Двенадцать книг о горном деле и металлургии Г. Агриколы

История горного дела. История техники

Горное дело (англ. mining, mining engineering; нем. Bergbau; франц. Industrie miniere, genie minier; исп. Ingenieria minera) - об­ласть деятельности человека no освоению недр Земли. Горное дело включает все виды техногенного воздействия на земную ко­ру, главным образом, извлечение полезных ископаемых, их пер­вичную переработку и научные исследования, связанные с горны­ми технологиями.

Более пяти тысячелетий насчитывает история горного дела. С древнейших времен служат человеку неметаллические и металли­ческие полезные ископаемые, значительно позже стали использо­ваться горючие полезные ископаемые.

1. ЗЕМЛЯ. ИСТОРИЯ И ГЕОЛОГИЯ

Название нашей планеты Земля происходит от славянского зем - пол, низ.

Глубинные слои земли сильно разогреты (ядро Земли, по видимому, имеет температуру до 5000°С) и поэтому их «твер­дость» относительна. Считается, что внешняя часть ядра облада­ет свойствами вязкой жидкости. Твердая земля состоит из трех сфер (оболочек, геосфер): земной коры, имеющей толщину от 7 (под океанами) до 130 км; мантии, простирающейся до глубины около 2900 км; земного ядра радиусом 3486 км. Радиус твердой сферы (в среднем) - около 6371 км.

В твердой земной коре преобладают следующие химические элементы: кислород и кремний, далее идут алюминий, железо, кальций, натрий, калий и магний, в сумме составляющие по А.А. Беусу (1981) 99.03%. На остальные элементы приходится менее 1%.

Геологическую историю земли делят обычно на два нерав­ных по величине этапа: криптозойский (большой интервал време­ни, лишенный явных остатков скелетных живых существ), или до­кембрий, и фанерозойский (дословно - явная жизнь).

В совокупности они составляют около 3570 млн. лет. Более раннее время относят к догеологической истории Земли (табл.1).

Таблица 1

Зоны	Эры	Периоды	Начало, млн. лет назад
Фанерозойская	Кайнозойская КZ	Четвертичный Q (антропогенный) Неогенный N Палеогенный Р	1.5 25 67
	Мезозойская MZ	Меловой К Юрский J Триасовый Т	137 195 230
	Палеозойская PZ	Пермский Р Каменноугольный С Девонский D Силурский S Ордовикский О  Кембрийский t	285 350 410 440 500 570
Криптозойская (докем­брий)	Протерозой PZ	Поздний Ранний	650-680 2600
Архей (продолжительность св. 1000 млн. лет)

 

В архейскую эпоху были образованы самые древние эндо­генные месторождения руд хрома, меди, никеля и золота, а также древнейшие метаморфогенные месторождения железистых квар­цитов и метаморфогенные слюдяные и редкометалльные пегмати­ты. В позднем архее за счет скопления многоклеточных водорос­лей начали формироваться залежи горючих сланцев.

В протерозойскую эпоху (2600-570 млн. лет) в связи с базальтовым магматизмом возникли магматические месторождения руд хрома, железа, титана, меди, никеля и платины, а в связи с гранитным магматизмом - залежи руд цветных, редких и благо­родных металлов. В эту же эпоху были сформированы метамор­фогенные месторождения, представленные крупнейшими залежа­ми железистых кварцитов типа Кривого Рога и КМА, а также золотоурановых конгломератов.

В фанерозойскую эпоху (570 млн. лет - современная эпоха) появились и развивались в возрастающих количествах экзогенные месторождения горючих сланцев, угля, нефти и газа, солей, фос­форитов, серы. В подвижных зонах возникли многочисленные эн­догенные месторождения руд черных, цветных, редких, благород­ных и радиоактивных металлов.

 

2. ЭПОХА ГОРНЫХ ОРУДИЙ

2.1. Сортировка каменного сырья

Эпоха горных орудий составила наиболее протяженный этап истории горного дела. Собирательство каменного сырья предшествовало целенаправленной разработке недр и восходит к раннему палео­литу (2.5 млн. лет - 35 тыс. лет назад). Период характеризуется отбором с поверхности Земли каменных материалов (обломки камней и гальки), которые могли быть применены без какой-либо обработки или после скалывания для резания или рубящих дейст­вий. На территориях Европы. Африки и Азии наряду с кремнием человек использовал свыше 20 минералов и около десятка горных пород (яшма, обсидиан, роговик, сланец, кварцит, доломит и др.), а также минеральные краски, преимущественно, охры.

Собирание каменного материала на протяжении палеолита привело, с одной стороны, к заметному истощению поверхностных залежей качественного камня, с другой - способствовало выработ­ке навыков в создании техники обработки камня и распростране­нию ее в Африке, Азии и Европе.

Среди множества видов камней человек выбрал для произ­водства орудий труда лучший из них - кремень. При ударе кремня о золотисто-желтый кусок пирита появился запах горелой серы и брызнули искры, от которых трут быстро воспламенился

Примитивное собирательство высококачественного каменно­го материала с поверхности к концу периода постепенно сменяет­ся целенаправленной добычей с глубины: сначала выкапыванием с поверхности, затем выемкой с помощью ям, а затем и элемен­тарными уступами.

С эпохами мезолита и неолита связано использований вна­чале каменных орудий, позже рогов животных в качестве прими­тивных горных орудий. С появлением земледелия и скотоводства выделились ремесла, в том числе по изготовлению каменных ору­дий. Появляются молоты, кайла, мотыги, кирки, клинья для горных работ. Формируется древнейшее горное дело как система приемов применения этих орудий: для добычи кремня выкапываются ямы, канавы, ниши в крупных берегах рек и подземные ходы - выработ­ки. Археологические реконструкции показали, что для выемки за­лежей кремня, обнажающихся на крутых берегах рек, в оврагах и балках, проводились горизонтальные выработки, а применительно к пластам или конкрециям кремня в известняках - вертикальные выработки, вначале в виде котлованообразных ям, а с развитием навыков горных работ - стволов шахтного типа, глубина которых достигала 18 м. Стремление отработать возможно большую пло­щадь залежи приводило к созданию расширений в забойной части и сбойке стволов под землей. Появляются деревянные распорки для крепления.

Во избежание обвала ствол постепенно сужали: на поверх­ности его диаметр составлял два с половиной метра, в нижней части он равнялся одному метру. Работы велись артельно специа­листами своего дела. Одни горняки добывали кремневые конкре­ции в толще грифельного мела вокруг шахтного ствола, одновре­менно ведя проходку очистных забоев, как при дневном свете, так и при свете горящих лучин. Поскольку подобные работы велись и в соседних шахтах, возникала широко разветвленная сеть подзем­ных выработок, связанных между собой. Другие горняки поднима­ли каменные глыбы на поверхность при помощи канатов из вью­щихся растений и отбивали от них заготовки с острыми краями. Третьи «препарировали» их, шлифовали песчаником и изготовля­ли остроконечные ножи, топоры и кинжалы. Четвертые, используя подходящие отщепы, делали скребки для очистки звериных шкур, иглы для шитья меховой одежды, наконечники для копий и стрел.

