Реферат на тему горные работы
Обновлено: 05.07.2024
Введение
Для подземной разработки рудных месторождений в последние тридцать пять - сорок лет характерны высокие темпы углубления горных работ, продиктованные быстрым исчерпанием запасов полезных ископаемых, расположенных вблизи земной поверхности, а также увеличением спроса на ряд металлов, особенно имеющих стратегическое значение. Уже сегодня в ряде зарубежных стран с высокоразвитой горнодобывающей промышленностью (Канаде, ЮАР, Индии, США и др.) добычу наиболее ценных руд ведут на глубинах, превышающих 3-4 км.
Так на руднике Tau Tona Mine в ЮАР горные работы ведутся на глубине 4,5 км. Некоторые отечественные горнорудные шахты, например, шахты СУБРа, Норильска, Таштагола и другие, также работают на глубинах 700–1000 м и более.
Наиболее сложной и важной проблемой при разработке глубокозалегающих месторождений является борьба с возрастанием напряжений в горном массиве, вызываемым увеличением давления вышележащей толщи пород. В определенный момент эти напряжения могут превысить прочность пород, которые начнут разрушаться с выделением значительной энергии.
Происходит динамическое проявление горного давления в виде так называемого горного удара, что отрицательно сказывается на разработке полезных ископаемых подземным способом.
Формы динамического проявления горного давления
Наряду со статическими формами проявлений горного давления, в массивах горных пород могут происходить динамические, внезапные разрушения участков массива пород, находящихся в определенных условиях напряженного состояния при больших действующих напряжениях. В естественной обстановке к подобным динамическим явлениям в земной коре относятся землетрясения. При ведении же горных работ таковыми являются шелушения горных пород, стреляния, динамическое заколообразование,толчки,горные удары, горно-тектонические удары, техногенные землетрясения.
Отдельно – внезапные выбросы пород и газа – газодинамические явления.
В первую очередь рассмотрим виды динамических проявлений, которые относятся к чисто динамическому типу, в отличие от газодинамического типа - выбросов газа и пород.
С физической точки зрения все динамические проявления представляют собой лавинообразные процессы хрупкого разрушения (трещинообразования) пород в том или ином объёме массива.
Как правило, динамическим проявлениям предшествует усиление давления на крепь и целики, а после их реализации увеличивается напряжённость массива пород на смежных участках. В ряде случаев динамическим проявлениям сопутствует вспучивание почвы и выдавливание пород в выработку.
Необходимо отметить, что в практике горного дела до недавнего времени все динамические явления называли горными ударами, без выделения различных видов. Это обусловлено единой физической сущностью всех указанных явлений, отличия заключаются, главным образом, в величинах выделяющейся энергии и размерах областей массива, затронутых явлениями.
Первые сведения о горных ударах, произошедших на оловянных рудниках Англии, относятся к 1738 г. Во второй половине XIX в горные удары стали отмечаться при разработке угольных месторождений в странах Западной Европы. С этого времени проблеме горных ударов стали уделять все возрастающее внимание.
В СССР первые горные удары были отмечены в 1944 г на шахтах Кизеловского каменноугольного бассейна, отличающегося высокой прочностью и упругостью углей ([(sсж] = 300 - 600 кгс/см 2 ) и вмещающих пород - кварцевых песчаников ([sсж] = 1500 - 2500 кгс/см 2 ) - при сильной тектонической нарушенности массива.
Изучение причин, условий и механизма динамических проявлений горного давления и разработка эффективных способов их прогнозирования, мер предупреждения и локализации является важнейшей задачей геомеханики, актуальность которой все время повышается в связи с ростом глубин разработки полезных ископаемых и повышением степени напряжённости массивов пород, в которых производятся горные работы.
Формы динамических проявлений горного давления.
Динамические проявления горного давления могут приобретать разнообразные формы, в зависимости от конкретных условий, на разных стадиях развития горных работ. Они могут происходить как в выработках, пройденных по полезному ископаемому, так и во вмещающих породах. Разрушению подвергаются вмещающие породы, как кровли, так и почвы. Наблюдаются динамические проявления в краевой части массива полезного ископаемого, а также и в целиках. В ряде случаев они возникают в целиках, расположенных в выработанном пространстве, на том или ином удалении от участков ведения горных работ, иногда даже в целиках ранее отработанных горизонтов.
На рис 1 в качестве примера показан участок разработки на шахте им Урицкого (Кизеловский бассейн), где произошел горный удар при отработке надштрековых целиков (1951 г.).
Рисунок 1 - Проявление горных ударов при отработке целиков (Кизеловский угольный бассейн, шахта им Урицкого) 1 - место и дата горного удара; 2 целики, отработанные до момента горного удара; 3 - выработанное пространство.
