Практически все материалы, формирующие наш материальный мир — от простейших бытовых предметов до сложнейших инженерных сооружений и космических аппаратов — изначально были скрыты в земных недрах. Комплексная деятельность по извлечению этих природных богатств составляет суть горного дела. На протяжении всей истории человечества прогресс в этой области напрямую влиял на экономическое развитие и уровень жизни общества.
Исторический путь горного дела
Истоки горного дела уходят в глубокую древность. Первые примитивные рудники, где добывали кремень для изготовления орудий, появились еще в эпоху родового строя. Работа велась с помощью каменных кайл.
С переходом к рабовладельческому строю и освоением металлургии орудия труда стали изготавливать из бронзы. Это позволило расширить добычу медных, оловянных, золотых и серебряных руд, а также начать освоение месторождений нефти и асфальта.
Значительный скачок в развитии отрасли произошел в период феодализма. В XV–XVI веках для подъема руды и откачки воды стали использовать силу животных, водяные колеса, а позже — и первые паровые машины. Это позволило углубиться до 150 метров под землю. Важнейшим изобретением того времени стала флотация — метод обогащения руд, который сделал экономически выгодной переработку даже бедных месторождений. Именно в эту эпоху горное дело начало формироваться как наука: появились первые учебные заведения (горные училища), руководства и наставления. Основы русской горной науки заложил Михаил Ломоносов своими фундаментальными трудами.
Промышленная революция и современность
Новая эра в горном деле началась с промышленного переворота (конец XVIII — начало XIX века). Внедрение более совершенного бурового оборудования, новых взрывчатых веществ, рельсовой откатки и стальных канатов кардинально повысило эффективность работ. С начала XX века развитие получили методы проходки шахт, системы вентиляции и водоотлива, а также пневматические бурильные и отбойные молотки. Добыча полезных ископаемых стала вестись с глубин, превышающих 2 километра. Настоящую революцию произвела повсеместная электрификация горной техники.
Сегодня в арсенале горняков есть несколько основных способов добычи, выбор которых зависит от условий залегания ископаемых:
- Открытый (карьерный) способ — для залегающих у поверхности полезных ископаемых.
- Подземный (шахтный) способ — для добычи с больших глубин.
- Скважинный способ — для извлечения нефти, газа и других флюидов.
- Геотехнологические методы — используют физико-химические и биологические процессы для извлечения ценных компонентов.
- Подводная добыча — перспективное направление по освоению ресурсов морского дна.
Теоретической основой для всех этих методов служит горная наука. Она, с одной стороны, изучает условия залегания месторождений, а с другой — интегрирует достижения фундаментальных наук (математики, физики, химии) для создания передовых технологий и техники.
Механизация труда: от врубовой машины к горному комбайну
Одной из ключевых задач всегда была механизация тяжелого и опасного труда шахтеров. В начале XX века в забоях появились врубовые машины, работавшие по принципу цепной пилы. Их режущий орган (бар) подпиливал угольный пласт, после чего породу дробили взрывом. Для более мягких углей применяли угольные струги — гигантские «рубанки», снимавшие с пласта стружку.
Однако эти машины лишь разрушали породу, а погрузка угля на конвейер по-прежнему выполнялась вручную. Решением стала разработка принципиально новой машины, совмещающей все операции, — горного комбайна.
Первый в мире комбайн был испытан в Донбассе в 1932 году, а его эволюция привела к созданию знаменитой модели «Донбасс». В этой машине вертикально установленный бар вырезал из пласта целый брусок угля, который сразу дробился на куски вращающейся штангой. Погрузочные скребки автоматически перебрасывали уголь на конвейер, полностью исключая ручной труд.
Сегодня парк горной техники включает более десятка типов комбайнов, адаптированных к разным условиям: для тонких или крутых пластов, для проходки штреков (проходческие комбайны) и для бурения вертикальных стволов (стволопроходческие комбайны).
Если вас интересуют ГОРНЫЕ МАШИНЫ более подробно, то переходите в ЭТОТ раздел, там эта тема детально освещена!
Перспективы развития отрасли связаны с созданием высокопроизводительных механизированных комплексов и внедрением новых прогрессивных видов оборудования, что позволит сделать добычу полезных ископаемых еще более эффективной и безопасной.