Совершенствование обработки камня посредством шлифо­вания, пиления и сверления привело к использованию наряду с кремнем других крепких и абразивных горных пород в качестве ис­ходного сырья (гнейсы, диабазы, жадеит и др.) и расширению ас­сортимента каменных орудий, изготавливаемых в древних специа­лизированных мастерских. Вблизи поселений обычно добывалась глина для керамических изделий.

2.2. Бронзовый век

Бронзовый век, пришедший на смену каменному и дливший­ся с конца 4-го тысячелетия до н.э. по начало 1-го тысячелетия до н.э., ознаменовался распространением земледелия и скотоводст­ва, применением бронзы (сплава меди с другими металлами, на­пример, оловом, свинцом, алюминием и др.) для изготовления орудий труда и оружия, возникновением письменности. Бронзовый век был временем начала цивилизации, являющейся ступенью общественного развития, следующей за варварством, временем становления важных центров древнего мира - Месопотамии, Егип­та, Индии и Китая.

Начало распро­странения медных орудий датируется 6-5-м тыс. до н.э., когда до­быча медных руд и изготовление изделий из меди приобретают относительно широкий характер. Наряду с медными рудами добы­вают золото, руды олова, мышьяка, свинца. С 5-4-го тыс. до н.э. из среды общинников выделяются группы горняков - профессиона­лов, передававших свой опыт из поколения в поколение. Целые кланы и даже племена могли специализироваться в горном деле.

Возможность плавить металлы и сплавлять один металл с другим обнаружили египтяне, расписывая и покрывая глазурью свои сосуды из глины и фаянса. Любимыми поделочными камнями египтян были малахит (медный шпат) и ляпис-лазурь (медная ла­зурь, лазурит). Чтобы окрасить предметы в зеленый или голубой цвет, их погружали в глазурную массу из растертых в порошок камней. Пламя, раздутое с помощью выдувальной трубки до высо­кой температуры, прочно обжигало глазурь. При этом в зеленой глазури возникали мелкие металлические образования из рас­плавленной меди.

Малахит - гидрокарбонат меди - под влиянием огня изме­нялся. Бирюза обнаружена на северо-западных склонах гор Синайского полуострова. Добыча меди и бирюзы началась там примерно в 3000 г. до н.э.

В эпоху фараонов эксплуатировалось более двухсот шахт и штолен. Руду и породу поднимали на поверхность при помощи ка­натного ворота мускульной силой. Рудокопы спускались в шахту и поднимались наверх по выбитым в каменной стене ступенькам. Синайский полуостров, «малахитовая земля», стал колыбелью горно-рудного дела.

Из-за отсутствия воды и леса, необходимого для получения древесного угля, отдаленности египетской метрополии, на протя­жении тысячелетий горное производство приходилось часто и на­долго приостанавливать. Только Рамзесу II, правителю необыкно­венно инициативному и энергичному, удалось в период своего 67- летнего царствования (1301 - 1234 г.г. до н.э.) обеспечить беспре­рывное развитие горного дела. Были образованы работоспособ­ные горняцкие сословия.

Потребности в бронзе постоянно увеличивались. Наряду с малахитом для ее по­лучения использовали медный колчедан или халькопирит.

С расширением объемов добычи медных руд, усовершенствованием процессов плавки и ковки, медные и бронзовые орудия постепенно вытесняют камен­ные. Появляются кайла из меди и бронзы, бронзовые кирки и кли­нья.' Однако высокая крепость рудных тел значительно затрудняла их выемку с помощью и этих простых орудий. Впервые внедряется способ искусственного ослабления прочности массива с помощью пожога, когда перед плоскостью забоя раскладывали костер, на­гретые породы обпивали водой, а в образовавшиеся трещины ка­менными кувалдами забивали деревянные клинья. Затем клинья смачивали, а при разбухании они отрывали породные глыбы от массива. Форма подземных выработок, их трасса и протяженность (достигавшая сотен метров) повторяли конфигура­цию рудного тела. Это вызвало необходимость предохранять вы­работки от обрушения, что достигалось оставлением целиков, со­оружением подпорок из глыб камня, применением деревянных распорок. Для этих же целей кровле горной выработки придавали сводчатую, арочную или остроугольную форму. Проветривание осуществляли посредством специальных дополнительных верти­кальных выработок, проходимых на разных уровнях. Для предот­вращения затопления шахт ливневыми дождями около ствола строили защитные плотины. Подземные воды собирали в ямы- водосборники, из которых воду вычерпывали кожаными и берестя­ными ведрами. Освещались горные выработки сжиганием сухого хвороста или лучин, а позднее - с помощью масляных сосудов - ламп,

Для выемки руд из близповерхностных залежей начинают выкапывать ямы и котлованы значительных размеров оставляя между ними участки массива горных пород. Выработки типа карье­ров достигали длины 100 м и более, глубины 20-30 м. Древний медный карьер в урочище Кенгазган (Центральный Казахстан) имел длину до 500, ширину до 100, глубину до 18 м. Появляются первые горные чертежи - сохранился древнеегипетский папирус, на котором показана схема шахты по добыче золота. Рядом с горняком, добывавшим руду, появил­ся металлург, выплавлявший из нее металл.

Плавка медного колчедана, содержащего серу и железо, бы­ла делом далеко не легким. Прежде чем расплавить руду, ее обжи­гали, то есть раскаляли, поддувая воздух. При этом большая часть серы сгорала (окислялась) и улетучивалась в виде газа. Затем обожженную и теперь уже окисленную руду раскаляли в тигле, где она превращалась в медный расплав. С его поверхности без труда снимались огарки, более мелкий оксид железа, а оставшаяся сера улетучивалась.

Для сокращения объемов расплавляемой руды появились приемы подготовки руды к плавке - элементы сортировки (ручная рудоразборка и породовыборка) и гравитационных методов (раз­деление минералов в водной среде с использованием разности в плотности минералов). Для выделения рудных минералов, измельченную руду ссыпали в де­ревянные корыта и промывали. На дне осаждались куски тяжелой руды, а с водой выносились более легкие частицы породы.

Добыча золота.

В Египте золото начали промывать примерно в 4000 г. до н.э. Довольно скоро было обнаружено, что его можно раскатывать в тонкий - куда тоньше, чем другие металлы, - лист («толщиной», по имеющимся данным, до 1/10000 мм) и золотить им предметы. Помимо листового золота, из полу­ченных таким образом слитков научились выковывать украшения. Затем появилось искусство холодной обработки чеканкой и, нако­нец, получение золотой нити. (Из одного грамма золота вытягива­ют нить длиной 166 м.) Около 3100 г. до н.э. начали применять ху­дожественное литье.

Примерно в 1900 г. до н.э. золотоносный кварц начали до­бывать в горных выработках. В отличие от меди - металла, широко использовавшегося во всем мире для практических целей, - золото было металлом царей и фараонов. Сначала люди открывали россыпи - рыхлые отложения, вторичные месторождения, а затем в твердой породе отыскивали коренные месторождения.

В Нубии кварцевые жилы длиной до 10 км и шириной от не­скольких сантиметров до четырех метров разрабатывались на глу­бине до 120 м.

Триумфом силы этой эпохи ста­ло сооружение гигантских пирамид. Гранитные и известняковые блоки, предназначенные для строительства громадных гробниц и храмов, добывали на возвышенностях Нильской долины вплоть до Асуана, находящегося в 800 км от места сооружения пирамид. В эту пору город именовался Сиен. От него впоследствии дали на­звание горной породе - сиенит.