В момент удара забой по извлекаемому целику на несколько метров отставал от очистного забоя лавы нижележащего горизонта. Удар сопровождался резким звуком, образованием большого количества пыли и сильным сотрясением окружающего массива. В результате удара на протяжении 40 м штрек оказался заваленным углем, выброшенным из надштрековых целиков. Крепь штрека разрушилась. Целик, в котором вели взрывные работы, разрушился почти полностью. Между ним и кровлей образовалось пространство высотой 0,3 - 0 4 м. Два соседних целика разрушились частично. Уголь в раздавленных целиках был сильно трещиноват, легко разбирался рукой, представляя собой скользкие блестящие чечевицеобразные куски.
Горные удары часто случаются в сближенных пластах при ведении горных работ по одному из них.
Горные удары происходят также и в очистных забоях.
Разработку каменноугольного пласта Жирондель мощностью 1,35 м вели сплошной системой при скорости подвигания забоя 2 м/сут. Кровля и почва пласта представлены мощными слоями монолитных песчаников. Рабочее пространство крепили деревянными стойками с перекладинами по простиранию. Управление кровлей осуществлялось частичной закладкой с выкладкой бутовых полос.
Удар произошел на глубине около 800 м в добычную смену и повлек человеческие жертвы. Схема участка горного удара показана на рис 2.
Рисунок 2 - Разрушение при горном ударе в очистном забое (ФРГ, шахта Конкордия). 1 - линия забоя, 2 - линия выброса угля при ударе, 3 - граница развала выброшенного угля.
Протяженность участка удара по фронту забоя составила 25 м. При ударе в рабочее пространство было выброшено большое количество угля. В верхней части пласта по границе с кровлей образовалась щель высотой 0,15 м и глубиной около 3 м. Над пластом Жирондель на расстоянии 260 м разрабатывали другой пласт, но его разработка не оказала защитного действия пласта.
Причиной горного удара в рассматриваемом случае явилось наличие прочных пород кровли и почвы, зависание кровли на большой площади и создание высокого опорного давления не краевую часть разрабатываемого пласта.
Рассмотренные примеры горных ударов относятся к каменноугольным месторождениям. Однако динамические явления проявляются и при разработке рудных месторождений, особенно на больших глубинах.
Явление горного удара. Методы борьбы с проявлениями горного удара
Горный удар – это интенсивное разрушение массива руды или породы, сопровождающееся выбросом в выработанное пространство разрушенной горной массы с образованием ударной воздушной волны и проявлением сейсмического эффекта в результате мгновенного преобразования потенциальной энергии, накопленной в массиве, в кинетическую.
В горных породах, имеющих склонность к аккумулированию упругой энергии, в момент превышения предела прочности происходит мгновенное высвобождение накопленной энергии, сопровождаемое перемещением породных масс или трещинообразованием.
Горные удары характеризуются внезапностью, неопределенностью места проявления и большой динамической силой, приводящей к значительным разрушениям горных выработок, крупным авариям на рудниках и шахтах, выходу из строя оборудования и человеческим жертвам. При ведении горных работ подземным способом на удароопасных месторождениях одной из важнейших проблем является создание безопасных условий труда при одновременном повышении его интенсивности.
В связи с этим в последние годы в России и за рубежом проводятся активные работы, направленные на прогнозирование и предотвращение горных ударов, создание методов контроля и управления горным давлением.
Отечественная статистика показывает, что около 50 рудных месторождений России имеют склонность к горным ударам и опасность их возникновения. К ним относят Абаканское, Казское, Шерегешское, Берикульское и др. месторождения, где горные удары ожидают на глубине 600 м, у других (Гайское, Дарасунское, Садонское, Тырныаузское и др.) на глубине 700–800 м.
Но на ряде таких месторождений, как Вишневогорское, Северо-Уральское бокситовое, Естюнинское, Вылиговское и др., горные удары наблюдали на глубинах, не превышающих 300 м, что указывает на то, что удароопасность месторождения зависит не только от глубины разработки, но и от других факторов.
Основные причины возникновения горных ударов классифицируют на естественные или природные и технологические.
К ЕСТЕСТВЕННЫМ ПРИЧИНАМ ОТНОСЯТ:
- высокое естественное поле напряжений, обусловленное тектоническими силами;
- наличие концентрации напряжений вблизи разрывных нарушений;
- наличие высокомодульных горных пород, способных накапливать потенциальную энергию сжатия и склонных к хрупкому разрушению.
К ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРИЧИНАМ, ТО ЕСТЬ ВОЗНИКАЮЩИМ В РЕЗУЛЬТАТЕ ГОРНЫХ РАБОТ, ОТНОСЯТ:
- образование зон влияния горных работ, в которых обычно меняются величина и ориентировка главных напряжений относительно значений вне зоны влияния горных работ на прилегающий горный массив;
- образование открытых очистных пространств (очистные камеры, выработки различного назначения), которые являются дополнительными концентраторами напряжений;
- задержка во времени процесса сдвижения горных пород до поверхности под влиянием очистных работ.
