттуда поднимается воротом. Выработанное пространство закладывается пустою породою. Почвоуступная работа идет в направлении, обратном предыдущей (фиг. 8, т. I).

8. Почвоуступная работа.

Иногда вместо больших уступов работу ведут малыми уступами — сплошным забоем, сплошная выемка (фиг. 11 и 12, т. I).

Если порода имеет диагональную трещиноватость, угол падения около 30°, то работу ведут по диагональному направлению (фиг. 13 и 14, т. I).

Здесь выработанные пространства закладывают пустою породою, и в ней оставляют диагональные штреки, по которым производится сообщение и откатка добытого минерала. Столбовая выемка обыкновенно производится при пластах более 2 метров толщиною и при недостатке пустой породы для закладки выработанного пространства. Сущность работы состоит в том, что пласт разделяют на выемочные поля посредством штреков, проведенных по простиранию, диагональному направлению или по восстанию; полученные выемочные поля разделяют особыми штреками на столбы 3-4 саж. толщины, которые вынимают в направлении, обратном их образованию. Иногда некоторые столбы оставляют невынутыми для того, чтобы предотвратить обрушение кровли. Сплошная работа по простиранию применяется при всяком падении, работа по восстанию пласта — при угле падения не более 10°, диагональная — при 20° (фиг. 15 и 16 т. I).

К столбовой выемке относится также и камерная, которая применяется, напр., к разработке известного Стасфуртского месторождения каменной соли (фиг. 17, т. I); этим же способом добывается каменная соль в Венгрии, Седмиградии и Галиции.

Работа в Стасфуртском месторождении каменной соли.

Разработка жильных месторождений. Жильные месторождения чаще всего отличаются крутым падением и содержат достаточно пустой породы, а потому чаще всего применяются работы потолко-почвоуступные и поперечные. Также иногда можно применить и выработку камерную, в том случае, если месторождение представляет мощные жилы или штоки и если рудная масса и окружающие породы достаточно крепки. Жильные месторождения заключают главным образом различные металлические руды.

Разработка пластовых, каменноугольных месторождений. — При разработке пластов малой и средней мощности применяются потолко-почвоуступные работы, а также сплошная выемка. Столбовая выемка применяется при пластах средней мощности; при мощных пластах каменного угля, толщина которых превосходит 8 фт. и достигает до 5-10 и более сажен, применяют столбовую выемку без закладки выработанных пространств. Сюда относятся выемка с обрушением кровли пласта, когда оставленные предохранительные столбы вынимают на чистку потом; разработка с обрушением угля и разработка с оставлением столбов. Если есть пустая порода, то разработка мощных каменноугольных пластов производится таким образом, что пласт разделяют на слои или ярусы толщиною около 1 саж. и разрабатывают такие слои каким-нибудь способом. Разделение на слои может быть произведено параллельно плоскости пласта, горизонтальными и вертикальными плоскостями. Размеры этажей при указанных способах зависят от свойств угля: чем он слабее и чем более способен к самовозгоранию, тем эти размеры должны быть меньше. Средним числом высоте этажей дают величину 10-12 саж. Что касается выбора надлежащей системы разработки, то здесь можно руководствоваться следующими данными: систему с обрушением кровли можно применить с выгодою, если пласты имеют толщину 2-3 саж., падение до 25° и если кровля прочная и уголь плотный, не способен к самовозгоранию и не заключает гремучего газа. При системах с закладкою работа с разделением пласта на наклонные слои применяется, если угол падения 35-40°, мощность 5-7 саж., способность угля к самовозгоранию невелика, а пласт правильный. Работа горизонтальными слоями, если уголь крепок, нет гремучего газа и толщина сечений пласта по горизонтальному направлению не будет более 12-14 саж. Разработка вертикальными слоями — при очень крутом падении, слабом, в высшей степени способным к самовозгоранию угле.

Разработка буроугольных пластов ведется в общем так: месторождение достигается шахтами, от которых ведут основные штреки, а от них восходящие.

Образовавшиеся выемочные поля разделяют на целики, которые добываются обвалами. Размеры обвалов зависят от крепости угля; но вообще обвалы необходимо вынимать как можно скорее.

Месторождения каменной соли добываются при помощи столбовой или камерной выемки, что зависит от того, образует соль шток или пласт. В России существует такой способ: месторождение достигается буровыми скважинами, в которые наливается вода, и когда она насытится солью — ее извлекают насосами и выпаривают или же частью сгущают рассол вымораживанием. В Штирии и Тироле добычу рассолов ведут при помощи особых выработок, так наз. зинкверков (фиг. 18, т. I).

Зинкверк состоит из искусственно образованного пространства в породах, проникнутых солью, которое наполняется водою, извлекающею эту соль. Если породы содержат мало воды, то она проводится через особую выработку, a рассол поднимается либо насосом, либо же через особую трубу проводится в штольню. Для того, чтобы вода из зинкверка не просачивалась в штольню, устраивают две перемычки — лежащую В и стоячую А.

Открытые разработки организуют в том случае, если толща полезного ископаемого залегает близко от поверхности и покрыта некрепкими породами. Открытая работа, или разнос, ведется обыкн. почвенными уступами — в глубь месторождения. Этим способом добывается бурый уголь, торф, магнитный железняк (на Урале, гора Благодать), бурый железняк; сюда же относятся каменоломни.

Крепление выработок. Для того, чтобы избежать обвалов различных горных выработок и предохранить людей от могущих случиться при этом несчастий, Г. выработки крепятся различными способами. Иногда для этого служит пустая порода, которою заполняют выработанные пространства; иногда же укрепляют деревом и камнем. На тот или другой способ крепления имеют влияние направление и распределение давления пород и свойство самих пород.

Деревянное крепление. Для него идет лес дубовый, сосновый, лиственничный и в крайних случаях — еловый и пихтовый. Лес идет на крепи в виде брусьев, бревен, досок, горбылей, накатника и жердей. Если давление пород обнаруживается с потолка, то крепят перекладами, или брусьями, положенными у потолка, над которыми располагают горбыли или жерди. Если давление с потолка и одного бока — крепят половинчатыми дверными окладами (фиг. 19, табл. I);

при давлении с трех сторон — полными дверными окладами (фиг. 20 и 21, т. I);

при давлении со всех сторон дверные оклады ставят на лежни (фиг. 22, т. I).

Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона. — С.-Пб. Брокгауз-Ефрон.

Читайте также :

Горное законодательство
Горное законодательство — имеет своим предметом горные промыслы в их отношениях к государству и к частным лицам. Государство заинтересовано в том, чтобы подземные его богатства не оставались...

Горное законодательство и управление (дополнение к статье)
Горное законодательство и управление (дополнение к статье) — В 1894 г. образована Волжская горная область в составе 2 Г. округов. В 1895 г. учреждено Западное Г. управление для заведования к...

Горное управление
Горное управление или ведомство — совокупность правительственных учреждений, на которые возложено осуществление функций государственной власти в области Г. дела (см. Горное законодательство)...





Энциклопедии и словари на ALCALA.RU 2005-2011 год. - Значение слова в Бесплатных онлайн словарях - справочниках
Все тексты выложены на сайте для не коммерческого использования и взяты из открытых источников.
При использовании материалов сайта активная ссылка на ALCALA.RU обязательна!!
Все права на тексты принадлежат только их правообладателям!!