Для возведения двух самых знаменитых пирамид -Хеопса и Хефрена - в период правления каждого из фараонов было ис­пользовано около 2.5 млн. каменных блоков величиной в среднем один кубометр и массой 2 т. Их сплавляли на плотах вниз по Нилу, а затем доставляли с берега к месту сооружения пирамиды. По каткам скользили деревянные салазки, которые множе­ство людей тянули при помощи длинных канатов. Катками служили древесные стволы плотов. Для бедного лесом Египта это было са­мым целесообразным и разумным решением.

На тех же деревянных салазках камни поднимали на стро­ившиеся пирамиды высотой до 137 м. При постройке становив­шихся все выше каменных колоссов на выровненных «наклонных плоскостях» создавалась поверхность скольжения с «деревянны­ми рельсами», по которой нагруженные салазки втаскивались на­верх.

Пирамиды представляли собой массивные каменные строе­ния с минимумом потайных помещений и коридоров. Они свиде­тельствуют как о высоком строительном мастерстве, так и о про­фессиональном умении зодчих и служат примером тщательнейше­го планирования всех этапов работы - от добычи каменных блоков до их доставки и использования при сооружении пирамид. Блоки приходилось рассчитывать и обтесывать с точностью до милли­метра, тщательно сортировать и укладывать по мерке без всякого известкового раствора. Это было особенно важно, ведь подгоняе­мым друг к другу каменным блокам предстояло образовать глад­кую внешнюю поверхность пирамиды. Плоскости следовало со­единить настолько равномерно, чтобы встык между ними не про­шли «ни игла, ни волосок».

Золото перестало восприниматься как символ божественно­го начала и могущества и использовалось как средство обмена и мерило стоимости (деньги). Наряду с Египтом была некогда богата золотом и Малая Азия.

Добыча золота промывкой и в горных выработках достигла огромных масштабов в северо-западной части Пиренейского полу­острова. Сверху вниз, этажами, отстоящими один от другого примерно на десяток метров, прорывали целые горы, в золотоносной породе прокладывали до десяти штолен, расположенных одна подле другой и образовывавших фронт шириной около 150 м. Они уходили вглубь горы примерно на 300 м и соединялись с множеством поперечных штреков так, что число целиков, остававшихся между ними, было сравнительно невелико. Делалось это при свете рудничных ламп, продолжительность их горения определяла время работы. Твер­дую породу горняки раскаляли, а затем быстро охлаждали водой. При такого рода «взрывных» работах возникали удушливые дымо­вые газы и пары. Породу отбивали с помощью тяжелых кувалд или с помощью зарубок, в которые загоняли железные клинья, пока порода не откалывалась. Породу выносили наверх, целики же, поддерживавшие кровлю, в конечном счете, один за другим разби­вали изнутри, продвигаясь спиной к выходу в штольню. Освобож­давшиеся от опор толщи горных пород начинали трескаться и об­рушиваться.

Выработав и обрушив верхний этаж, его промывали. Воду для этой цели приходилось подводить издалека - с расстояния до 150 км. Вода низвергалась на развороченную породу с такой силой, что катила каменные глыбы. Этот цикл - поэтажное прокапывание, обрушение и вымывание породы - повторяли до тех пор, пока почти стометровая золото­носная гора не оказывалась полностью разрушенной. В одной тон­не породы находили всего 3-5 г золота.

Римляне умели использовать и более бедные месторожде­ния, причем без машин и взрывчатых веществ. Из раздробленной массы породы вымывались золотосодержащие частицы. Обогащенную золотом мелкозерни­стую массу расплавляли в тигле. Частички пустой, и оттого более легкой, вмещающей породы поднимались на поверхность распла­ва в виде шлаков.

На исходе первого столетия нашей эры золото стали очи­щать ртутью. Тонко измельченную руду (шлих) смешивали (смачи­вали) с ртутью и сливали образующуюся при этом жидкую амаль­гаму. Затем амальгаму нагревали и отделяли ртуть и золото испа­рением.

Амальгамация исполь­зуется и сегодня наряду с выщелачиванием цианидами, сорбцией на ионообменных смолах и электролизом.

Гумешевский рудник - один из самых крупных в эпоху брон­зы и раннего железного века медных рудников Урала. Расположен в пределах г. Полевское Свердловской области, вблизи истоков реки Чусовая. С середины 2-го тыс. до н. э. разрабатывалась мощ­ная зона окисления медных руд (до 30 - 35 м); работы продолжа­лись с перерывами до современной эпохи. Древнейшие горные выработки, вероятно, не углублялись более чем на 30 м. Для поддержания выра­боток применяли деревянную крепь. В 1-м тыс. до н. э. руду пла­вили неподалеку от рудника, на г. Думная, где сохранились остатки печей и отвалы шлаков. Металл, выплавленный из гумешевских руд, имел распространение в основном в лесном Зауралье. Гумешевский рудник знаменит также поделочным малахитом.

2.3. Железный век

Первые письменные сведения по обработке и добыче же­лезных руд связаны с Анатолией и восходят к середине 3-го тыс до н. э. Начинается производство серий железных орудий (народ халиб в Малой Азии). Начавшаяся с 9 в. до н. э. разработка озер­ных, болотных и луговых залежей железных руд привела к появле­нию больших серий железных орудий, которые стали вытеснять бронзовые на большей части Евразии. В этот период рабский труд в горном деле постепенно становится основным. Рост объемов производства способствовал освоению новых месторождений железных руд и возникновению железоде­лательных центров. Железные молот и кайло становятся основными орудиями горного производства. Железные руды разрабатывают­ся по всем горно-металлургическим районам Старого Света, ис­ключая сев. - вост. области Азии и Африку южнее Сахары.

Замена бронзовых и каменных горных орудий на железные позволила усовершенствовать технологию горных работ: возрас­тают темпы проведения горных выработок, их глубина и протяжен­ность. Замена горняцких бронзовых орудий на железные обусло­вила рост масштабов добычи полезных ископаемых - руд железа, меди, золота, серебра, свинца, мышьяка, мрамора, каменной соли и др. Начинается добыча нефти.

Развитие горного дела в этот период происходит на фоне возникновения и расцвета античных государств – Древней Греции, Древнего Рима и др. стран Средиземноморья, В 6 в. до н.э. складывается объединение древнегреческих естествоиспыта­телей, так называемая милетская школа, просуществовавшая до 494 г. до н. э. Зарождение в странах античного мира естествозна­ния создало основу для коренного совершенствования средств и способов горных работ, особенно в области разработки железных руд. В еще более широких масштабах разрабатываются руды ме­ди (Кипр, Странджа), золота (острова Сифнос и Тасос, Фракия), серебра (Лаврионские рудники, Сифнос, Фракия, Македония, Эпир, Лидия). Практическое применение в горном деле получают гео­метрические измерения. В этой связи показательно сооружение водопроводного тоннеля длиной 1 км на о. Самос (6 в. до н.э.), ко­гда работы были одновременно начаты с двух сторон скалы и обе партии проходчиков встретились под землей в намеченном месте. Появляются сложные механические приспособления для подъема руды из шахт глубиной св. 100 м, производительные водоотливные механизмы («Архимедов винт»), Свинцово-цинковые и другие ру­ды измельчали в каменных ступках (позднее толчеях) с после­дующей промывкой на каменных «столах» - площадках с парал­лельными канавками для веды, которая подавалась из водоемов «Архимедовым винтом». Появляются первое, крупное, дошедшее до наших дней, описание и систематизация минералов и полезных ископаемых.

