Основы гірничого виробництва (123546)

Посмотреть архив целиком

Лекція 1


Тема: мета, предмет та задачі курсу "Основи гірничого виробництва". Основні відомості про гірські породи та корисні копалини

Мета: отримати уявлення про курс "Основи гірничого виробництва", з'ясувати його значення для підготовки фахівців з економіки; сформувати та розвинути знання про корисні копалини та гірські породи

План

  1. Мета, предмет та задачі курсу "Основи гірничого виробництва"

  2. Короткі історичні відомості про розвиток гірничої справи

  3. Класифікація гірських порід та їх основні фізико-механічні властивості

  4. Класифікація корисних копалин та основні їх родовища в Україні


Гірнича справа є однією з найдавніших, відомих людству, наук. Ще первісна людина здійснювала примітивні гірничі роботи для задоволення своїх потреб. Потім людству стали відомі метали, але для їх отримання необхідно було видобувати сировину. Поступово удосконалювалася техніка та технологія ведення гірничих робіт, а гірнича справа оформилася як окрема галузь науки та техніки. Метою нашого курсу є вивчення принципів та методів організації, планування і ведення гірничих робіт. Предметом курсу є сукупність процесів видобування корисних копалин з надр землі.

Основними завданнями курсу є:

  • отримання відомостей про корисні копалини та їх властивості;

  • вивчення основних способів видобутку корисних копалин;

  • ознайомлення з технологією видобутку корисних копалин;

Історія гірничої справи та історія людства невід'ємні одна від одної.

Цілеспрямованій розробці надр передувало збирання кам'яної сировини (ранній палеоліт - близько 2,5 млн. років тому). Цей період характеризувався збиранням із земної поверхні кам'яного матеріалу. Використовувалося близько 20 мінералів і більше 10 видів гірничих порід (яшма, обсидіан, роговик). У епоху неоліту з'явилося використання кам'яних інструментів, а потім і рогів тварин як гірничого устаткування. Першими достовірними відомостями про ведення гірничих робіт можна вважати різноманітні предмети бронзового віку, знайдені археологами при вивченні розкопок стародавніх держав Середземномор'я, Малої Азії, на Балканах, і, особливо в Давньому Єгипті, який саме за рахунок високорозвинутої (на ті часи) гірничодобувної промисловості (а саме через контроль великої кількості мідних і золотих копалень), зміг стати на довгий час однією з найбільших держав старовини.

Основним будівельним матеріалом були камінь, дерево, цегла. Розповсю­дження того чи іншого матеріалу залежало від наявності місцевих ресурсів. Але ведучим будівельним матеріалом став камінь під впливом потреби в мо­нументальних спорудах.

Розгорнуте будівництво вимагало великої кількості каменю. М'які камені вирубували. Для добування більш твердих порід металевим засобом робили вруби, куди вбивали сухі дерев'яні клини. Ці клини потім деякий час розмочували водою: набухаючи, вони рвали міцний камінь.

Початок використання мідного знаряддя був орієнтовно у 5-6 тисячолітті до н.е. Видобувалися, в основному, мідь, золото, олово, свинець. Пізніше почали використовувати залізні долота і кайла (Вірменія, Алтай, Балкани і ін.). Для виймання руди з поверхневих пластів викопували ями і котловани, які з часом почали називати кар'єрами. Виробки такого типу досягали довжини 100 м і глибини 20-30 м.

Новим способом, що використову­вався аж до XVI ст., був так званий вогневий спосіб видобутку руди. При цьому в забої розпа­лювали вогнище, яке нагрівало поро­ду, а потім пласт обливали водою. Внаслідок цього порода тріскалась, і, таким чином, значно полегшувалось видобування корисних копалин.

Перехід до розробки більш глибоких горизонтів вимагав нових знарядь для відкачки води. Для розв'язання цієї задачі почали широко викорис­товувати водовідливні штольні, а та­кож найпростіші водовідливні механізми, такі як Архімедів гвинт та водочер­пальні колеса.

З приходом феодального ладу пов'язаний новий підйом продуктивних сил і збільшення видобутку КК. Так в 4-5 століттях починається розробка вугільних родовищ в районі Льєжа, в 13 столітті в Європі починається видобуток кам'яної солі методом розчинення.

Збільшення виплавки та обробки металів викликало зміну відношення й до гірни­чої справи, яка перетворилась у особливу сферу діяльності.

Розвиток продуктивних сил у середні віки вимагав збільшення видобутку залізної ру­ди, кам'яного вугілля й інших корисних копалин. Розширення торгівлі збіль­шувало попит на дорогоцінні метали - золото і срібло, видобуток яких у зв'яз­ку з цим значно зріс.

Великий виробничий досвід в галузі гірничої справи, накопичений до початку XVI ст. у країнах Західної Європи, був уперше узагальнений "батьком" гірничої справи, як науки - видат­ним німецьким вченим Г. Агріколою (1508-1557) у праці "Про гірничу справу і металургію" (1550р.). Ця книга протягом 200 років була основним посібни­ком з гірничої справи.