Исходя из этого, перед проектированием подземной разработки рудных месторождений независимо от глубины ведения горных работ обязательно необходимо – в качестве исходных данных – иметь результаты проведения работ по выявлению склонности пород и руд к горным ударам.
В результате исследований, посвященных динамическим проявлениям горного давления, было установлено, что большая часть горных ударов приурочена к тектоническим нарушениям. Это совершенно логично, так как тектонические нарушения представляют собой как раз то слабое место, куда могут релаксироваться напряжения, возникающие в массиве. Если тектонические нарушения заполнены податливым материалом с низкими прочностными свойствами, то релаксация будет происходить постепенно, насколько позволят деформационные свойства заполнителя, а если заполнитель имеет высокие прочностные свойства, но ниже чем окружающий массив, то напряжения релаксируется в виде динамического проявления в сторону нарушения.
Все это необходимо учитывать перед проектированием подземных горных работ.
Горная выработка по сути дела работает так же, как тектоническое нарушение, и очень важно, какой у этого нарушения заполнитель. То есть будет ли устойчив контур выработки.
Надо заметить, что у любого контура массива, находящегося в напряженном состоянии, распределение напряжений происходит следующим образом: непосредственно у контура наблюдается так называемая зона разгрузки, где напряжения за счет разгрузки в сторону контура имеют значения ниже, чем значения напряжений в нетронутом массиве. Далее наблюдается зона опорного давления, где за счет перераспределения напряжений от выработки и зоны разгрузки значения напряжений выше, чем значения напряжений в нетронутом массиве. Далее следует зона со значениями напряжений, равными их значениям в нетронутом массиве. Поэтому, чем меньше зона разгрузки, тем ближе к контуру выработки будет зона опорного давления. То есть на контур выработки будут выходить самые максимальные напряжения. Вот этого при проектировании необходимо избегать.
Увеличивать зону разгрузки можно только за счет создания условий для развития деформаций на контуре выработки, то есть как бы за счет увеличения податливости заполнителя в тектоническом нарушении, если рассматривать нарушение как аналогию выработке.
Здесь проектировщику нужно пройти между Сциллой и Харибдой. С одной стороны, он должен сохранить необходимое для работ сечение выработки, с другой – сделать контур выработки податливым с точки зрения способности его к деформации.
Интересен опыт поиска таких решений методом проб и ошибок на Таштагольском руднике. После нескольких разрушений выработок было принято направление на применение монолитной бетонной крепи, и это решение не помогло: крепь разрушалась с еще большей динамикой. Применение железобетонной крепи также оказалось непродуктивным, крепь продолжала разрушаться.
Тогда попробовали использовать комбинированную крепь: во временную крепь из податливых трехзвенных арок из спецпрофиля (СВП 27) вписали монолитную бетонную крепь. Но и эта конструкция рушалась, а ее восстановление усложнялось тем, что приходилось убирать груз вперемешку с бетоном и металлическими арками. Тогда была выбрана конструкция крепи из монолитного бетона с податливыми элементами из деревянных брусьев, установленных в замке и в пяте свода выработки. Но податливые элементы из деревянного бруса толщиной 100 мм превращались в процессе эксплуатации практически в щепки, и крепь в конечном итоге разрушалась.
Испробовав все вышеперечисленные варианты, специалисты пришли к выводу, что сдерживать горное давление бесполезно, и крепь в этих условиях должна быть не несущей, а поддерживающей – для сохранения необходимого сечения выработки. Была разработана принципиально новая конструкция с каркасом из монолитного бетона. Закрепное пространство на величину возможных деформаций контура выработки заполнялось податливым материалом – пено-бетонным заполнителем, пено-бетонными блоками, деревянной клеткой и др. Последующая эксплуатация показала, что такая конструкция крепи может работать.
Для того, чтобы правильно определиться с параметрами и конструкцией крепи выработок, проектировщику необходимо знать объективную характеристику напряженно-деформированного состояния массива вне зоны влияния и в зоне влияния очистных работ на проектируемом участке, а именно:
- коэффициент концентрации напряжений,
- направление вектора действия главных напряжений,
- упругие и полные относительные деформации горных пород на контуре выработок.
При проектировании в расчетах параметров крепей по методике, изложенной в СП 91.13330.2012, зачастую не обращают внимания на коэффициент, учитывающий отличие фактического напряженного состояния массива горных пород от среднего расчетного. Он принимается равным единице, а ведь это практически коэффициент концентрации напряжений в массиве, и именно он определяет значения смещений на контуре поперечного сечения выработки за весь срок ее эксплуатации без крепи, а также на коэффициент воздействия других выработок, который определяет воздействие напряжений, концентрирующихся на сопряжениях выработок, что также отражено в нормативных требованиях (приложение Е СП 91.13330.2012). Это приводит к ошибочному выбору параметров крепи и может в конечном итоге стать причиной возникновения аварийной ситуации. Поэтому к данному расчету следует подходить очень ответственно.