В 1-м тыс. до н.э. отмечается резкий подъем горного дела и в других регионах Старого Света. Например, в Китае ведется раз­работка нескольких месторождений руд железа, меди, олова и др. полезных ископаемых. Для добычи соляных растворов впервые осуществлялось бурение скважин глубиной до 900 м, диаметром 12-15 см.

Гор­ное дело с крушением могущественной Римской империи в тече­ние нескольких веков переживает глубокий кризис.

С формированием феодальных отношений и выделением свободных производителей (в т. ч. ремесленников - горняков) свя­зан новый подъем производительных сил. Объемы горного произ­водства расширяются возобновляются римские разработки в Аль­пах, в Трансильвании, Сев. Балканах, северных районах Европы. С 4 -5 вв. разрабатываются угольные месторождения в районе Льежа (Бельгия). В 712 г. начинается добыча железных руд в Штирии. В больших масштабах разрабатываются руды полиметаллов в Богемии, на реке Рейн. С 11 в. в странах Европы стали форми­роваться крупные города - центры ремесленной деятельности горняков (в Чехии, Саксонии, Франции и др.). Жители этих городов добывали руду для выплавки железа, золото и серебро для чекан­ки монет, каменную соль и др. Города добиваются от феодалов так называемых горных свобод, а правила ведения горных работ ^/ закрепляются специальным законодательством - горным правом (впервые в 1249 г. чешского горного города Йиглавы). Резкое по­вышение производительности труда в горном деле было связано с переходом к особой цеховой организации рудокопов, которые соз­дают в этот период товарищества по эксплуатации месторожде­ний. Опыт профессиональных объединений в Чехии, Саксонии, Австрии широко распространился в Европе. Деятельность этих то­вариществ начинает регламентироваться горным правом.

Центром добычи золота и серебра в 16 в. становится Южная Америка, где объемы получения этих металлов в 5 раз превышают уровень Европы до открытия Нового Света.

Двенадцать книг о горном деле и металлургии Г. Агриколы

Георгий Агрикола (первоначальное имя Георг Бауэр) родил­ся в саксонском городке Глаухау 24 марта 1494 г. Он был выдаю­щимся ученым и практическим деятелем своего времени Создал ряд весьма ценных трудов по минералогии, гео­логии, горному делу и металлургии. Ему также принадлежат рабо­ты и в области медицины. Труды Агриколы относятся к эпохе позднего Возрождения.  Он жил и работал в сложной политической обстановке, характерной для Германии начала XVI в.

Одной из задач, стоящих перед немецким гуманизмом, яв­лялась борьба с католической церковью.

В 1514 г., после окончания школы, Агрикола отправился в Лейпциг и поступил в университет, в котором изучал филологию, теологию и философию.

Окончив университет и получив ученую степень бакалавра он возвратился в Цвиккау, где стал преподавателем городской школы. Здесь он написал первый свой труд: «Книжечка о первом и простом обучении грамматике».

Вскоре он был избран ректором вновь открытой солдатской школы.

Агрикола был удостоен ученых степеней доктора медицины и доктора философии.

Поселившись в Яхимове, Агрикола не только занимался вра­чебной практикой среди горняков, нуждавшихся в опытном враче, но и изучал геологию, минералогию, горное дело и металлургию. Вскоре Агрикола написал в форме диалога свою первую книгу по горному делу «Берман или о горнорудном деле», изданную в 1530 г. позднее приступил к более обстоятельному руководству по горному делу и металлургии.

Таким трудом явилось его основное сочинение «О горном деле и металлургии в XII книгах», на подготовку которого он затра­тил более 20 лет.

Металлургия того времени пережива­ла период быстрого развития, и в связи с этим возникла задача обобщения веками накопленного опыта.

На основании своих геологических представлений Агрикола предложил способы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых.

Агрикола дал рекомендации для выбора места заложения рудника. От этих условий во многом зависели как себестоимость добытой руды, так и успех горного предприятия.

Агрикола описывает способы вскрытия месторождения штольней, вертикальным шахтным стволом. В его книге освещает­ся техника добычи полезных ископаемых, описываются устройства для подъема, вентиляции и водоотлива.

Седьмая глава (по терминологии того времени «книга») по­священа пробирному анализу. В начале изложения пробирного анализа автор рассматри­вает его значение для металлургии. Он указывает на то, что «для того, чтобы добытую руду плавить с пользой для дела и получать из нее путем отделения шлаков чистые металлы, чрезвычайно важно предварительно ее опробовать».

Кроме плавки для определения золота и серебра, также дос­таточно подробно рассмотрены процессы плавки для определения в рудах свинца, ртути, олова, а также способы определения со­держания железа и висмута. Значительное место уделено выяв­лению достоинства сплавов золота и серебра.

При рассмотрении способов подготовки руд к плавке («Книга восьмая»), исходя из оценки естественных форм нахождения руд, делается вывод о необходимости отделения загрязнений, встре­чающихся в рудах.

Для этого довольно детально рассмотрены сортировка, дробление молотами при помощи предварительного накаливания, измельчение пестами, истирание в порошок, просеивание, про­мывка, обжиг (окислительный) и прокаливание.

В трактовке Агриколы смысл подготовки руд к плавке состоит не только в повышении основного металла, но и в удалении компонентов, создающих нежелательные продукты плавки (мышьяк, сурьма), осложняющих ход ее (избыток серы) или ухудшающих качество получаемого металла (сера, сурьма, мышь­як, висмут и т.д.).

Наряду с широким применением ручного дробления и ручной породоотборки и разделения руды по сортам возникают новые ме­тоды механической обработки руд. Несомненно, крупнейшим дос­тижением явилось применение свободно падающих пестов в тол­чейных мельницах.

Измельчение в толчеях производилось сухое и мокрое. Если требовалось тонкое измельчение, то применяли горизонтальный жернов, который вращался от вертикального вала, приводимого в действие через зубчатую деревянную передачу от водяного коле­са, посаженного на горизонтальный вал.

Крупность продукта измельчения контролировалась грохочением; операции грохочения были достаточно развиты.

По описанию Агриколы, иногда строили золотоизвлекательные установки, в которых совмещались следующие операции: дробление, измельчение, грохочение, промывка золотой руды, за­тем амальгамация для извлечения золота перемешиванием с рту­тью. Руда после дробления в толчее поступала в рудный ларь верхнего мельничного жернова и, постепенно удаляясь через от­верстия, последовательно измельчалась в порошок. Измельчен­ная руда поступала последовательно в три чана с вращающимися в них мешалками. В эти чаны заливалась ртуть для извлечения золота амальгамацией.

Термические операции подготовки руд к плавке описаны сравнительно кратко. Кроме обжига руд и вышеуказанного прока­ливания перед дроблением, также описан обжиг руд и штейнов в закрытых и открытых печах.

Описание методов дробления, грохочения и гравитационного обогащения на шлюзах, ручной отсадки и промывки.

«Книга восьмая» отражает практику обогащения руд и россыпей, в ос­новном золотых и оловянных.