У XVIII ст. стали робити перші досліди із застосу­ванням пороху для руйнування гірничої породи. Гірничі роботи велися за допомогою ручних залізних гірничих знарядь (кайл, кирок, молотів, лопат і т.п.). У винятково твердих породах дозволялося засто­совувати вогневий метод. Видобуту руду доставляли по гірничих виробках у тачках або чотирико­лісних візках. Використовували також різного виду коловороти (ручні, зі шкі­ряним приводом або гідравлічними колесами). Маркшейдерські роботи поступово виділилися в самостійну галузь гірничої спра­ви.

Епоха гірничих машин пов'язана з виникненням мануфактурного виробництва. В цей час особливо важливу роль зіграв винахід парового котла і, значною мірою, універсального двигуна Дж. Уатта в 1774 р.

Величезний вплив на гірничу справу зробив винахід парової машини. Це позначилося на конструкції багатьох машин, що були створені в цей період (вентилятори, компресори, перфоратори). В усіх цих машинах панує принцип зворотно-поступального руху, тобто принцип, найбільш повно використову­ваний в поршневій парової машині.

Якісно новий період настав під час промислового перевороту в 19 столітті з початком виробництва гірничих машин. Так, в 1834 р. Г. Отіс (США) розробив перший паровий одноківшовий екскаватор на залізничному ході.

З другої половини XIX ст. одержало розповсюдження канатне буріння, при якому штанга з закріпленим на її кі­нці долотом опускалась в све­рдловину на канаті, а не на системі жорстких штанг. Після пробурювання невеликої частини свердловини долото легко підіймалось на поверхню, а для очищення свердловини від породи туди на канаті опускали видовжене відро - "желонку".

Проте при канатному бурінні штанга поверталася з дуже великим зу­силлям. Тому незабаром з'явилися "самообертальні" ударні штанги. Були створені спеціальні бурові верстати для буріння свердловин на глибину по­над 1000 м.

У першій половині XIX ст. були проведені роботи з механізації транс­портування корисних копалин. На багатьох рудниках і шахтах стала викори­стовуватися канатна відкатка, при якій вагонетки прикріплялися до нескін­ченно рухомого канату, закріпленого між двома шківами, один з яких приво­дився в рух або конем, або паровою машиною.

Найбільш цікаві винаходи у галузі транспортування корисних копалин були зроблені в золотопромисловості. У 1861 р. інженером А.Лопатіним був винайдений так званий пісковоз. Це був перший стрічковий кон­веєр, призначений для транспортування золотоносних пісків до машин, а відмитих пісків у відвал. Лопатін широко застосовував свій винахід на копа­льнях Східного Сибіру. Заглиблення гірничих виробок і збільшення їх довжини різко погіршили рудничну атмосферу. Це призвело до зростання числа вибухів в шахтах. За­стосування парової машини в рудниках також викликало ряд великих катаст­роф. Тому проблему провітрювання шахт стала дуже гострою. У XIX ст. за­стосовуються поршневі вентилятори, діаметр поршня доходив до 5,5 м. Гро­міздкість і мала ефективність таких вентиляторів змушувала шукати нове рі­шення. Новим засобом став відцентровий вентилятор.

Уперше успішно пра­цюючий відцентровий вентилятор був винайдений інженером А.А.Саблуковим в 1832 р. Проблему освітлення в шахтах вирішив винахід в 1815 р. англійським хіміком Г.Деві вибухобезпечної лампи.

Перша конструкція бурового верстата для обе­ртального буріння була виготовлена у 1862 р., яка пізніше була удосконалена і забезпечена важільним регулятором тиску коронки на вибій. У другій половині дев'ятнадцятого століття масштабне будівництво залізниць і каналів, а також розвиток гірничовидобувних робіт привів до необхідності переміщення великих мас землі, яке вже не могло бути здійснене за допомогою ручної праці землекопів. Це привело до активного розвитку різноманітних землерийних машин. Так, наприклад, у Німеччині застосовувалися «будівельні локомобілі», оснащені одноканатними грейферами.

У 1906 р. англієць Сеткайф сконструював стрічковий конвеєр для плас­тів невеликої потужності. Спочатку в конвеєрі застосовувались бавовняні стрічки, а пізніше - прогумовані.

Після першої Світової війни, одночасно із загальним розвитком техніки, активізувався і розвиток екскаваторів. Двигуни внутрішнього згорання і електропривод, застосування гусеничного (і крокуючого) ходу дозволили істотно збільшити потужності і мобільність екскаваторів. Екскаватори стали повноповоротними, збільшилася номенклатура їх робочого устаткування (пряма і зворотна лопата, драглайн, струг і ін.) і сфера їх застосування (розкривні, тунельні роботи і ін.). У США і в Росії удосконалювалися одноківшові екскаватори. Вже на початку 50-х років XX століття використовувалися гігантські екскаватори з ковшами об'ємом до 30 куб.м.


Случайные файлы

Файл
29538.rtf
103535.rtf
125417.rtf
ФЕР-30.doc
38476.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.