Нельзя располагать выработки бортом поперек действия главных напряжений.
В последнее время было разработано множество приборов и методик, позволяющих в той или иной степени судить о характере изменения во времени напряженного состояния массива, для определения на практике действующих в нем нагрузок.
В качестве регионального метода прогноза наиболее распространен сейсмологический метод на основе сейсмостанции. Базовым локальным методом является метод дискования керна, основанный на делении керна на диски при его выбуривании в напряженных породах. Кроме этого, сегодня практикуется применение целого ряда других, более простых локальных методов прогноза: электрометрический, дипольного электромагнитного профилирования, сейсмоакустический, МГД (многоточечный гидравлический датчик), глубинных реперов, частичной и полной разгрузки (метод Хаста), тензометрический, ИЭМИ (импульсное электромагнитное излучение) и др.
В настоящее время автоматизированные станции для определения и контроля напряжений в массиве базируются на замере деформаций пород в контрольных скважинах или фиксируют сейсмоакустические волны, возникающие при трещинообразовании. С помощью таких станций определяют изменение напряжения в породах во времени.
Таким образом, в настоящее время в руках проектировщика имеется целый комплекс инструментов, позволяющих спроектировать вполне безопасную и эффективную технологию разработки месторождений, склонных и опасных по горным ударам. Необходимо только научиться правильно пользоваться этими инструментами и понимать, что задача предотвращения горных ударов не может быть сведена к использованию одного уникального способа, но должна решаться за счет использования комплекса мер, принимаемых на стадиях проектирования, подготовки и отработки месторождений.
Исходя из вышесказанного, нужно осознавать: экономия при проектировании на работах по прогнозу и предупреждению горных ударов является грубейшей ошибкой. Как показывает практика, она приводит не только к значительным эксплуатационным затратам и снижению интенсивности производства, но и к человеческим жертвам, а этому нет и не может быть оправдания.
3. Баклашов И.В., Картозия Б.А., Шашенко А.Н. Геомеханика учебник для вузов: в 2х т. Т.2: Геомеханические процессы. - М.: Изд-во МГГУ, 2008.
Сделайте индивидуальный заказ на нашем сервисе. Там эксперты помогают с учебой без посредников Разместите задание – сайт бесплатно отправит его исполнителя, и они предложат цены.
Цены ниже, чем в агентствах и у конкурентов
Вы работаете с экспертами напрямую. Поэтому стоимость работ приятно вас удивит
Бесплатные доработки и консультации
Исполнитель внесет нужные правки в работу по вашему требованию без доплат. Корректировки в максимально короткие сроки
Если работа вас не устроит – мы вернем 100% суммы заказа
Техподдержка 7 дней в неделю
Наши менеджеры всегда на связи и оперативно решат любую проблему
Строгий отбор экспертов
Требуются доработки?
Они включены в стоимость работы ![]()
Работы выполняют эксперты в своём деле. Они ценят свою репутацию, поэтому результат выполненной работы гарантирован
Уважаемый АВТОР! СПАСИБО! Именно так - большими буквами и с большим уважением и благодарностью за помощь! Удачи Вам!
Последние размещённые задания
Ежедневно эксперты готовы работать над 1000 заданиями. Контролируйте процесс написания работы в режиме онлайн
Нужно сделать всё в разделе Past Tenses
Перевод с ин. языка, Английский язык
Срок сдачи к 25 февр.
Кредитные риски и оценка кредитоспособности юридических лиц
Диплом, Организация кредитной работы
Срок сдачи к 15 мар.
решить 2 задачи SO2 окисляется в SO3
Решение задач, Теоретические основы неорганического синтеза
Срок сдачи к 27 февр.
Контрольная, уголовное право
Срок сдачи к 28 февр.
Эстетика 17 век
Срок сдачи к 3 мар.
Курсовая, Экономика предприятия
Срок сдачи к 2 мар.
Срок сдачи к 1 мар.
Написать эссе по статьям и видео TedEx
Срок сдачи к 28 февр.
написать реферат по плану
Срок сдачи к 9 мар.
Другое, Эксплуатация нефтегазопромыслового оборудования
Срок сдачи к 27 февр.
Дипломная работа за 10 класс. Тема: Как интернет влияет на подростков
Срок сдачи к 20 мар.
Срок сдачи к 29 мая
Решение задач, уголовное право
Срок сдачи к 27 февр.
Решить задачу с чертежом по примеру
Решение задач, Физика
Срок сдачи к 26 февр.
Решение задач, Менеджмент
Срок сдачи к 25 февр.
Решить 1 задачу
Решение задач, Электроника
Срок сдачи к 26 февр.
Курсовая на тему "Система управления организацией"
Курсовая, теория и механизмы современного государственного управления
Срок сдачи к 5 мар.
Формирование художественных интересов подростков в художественной.
Срок сдачи к 11 мар.