Металлургические процессы, описанные Агриколой в «Книге девятой», охватывают производство преимущественно следующих металлов: свинца и серебра, олова, золота, железа, меди и ртути.

Автор указывает, что «руды сильно отличаются, во-первых, по металлам, которые в них содержатся, затем по количеству со­держащегося в них металла, а также по тому, что одни из них бы­стро плавятся на огне, другие - медленно. Поэтому существует много способов плавки». Конструкция печей рассматривается в зависимости от свойства руды.

Следует отметить весьма прогрессивные рекомендации Аг­риколы по сокращению потерь металлов при плавке путем пыле­улавливания. В качестве таких мероприятий предложено «при­страивать камеры к печам (особенно к таким, в которых плавятся руды благородных металлов) для того, чтобы можно было уловить и сберечь более плотную часть дыма, содержащую частицы ме­талла». Кроме того, предложены: изменения направления движе­ния газов путем заполнения сводчатой камеры, из которой имеется выход внизу, и установка у стенок дымохода тонких железных лис­тов, на которые «оседают мелкие металлические частицы, подни­мающиеся с дымом, а более крупные частицы оседают в самой камере».

Характеристика специальных металлургических процессов начинается с металлургии золота.

Первый процесс, рекомендуемый для этой цепи - амальга­мация золотого песка, концентратов и золотосодержащей пыли.

Следующим разделом металлургии является производство серебра плавкой самородного серебра или необработанной се­ребряной руды.

Подробно рассмотрена выплавка олова из руд.

Во всех металлургических операциях того времени слабым звеном являлись воздуходувные устройства, которые основаны были на одном и том же принципе раздувающихся мехов, будь то малые или относительно большие по производительности печи.

Металлургию железа (по Агриколе) можно классифицировать следующим образом: 1) прямое восстановление богатой железной руды с получением ковкого железа; 2) переходная стадия от прямого к непрямому по­лучению железа через чугун; 3) производство стали цементацией.

В заключение «Книги девятой» автор рассматривает метал­лургию ртути, сурьмы и висмута. Даются необходи­мые указания о ходе получения металлической ртути из руды и о мерах ее конденсации. В этом разделе серьезно, хотя и кратко, обсуждаются профессиональные вредности.

Металлургия сурьмы занимает в книге Агриколы мало места. Он не приводит строгого различия между металлической сурьмой и минералом стибнитом. Описанный им метод получения сурьмы из руды основан на вытапливании при небольшом нагреве и пере­текании из верхнего горшка в нижний , в котором выбирался чис­тый сульфид сурьмы.

«Книга одиннадцатая» сочинения Агриколы посвящена рас­смотрению методов рафинирования металлов. При этом большое внимание уделено аффинажу, т.е. получению в чистом виде золо­та и серебра.

«Книга двенадцатая», последняя, касается вопросов галургии. При этом рассматриваются соляные варницы, кристаллизация солей, их расплавление. Галургия долгое время была близка к во­просам горно-металлургической техники. Главными объектами ее являлись: селитра, нашатырь, квасцы. Также в ней описываются производство серы и варка стекла.

Техника горного дела и металлургии, описанная Г. Агриколой - основа технических решений на протяжении нескольких веков.

3. ЭПОХА ГОРНЫХ МАШИН

Эпоха горных машин связана с возникновением мануфак­турного производства, которое в 16-18 вв. стало истоком для науч­но-технического прогресса в Европе, а именно изобретения компаса, пороха, книгопечатания и др. Магнитный компас находит применение в маркшейдерской практике (Германия, 1539 г.), заме­на огневых работ взрывной отбойкой, появляются первые печатные руководства по горному делу. В этот период соз­даются теория махового колеса и маховых движений, теория же­лоба, учения о напоре воды, о сопротивлении, трении, изучаются свойства водяного пара и др. Созданы первых горных машин: прототипа подъемной шахтной машины для спуска-подъема груза с использованием ци­линдра для навивки каната, бура для разведки недр (известны по рисункам Леонардо да Винчи, 1500 г.), водоотливных машин, эр­лифта для откачки воды из обводненных шахт, конного ворота для шахтного подъема, диффузоров, флюгеров, примитивных венти­ляторов, рудничных вагонеток, маркшейдерских инструментов. Расширяется область применения простейшего гидравлического двигателя - водяного колеса в качестве привода подъемных шахт­ных лебедок (Великобритания, 17 в.), обогатительных механизмов (толчеи, мельницы, мешалки), сложных устройств шахтного подъ­ема и др. Все это позволило сооружать шахты в виде упорядочен­ной системы горных выработок, придавая им облик крупного про­изводства. Впервые используется энергия водяного потока для обогащения золотых руд в забое шахты. Руду к местам переработ­ки доставляют с помощью конной тяги. Дробление и сортировка руды осуществляются с помощью специальных устройств, для обогащения россыпей широко применяется энергия потока воды. Вводятся в практику технологические процессы: обжиг руд, рудо- разработка по цвету и блеску, амальгамация. Разрабатываются методы распознавания местоположения рудных тел по почвам, растительности, вмещающим породам. В Саксонии, Чехии и др. странах появляются первые горные школы и училища, создаются обобщающие руководства.

Широкие масштабы на Апшеронском полуострове приобрела добыча нефти при помощи колодцев глубиной 10-15 м, из которых она вычерпывалась кожаными ведрами с использованием конной тяги (описана немецким ученым Э.Кемпфером, 1683 г.). В крупную отрасль горного дела вырастает добыча каменной соли.

Изобретен паровой котел (Д. Папен, Ве­ликобритания, 1680 г.), универсальный паровой двигатель Дж. Уатта в 1774 - 1784 гг. Отличительные особенности периода ^ - появление подземных выработок постоянных сечений, схем рационального их размещения в подземном пространстве, специализация выработок (для водоотлива, вентиляции, спуска- подъема руды, транспортирования и т.п.).

Качественно новый период в развитии горного депа наступа­ет с налаживанием индустриального выпуска высокопроизводи­тельных горных машин во время промышленного переворота (ко­нец 18 - начало 19 вв.). Основой организации общественного производства стала капиталистическая фабрика, образовались промышленные центры, формируется промышленный пролетари­ат. Изобретение и применение рабочих машин стало началом пе­рехода от мануфактурного производства к машинному. Создаются заводы горного машиностроения. Горное дело к 70-м г. превращается в крупнейшую отрасль капитали­стического хозяйства.

С развитием промышленного производства тесно связан процесс развития науки. Научные исследования в области горного дела приводят к созданию основ горной механики (П. .А.Опышев, И. А.Тиме), теории горного давления (М. М. Протодьяконов), тео­ретических основ обогащения полезных ископаемых (Г. Я. Доро­шенко и др.). В 1761 г. патентуется механическое приспособление для подрубания угольного пласта (М. Мензис, Великобритания). Патентуется машина для открытого способа разработки - одно­ковшовый паровой экскаватор на рельсовом ходу (В. Отис, США, 1834 г.) и дисковая врубовая машина для угольных шахт (С. Воринг, Великобритания, 1852 г.). Внедряются пневматические порш­невые перфораторы (Франция, 1861 г.), появляются стальные ка­наты для рудничного подъема и откатки (Германия, 1835 г.), уст­ройства для воздействия на горное производство напорной струей воды - водометы («фонтаны», а затем «брызгала» - прообраз гидромониторов, Россия).