Размещенные на сайт контрольные, курсовые и иные категории работ (далее — Работы) и их содержимое предназначены исключительно для ознакомления, без целей коммерческого использования. Все права в отношении Работ и их содержимого принадлежат их законным правообладателям. Любое их использование возможно лишь с согласия законных правообладателей. Администрация сайта не несет ответственности за возможный вред и/или убытки, возникшие в связи с использованием Работ и их содержимого.
Функция "чтения" служит для ознакомления с работой. Разметка, таблицы и картинки документа могут отображаться неверно или не в полном объёме!
Основные процессы открытых горных работ
Подготовка горных пород к выемкеПогрузка горной массы в транспортные средстваТранспортировка горной массыОтвалообразование
Основные элементы карьера
Месторождение (или часть), разрабатываемая карьером, называется карьерным полем. Оно разделяется в процессе разработки на горизонтальные слои. Каждый вышележащий слой отрабатывается с опережением по отношению к нижележащему. В результате этого слои приобретают ступенчатую (уступную) форму. Слой толщи горных пород, разрабатываемый самостоятельными средствами выемки и транспорта, называют уступом. Иногда уступ разделяют по высоте на подуступы, которые разрабатываются самостоятельными средствами выемки, но обслуживаются общим для всего уступа транспортом.
Основными элементами уступа являются: верхняя и нижняя площадки, откос, угол откоса бровки уступа и забой уступа (рис. 27.1). Верхняя горизонтальная часть поверхности уступа называется верхней площадкой, а нижняя — нижней площадкой.
Площадки уступа ограничивают уступ по высоте. Откос уступа — наклонная (иногда вертикальная) плоскость, ограничивающая уступ от выработанного пространства. Угол, образуемый откосом уступа и горизонтальной плоскостью, называется углом откоса уступа. Линии пересечения откоса уступа с верхней и нижней площадками называются соответственно верхней и нижней бровками уступа.
Расстояние по вертикали между нижней и верхней площадками называют высотой уступа. Она выбирается с учетом физических свойств разрабатываемых пород и применяемого оборудования. Угол откоса уступа определяется устойчивостью горных пород и изменяется в широких пределах — от 40 до 80°.
Часть уступа по его длине, подготовленная для разработки, называется фронтом работ уступа. Суммарная протяженность фронта работ уступов составляет фронт работ карьера.
Площадки уступа, на которых располагают выемочное оборудование (буровое, добычное, транспортное), называют рабочими площадками (рис. 27.2). В отличие от рабочих не рабочие площадки оставляются с целью повышения устойчивости откосов карьера.
Поверхность уступа, являющаяся объектом горных работ и перемещающаяся в результате этих работ, называется забоем уступа . Им, как правило, является его торец. В отдельных случаях забоем уступа может быть его откос или верхняя рабочая площадка.
В результате перемещения забоя производится отработка горных пород в виде полос, называемых заходками.
Часть заходки по ее длине, разрабатываемая самостоятельными средствами отбойки и погрузки, называют блоком. Боковые поверхности, ограничивающие карьер, называют бортами карьера. Различают рабочий и нерабочий борта карьера. Рабочим называют борт, на котором ведутся горные работы, а нерабочим — борт, на котором горные работы уже не производятся. Нижнюю, обычно горизонтальную, поверхность карьера называют дном карьера.
При решении вопроса о выборе способа разработки, а также определении целесообразной конечной глубины карьера производят технико-экономические расчеты, при которых используют такой показатель, как коэффициент вскрыши. Последний представляет отношение количества пустых (вскрышных) пород, удаляемых при открытой разработке месторождений, к единице добытого полезного
также изучается вклад И.Н. Плаксина в развитие данной на уки.
Обогащение руд как самостоятельная отрасль горно-металлургического произ -
водства осуществляется методами механической обработки, не связанной с хими -
ческими превращениями минералов. Химический состав минералов при этом
остается неизменным; изменяются лишь количественные соотношения между
содержаниями ценных минералов и пустой породы в исходном сырье и продуктах
Принципиально к обогатительным процессам можно отнести также про цессы
первичной металлургической переработки рудного сырья, направленной на выде -
ление из него ценного компонента в самостоятельный продукт методами
Многочисленные способы механического обогаще н ия основаны на
использовании ра з личия в физических свойствах минералов: плотности,
крупности, формы, цвета и блеска, смачиваемости, магнитной восприимчивости и
Первые печатные источники по горному делу, в которые по традиции на
протяжении ХVI-ХIХ вв. включалось и обогащение полезных ископаемых,
появились в эпоху Возрождения и связаны с и м енами Ванноччо Бирннгуччо,
Создание трудов этих ученых именно в середине Х VI в. не было слу чайным.
Чтобы объяснить закономерный характер их появле ния, необходи мо хотя бы в
общих чертах обрисовать с ос тояние науки, техники, произ водства и рассмотреть
задачи, которые стояли перед учеными в этот период времени.
Развитие техники перв ой половины ХVI в. характеризуется началом
распространения мануфактур в Западной Ев ропе. Этот процесс коснулся и горного
дела. Цеховая организация ремесла, сыгравшая положительную роль в период
развитого феодализма, стала тормозить дальнейшее разви тие горного дела.
Поэтому стали появляться мануфа ктур ные предприятия, явившиеся одной из
Характерной чертой развития техники в рассматриваемый период яви лось
широкое применение таких крупных изобретений как порох, бумага,
книгопечатание, компас и т.д. Открытие пороха положило начало огне стрельной
артиллерии, которая вызв ала подлинную революцию в военном деле и предъявила
особые требования к горно-металлургической промыш ленности, в том числе и к
обогащению полезных ископаемых. Огромную роль в развитии науки, техники и
На развитие горной промышленности Западной Европы оказали влияние и
географические открыти я. Н апример, введение в эксплуатацию богатых
месторождений золота и сер ебра в Америке привело к некоторому упадку горного
дела в Западной Европе, где разработка месторождений осущест влялась н а более
глубоких горизонтах, что значительно затруд няло и удорожало ведение работ.
В связи с общим ростом потребле ния металлов исключительное разви тие
получило обогащение руд. В мануфактурный период стали широко при меняться
основные, известные еще с дре в них времен, операции обогаще ния: обжиг,
дробление, ручная сортировка, грохочение, измельчение, промывка и
амальгамация. Получило развитие в качестве основного мето да гравитационное
К одному из деятелей эпохи Возрождения, чьи труды были по священы горному
делу и металлургии, относится Ванноччо Бирингуччо (1480-1539) - итальян ский
ученый и инженер. В течение долгого времени он изучал горнозаводское дело в
Италии, Чехии, Германии и Австрии. В 1540 г. вшила его книга "Пиротехния",
которая являлась своего рода техничес кой энциклопедией того времени .
Сообщаемые автором сведения основывались на его собственных наблюдениях.
"Пиротехния" состоит из дес ят и книг (глав). Наибольший интерес для
обогащения полезных ископаемых пре дс тавляют первые три книги. В них автор
рассматривает вопросы, связанные со свойствами з олота, серебра, свинца, да е т
описание различных п олезных ископаемых, к асается о пробования руд и их
Вслед за книгой Ванноччо Бирингуччо в 1544 г. появился обширный труд
"Космография" немецкого ученого Себастиана Мюнстера (1489-1552).
"Космография" содержит описание и з вестных в Х VI в. стран. Этот труд в
течение с та лет выдержал более 45 изданий на немецком, латинском, французском,
итальянском, английском и чешских языках. Среди прочих сведений автор
приводит много дан ных по горному де лу, в том числе и по обогащению пол езных
Интерес Мюнстера к в опросам горного де ла и обогащения полезных ис -
копаемых, правда, занимающим в "Космографии" сравнительно незначитель ное
место, не случаен. Конец Х V и первая половина Х VI в. - это период роста горной
промышленности, являющейся одной из передовых отраслей промышленности
Не я в ляясь сам специалистом в области горного дела, Мюнстер опирал с я в
основном на труды античных авторов и своих современников, в том числе на
ранние сочинения Агриколы, относящиеся к 1530-1546 гг.
Однако кроме трудов Агриколы, Мюнстер использовал материалы, даже
неизвестные Агриколе и представляющие и н терес как наиболее ранние све дения
Материалы монографии Мюнстера знакомят читателя со следующими обо -
гатительными процессами: дроблением - ручным и при помощи пестов, при -
водимых в движение от налив ного колеса; ручной рудоразборкой; мокрым
обогащением (гравитационным), осуществляемым промывкой руды в корыте и в
Значение работы Мюнстера "Космография" для разработки вопросов, св язанных
с обогащением полезных и ско паемых, состоит в том, что она являлась одной из
первых публикаций, в которой были освещены накопив шиеся к середине Х VI в.