В 1860 г. французский инженер М. Кувре изобрел многоков­шовый экскаватор, в 1863 г. началась добыча золота с помощью драг (Новая Зеландия). В 1864 г. изготовлена первая цепная (баровая) врубовая машина (Великобритания). Первостепенное зна­чение для совершенствования горной технологии имела замена порохов мощными ВВ - пироксилином, нитроглицерином и, нако­нец, динамитом (1867 г.). Первая отбойка угля динамитом в ш. «Анна-Мария» (Сев. Вестфалия, Германия) открыла дорогу широ­кому внедрению взрывных работ в практику горного дела. Благо­даря применению динамита стала возможной проходка многоки­лометровых тоннелей в Альпах - Мон-Сенисского (12 км), Арльбергского (10 км), Симплонского (19 км). Тоннелестроение форми­руется в самостоятельную отрасль горного дела.

Для подготовки рудного сырья к переработке создаются дро­билки различных конструкций: валковые (1806 г.), роторные (1842 г.), щековые (1858 г.), стержневые (1859 г.), конусные (1877 г.), молотковые (1895 г.).

Начинается скважинная добыча нефти (1859 г., США; 1864 г., Россия). В США внедряется глубинно- насосная добыча нефти (1865 г.), а с конца 80-х г. - роторное бу­рение на нефть с применением лопастных долот и промывкой гли­нистым раствором (штат Луизиана).

Совершенствуется привод горных машин; на смену парокотельным агрегатам приходят электрические двигатели, создается электрический станок для бурения скальных пород (Германия, 1884 г.), используют много­этажные (до 6) клети. Водоотлив из шахт осуществляется насоса­ми с приводом от парового двигателя.

На основании систематизации обширных практических дан­ных и исследований к началу 20 в. формируется четкая система знаний по горному делу в виде курса горного искусства (наиболее полный труд - «Практический курс горного искусства» Б. И. Бокия). Наряду с шахтным способом возрастают объемы откры­тых горных работ - этому способствуют развитие буровзрывных методов и изготовление паровых экскаваторов. Основным видом транспорта на карьерах остаются конные повозки и ручные тачки. Обогащение песков россыпей ведется с применением простейших механизмов и ручного труда. Высокими темпами развивается бу­рение нефтяных скважин. В начале 20 в. выявляются рациональ­ные способы и порядок горных работ в шахтах и на карьерах -так называемые системы разработки.

 

4. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ГОРНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ РОССИИ

На территории России горный промысел существовал с древнейших времен, о чем свидетельствуют следы горных разра­боток в причерноморских районах, на Алтае, Приуралье и других местах.

В XVII в. на базе железорудных месторождений возник так называемый железоделательный промысел в районе Тулы, в Заонежье (Олонецкий край), Устюжне, Липецке и на Урале. Медные залежи, разведанные в Заонежье и на Урале, положили начало разработке руд цветных металлов, в Сибири (Нерчинск) велась разведка серебросвинцовых залежей. В значительных количест­вах добывалась соль в Соликамске. Первый казенный железоде­лательный завод был построен в 1701 г. на р. Нейва (Невьянский - «дедушка уральских заводов»).

В петровскую эпоху (конец XVII в. - начало XVIII в.) отноше­ние к развитию промышленных предприятий круто изменилось. Нужды военного и строительного дела настоятельно требовали расширения добычи руд и строительных материалов.

Наряду с развитием добычи руд в старых железорудных районах, особое значение приобрели месторождения Урала, где появились новые казенные заводы (Невьянский, Каменский, Уктусский, Пышминский и др.). Активизировались и частные предприни­матели. Заметный вклад в развитие горно-добывающей и метал­лургической промышленности России внесли Демидовы, Строга­новы, строившие здесь свои заводы.

Демидовы - крупные уральские горнозаводчики. Родона­чальник - Демид Антуфьев, с 1672 г. кузнец Тульского оружейного завода, владелец небольшой кузнечной мастерской. Его сын Ни­кита Демидович (1656 - 1725 гг.), тульский кузнец, оружейный мас­тер, в 1696 г. построил под Тулой «вододействующий» чугунопла­вильный завод. В 90-х г. изготовил неуступавшие по качеству за­граничным, но более дешевые, образцы ружей, одобренные Пет­ром I , назначившим Никиту Демидовича поставщиком оружия для русской армии во время Северной войны 1700 - 1721 гг. В 1701 г. в его собственность отмежеваны близ Тулы казенные земли, угодья опальных участников Стрелецкого бунта, в 1702 г. передан ураль­ский казенный Невьянский горный завод с рудниками по рекам Нейва и Тагил, на горе Магнитная и с выделенными, для добыва­ния угля, лесами. В жалованной грамоте того же года Никита Де­мидович наименован Демидовым. Никита Демидов перевез на Урал несколько тульских и московских мастеров, построил 4 заво­да на Урале и на р. Ока (1717 - 1725 гг.). Старший сын его - Акинфий Никитич (1678 - 1745 гг.), управлял Невьянскими заводами, построил на Урале 17 горных заводов. В 1736 г. посланные им ру­дознатцы открыли на Алтае, в Змеиных горах, месторождения зо­лотых и серебряных руд, которые Демидовы разрабатывали втай­не от правительства и лишь спустя несколько лет передали в ве­дение казны. Вместе с отцом организовал добычу асбеста, маг­нитного железняка, а также малахита и других драгоценных и по­делочных камней. К концу жизни владел на Урале, Алтае и в цен­тре страны 25 чугуноплавильными, железоделательными и мед­ными заводами и несколькими десятками рудников. В 1720 г. Акинфий Демидов и его братья получили потомственное дворян­ство. Евдоким Никитич (умер в 1789 г.) владел заводами в Орен­бургской и Московской губерниях, один из самых жестоких крепо­стников. После смерти Акинфия Демидова, основного владельца заводов и руд­ников, наследство было разделено между его сыновьями. В конце 19 в. большинство Деми­довых входят в состав придворной знати, получая огромные дохо­ды со своих предприятий. Правнуки Никиты Демидова: Николай Никитич (1773 - 1828 гг.) во время русско-турецкой войны (1806 - 1812 гг.) построил фрегат на Черном море, в 1812 г. сформировал на свои средства пехотный «демидовский» полк, был посланником во Флоренции; Павел Григорьевич (1738 - 1821 гг.) обучался в Геттингенском университете и Фрайбергской горной академии, был советником Берг-коллегии, в 1803 г. основал в Ярославле училище высших наук (ныне Ярославский университет). Праправнуки Ники­ты Демидова: Анатолий Николаевич (1812 - 1870 гг.) финансиро­вал научную экспедицию в южные районы страны; Павел Нико­лаевич (1798 - 1840 гг.) - владелец чугунолитейных заводов в Си­бири, курский губернатор, почетный член Императорской АН, уч­редитель ДЕМИДОВСКИХ ПРЕМИЙ, его сын Павел (1839 - 1885 гг.) окончил юридический факультет Петербургского универ­ситета, служил в посольствах в Париже и Вене, был киевским го­родским головой, несколько лет издавал в Петербурге газету «Россия», ввел ряд технических усовершенствований на своих уральских заводах.

На протяжении свыше полутора столетий Урал с его бога­тыми рудными месторождениями, огромными лесными массивами и реками, использовавшимися для транспортных нужд и для при­ведения в действие заводских механизмов, оставался ведущим центром отечественной горно-металлургической промышленности.

Е. Марков в 1745 г. Березовского месторождения, а в 1760 г. на р. Исеть построена первая в России обогатительная фабрика для извлечения золота. В 1720 г. на Ура­ле были открыты залежи асбеста и начата их разработка.

К началу XVIII в. относится зарождение отечественного гор­ного промысла по добыче каменного угля, промышленные залежи которого были обнаружены в Донецком и Подмосковном бассей­нах.

Развиваются металлургические мануфактуры

До начала 18 в. не существовало специального органа, ве­давшего горной промышленностью. Эти функции по различным вопросам горного производства выполняли Приказ Большой каз­ны, Сибирский приказ, Пушечный двор, Оружейная палата, По­сольский приказ. Указом Петра I (24 августа 1700 г.) учрежден ПРИКАЗ РУДОКОПНЫХ ДЕЛ, который стал ведать поисками руд, подготовкой специалистов горного де­ла, постройкой заводов и др. 10 декабря 1719 г. учреждена БЕРГ- КОЛЛЕГИЯ. Значительная часть горных заводов была роз­дана частным лицам (главным образом представителям знати), что привело к упадку горной промышленности. В 1742 г. Берг- коллегия была восстановлена, в 1763 г. при ней учрежден Депар­тамент по монетным делам (впоследствии Монетный департа­мент). С начала 60-х г. 18 в. (до 1867 г.) чиновникам горного ве­домства ниже II! класса по закону были определены особые на­именования чинов (табл. 2).

С изданием в 1775 г. «Учреждения для управления губерни­ей Всероссийской империи» горные заводы и промыслы переданы в ведение губернских казенных палат, в 1796 г. восстановили Берг- коллегию.

С изданием в 1806 г. проекта Горного положения Берг-коллегия была окончательно упразднена, а управление гор­ной промышленностью возложено на ГОРНЫЙ ДЕПАРТАМЕНТ Министерства финансов. В начале 1905 г. горное ведомство передано в Министерство финансов, а 27 октября 1905 г. - во вновь образо­ванное Министерство торговли и промышленности.

Местные учреждения. До начала 20-х г. 18 в. управление горными заводами на местах осуществляли воеводы, со времени учреждения губерний - губернаторы. В 1722 г. для управления горными заводами Центральной России (гл. обр. в р-не Москвы и Тулы, так называемыми замосковными заводами) учреждена Мос­ковская берг-контора

В России стали появляться горно-технические школы. В 1725 г. основана Академия наук, уделявшая большое вни­мание горному делу.

Развитию горной промышленности в России в немалой сте­пени способствовали труды М. В. Ломоносова, И. А. Шлаттера, В. И. Геннина и др. В течение всего XVIII в. развитие отечественной горной про­мышленности продолжалось под влиянием реформ Петра I. Круп­ные горные предприятия возникали не только в старых, но и в но­вых районах. На Урале значительно увеличивается добыча мед­ной руды. С середины XVIII в. горно-заводское дело перерастает в крупную отрасль промышленности России.

Во второй половине XVIII в., благодаря введению в эксплуа­тацию месторождений полиметаллических руд с высоким содер­жанием серебра, на Алтае и в Забайкалье происходит становле­ние горно-промышленного центра по производству серебра. Раз­рабатываются крупные месторождения (Змеиногорское, Березовское, Риддерское и др.). В больших масштабах велась разработка месторождений декоративного и поделочного камня, добывались драгоценные камни на Урале, Алтае, в Забайкалье.

В первой полови­не XIX в Рост производства сокращается, Россия оказывается да­леко позади многих европейских стран, в которых крупная машин­ная индустрия вызвала гигантское развитие металлургии. Главной причиной такого застоя являлось крепостное право. Отсутствие конкуренции, низкая производительность труда, отсталость техни­ки, преобладание ручного производства, хищническая эксплуата­ция природных богатств - все это порождало застой в горной про­мышленности.

Отмена крепостного права способствовала становлению но­вых общественно-экономических отношений во всех отраслях промышленности, в том числе и горно-рудной. Капиталистический способ производства вытеснял феодально-крепостнический. Важнейшее значение в начале XIX в. приобретает разработ­ка россыпных месторождений золота и платины, которые стано­вятся на длительный период ведущими объектами горной про­мышленности. Переломным моментом в развитии отечественной золотопромышленности явилось внедрение предложенного Л. И. Брусницыным в 1814 г. способа извлечения золота из россыпей. Добываемое по этому способу золото оказалось вчетверо дешев­ле, чем то, которое получали при переработке коренных золотых руд. Переход к переработке золотоносных песков потребовал соз­дания новых золотопромывальных машин. Часть их изобретения принадлежит русским инженерам. Наиболее известна машина кон­струкции П. П. Аносова. Россия занимает лидирующие позиции в золотодобывающей промышленности (в 1847 г. она обеспечивала 40.8% мирового производства).

На Урале в этот период наблюдается технический прогресс. На крупном механическом предприятии, построенном в Нижнем Тагиле под руководством Е. А. и М. Е. Черепановых, выпускаются уникальные машины и оборудование для горнозаводских работ.

На многих крупных железорудных карьерах Урала применя­лись буровзрывная отбойка, транспортирование в вагонетках ло рельсовой колее, обжиг руды в карьере. Для разведки использо­вались буровые машины.

Добыча медных, свинцовых и цинковых руд до последнего десятилетия XIX в. оставалась на одном уровне, а в отдельные годы даже снижалась; никель и олово добывались в ничтожных количествах. Основными причинами упадка промышленности цветных металлов в России во второй половине XIX в. были исто­щение запасов богатых руд вследствие хищнической разработки месторождений и крайняя техническая отсталость этой отрасли горного дела. Несмотря на то, что Урал стал отставать от Юга России, вступившего в путь технического развития в условиях ка­питалистической машинной индустрии, он все же остался основ­ной железорудной базой России, обеспечивая 75% всей добычи. Здесь разрабатывалось с 1855 г. первое в России Петровское ме­сторождение никелевых руд, что позволило заложить основы ни­келевой промышленности.

С начала конца XIX в. в России наблюдается рост горного производства, продолжающийся в начале XX в.

Общий объем продукции горнодобывающей промышленно­сти постоянно увеличивался, но происходило это в результате роста числа предприятий. Технический же уровень оставался крайне низким. Практически на всех участках горного производства применялся ручной труд, в технологии зачастую отсутствовали процессы обогащения угля и руды. В тех случаях, когда применя­лось обогащение, оно осуществлялось примитивными методами. Вопросы безопасности труда оставались без внимания.

Условия труда и жизни горнопромышленного пролетариата были крайне тяжелыми. Рабочий день продолжался до 10 - 13 ч. Практически отсутствовали механизация, вентиляция в горных выработках (содержание углекислого газа превышало санитарные нормы). Основным орудием забойщика было кайло, которым он работал согнувшись или лежа на боку. Саночники впрягались в деревянные ящики емкостью до 15 - 16 пудов угля и на четве­реньках тащили их к откаточному штреку. Уголь принимали откат­чики; каждый за смену перемещал до 23 вагончиков по 35 пудов. Изнурительный труд, почти полное отсутствие техники безопасно­сти приводили к многочисленным несчастным случаям, болезням, гибели рабочих. В Донбассе с 1885 по 1900 г. по неполным дан­ным погибло 1288 и искалечено 2179 шахтеров, на нефтепромыс­лах в Баку с 1894 по 1900 г, пострадало 1140 рабочих (218 погиб­ли). Жили горнорабочие в основном в домах казарменного типа; в 70 - 80 гг. 19 в. это были «балаганы» и «каюты» - попуземлянки, стены которых сооружались из тонких досок. Вдоль стен распола­гались нары (нередко двухъярусные), на которых вповапку, под­ложив под себя одежду, спали люди. На нефтепромыслах рабо­чие обычно жили под навесом, который сооружался над скважи­ной. затем появились землянки, позднее казармы. Нередко одни­ми и теми же нарами пользовались поочередно две смены рабо­чих. В одной комнате часто ютилась целая артель. Источники су­ществования горнопромышленного пролетариата складывались из заработной платы (которая была недостаточной для воспроиз­водства рабочей силы), приплат натурой (хозяйские харчи, жилье от предприятий), приработков за сверхурочную работу, а также доходов от собственного хозяйства (огород и др.). Предпринима­тели стремились урезать заработную плату рабочих. Главная форма ее снижения - многочисленные штрафы. Зачастую осуще­ствлялась неденежная форма расчета с рабочими: вместо части денег они поручали талоны на приобретение товаров в хозяйской лавке (качество их было хуже, а стоимость выше, чем на рынке). Продолжительный рабочий день, низкая заработная плата, недос­таточное питание, неблагоустроенные жилища, неудовлетвори­тельное медицинское обслуживание - такими были условия труда и жизни горнопромышленного пролетариата России.

Выступления горнопромышленного пролетариата явились составной частью борьбы пролетариата России. Первые выступ­ления горнорабочих на Урале относятся к концу 18 в. (наиболее крупным было участие рабочих уральских горных заводов в Кре­стьянской войне 1773 - 1775 гг. под предводительством Е. И. Пу­гачева). В 70-х г. 19 в. в борьбу включились горнорабочие Донбас­са, в 80-х г. - рабочие бакинских нефтяных промыслов. В 1860 - нач. 90-х г. борьба горнопромышленного пролетариата против ка­питалистического гнета носила преимущественно экономический характер.

После Февральской буржуазно-демократической революции 1917 г. горнопромышленный пролетариат участвовал в массовых митингах и демонстрациях, создании рабочей милиции, выборах в Советы. Советы устанавливали 8-часовой рабочий день, вводили контроль за производством, добивались повышения зарплаты.

После революции 1917 г. последовали иностранная интер­венция и гражданская война. Промышленность и транспорт при­шли в состояние полной разрухи. Откликаясь на нужды производства, научные работники предложили методики расчетного обоснования годовой произво­дительности и других параметров шахты или рудника. Этим акту­альным для проектирования горных предприятий вопросам были посвящены труды Б. И. Бокия, Л. Д. Шевякова. Н. И. Трушкова, а позднее П. 3. Звягина, М. И. Агошкова, П. И. Городецкого, Е. Ф, Шешко и др.

Не менее энергично велись работы по реконструкции и но­вому строительству рудников для снабжения железной рудой Куз­нецкого и Магнитогорского комбинатов.

В эти годы большое внимание уделяется вопросам трудоем­ких и тяжелых работ: ручной отбойный инструмент - обушок - поч­ти полностью вытеснен врубовой машиной, саночная доставка уг­ля заменена скреперной или конвейерной, а ручная или конная от­катка - канатной (лебедочной) или электровозной. В подмосковном угольном бассейне впервые применили скребковые конвейеры.

В некоторых угольных и рудных регионах были созданы ма­шиностроительные предприятия, изготовлявшие горное оборудо­вание. Например, Анжерский завод в Кузбассе, Кыштымский завод на Урале.

В годы Великой Отечественной войны потребность в метал­ле, а значит и в рудном сырье, резко возросла. Основным направлением в технике добычи полезных иско­паемых в военные годы было применение более эффективных и менее трудоемких систем разработки при использовании имею­щихся средств механизации добычи угля и руд.

На шахтах восточных районов, а также в подмосковном угольном бассейне, в годы войны широко внедрялась механизация горных работ и внутришахтного транспорта.

С 1941 по 1944 г. число работавших тяжелых врубовых ма­шин увеличилось на 17%, отбойных молотков - на 28%, доставочных машин - на 5%. Копейский машиностроительный завод на Урале выпускал мощные врубовые машины КМП-43 и КМП-44.

За 1941 - 1945 гг. были введены в эксплуатацию 11 уголь­ных карьеров в восточных районах страны, Аккерманский Айдарабатский карьеры на Южном Урале для добычи никель-кобальтовой руды и начато строительство ряда новых карьеров. Был запущен в серийное производство сконструированный под руководством С. Н. Кузнецова и Н. А Сорокина наиболее совершенный для того времени буровой станок «Уралец БУ-2».

В 60-х годах прошли существенные сдвиги в основном про­цессе добычи угля - очистной выемке на пологих и наклонных пластах, составляющих 83% всех разрабатываемых пластов. Ши­рокозахватные комбайны заменялись более производительными - узкозахватными комбайнами и стругами. На крупных шахтах вне­дрялось мощное самоходное оборудование, осваивались новые схемы вскрытия и разработки.

Были разработаны и внедрены отвалообразователи на шагающерельсовом ходу и новые виды карьерного транспорта. Об­новлялся и совершенствовался парк железнодорожного транспор­та, появились локомотивы, электровозы (постоянного тока со сцепным весом 120, 150 т), электровозы Д-100, работающие на переменном токе, тепловозы ТЭ-3, думпкары грузоподъемностью 30, 60, 100, 140, 180 т. Увеличилась грузоподъемность карьерных автосамосвалов.

Важным направлением технического прогресса в горной промышленности явилось внедрение в 50 - 60-е годы гидравличе­ского способа добычи попезных ископаемых. Широкое применение получили драги, гидроэлеваторы, землесосные снаряды. Увеличи­ваются объемы добычи угля гидромеханизированным способом. При разработке россыпных месторождений значительно возросло применение электрических драг. Для разработки россыпей начали применять экскаваторы с подачей песков из разреза на промывоч­ные устройства ленточными конвейерами и гидротранспортерами.

60-е годы ознаменовались началом автоматизации горного производства. К числу шахтных агрегатов, поддающихся полной автоматизации, относятся подъемные, водоотливные и вентиляторные установки. При увеличении глубины рудников и протяжен­ности выработок автоматизация вентиляторных установок, вне­дренная на многих рудниках, способствовала значительному улучшению условий труда.

В 70-е годы успешно внедряется новая технология подзем­ной добычи с использованием комплекса вибрационных механиз­мов, не имеющих аналогов в мировой практике. На руднике «Цен­тральный» Хрустальненского ГОКа эта технология обеспечила по­вышение производительности труда рабочих забойной группы с 33 до 85 т/чел.-смену.

Технический уровень подземного транспорта на шахтах Рос­сии значительно ниже зарубежного. Четверть всех простоев очи­стных и подготовительных забоев вызвана неполадками на транс­порте, где 30% объемов работ выполняются вручную.

---

Дата добавления: 2018-09-23; просмотров: 409; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!