Особое место среди литературных памятников п о горному делу и обога щению
полезных ископаемых занимает фундаментальный труд " De re metaiiica, libre XII"
("О горном деле и металлургии в 12 книгах"), изданный в 1556. Автор его -
Г.Агрикола родился в Саксонии в г. Глаухау , получил образование в
университетах Лейпцига и Болоньи. Работа л врачом в г.Хемнице (Саксо ния), но
заинтересовавшись минералогией переехал в г .Яхимов (Чехия) -крупнейший центр
горнорудной промышленнос ти. Занятия г орным делом в стране, являвшейся на
протяжении многих веков центром горнорудной промышленности Европы, дали
Первая работа Агриколы в области горного дела была напечатана в 1530 г. в
Базеле и назыв алась "Берманиус или диалог о металлургии". В 1546 г. вышла цел ая
серия его работ; "О происхождении и п р ичинах того, что находится под землей",
"О природе того , что вытекает из земли", "О природе ископаемых" и "О древних и
новых металл ах". Основно й свой труд "О г орном деле и металлургии в 12 кн игах"
Агрикола закончил в 1550 г. (опубликован был посмертно в 1556 г.). Работа над
Сочинение это носит энциклопедический х арактер. Отличительной чер той эпохи
как раз и я в лялось создание подобных трудов применительно к различным
областям науки и техники. Горное дело, обогащение полезных иско паемых,
металлургия того времени, когда работал Г.Агрикола, переживал и период быстрого
развития и настоятельно требовали обобщения накоплен ного в течение многих
веков опыта, систематизации знаний. Именно эти задачи впервые поставил и
успешно разрешил Г.Агрикола, создав такую энциклопедию горнорудного дела,
обогащения полезных ископаемых и м етал лургии, которой пользовались в т ечение
Труд Агриколы сыграл важную, прогрессивную роль не только как
энциклопедия горно-металлургических знаний, но и п ри борьбе с противниками
горного де л а, которых было не мало в эпоху Возрождения. Несмотря на то, что в
начале ХVI в. горное де ло , обогащение полезных ископаемых и металлургия
находились в Европе уже на достаточно высоком уровне, взгляды на
необходимость их развития, в значительной степени унаследо ванные еще от
феодализма, содержали пренебрежительное отношение к ме таллам, и, особенно,
золоту. Представители та к их воззрений доказывали нецелесообразность и даже
вредность занятий в этих областях. Агрикола же ревностно отстаивал мысль, что
горное дело полезно и необходимо че ловечеству, так как без приме нения металлов
не обходится ни одна область человеческой деятельности.
Прогресс в горном деле, обогащении полезных ис ко паемых и металлур гии
вызвал появление новых трудов. К ним относятся сочинения: В.И.Геннина (1734
г.), директора заводов Нижнего Гарца Шлютера (1738 г.) и позднее М .В.Лоюносова
За период, отделяющий энциклопедию Агриколы от книг И.А.Шлаттера и
М.В.Ломоносова, в развитии горного дела России про изошли серьезные из менения.
В течение ХVI-ХVII вв. было открыто большое количество медных, серебряных и
железных месторождений, н ачат а их систематическая разработка. Во второй
половине ХVII в. был создан металлургический центр в р айоне Тулы, снабжавший
всю страну железом. Накопленный вековой народ ный опыт обобщался и
Для расширения добычи и переработки полезных ископаемых для исполь -
зования мирового опыта горного дела в Россию приглашал ись из других стран
соответствующие специалисты. Особенно много их было приглашено во времена
Петра Первого. В 1700 г. он учредил в Москве Пр иказ рудокопных дел, а в 1719 г.
для руководства всей г орной промышленностью была организована Берг-коллегия
Возглавлял Берг-коллегию крупный ученый и государственный деятель
Я.В.Брюс (1670-1735). Его деятельность стимулировала прогресс в добыче и
переработке руд в стр ане. Под его руков одством была с оздана прекр ас ная
лаборатория для исследования и опробования руд и металлов.
Таким образом, в России создались благоприятные у словия для /разви тия
горного дела и обогащения. В первой полови не ХУШ в. на территории России
широко велась разведка полезных ископаемых. Были открыты основ ные угольные
месторождения в Донецком, Подмосковном и Кузнецком бассей нах, начата
Все это спо собствовало быстрому совершенствованию приемов и методов
горного дела и обогащения полезных ископаемых в России. С трудами Агриколы
русские хорошо были знакомы. Однако их н е только изучали, но и дальше
развивали, решали те вопросы, которые Агриколой" были только по ставлены, или
Первым печатным трудом явилась книга И.А.Шлаттера "Обстоятельное на -
ставление рудному делу", опубликованная в 1760 г., представляющий первый
печатный учебник, непосредственно посвященный горному делу и обогащению
полезных ис ко паемых. Само его появление, учитывая что автор рассматривал
горное де ло без металлургии и геологии, свидетельствовало о на ч авшейся
В книге сосредоточен обширный комплекс сведений по горно-обогатительной
технике, достигнуто й к серед ине ХVIII в. во всех с транах мира. Шлаттер собрал и
систематизировал большое количество практических данных, благодаря его
сочинению русские горные специалисты смогли познакомиться с зарубежными
новинками в оборудовании. Именно здесь впервые на русском языке было
приведено описание паровой м ашины, сыгравшей выдающуюся роль в развитии
многих отраслей техники, в том числе и горно-обогатитель ной.
Несмотря на определенные достоинства, книга Шлаттера н е содержала
существенных обобщений и анализа новых теоретических воззрений, а также
достаточно глубоких оценок описываемых производственных процессов.
Совершенно особое место в истории вс ей горной на ук и, в том числе и
обогащения полезных ископаемых занимает т руд великого русского ученого
М.В.Ломоносова "Первые основания металлургии, или рудных дел" (1763 г.).
М.В.Ломоносов смотрел на обогащение руд не только с точки зрения
повышения в них содержания металлов, но и с точки зрения улучшения
качественных показателей дальнейшей металлург ической п ер еработки, н апри мер
снижение потерь при плавке в рез ультате удаления летучих компонентов.
Пятая часть труда посвящена отделению металлов и минералов из руд. В н е й
последовательно изложены способы дробления, рудоразборки, измель чения,
мокрого обогащения, п р еимущественно шлюзового, а также отмучивания в чанах.
Исходя из их описания, можно составить схему обогащ ения.
Многие ценные положения были изложены М.В.Ломоносовым и в других его
работах, относящихся к горному делу, геологии и написанных им в период I 741-
I763 гг. Исключительное значение для истории обогащения по лезных ископаемых
имеет второе прибавление к "Первым основаниям метал лургии" - трактат "О с лоях
земных". В высказанных здесь суждениях Ломо носов не отрывает одни явления
природы от других, а рассматривает их как единое целое, связывая обра з ование
минералов и горных пород с геологи ческими процессами. Такой подход ученого
полностью отвечает современным взглядам на эти вопросы.
На рубе ж е ХVIII-XIX вв. был опубликован трехтомный труд И.Ф.Германа
"Сочинения о сибирских рудниках и заводах" (1797-1807 гг.). Он содер жал
описание и горнотехнические характеристики наиболее важных районов добычи и
переработки золота, серебра, меди и других металлов, особенно в Сибир и.
Обогащение сводилось к следующим операциям: дробление, измельчен ие,
промывка на ручных и машинных вашгердах. В работе подробно рассказано о
На протяжении нескольких десятилетий отечественная горно-техничес кая
литература не п о полнилась сколько-нибудь значительными произведе ниями. Для
объяснения причин т акого явления, необходимо хотя бы вкрат це охарактеризовать
социально-экономическое п оло жение, которое с ло жи лось в первой половине XIX
в. и оценить его влияние на горно-металлургическое производство.
Начиная со второй четверти XIX в., в про мышленности Росс ии стал все больше
применяться вольно-наемный труд. Экономи ч еские потребности страны,
строительство железных дорог, нако нец, потребности в военных материалах
вызывали настоятельную необходимость в качественном усовершенств овании
Произошли перемены и в технической реконструкции горно-обогатитель ных
предприятий. Одним из основных достижений явилось внедрение в 30-е гг. XIX в.
Ефимом Черепановы м паровых маши н, построенных впервые на Урале на Нижне-
Тагильском,а затем на К ы штымском заводах. Россия была богата талантливыми
изооретателями, которые часто оыли простыми са моучками. Однако применение
новых изобретений, и вообще технический прогресс не находили должного
Несмотря на неблагоприятные ус ловия, горнозаводская техника все ж е добилась
известных успехов. Русский металл высоко ценился за гран и цей. Превосходство
качества русского железа послужило, например, даже пово дом к подделке
иностранными заводчиками русского клейма. При покупке русскому железу, хотя
Рост потребления металлов требовал развития горно-перерабатывающей
промышленности. Для о своения и усовершенствования горной техники
необходимы были специальные кадры, а также соответствующие учебники и кни ги
В этих условиях в 1841 г. был опубликован трехтомный Горный сло варь"
Реформа 1861 г. сп о собствовала развитию новы х обществе нно-экономи чески х
отношений во всех областях русской п ромы шленности, включая и горную. Во
второй половине XIX в. по сравнению с первой, з начительно возросла добыча
золотых, железных руд и каменного угля. Сдвиги в горной промышленности,
наблюдающиеся в России в конце XIX в. стимулировали р азвитие всей горной
науки, в том числе и обогащения полезных ископаемых. [1]
Перед обогаще нием руду, как правило, приводят в т акое состояние, при котором
содержащиеся в ней минералы будут как можно полнее освобождены от сростков
друг с другом. Это достигается при дроблении и измельчении руды и сортировкой
измельченного материал а по круп ности грохочением или классификацией. В свою
очередь полученный концентрат необходимо подготовить к металлургической
Таким обра з ом, проце сс обогащения слагается из подготовки руды к
обогащению, собственно обогащения и первичной подготовки концентрата к
Дробление и измельчение, с орт ировку по крупности и обезвоживание широко
используют также непосредственно и в металлургическом производстве в качестве
Большинство операций обогатительной технологии проводят в водной среде .
Механическая смесь твердых материалов с ж идко стью, обладающая текучестью,
называется пульпой. Содержание воды в пульпах может быть сколь угодно
Предварительное обогащение рудного сырья зна ч ительно бол ее дешевыми
методами по сравнению с металлургическими обеспечивает сл едующее:
1) повышает комплексность использования исходного сырья за счет выделения
ценных компонентов в отд ельные ко нцентраты, п ригодные для дальнейш ей
2) уде шев ляет с то имость последующих металлургических операций и снижает
себестоимость получаемых металлов в первую очередь за счет сокращения объема
Читайте также: