Горное дело

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

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

Производительность при этих инструментах: при добыче лопатною работою, напр., золотоносных песков на 1 куб. саж. полагается 2-2,5 поденщика; черпаком 1 рабочий в смену может добыть в средн. 240 п. озерной руды; при помощи гребка в смену можно нагрузить 20,5 куб. фт. породы; заступом 1 рабочий в смену может вырезать 3000 кирпичей из торфа, размерами каждый 12 "х4¹/₂"x5 ". Кайловая работа применяется для пород ломких и мягких, например глинистых сланцев, гипса, каменной соли, каменных и бурых углей. Кайла бывает простая и двойная.

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

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

Кирковая работа применяется главным образом при твердых и вязких породах, для выравнивания поверхностей, образования в стенах гнезд, отделки стен выработок и т. д. При кирковой работе применяют кирку и молоток. Производительность рабочего при очень крепких породах составляет в 8-часовую смену 2 куб. фт.; при гнейсе, например, 7 куб. фт., а при более мягких породах — 24 и более куб. фт. Клиновая работа употребляется при добыче трещиноватых пород. Инструменты суть клин и балда. При помощи клиньев откалываются большие куски породы. Порохострельная и динамитная работы применяются при добыче пород различной твердости, например вязких и твердых в высшей степени, каменной соли, каменного угля и пр. Инструменты при этих работах суть: бур; он состоит из стального или железного квадратного стержня, оканчивающегося долотом или венцом (долотчатый или венечный бур); длина бура от 10 " до 36 ", диаметр лезвия — от⁵/₈" -1¹/₄"; молоток весом 4-8 фн.; забойник, представляющий утолщенный к концу железный стержень с продольным углублением, в которое входит игла, или штревель, и чищалка.

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

ГОРНОЕ ДЕЛО II.

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

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

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

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

8. Почвоуступная работа.

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

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

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

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

Работа в Стасфуртском месторождении каменной соли.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

При проводе штольнеобразных выработок в рыхлых и сыпучих породах употребляют забивную крепь (фиг. 23, т. I).

Она состоит из дверных окладов на лежнях; возле окладов помещают бруски, так что между ними образуется щель, в которую вставляют заостренные доски или клинья и забивают в породу. Забой закрывается особыми деревянными щитами. Когда клинья вошли в породу на известную глубину, щиты отнимают и забой очищают; на освободившееся место ставят следующий оклад и работу ведут далее, как указано. Звено крепи между двумя окладами носит название поля; расстояние между окладами изменяется от ¾ -1 ¾ арш., смотря по прочности пород. Работа эта принадлежит к числу трудных и медленных. В плывучих породах употребляют крепь несколько иную: во всю площадь забоя вбивают до отказа дубовые колья длиною до 3 аршин, толщиною 1 ½ вершка. Затем один из кольев вытаскивают, и плывучая порода выходит в подставленную тачку или бадью, после чего кол вгоняется уже глубже; затем вытаскивают второй и т. д. Забой подвигается вперед, и выработка тотчас крепится. Если давление пород такое сильное, что деревянная крепь не выдержит, или же если последняя требует частого ремонта, или если выработка предназначается на долгий срок, то прибегают к креплению камнем, которое в 4 раза дороже, чем деревянное, но не требует ремонта. Материалами для этого крепления служат камень, кирпич и цементы. Относительно толщины крепи существует следующее практическое правило: крепь из кирпича должна быть 1²/₃-2 раза толще деревянной крепи, которую пришлось бы поставить в данной выработке, а каменная — в 1¹/₂-1³/₄раза. Каменною крепью закрепляются или только слабые места выработок (фиг. 29 и 31, т. I)

или же большею частью крепят стенами и сводами, или сплошь. В этом случае сечению крепи для наибольшей устойчивости дают очертание эллиптическое и овальное. Шахтообразные выработки крепятся также или деревом, или камнем. Деревянная крепь устраивается из отдельных венцов, а последние слагаются из брусьев или бревен (фиг. 24, т. I).

При устойчивых породах звенья ставят одно от другого на расстоянии 3 ¼' — 6 ½', причем выдающиеся их концы заделывают в стене шахты. Иногда каждый вышележащий венец располагается на стойках, упирающихся в нижележащий; это — крепь на стойках, или бабках. В случае слабых пород или при очень сильном давлении устраивают сплошную срубовую крепь, т. е. венцы кладут друг на друга. При неравномерном давлении или больших размерах длинных сторон ставят вандруты (или длинные брусья) по бокам и по углам и распирают их особыми расколотами (распорками). Для того, чтобы шахту разделить на отделения, между длинными сторонами венцов располагают переклады. Капитальные шахты крепят обыкновенно кирпичными стенами. Крепление в этом случае производится или сплошь по всей длине, или же участками. Поперечному сечению шахты при креплении деревом дают форму четырехугольную, восьмиугольную и круглую. В последнее время часто применяют железное крепление, в породах более или менее крепких, и чаще всего в таких случаях, когда пришлось бы применять венцовую деревянную крепь на стойках. В дело идут старые рельсы. Если при проходе шахты замечается сильный приток воды, то в таких случаях применяется особый способ крепления — кувеляция, направленный к тому, чтобы устранить приток воды в шахту. Кувеляция совершается при помощи дерева, камня, чугуна. Провод шахт с большим притоком воды сопряжен с большими затруднениями и крайне дорог. Ввиду этого Кинд и Шадрон предложили особый способ, по которому шахту проводят посредством бурения и потом уже сразу закрепляют на известную глубину водонепроницаемую чугунною крепь. В породах в высшей степени плывучих, с большим притоком воды при проводе шахты устраивают опускные крепи — каменные, железные или чугунные. Крепи эти погружаются в плывучую породу под влиянием собственного веса или груза, или же их нажимают винтами, прессами и пр. Сюда относятся способы Триже и Гибаля.

Рудничная доставка и откатка. Доставка добытых в руднике масс полезного ископаемого на дневную поверхность представляет одну из важнейших задач Г. дела, требующую, особенно в последнее время, c развитием каменноугольной промышленности, величайшего внимания. При доставке должно придерживаться основного правила — поднимать на поверхность столько, сколько необходимо, а потому в самом руднике предпринимают меры к тому, чтобы от полезного минерала отделить все лишнее, напр. пустую породу. Кроме того, необходимо избегать частой перегрузки, ибо при этом ухудшается качество, напр., каменного угля и непроизводительно затрачивается лишняя работа. Добытые в руднике минеральные вещества должны быть от забоя перемещены к определенным местам в руднике, напр. откаточным штрекам, а от них к шахте и по ней уже поднимаются на поверхность. Передвижение по горизонтальному направлению есть перевозка; доставка с высших горизонтов на нижние или наоборот — спуск и подъем. Кроме этого, существует еще и переноска. Для передвижения существуют весьма различные способы — ручные и механические. Переноска применяется ныне весьма редко: при металлических рудниках с небольшою производительностью, при выработках узких или с непостоянными и значительными уклонами. Более совершенный способ — доставка в волокушах, которые представляют ящик или бадью, поставленные на полозья. Доставка в тачках применяется также редко. На рудниках Гарца и Венгрии несколько столетий уже практикуется способ доставки на так называемых собаках, представляющих ящик, который сверху несколько суживается, поставленный на колеса, причем задние более передних. Колеса катятся по деревянным толстым доскам (различают собаки венгерские и немецкие). Более совершенный и употребительный способ — откатка в вагонах, иногда по деревянным, но чаще по железным путям и рельсам. Сами вагоны бывают деревянные и железные, и размеры их зависят от многих причин: размеров ходов, систем разработки и пр. Вместимость вагонов вообще до 35 пуд. Откатка вагонов людьми и лошадьми производится по горизонтальным выработкам и с уклоном приблизительно 0,009. При других условиях применяется механическая откатка при помощи локомотивов, бесконечных цепей и канатов. Доставка с высших горизонтов на нижние производится при помощи скатов, или бремсбергов. Бремсберг есть наклонный путь между двумя выработками; на этом пути на верхнем горизонте располагают барабан, на который навивают в разные стороны два каната. В то время, когда нагруженный вагон спускается и разматывает канат, другой канат навивается на барабан и тащит за собой снизу пустой вагон. Угол уклона для бремсберга около 10°, наименьший угол 2 ½°. Подъем с низших горизонтов на высшие совершается в руднике при помощи ворота, или бесконечной цепи.

Подъем по шахтам. Устройства для этого находятся в зависимости от направления шахты (вертикальная или наклонная), от количества поднимаемого груза, глубины, с которой совершается подъем, и скорости. Подъем этот совершается при помощи особых рудоподъемных машин, или барабанов. Для приведения их в действие применяют лошадей, водяные колеса и турбины и пар. Сам подъем совершается в бадьях или особых клетях — устройствах, приспособленных для установки в них нескольких нагруженных вагонов. Бадьи поднимаются посредством канатов или цепи. Чтобы они не раскачивались и не производили порчи стен шахты, ставят особые направляющие брусья. Кроме бадей употребляют иногда четырехугольные ящики. Клети, служащие для подъема вагонов, устраиваются из железных рам, скрепленных железными крестовинами.

В клеть ставят один или несколько вагонов — в этом случае она бывает в несколько этажей, из которых каждый служит для помещения одного вагона. Самое большое число этажей — 6, но чаще всего их бывает 4. Клеть движется по шахте между направляющими штангами. Нагруженные вагоны доставляются обыкновенно к шахте по штреку, который возле ее расширяют, тщательно закрепляют камнем или деревом и образуют так наз. рудничный двор (фиг. 5, т. II).

У этого двора останавливается клеть, и в нее один за другим вкатывают вагоны. Для подъема клетей употребляются обыкновенно пеньковые, железные и стальные проволочные канаты. Так как канаты могут лопнуть, то, чтобы избежать несчастья, клети снабжаются особыми предохранительными механизмами — парашютами, назначение которых состоит в том, что в момент разрыва каната они начинают действовать и удерживают клеть среди направляющих ее брусьев. При подъеме и опускании клети дают особые сигналы. Что касается до двигателей, приводящих в действие подъемные устройства, то существует много систем. Самый древний и самый распространенный — это конный ворот, или барабан (фиг. 6, т. II).

Он состоит из деревянного вертикального вала, на верху которого укреплен барабан для каната. Этот механизм приводится в движение конною силою. Есть вороты, приводимые в движение 4-мя парами лошадей. Во многих старых и глубоких рудниках большое значение имеют для подъема по шахтам водяные колеса, приводимые в движение рудничною водою. Колеса эти имеют большой диаметр (14-16 м), располагаются в особых подземных камерах и снабжены двойными лопатками, обращенными в противоположные стороны. Пуская воду то на одни, то на другие лопатки, колесу придают вращение в 2 противоположные стороны, чем достигается возможность спуска и подъема бадей и клетей. Скорость подъема регулируется особым тормозом и количеством пускаемой на колесо воды. Движение канату передается непосредственно или при помощи кривошипов и тяг (ф. 25 и 26, т. I).

Канаты перекинуты здесь через особые направляющие шкивы. Вместо колес нередко употребляются турбины. Самые совершенные двигатели — это паровые двойного действия. Посредством их достигается наибольшая скорость, а вместе с тем и наибольшая производительность. В последние годы в некоторых европейских и американских рудниках вводят подъем руд и угля посредством динамо-машин.

Сообщение по выработкам. Сообщение по выработкам, не превосходящим уклона в 30°, совершается естественным образом. При уклоне более 30° устраивают в почве наклонного хода ступеньки или различного рода лестницы. Для спуска и подъема людей по шахтам существуют различные приспособления в зависимости от глубины шахт.

Лестницы или стремянки имеют обыкновенно длину около 3 саж., почему шахту разделяют полками на отделения, на которых и помещаются звенья лестницы. Расположение и уклон лестниц должны быть по всей шахте одинаковыми. Из опытов выведено: при глубине шахты до 100 саж. сообщение рабочих можно еще допустить; при глубине до 250 саж. лестницы становятся невыгодными, ибо подъем и спуск поглощают у рабочих весьма много времени; при глубине 300-400 саж. и выше лестницы должны быть совершенно оставлены. Там, где подъем совершается в клетях, рабочие с удобством и безопасностью могут ими пользоваться для подъема и спуска (фиг. 7, т. II).

При деятельной работе рудника иногда устраивают для рабочих специальную подъемную машину. Вообще при передвижении рабочих в клетях должны быть соблюдаемы правила величайшей предосторожности, так как недосмотр или неисправность механизмов могут причинить большое несчастье. Иногда подъем рабочих в клетях бывает невозможным; в таких случаях прибегают к помощи подвижных лестниц, или фаркунстов.

Однодействующий фаркунст состоит из длинной штанги, деревянной или металлической, с укрепленными на ней полками. Против этих полок к боку шахты укрепляются другие — неподвижные. Штанга имеет движение вверх и вниз, причем ход ее равен высоте между двумя полками. Рабочий становится при подъеме из шахты на неподвижную полку и ждет, когда подойдет к нему при опускании штанги вышележащая на ней полка, перескакивает на нее, в этот момент штанга поднимается и переносит его к следующей неподвижной полке и т. д. Двудействующий фаркунст состоит из двух штанг, из которых в одно и то же время одна опускается, а другая поднимается. Рабочие переходят при подъеме и спуске с полки одной штанги на полку другой (фиг. 8 и 9, т. III).

Иногда фаркунсты устраивают так, что на одной ступени разом могут поместиться несколько человек. В таких случаях возможно организовать одновременно спуск и подъем рабочих. Для движения фаркунстов служат водяные колеса и паровые машины. Круговращательное движение механизмов превращается в прямолинейное для фаркунста посредством особых крестовин или угольников. При прямой передаче движения употребляются только паровые двигатели и при этом главное внимание обращается на то, чтобы штанги фаркунстов имели правильное движение. Для того, чтобы рабочие имели время перейти с одной ступени на другую, необходима некоторая пауза, которая достигается посредством особых механизмов — катарактов. Продолжительность паузы бывает около 3 секунд. Фаркунсты представляют дорогие устройства, почему в последнее время предпочитают спуск людей и рабочих на канатах в клетях.

Рудничный отлив воды представляет собою все средства и способы, посредством которых притекающие постоянно в рудник подземные и рудничные воды удаляются прочь. Подземные воды своим происхождением обязаны атмосферным осадкам, проникающим вглубь по различным трещинам, старым выработкам и пр. Количество рудничных вод изменяется в самых широких пределах; есть так называемые сухие рудники, где притока вод почти не существует. Присутствие воды представляет много неудобств: мешает рабочим у забоя, при добыче каменного угля понижает его стоимость и способствует самовозгоранию его и, наконец, всегда угрожает опасностью затопить рудник. Осушение выработок достигается: 1) устранением притока в выработки, 2) отводом собравшихся уже в выработках вод и 3) подъемом рудничных вод. К первой категории относятся все средства для того, чтобы устранить доступ воды извне; ко второй — средства для устранения притока внутри рудника; сюда относятся утрамбовка почвы выработок, водонепроницаемые в известных местах перемычки и предохранительные столбы из полезного ископаемого. Отвод или подъем рудничных вод совершается по штольням и шахтам. В первом случае все воды, скопляющиеся в выработках выше штольни, естественным путем — по канавам, по желобам, по трубам — доставляются к штольне, а по ней наружу. Воды ниже штольни — поднимаются до ее горизонта насосами. Для отлива воды проводят, где позволяют местные условия, особые водоотливные штольни. Чаще приходится поднимать воду по шахтам; для этого иногда устраивают особые специальные шахты (водоотливные), и рудничные воды доставляют к ее дну, или зумфу, откуда извлекают особыми насосами или поднимают в ящиках. Насосы рудничные бывают одно— и двудействующие. Насос состоит из всасывающей воду трубы, всасывающего поршневого устройства и подъемной трубы. Смотря по помещению подъемной трубы, различают подъемные и давящие насосы. Устройство всасывающего и давящего насоса, а равно и клапанов для них представлено на фиг. 3, 4 и 5 т. III.

Давящие насосы отличаются простотою и прочностью, но они могут быть затопляемы водою, а потому имеют исключительное распространение в верхних горизонтах, не подвергающихся затоплению. Нижние горизонты рудника снабжаются подъемными насосами. Хотя одним насосом воду возможно, теоретически говоря, поднять на любую высоту, но обыкновенно этого не делают по многим причинам, а шахту, в которой устанавливается насос, разделяют на несколько отделений, или ставов, имеющих каждый свой насос, причем каждый нижележащий насос подает воду вышележащему, т. е. вода извлекается из рудника в несколько приемов.

Насосы всех ставов приводятся в действие от двигателя одною и тою же штангою, к которой прикрепляются штоки от поршней насосов. В каждом ставе насосы укрепляются на прочных железных балках или на брусьях, прочно заделанных концами в стене шахты. Двигателями для насосов могут служить водяные колеса (фиг. 9, т. II) и паровые двигатели (фиг. 8, т. II) и водяные тараны, водостолбовые машины.

Кроме насосов, существует много типов и других механизмов, действующих непосредственно паром.

Освещение рудников. Главным условием освещения должна быть достаточная сила света, экономичность и отсутствие копоти. При хорошем освещении производительность рабочих сильно повышается. Экономия в расходах по освещению в больших рудниках представляет значительные суммы. Освещение рудников совершается с помощью свечей, которые помещают на особых подсвечниках или в фонарях, блендах; затем посредством ламп. Материалом для освещения служит сало и растительные масла: конопляное, сурепное, льняное и пр. Конопляное масло должно предварительно очищать. Некоторые специальные выработки — рудничные дворы, камеры для машин и пр. — должны быть освещаемы постоянными лампами, напр. керосиновыми. Иногда применяют газовое освещение. В рудниках с гремучим газом необходимо употреблять предохранительные лампы, прототипом которых служит лампа Деви (см. Предохранительные лампы). Из этих ламп в настоящее время наиболее распространены: Пилера (указатель гремучего газа), Мюзелера, Марсо, Фюма и пр. Одна из них представлена на фиг. 27 т. I.

Вентиляция или проветривание рудников см. соотв. статью.

Обогащение и сортировка руд см. Руда.

Исторический очерк. Г. дело относится к глубокой древности, и следы о нем имеются у многих азиатских народов. Ассирийцы за 2000 лет до Р. Х. разрабатывали медные рудники в Армении в верхнем течении Тигра. Индейцы издревле славились золотом, серебром и драгоценными камнями. Г. дело было развито уже за 3000 лет до Р. Х. в Верхнем Египте: цветущего состояния достигло оно при Птоломеях. Искусство плавить медь, по сказаниям Диодора, было открыто Озирисом в Фиваиде. Израильтяне издавна знали металлы: Авраам имел уже золото и серебро, а о свинце упоминается в книгах Моисея и Иова. Финикияне с незапамятных времен умели плавить руды, и от них это искусство перешло в Грецию. По свидетельству Страбона и Плиния, финикиец Радмус организовал добычу золота и меди в Тразии. Финикийцы ознакомили с благородными металлами и Южную Испанию около 1100 до Р. Х., при основании там своих колоний. К самым большим и, вероятно, самым древним рудникам Греции принадлежат рудники в Аттике, в особенности в горах Лауригона. В позднейшие времена здесь опять стали добывать серебро, медь, свинец и галмей, и уже при Фемистокле добыча была настолько велика, что серебром были нагружены 200 кораблей военного флота. Пелопоннесская война прекратила там Г. дело, и оно впоследствии уже не могло достигнуть прежнего блеска. При Демосфене число аттических горнорабочих достигло до такой цифры, что они составляли отдельную касту наряду с купцами и земледельцами. У древних римлян Г. дело сначала развито не было, и лишь незадолго до пунических войн они стали заменять медную монету серебряной. Завоевание Средней Италии, где этруски занимались Г. делом, доставило им обладание рудниками и заводами.

Относительно истории Г. дела в российском государстве в древнейшие времена указаний прямых нет. Находимые, однако, в различных местах клады, в раскопках курганов, в могилах и пр. металлические предметы указывают, что народы, которые впоследствии должны были войти в состав русского государства, знали золото, серебро, медь и железо; славяне до Рюрика получали золото и серебро меновым путем, сами же добычею этих металлов не занимались. Медное дело было в значительном развитии, и, как надо думать, отрасль эта была сосредоточена тогда в биармском Приуралье и югорских чудских копях. О способах получения меди ничего не известно, но почти нет сомнения, что медь главным образом получалась из окисленных руд пермской формации. Железное производство имело такую же давность и стояло на одинаковой высоте с медным. Железным делом занимались главн. образом инородцы, обитавшие в окрестности нынешнего г. Устюжны, которая в прежнее время носила название "железного поля". Выделка железа производилась в сыродутных горнах. Есть основание предполагать, что, кроме Устюжны, железное дело было основано в северной части Киевской губ. и восточной части Волынской губ. В XIV в. новгородцы разрабатывали руды на Белом море, в Неноксе. Масса всевозможных металлов и изделий из них получалась, однако, путем меновой торговли и во время походов, которые так часто совершали славянские князья со своими дружинами на соседние государства. Приходилось также покупать железо у шведов по дорогой цене. По объединении удельных княжеств в одно государство при Иоанне III и по мере развития раздоров и войн с Литвою, поляками, шведами, татарами и турками потребность в металлах возрастала, а способы к приобретению их по временам очень были затруднительны; все это побуждало государей к водворению в России собственной горной промышленности. Уже Иоанн III требовал в 1482 г. от венгерского короля Матвея Корвина горских мастеров, искусных в добывании золотой и серебряной руды и в обработке их. В 1490 г. был дан наказ найти и принять в русскую службу горных мастеров послу, отправлявшемуся к римскому императору. В следующем году отправлена была уже на Печору поисковая партия. Столько же заботился о Г. деле и Иоанн Грозный; в его царствование Аника Строганов в нынешней Вологодской губ. основал соляные заводы. После покорения Сибири Ермаком долгое время не знали о существовании там руды, но в 1628 г. случайно были найдены железные руды и основан завод для их обработки (Ницынский). После открыт был и медный рудник близ Соликамска. При царе Михаиле Феодоровиче в 1632 г. основываются Городищенские заводы близ Тулы. Со времени Петра I начинаются уже усиленные поиски руды и постройки многочисленных железн. заводов на Урале, в Сибири в др. местах государства российского. На долю Демидова выпало основание железного и медного дела на Урале и частью в Сибири — дела, которое и до сих пор процветает. Постепенно разрастаясь, железное дело возникло и в других местах империи. На Ю. России первый железоделательный завод Луганский устроен был в 1796 году. Жильное золото открыто было впервые в 1745 г. в Воицком руднике Архангельской губ., Кемского у. На Урале оно найдено было в 1744 г. С 1748 г. начинается уже разработка золотых рудников Урала. Позднее жильное золото найдено было в Сибири в Алтайских и Нерчинских рудниках. Золотые россыпи были открыты впервые на Березовских рудниках в 1814 г. на Урале; частная золотопромышленность на Урале получает развитие в 1819 г., а в Сибири россыпное золото стало известно с 1829 г. В 1830 г. по р. Фомихе открыта богатая россыпь казенными средствами. В 1849 г. — найдены богатейшие прииски по рч. Олекме. В 1856-59 гг. следует открытие золота в системе Амура, а в 1866 г. Амурская и Приморская область разрешаются для частной золотопромышленности. Серебряные руды были известны очень давно, но разработка их началась при Петре I и главным образом в Сибири. Открытие каменного угля на Ю. России относится также к эпохе Петра I, но разработка его принадлежит всецело стараниям черноморских моряков, и поиски, и разработка каменного угля начались в период с 1797 по 1806 г. Что касается других полезных ископаемых, то открытие их относится к давним временам и преимущественно к эпохе Петра I, но разработка их начинается гораздо позднее, а некоторые полезные ископаемые, как нефть, получают значение лишь в самое последнее время.

А. Васильев. Δ.

отрасли науки и техники, охватывающие процессы извлечения (добычи) из недр Земли полезных ископаемых (см. также Горная наука, Горная промышленность).

На протяжении тысячелетий Г. д. включало добычу только твёрдых полезных ископаемых (нерудные строительные материалы, руда и др.). Во 2-й половине 19 в. начинает развиваться добыча нефти, в начале 20 в. — природного газа.

Добыче полезных ископаемых предшествует их разведка (см. Разведка месторождений полезных ископаемых), необходимая для определения запасов, качества руд и экономической целесообразности эксплуатации данного месторождения, производственной мощности горного предприятия, способов разработки месторождения. Всё более широкое применение получают Геофизические методы разведки, развиваются Геохимические поиски и микробиологическая разведка. Данные разведочных работ и пространственно-геометрических измерений изображаются на картах, планах, разрезах и графиках методами маркшейдерии (См. Маркшейдерия) и горной геометрии (См. Горная геометрия).

Когда выявлены достаточные запасы полезного ископаемого, а также техническая и экономическая целесообразность его использования, приступают на основе предварительно составленного проекта к разработке месторождения. Для этого проводится по определённому плану сеть подземных или открытых горных выработок (См. Горные выработки) или бурятся скважины; для вскрытия месторождения (См. Вскрытие месторождения) строятся необходимые надземные и подземные сооружения.

Правила технической эксплуатации шахт требуют, чтобы из подземных выработок было не менее двух выходов на земную поверхность: по одному из них поступает свежий воздух, по другому выходит отработанный. Такими выходами обычно являются вскрывающие месторождение и соединённые между собой выработки: вертикальные или наклонные шахтные стволы, штольни. Глубина вертикальных стволов превышает в некоторых случаях 2000 м. Способы проходки стволов, как и др. горных выработок, зависят от характера и обводнённости пересекаемых ими пород. По мере выемки породы стенки горных выработок крепятся для предотвращения их обрушения (см. Крепление горных выработок).

После того как месторождение вскрыто, проводят выработки по полезному ископаемому, назначение которых — подготовить месторождение к очистным работам (так называемые подготовительные работы). После проведения подготовительных выработок приступают к очистным работам для извлечения полезного ископаемого. Забои для производства очистных работ носят название очистных, а выработки, образующиеся при этом,— очистных выработок. Установленный для данных естественно-геологических и технико-экономических условий порядок проведения во времени и пространстве подготовительных и очистных работ называется системой разработки месторождения.

Проходка подготовительных выработок и очистные работы по добыче полезных ископаемых производятся, как правило, машинами: буровыми, породопогрузочными, комбайнами и др.

Добытое полезное ископаемое доставляется от очистного забоя к земной поверхности рудничным транспортом: транспортировка грузов и людей по шахтному стволу осуществляется шахтным подъёмом (См. Шахтный подъём).

Все подземные горные выработки снабжаются свежим воздухом (см. Проветривание шахты, Рудничная атмосфера). В подземных выработках устанавливается стационарное электрическое освещение, а рабочим выдаются переносные рудничные лампы. Скопляющаяся в подземных выработках вода постоянно удаляется системой рудничного водоотлива. Специальные службы следят за правильностью и безопасностью подземных работ (см. Государственный горнотехнический надзор), принимают меры для предотвращения и ликвидации пожаров, аварий, катастроф и их последствий (см. Горноспасательное дело).

Начало Г. д. относится к ранней стадии развития человеческого общества. В период родового строя для подземной добычи кремния проводились горные выработки, иногда с деревянным креплением. Для горных работ применялись каменные орудия и кайлы из оленьего рога. В рабовладельческом обществе начинается систематическая разработка медных и оловянных руд, добыча золота и серебра (см. Благородные металлы). На территории СССР обнаружены следы древних рудников периода бронзового века (См. Бронзовый век). В Центральной Европе от этого периода остались выработки со следами крепления, лестниц и т. п. Задолго до н. э. Г. д. существовало в Китае, Японии, странах американского континента.

Главным фактором развития производительных сил в античном обществе стало освоение производства железа. На горных работах использовался труд огромного числа рабов и осуждённых преступников. Крупную экономическую роль играло Г. д. в Древнем Риме конца республики и эпохи империй (1 в. до н. э. — 3 в. н. э.).

С развитием феодальных отношений в Г. д. происходят значительные сдвиги. В 11—13 вв. начинается широкое развитие Г. д. в Центральной Европе, возникает пока ещё ручное бурение горных пород. Важные усовершенствования в Г. д. были сделаны в Европе в 15—16 вв. Применение конного привода и водяного колеса для рудничного подъёма, а также для водоотливных устройств позволило вести горные работы на глубине до 150 м. Появляются Взрывные работы, которые начинают вытеснять огневой способ разрушения. Вводится мокрое обогащение, что позволяет вести разработку сравнительно бедных руд. В 1512 в Саксонии была выдана привилегия на мокрую толчею. В это время в рудниках начинают устраивать деревянные настилы для перемещения по ним тележек с полезным ископаемым. Появляются первые горные училища и руководства по Г. д. («О горном деле и металлургии...» Г. Агриколы, 1556). В Г. д. раньше, чем в других отраслях промышленности, нашли применение паровые машины, первоначально для откачивания воды (англичанин Т. Ньюкомен в 1711—12), затем и для рудничного подъёма.

С эпохи промышленного переворота (конец 18 — начало 19 вв.) осуществляется переход к широкому применению в Г. д. машин. В 1815 англичанин Х. Дэви изобретает безопасную рудничную лампу. Совершенствуется техника бурения, всё шире применяются взрывчатые вещества, вводится рельсовая откатка с конной тягой. В 30-х гг. 19 в. начинают применять стальные канаты для рудничного подъёма и откатки. В середине 50-х гг. 19 в. появляются первые работоспособные врубовые машины (См. Врубовая машина).

Условия развития Г. д. вновь изменяются в конце 19 — начале 20 вв. в связи с огромным увеличением спроса на полезные ископаемые. Интенсивно развивается техника проходки стволов шахт (см. Стволопроходческий агрегат). Усовершенствованные методы проходки, вентиляции и водоотлива позволяют увеличить глубину разработок до 1000 м, иногда — до 2000 м. Создаются высокопроизводительные системы разработки угольных и рудных месторождений (см. Подземная разработка). Вводится электрический привод для подъёмных машин, насосов, вентиляторов, электрифицируется рудничный транспорт, осуществляется механизация зарубки с помощью врубовых машин, широко применяются отбойные молотки, работающие сжатым воздухом. Возникают самостоятельные научно-технические дисциплины, занимающиеся вопросами добычи отдельных видов полезных ископаемых: угля, руд, нефти, торфа и т. д.

Важнейшими задачами, стоящими перед Г. д. в СССР, являются рациональное использование недр, значительное повышение экономической эффективности и улучшение условий труда в этой самой тяжёлой и опасной области его массового применения. Ведутся интенсивные поиски новых систем разработки месторождений, более мощных средств механизации, применения автоматизации и построения технологии добычи по принципу поточного производства. В угольных шахтах всё больше механизируются отбойка и погрузка угля; погрузку угля и породы в подготовительных выработках производят горными комбайнами (См. Горный комбайн) и погрузочными машинами. Механизируются отбойка и погрузка также при добыче руд. Постепенно расширяется применение автоматизации и дистанционного управления машинами и механизмами. Внедряются в промышленную практику металлическая крепь (взамен деревянной) и передвижная механизированная крепь (см. Крепь горная). Наблюдается стремление всемерно сокращать разбросанность горных работ и форсировать выемку в относительно ограниченном числе забоев. В связи с этим вводятся в строй шахты большой производительности и сверхмощные.

Повышение эффективности Г. д. осуществляется преимущественно за счёт более широкого внедрения способов открытой разработки месторождений (См. Открытая разработка месторождений). При открытом способе разработки производительность труда выше, чем на шахтах, в 7—10 раз и более, себестоимость добычи значительно ниже. Во 2-й половине 50-х гг. 20 в. в угольной промышленности добыча открытым способом резко увеличивается. За период с 1913 по 1968 относительный удельный вес добычи угля в карьерах возрос в общем мировом балансе с 6 до 30% . В СССР в 1968 в карьерах было добыто 25% угля (об открытых горных работах см. также Гидромеханизация, Дражная разработка, Торфодобыча).

В СССР доля открытого способа добычи составляет (1969): по железной руде 77%, рудам цветных металлов 64%, марганцевым 56,4%, горнохимическим 46,6%, неметаллическим ископаемым и строительным материалам 100%.

Большие успехи достигнуты в изучении физических свойств горных пород, позволяющие находить оптимальные решения в конструировании породоразрушающих машин и инструментов, а также в методах переработки полезных ископаемых (см. Обогащение полезных ископаемых).

Продолжаются теоретические и опытные работы в областях Г. д., открывающих перспективу добычи ископаемых без работы людей под землёй, методами геотехнологии (См. Геотехнология), а также добычи полезных ископаемых с морского дна (см. Подводная добыча полезных ископаемых).

Неизмеримо возросли, особенно за десятилетие 1960—70, способы добычи жидких и газообразных полезных ископаемых, занимавших (1969) ок. 60% в топливном балансе СССР. Развитие добычи этих полезных ископаемых было тесно связано с развитием техники бурения скважин (см. Бурение). В связи с большой спецификой разработки месторождений нефти и природного газа эти вопросы освещены в статьях Нефть и Газы природные горючие. Разработка нефтяных месторождений ведётся на больших глубинах с искусственным воздействием на пласт (например, заводнением), в акваториях морей. В газовой промышленности СССР создаются мощные газовые промыслы с ежегодной добычей 75—100 млрд. м³ и строительство магистральных газопроводов больших диаметров (см. Газопровод).

Лит.: Бокий Б. В., Горное дело, 3 изд., М., 1959; Шевяков Л. Д., Разработка месторождений полезных ископаемых, 4 изд., М., 1963; Агошков М. И., Малахов Г. М., Подземная разработка рудных месторождений, М., 1966; Мельников Н. В., Минеральное топливо, 2 изд., М., 1971; Ржевский В. В., Технология и комплексная механизация открытых горных работ, М., 1968; Технология подземной разработки пластовых месторождений полезных ископаемых, М., 1969.

Н. В. Мельников.

ГОРНОЕ ДЕЛО - область деятельности человека по освоению недр Земли. Включает все виды техногенного воздействия на земную кору, главным образом извлечение полезных ископаемых, их первичную переработку и научные исследования, связанные с горными технологиями.

ГОРНОЕ ДЕЛО, область деятельности человека по освоению недр Земли. Включает добычу полезных ископаемых, их первичную переработку и научные исследования, связанные с процессами разработки месторождений, технологиями и оборудованием горных предприятий.

miningmining;

mining engineering, mining

горное делоBergwesen

область практической деятельности человека, связанная с извлечением полезных ископаемых из недр Земли. Обычно под горным делом понимают добычу рудных полезных ископаемых, содержащих в качестве ценных компонентов металлы. Однако горная промышленность поставляет также большое количество нерудных и твердых горючих полезных ископаемых, таких, как ископаемый уголь, сера, калийная и каменная соли, строительные материалы, флюсы и многие другие виды минерального сырья. "Объем" (в денежном выражении) добытых нерудных и твердых горючих полезных ископаемых превышает объем добытых рудных полезных ископаемых. Например, в конце 1990-х годов в США их соотношение составило соответственно 3:1.

ИСТОРИЯ

Истоки горного дела уходят в доисторические времена, когда человек впервые занялся поиском кремней и их обработкой для использования в качестве скребков, ножей, наконечников для копий и других изделий. Позже орудия труда стали ковать из меди. Для ее извлечения медесодержащие породы истирались с помощью более твердых камней. В других случаях эти породы разрушали нагреванием на огне, а затем охлаждением водой. Позднее аналогичным образом стали добывать золото, серебро и некоторые драгоценные камни. Добыча камня для древнеегипетских пирамид велась примитивными способами. Первоначально твердыми каменными рубилами в породах создавались узкие врубы, затем в них вставляли деревянные клинья, которые пропитывались водой до тех пор, пока они не разбухали и не раскалывали породы на отдельные блоки. До изобретения письменности горное искусство уже прошло долгий путь. В библейские времена выплавка железа из руды была уже сложившимся ремеслом, возникшим благодаря случайному открытию способа получения железа в результате воздействия на железную руду раскаленного древесного угля. Рудники в библейский период систематически разрабатывались с помощью весьма несовершенных орудий. Изучение многих горных выработок того времени показало, что, несмотря на отсутствие надлежащего оборудования, добычные работы проводились в очень большом объеме. Около 700 н.э. на Ближнем Востоке медь и золото выплавляли в продуваемых ущельях в горнах из огнеупорного материала, внутрь которых помещали руду и древесный уголь. Индейцы на севере Мичигана задолго до первых белых поселенцев выплавляли медь из руды, используя в качестве топлива и восстановителя дрова. Еще древние греки и римляне, в том числе Страбон и Плиний Старший, подробно описывали методы горных работ. Один из первых источников информации о горном искусстве - труд Г.Агриколы О горном деле и металлургии (De re metallica; рус. перевод 1962, кн. 1-12) - был опубликован в 1556. К 16 в. технология горных работ была достаточно развита. Разрушение скальных пород выполнялось путем попеременного нагревания и резкого охлаждения водой. Этот метод применялся для вскрытия залежей и добычи полезных ископаемых. Подземные выработки обычно укреплялись лесоматериалами и каменной кладкой. На ранней стадии развития горного дела разведывались и разрабатывались наиболее богатые месторождения с высоким содержанием металла. По мере совершенствования способов добычи руды и извлечения из нее металлов стали использовать более бедные руды, относимые ранее к пустым или малоценным породам, в связи с чем многие заброшенные рудники возобновляли свою работу. В горной промышленности стало почти аксиомой, что сегодняшние пустые породы могут завтра оказаться рудами. В Новом Свете становление горного дела происходило медленно. До появления европейцев индейцы эпизодически вели открытую разработку медных руд в районе Великих Озер и в Аппалачах. В 1790 Б.Франклин, обосновывая введение бумажных денег, заявил: "Золото и серебро не производятся в Северной Америке, не имеющей рудников". Однако позднее и там были найдены месторождения драгоценных металлов и железных руд. С 1798 началась непрерывная эксплуатация Миссурийского свинцового пояса, открытого в 1720. В 1845 были обнаружены железные руды в районе озера Верхнего. В 1852 были открыты месторождения коксующегося угля, а в 1859 доказана его применимость для выплавки железа. Эти открытия содействовали развитию железнодорожного транспорта; рост дорожной сети стимулировал расцвет горной промышленности. Это происходило в то время, когда в Европе добыча сырья на многих долго эксплуатируемых рудниках уже шла на убыль. Политико-экономический климат в США благоприятствовал свободному предпринимательству, благодаря чему происходил быстрый рост производства. В 18 в. Америка ввозила почти всю необходимую ей горно-металлургическую продукцию, а в 19 в. сама стала крупным экспортером основных металлов и минерального сырья. После открытия в 1848 месторождений золота в Калифорнии последовали многочисленные открытия месторождений руд меди, свинца, цинка и других металлов. Поиски полезных ископаемых стали вестись в тундре и суровых северных районах Канады. Использование паровой и электрической энергии способствовало изобретению и производству промышленного оборудования. Развитие горнодобывающей техники обеспечивало удовлетворение растущих потребностей в минеральном сырье и позволило разрабатывать месторождения горных пород, добыча и переработка которых ранее считалась нерентабельной. По мере развития промышленности возрастали объемы потребления основных металлов - железа, меди, свинца, цинка, золота и серебра. Вырос также спрос на уголь, серу, фосфаты, гипс, цементное сырье и другую продукцию горного производства. Нашли свое применение в промышленности многие из менее распространенных металлов, такие, как сурьма, кадмий, кобальт, никель, ртуть, вольфрам и ванадий. Можно ожидать, что и другие малозначимые в настоящее время материалы в будущем приобретут жизненно важное значение (как, например, это произошло с ураном в 1942, когда его уникальные свойства были впервые использованы в ядерных реакциях). После Второй мировой войны началась интеграция мировой экономики и значительно возросла роль горнодобывающей отрасли промышленности.

ПОИСКИ И РАЗВЕДКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Поисковые работы нацелены на выявление признаков месторождений. При обнаружении выходов минерала на дневную поверхность проводится детальная разведка местности для установления размеров и ценности месторождения. В случае положительных результатов и благоприятных маркетинговых, транспортных и других условий можно готовить месторождение к активной эксплуатации.

Индивидуальные поиски. Наиболее легко распознаваемые и доступные месторождения давным-давно открыты. В дополнение к традиционным инструментам геолога-поисковика - кайлу и лотку для промывки проб - в современных условиях необходимы счетчик Гейгера или сцинтиллятор, если ведется поиск радиоактивных минералов, приборы ультрафиолетового излучения при поиске флюоресцирующих минералов, бериллометр (прибор, обнаруживающий бериллий с помощью облучения пород радиоактивными изотопами) при разведке бериллиевых руд.

Разведывательные бригады. Современные горнодобывающие компании для поиска минерального сырья нанимают разведывательные бригады, оснащенные полноприводными автомобилями и транспортными средствами на гусеничном ходу, малой авиацией и вертолетами, а также геофизическими приборами, химическими и микрохимическими лабораториями, портативными буровыми станками. Иногда для бороздового опробования исследуемых зон и получения представительных образцов разведывательные партии применяют землеройную технику.

Территории, перспективные для разведки. С каждым годом проблема выбора участка для проведения разведочных работ с вероятностью успеха выше средней усложняется. Не последнюю роль в этом играет элемент случайности. Многие экономически важные месторождения были обнаружены в непосредственной близости от старых действующих рудников. Как правило, они залегают глубже эксплуатируемых залежей. Поскольку поверхность Земли на 71% покрыта водой, объектами исследований стали также морская вода и дно океана. Теперь из морской воды извлекают магний. В связи с открытием марганцевых конкреций на дне океанов требуется сконцентрировать внимание на разработке методов их добычи. Планируются более развернутые подводные исследования с целью поиска других ценных материалов. В будущем, возможно, развернутся работы по извлечению полезных компонентов из металлоносных илов, покрывающих обширные площади дна Тихого океана, а также из высокоминерализованных вод Красного моря.

Методы разведки. Выбор методики исследований часто определяется формой и условиями залегания рудного тела. Если рудная залежь представлена пологозалегающим пластом, то для ее разведки используют сеть вертикальных скважин. Аналогичным образом изучают массивные месторождения вкрапленных руд. Если залежь крутопадающая, то для оконтуривания месторождения на глубине бурят наклонные скважины. Трубо- или чечевицеобразные рудные зоны в жилах требуют еще более тщательного выбора расположения буровых скважин. Обычно глубокозалегающие месторождения полезных ископаемых не поддаются изучению простыми методами, а требуют подробных и сложных исследований. Сначала проводятся исследования земной поверхности, на которой можно обнаружить поисковые признаки скрытых в недрах рудных тел. Зоны красной горной породы или грунта ("железные шляпы") связаны с окислением железосодержащих минералов и часто оказываются признаком руд железа, золота, свинца, цинка и бокситов. На присутствие марганца указывают черные или коричневые пятна (т.н. "пустынный загар"). Светло-желтая окраска может свидетельствовать о присутствии урана, зеленая или голубая - меди, бледно-зеленая - никеля или мышьяка. Легко распознаются черные выветрившиеся обнажения угля. В результате выветривания рудовмещающих пород ряд минералов в них может растворяться, оставляя небольшие полости или "ядра" (породы, заполняющие внутренние полости), сохраняющие форму выщелоченного минерала. Эти породы с ячеистой структурой служат индикаторами нижележащих рудных зон. Кроме того, благоприятными поисковыми признаками являются зоны сильно измененных коренных пород или разрывов, где в результате смещения земной коры образовались положительные и отрицательные формы рельефа.

Геофизические исследования. При разведке рудных участков применяются чувствительные приборы, регистрирующие изменения гравитационного и магнитного полей, электропроводности и других физических свойств горных пород земной коры. Геофизическое оборудование (магнитометры для поиска магнитных руд и гравиметры для выявления различий в плотности горных пород) может быть портативным или устанавливаться на автомобилях и самолетах. Применение авиационных бортовых геофизических устройств значительно ускорило процесс разведки и повысило ее эффективность.

Микрохимические, геоботанические и биогеохимические методы.

Микрохимический анализ относительно малых количеств вещества в большом числе проб используется для обнаружения металлов, присутствующих в незначительных количествах. Обобщение результатов таких количественных исследований позволяет в дальнейшем выявлять скопления полезных ископаемых геофизическими методами. Методы геоботанической индикации, основанные на воздействии определенных минералов на различные растения, были разработаны в начале 1940-х годов. Наиболее широко они использовались в СССР, где с 1955 стали обычными в работе разведочных партий. Растения, растущие на грунтах повышенной минерализации, отличаются аномалиями окраски, формы и роста. Для выявления площадей, в пределах которых растения-индикаторы реагируют на присутствие определенных минералов, совместно применяются аэрофотосъемка и наземный контроль. "Универсальными" индикаторами называются растения, которые всегда реагируют на присутствие данного элемента, а "локальными" - такие, которые действуют лишь в пределах ограниченного района. Так, индикаторами цинка служат определенные виды горчицы и гвоздики, хотя до сих пор по их присутствию не были открыты новые цинковые месторождения. Среди индикаторов меди выделяются растения из семейства гвоздичных, разные виды мяты и мхи. В Швеции на основе изучения состава бриофлоры были обнаружены три месторождения меди. По некоторым видам астрагала и других бобовых - индикаторов селена - в США было обнаружено месторождение урановых руд на плато Колорадо. В биоиндикации важным признаком являются аномалии морфологии растений, а также их фенологических циклов. Присутствие в почве алюминия ведет к укорачиванию корней, увяданию и пятнистости листьев, а никеля - к появлению белых мертвых пятен на листьях. Биогеохимический анализ растений особенно полезен, когда зоны оруденения расположены глубоко. Образцы растений (трав, кустарников, деревьев) обычно исследуются колориметрическим или спектрографическим методами для определения микродоз различных элементов и выявления отклонений от нормы их содержания. Выбор растений для химических анализов определяется глубиной и мощностью их корневой системы, возрастом, высотой и "коэффициентом аккумуляции", показывающим, насколько больше минерал абсорбируется растениями, растущими в пределах ареала рудного тела, по сравнению с теми, которые растут в иных почвенно-грунтовых условиях.

Трассирование потоков рассеяния. Потоками рассеяния называют отторженные обломки и компоненты полезного ископаемого, вынесенные эрозионными процессами из месторождения. Когда находят такие полезные компоненты, то прослеживают их путь вплоть до самого источника (рис. 1). Наиболее успешно этот метод применяется в аридных районах. Однако это чрезвычайно трудно выполнить в тропиках, где пышная растительность и мощный почвенный покров надежно маскируют исходную залежь. Иногда там, где эрозия полностью разрушила зону оруденения, единственное, что остается от месторождения, это поток рассеяния полезных компонентов.

Рис. 1. ЗОЛОТОНОСНАЯ ЖИЛА, выходящая на поверхность, подвергается выветриванию, возникают потоки рассеяния, которые переносятся вниз по склону. В поисках золота, вымываемого водотоками, эти отложения промывают и прослеживают путь потока рассеяния до основной жилы.

При изысканиях на золото пробы последовательно отбираются вдоль водотока вверх по течению. Таким образом ведется поиск других тяжелых минералов (в России этот метод называется шлиховым опробованием). Когда частицы золота обнаруживают в русле водотока, на прилежащих склонах намечается система перпендикулярных линий, располагающихся на одинаковом расстоянии друг от друга. Образцы, отбираемые в узлах этой равномерной сетки, промываются, а количество частиц золота подсчитывается для того, чтобы найти коренной источник их происхождения. Коренное месторождение с поверхности вскрывают траншеями или канавами, а на глубину - штольнями, шурфами и шахтами. Затем подсчитывают запасы и определяют ценность месторождения.

Опробование. В рыхлых отложениях, перекрывающих рудную жилу, опробование ведут шурфами или канавами. Когда в этих поверхностных породах обнаруживаются признаки оруденения, из свежих стенок канав и шурфов отбираются более представительные пробы. При колонковом опробовании в грунт через определенные интервалы, часто вручную, забиваются буры - секции труб диаметром 2,5 или 5 см с острой режущей кромкой. Затем исследуются отобранные буром пробы. Этот метод применим лишь при изучении рыхлых отложений, не содержащих камней или валунов. В России известен метод "отодвигания" встретившихся валунов или остроугольных обломков. Для получения более полной и надежной информации о мощности и особенностях залежей, выходящих на поверхность, проводят комплексное опробование с помощью шурфов, канав и ручных колонковых буров.

Бурение. Там, где исследуемые участки перекрыты мощной осадочной толщей или твердыми породами, необходимо бурение скважин (рис. 2) при помощи разных буровых установок - шнековых, ударно-канатных, вращательных, а также станков "Эмпайр".

Рис. 2. БУРЕНИЕ, часто используемое для определения положения рудных тел и изучения качества руд.

Шнековые установки применяются для бурения мягких грунтов. Вращение шнека осуществляется вручную, либо с использованием лошадиной тяги, либо механическими средствами. Шнековое бурение ведется в основном до глубины ок. 200 м. Станки "Эмпайр" широко используются для бурения рыхлых отложений до глубины 9-12 м при разведке бокситовых и других месторождений латеритного генезиса. Основной частью установки является тяжелая обсадная труба с режущим башмаком на нижнем торце и круглой стальной платформой на верхнем торце. Чтобы платформа вместе с обсадной трубой могла вращаться, к ней крепится поворотный рычаг. В случае мягкого грунта труба под действием веса человека, стоящего на платформе, вдавливается в почву. В глинах и других более плотных породах дополнительную вдавливающую силу обеспечивают приводные плунжеры, которые можно поднимать и сбрасывать. Рыхлый материал, скапливающийся внутри обсадной трубы, разжижается водой. Установки ударно-канатного бурения состоят из тяжелого долота, ударной штанги, ударников и замка, к которому крепится канат. Для забивания бурового снаряда используется вышка с силовой установкой, поднимающей и сбрасывающей рабочий орган. Раздробленная масса извлекается из скважины желонкой или змеевиком. При ударно-канатном бурении скважины редко бывают прямыми, а опробование - точным. Поскольку породы, в которые забивается буровой снаряд, дробятся, часто бывает трудно получить ясное представление об их генезисе. Несмотря на то, что в настоящее время ударно-канатное бурение применяется редко, оно сыграло важную роль в практике разведки и подготовки к эксплуатации многих месторождений полезных ископаемых. Установки вращательного бурения обеспечивают низкую себестоимость бескернового бурения в непродуктивных отложениях. Отбор керна проводят лишь в продуктивной зоне. Некоторые конструкции таких установок предназначены для наклонного бурения под любыми углами. Самая глубокая в мире скважина (12 066 м, Кольский п-ов) была пробурена с применением вращательного бурения. Размеры буровых установок различны - от небольших станков, монтаж и управление которыми в подземных выработках могут осуществлять два человека, до огромных, смонтированных на стальных вышках и обслуживаемых бригадой квалифицированных буровиков. Имеются установки, смонтированные на автомобильных шасси или полозьях. Вращательное бурение нефтяных и газовых скважин (роторное) осуществляется также со специальных судов и стационарных морских платформ. До недавнего времени использовались стальные буровые штанги, поэтому предельная глубина бурения определялась мощностью станка, удерживающего буровую колонну. Появление алюминиевых буровых штанг, хотя и более дорогих, чем стальные, позволило бурить более глубокие скважины. Когда установки вращательного бурения используются для отбора керна, на конец колонковой трубы навинчивается буровая коронка, армированная алмазами или твердыми сплавами, например карбидом вольфрама (победитом). В этой системе полые буровые штанги удерживаются буродержателем, закрепленным на торце полой колонковой трубы, оснащенной резьбой. Буровой раствор под давлением подается вниз по полым штангам для охлаждения коронки и удаления раздробленной массы и шлама. По мере продвижения коронки в керноприемнике колонковой трубы формируется цилиндр из ненарушенной горной породы (керн). Когда коронка углубится на расстояние, равное длине колонковой трубы (от 1,5 до 3,6 м), колонна штанг, колонковая труба и коронка извлекаются из скважины, а керн - из колонковой трубы. Затем он отправляется на разного рода анализы. При бурении бескерновыми вращательными установками (роторное бурение) исследуется раздробленная масса и шлам, вынесенные сжатым воздухом или буровым раствором через полые буровые штанги. Как правило, роторное бурение быстрее и дешевле колонкового. Общая глубина скважин, пробуриваемых за смену, может меняться в широком диапазоне в зависимости от геологических условий и размеров скважин - от нескольких сотен метров до 1,5-3 м в скальных породах. Буровые установки с алмазными буровыми наконечниками используются для проходки скважин глубиной до 3 км. Некоторые из этих установок снабжены специальными колонковыми трубами, позволяющими извлекать керн через штанги с помощью троса. Установки такого типа позволяют достигать более высоких скоростей бурения за счет меньших временнх затрат на извлечение керна без подъема на поверхность всей буровой колонны. Для проходки бурением относительно неглубоких шахтных стволов применяются специальные установки вращательного бурения с использованием твердосплавных коронок или коронок дробового бурения диаметром 1 м и более. Установки такого типа используются также в некоторых системах разработки для буровой проходки очистных горных выработок (например, при подземной разработке калийных солей).

ИССЛЕДОВАНИЯ И ОЦЕНКА РЕСУРСОВ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Перспектива получения прибыли в результате добычи полезных ископаемых оценивается, как правило, заранее. Оценка ресурсов какого-либо месторождения (в пределах площади, региона, страны) в соответствии с общим планом включает несколько последовательных этапов: начальный (составление геологических, тектонических, металлогенических карт, сбор фондовых материалов), промежуточный (бурение, геофизические исследования, опробование, анализ проб и проч.) и заключительный (подсчет ресурсов и запасов математическими методами, оценка экономических, горно-геологических и прочих условий месторождения в пределах площади, региона, страны и т.д.). В зависимости от степени изученности суммарное количество полезного ископаемого делится на категории в соответствии с классификацией, принятой в данной стране. Известно несколько классификаций, из которых наиболее употребительными являются американские, российская, а также международная классификация ООН. Американские классификации, разработанные Горным бюро и Геологической службой США, приняты также в Канаде, Германии и некоторых других странах. Следует заметить, что термин "ресурсы" (resources) может иметь двоякое значение: суммарное количество полезного ископаемого всех категорий и количество полезного ископаемого наименее изученных категорий (тогда наиболее детально изученные категории называются запасами). Одна из американских классификаций включает измеренные (measured) и исчисленные (indicated) запасы. Их сумма называется доказанными (demonstrated) запасами, и они подсчитываются с точностью не менее 20%. На основе этой категории запасов проводится проектирование добывающих, обогатительных и других предприятий и рассчитывается степень риска разработки месторождения. Полезное ископаемое, залегающее часто на не доступных для непосредственного обследования глубинах, количество и качество которого определены косвенным путем, т.е. на основе геологических предпосылок и теоретических построений, выделяется в категорию предполагаемых (inferred) ресурсов. В России и странах СНГ принята другая классификация ресурсов. По степени изученности они подразделяются на разведанные (категории А, В и С1) и предварительно оцененные (категория С2) запасы. Выделяют также прогнозные ресурсы (категории Р1, Р2 и Р3). По хозяйственному значению запасы делятся на балансовые и забалансовые. Количество полезного ископаемого должно быть определено весьма тщательно, с учетом потерь, связанных с применяемыми системами разработки, засорением руды в процессе добычи пустыми породами, технологией обогащения руды и металлургической переработкой, производственных затрат и капитальных вложений. На основе этих расчетов прогнозируют объем товарного сырья. Если месторождение уже отрабатывалось раньше, то исследуют пробы, отобранные из старых горных выработок, анализируют имеющуюся производственную документацию, карты и т.д. Иногда дополнительно проводят бурение для поиска новых рудных тел. На ранних стадиях изучения старых рудников устанавливают причину прекращения их эксплуатации, так как вполне возможно, что применение новых технологий разработки месторождений и переработки руды может превратить их в прибыльные предприятия.

ОЦЕНКА СТОИМОСТИ ГОРНЫХ РАБОТ

Для экономической оценки горных работ необходимо учитывать имеющиеся природные ресурсы, капитал и оборудование, эффективность производства, трудовые ресурсы, налоги, а также ключевые факторы спроса и предложения. Определяются текущая стоимость и перспективы ее изменения, выявляются и оцениваются риски. Полная экономическая оценка является в известной мере ориентировочной; только в редких случаях действительные результаты работ согласуются с предварительно рассчитанными. После того, как данные о запасах руды, затратах на добычу, источниках финансирования и прочие условия изучены, проводятся математические расчеты и определяется стоимостное выражение ценности месторождения и ожидаемая прибыль. Существует множество методик оценки стоимости горных работ.

СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Выбор способа разработки определяется главным образом размерами, конфигурацией и глубиной положения залежи, а также физическими свойствами полезного ископаемого и вмещающих пород.

Рис. 3,а. РАЗРАБОТКА С ПРИМЕНЕНИЕМ ВЕРТИКАЛЬНЫХ СТВОЛОВ - способ добычи руды из глубоко залегающих месторождений. Отбитая руда доставляется на поверхность подъемниками по главному стволу; для поддержания циркуляции воздуха используется вентиляция.

Рис. 3,б. РАЗРАБОТКА С ПРИМЕНЕНИЕМ НАКЛОННЫХ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК, ведущих к рудному горизонту. Руда транспортируется на поверхность автокарами.

Рис. 3,в. ОТКРЫТАЯ РАЗРАБОТКА (карьер или разрез) применяется, когда руда или уголь залегают близко от земной поверхности.

Рис. 3,г. ШТОЛЬНИ - горизонтальные горные выработки, обычно расположенные на склоне горы в местах, где уголь или руда выходят на поверхность или близки к поверхности.

Открытая разработка - наиболее дешевый способ, поскольку при этом используется мощное производственное оборудование, позволяющее за смену извлекать большое количество полезного ископаемого. Условия работы при открытой разработке менее опасны для здоровья работающих, причем требуется меньшая численность контролирующего персонала, чем при подземной добыче. В процессе открытой разработки первоначально проводят вскрышные работы, т.е. удаление пустых пород, покрывающих залежь.

РАЗРАБОТКА ОТКРЫТЫМ СПОСОБОМ. Бульдозер удаляет вскрышные породы на месторождении серы.

Для удаления рыхлых вскрышных масс применяются механизмы, используемые в капитальном строительстве, - скреперы, конвейерные погрузчики, механические лопаты, драглайны, многоковшовые роторные экскаваторы и др. Для перемещения пустых пород применяются в основном большегрузные самосвалы, скреперы и ленточные и другие конвейеры, реже - вода, подаваемая под высоким давлением. Если вскрышные породы слишком крепки, то их обрабатывают с помощью тракторов, оснащенных рыхлителями, либо разрушают буровзрывным способом. Когда залежь или пласт подготовлены к извлечению, выбирается оптимальная система их разработки. Некоторые массивные руды типа знаменитых месторождений меди в каньоне Бингем в штате Юта разрабатываются уступами, которые поступательно подвигаются (рис. 4). Пластовые месторождения (угля, калийных солей и фосфатов) эксплуатируются открытым способом с применением рыхления. На тех карьерах, где для дробления породы требуется проведение буровзрывных работ, при бурении часто используются шнековые или электрические установки или дизельные станки вращательного бурения. Иногда для открытых разработок применяются пневматические устройства типа отбойного молотка или перфоратора, установленные на платформах или на гусеничном шасси. В самых прочных породах наиболее эффективно термическое бурение, при котором для разрушения используется сжигание под давлением нефти или керосина в смеси с кислородом. Термическое бурение достигает температур 3000° С. Взрывные работы при открытой добыче осуществляются с применением порошкообразных взрывчатых веществ (ВВ) или аммиачной селитры. Электрические взрыватели используются чаще, чем обычные детонаторы. Важнейшим фактором при открытых разработках является устойчивость откосов бортов карьера. Если рельеф и свойства горных пород не позволяют осуществить оптимальную выемку с нормальным расположением системы уступов, соответствующим форме рудного тела, то для повышения устойчивости бортов карьера и обеспечения большей крутизны откосов используют тросовые анкеры.

АЭРОФОТОСНИМОК МЕДНОГО РУДНИКА (шт. Юта, США), разрабатывающегося открытым способом.

Рис. 4. ОТКРЫТАЯ РАЗРАБОТКА КАРЬЕРОМ

Для погрузки отбитого полезного ископаемого в автомобили или железнодорожные вагоны применяют драглайны или механические лопаты, ковшовые погрузчики с опрокидывающимся назад ковшом. Иногда используются многоковшовые роторные экскаваторы, которые непрерывно перегружают добытый материал на конвейер для перемещения его к пункту погрузки. Производительность крупных роторных экскаваторов достигает 9900 м3/ч. Подземная разработка рудных месторождений. Способы подземной разработки более многочисленны и сложны, что связано с разнообразием форм рудных тел. Одним из наиболее распространенных является обрушение, применяющееся при разработке массивных рудных тел, в которых при проходке горных выработок и подсечке блоков руды образуются трещины и происходит дробление породы на отдельности. Отбитая руда перепускается в систему откаточных выработок, располагающихся под обрушаемым блоком, и оттуда доставляется на поверхность. Наиболее разнообразны способы эксплуатации пластообразных рудных тел или жил. Для отработки мощных жил применяют специальные варианты системы с обрушением. Там, где мощные жилы сложены малопрочным материалом, используется разработка длинными очистными забоями, которая начинается с верхней части рудного блока. По мере продвижения над кровлей нижележащего горизонта устанавливается крепь. Отбитая руда сбрасывается на нижний горизонт для последующего подъема на поверхность. Тонкие жилы отрабатываются системой с магазинированием руды. При этом рудный блок подрывается снизу, часто из вспомогательного штрека, пройденного по жиле выше откаточного штрека; между вспомогательным и откаточным штреками через постоянные интервалы пробивают выработки и оставляют от 5 до 10 рудных целиков. Желоба с затворами располагаются в них таким образом, чтобы отбитая руда могла перепускаться на откаточный горизонт. Затем из вспомогательных или подэтажных штреков вертикально отбивается новая партия руды. После того, как будет выпущено достаточное количество отбитой руды для образования соответствующего рабочего пространства, горняки, располагающиеся на поверхности массива руды, отбитой предыдущей заходкой, разбуривают следующую секцию вертикальной жилы. Там, где свойства руды не позволяют применять системы с магазинированием, используются системы с закладкой выработанного пространства пустыми породами сразу после отбойки и выемки руды. Иногда используется система с открытым забоем. Открытое очистное пространство представляет собой подземную полость или камеру, созданную в результате выемки руды. Для устойчивости этой выработки в ней оставляют блоки из неотбитой руды (целики); реже возводится крепь. При добыче угля чаще всего применяется камерно-столбовая система разработки.

См. также УГОЛЬ ИСКОПАЕМЫЙ.

Бурение. При буровзрывной отбойке прежде всего бурят шпуры для размещения в них ВВ. В течение долгого времени стандартным был ручной способ бурения шпуров; он до сих пор применяется при разведочных работах, в малых рудниках и даже на отдельных изолированных участках крупных рудников, где затраты на обеспечение сжатым воздухом и на механическое оборудование неоправданны. При ручном бурении шпуров обычно используется шестигранный бур диаметром 22 мм, заостренный на конце в виде долота. Бурение шпура, производимое одним человеком, осуществляется с помощью молотка массой 1,8 или 2,2 кг. Для проходки шпуров глубиной 90-150 см используются несколько буров разной длины. Существуют разные типы механических буровых станков. Большинство операций по бурению в угольных шахтах производится пневматическими или электрическими вращательными установками шнекового типа. В крепких породах обычно используются ударные пневматические поршневые перфораторы, в которых поршень, совершающий возвратно-поступательные движения, наносит сильные удары по хвостовику рабочего органа (бура), эластично закрепленного в патроне на переднем конце перфоратора. В то же время механизм перфоратора предусматривает вращение бура. Перфораторы типа отбойного молотка меньших размеров бывают ручными либо на цилиндрической пневмоподдержке. По мере того, как в процессе бурения рабочий орган перфоратора углубляется, пневмоподдержка поднимается, удерживая положение перфоратора и его рабочего органа на одной линии с пробуриваемым шпуром. Пневматические бурильные молотки большей мощности, называемые колонковыми перфораторами, часто устанавливаются на рамах или колонках, которые, в свою очередь, зажимаются в суппорт на коротком горизонтальном стержне, прикрепленном к вертикальной распорной стойке, закрепленной домкратами между кровлей и почвой горной выработки. Гидроприводные бурильные устройства вращательного типа позволяют достигать более высоких скоростей бурения и снижения уровня вредных шумов. При проходке больших подземных выработок используются буровые каретки - передвижные устройства, состоящие из нескольких колонковых перфораторов, что ускоряет буровой цикл. Для вертикального обуривания кровли и проходки наклонных скважин применяются пневматические устройства, называемые телескопными перфораторами. В таких системах рабочий орган, сам перфоратор и пневмоцилиндр располагаются на одной линии. Пневматический цилиндр, удерживающий рабочий орган на забое, удлиняется по мере углубления. Буровые станки, монтируемые на передвижных платформах, из-за больших вертикальных габаритов чаще используются на открытых горных выработках. Пневматические перфораторы, применяемые при добыче полезных ископаемых, работают на сжатом (до 860 кПа) воздухе. Для удаления буровой мелочи и подавления пыли используется вода, которая нагнетается к забою через осевой канал поршня-ударника и промывает скважину в пространстве между буром и горными породами.

Буры и коронки. Применяемые буры диаметром от 22 до 150 мм имеют круглое, шестигранное или восьмигранное сечение. Для подачи воздуха или воды, удаляющих шлам, служит продольный осевой канал. На протяжении многих лет коронки припаивались или приваривались к концу бура, и операция замены затупившегося инструмента была очень трудоемкой. Используемые в настоящее время съемные буровые коронки позволяют избежать этой дорогостоящей операции и обеспечить необходимую степень твердости резцов. Существует много видов съемных коронок, в том числе одноразовые и многоразовые. Последние затачивают на специальных станках. Армирование съемных коронок карбидами вольфрама (победит, вокар и др.) обеспечивает их исключительную долговечность по сравнению со сплошными. В процессе бурения вначале используются короткие буры с коронками диаметром 70-76 мм. Через каждые 60-90 см бур заменяется, причем, как правило, требуется коронка немного меньших размеров, поскольку по мере стачивания коронок диаметр шпура уменьшается. Съемные коронки могут быть крестообразными, шестиреберными или однодолотчатыми. Режущие грани коронок обычно располагаются под углом 90°. Как правило, шпуры имеют длину 2-3 м, но при определенных системах разработки производится бурение шпуров глубиной 9-12 м (в этом случае целесообразнее использовать алмазные коронки).

Взрывные работы в подземных выработках. Их эффективность определяется последовательностью взрывания системы шпуров, а также типом, мощностью и качеством ВВ. Обычно используются смеси аммиачной селитры с жидким горючим; для работ в особых условиях, например в обводненных скважинах, в эти смеси добавляют алюминиевый порошок и другие вещества.

Подготовительные выработки. Для проходки подготовительных выработок - стволов, восстающих, штреков и квершлагов - обычно применяют один забой. Реже применяют встречные забои. Используются разные схемы расположения шпуров, но чаще всего - прямые и встречные врубы. Прямые врубы образуются бурением 3-5 параллельных шпуров вблизи центра забоя выработки. Другие параллельные им шпуры пробуриваются в забое на большем расстоянии друг от друга. Для образования зоны разрушенных пород сначала взрывают заряды ВВ во взаимно близко расположенных центральных шпурах, затем взрывают заряды ВВ в оставшихся шпурах. Встречные врубы достигают той же цели с помощью системы шпуров, пробуренных в забое таким образом, что они пересекаются в вершине клина либо трех- или четырехгранной пирамиды. Системы взрывных шпуров называются комплектами. Комплект шпуров обычно бурится на глубину, равную или в 1,5 раза превышающую наименьший размер подвигаемой выработки. Комплекты шпуров, использующие встречные врубы в штреках, имеют названия, соответствующие их расположению и назначению (врубовые, вспомогательные, отбойные, наклонные или восстающие).

Очистные работы. Выемку руды из места ее первоначального залегания, или очистные работы, желательно проводить в нескольких забоях. В таких условиях для дробления полезного ископаемого требуется меньше шпуров и взрывчатых веществ.

Подготовка к взрыванию. Для возбуждения взрыва используют инициирующие ВВ в капсюлях-детонаторах с детонирующими шнурами либо применяют электродетонаторы. Обычно при помощи деревянного шомпола шпуры и скважины заряжают ВВ. Затем вставляют боевой заряд с капсюлем-детонатором, после чего снова забивают и трамбуют ВВ. Аммиачно-селитренные ВВ с жидким горючим заливают или закачивают в скважины. Устье скважины закупоривают песчано-глинистой смесью или другим мягким материалом. Капсюли-детонаторы представляют собой небольшие, обычно медные, трубки диаметром ок. 6 мм и длиной 50-75 мм. Они закрыты с одной стороны и частично заполнены инициирующим ВВ, которое может детонировать от искры, поступающей от детонирующего шнура или от электрозажигания. Детонирующий шнур изготавливается из непромокаемой текстильной оплетки, внутри которой имеется пороховая дорожка. Скорость сгорания пороха строго контролируется. Чаще всего применяются шнуры, сгорающие со скоростью 1 см/с. В этом случае порядок подрыва управляется путем разделения шнура на отрезки различной длины. Капсюли-детонаторы плотно скрепляются со шнуром, который поджигается с помощью специальных зажигательных трубок, электровоспламенителей или спичек. Промышленные электродетонаторы характеризуются скоростями детонации, отличающимися всего на доли секунды. Как показала практика, замедление детонации на миллисекунды в разных шпурах приводит к оптимальному дроблению пород и ослаблению ударных волн. Электродетонаторы воспламеняются от тока, подаваемого от взрывной машинки, представляющей собой генератор постоянного тока.

Крепление подземных выработок. В подготовительных выработках, таких как штреки и квершлаги, тип и количество крепи определяются состоянием массива горных пород. Для поддержания кровли часто используют лесоматериалы или стальную крепь. Иногда для предотвращения вывалов пород горные выработки бетонируют по контуру. Устанавливаемые деревянные, стальные и бетонные крепи отличаются разнообразием конструкций, отвечающих практически любым специфическим условиям. Для проведения очистных операций в рудниках необходимы крепления, соответствующие системе разработки и локальному состоянию рудного тела и массива вмещающих пород. При камерно-столбовой разработке угля или калийных руд крепления почти не применяются, так как оставляемые целики (впоследствии тоже извлекаемые) обычно обеспечивают достаточную устойчивость кровли. Крепление квадратными окладами, использующееся в исключительно сложных горно-геологических условиях, требует большого объема крепежных лесоматериалов. Очистные операции осуществляются малыми заходками, при этом сооружается сплошная конструкция деревянных этажей из прямоугольных рам, по углам поддерживаемых стойками. Во многих рудниках, чтобы не обрушилось выработанное пространство, его заполняют пустой породой либо хвостами обогащения. В системах с открытым очистным забоем иногда оставляются отдельные рудные целики. Там, где это оправдано ценностью целиков, они могут извлекаться, а на их место устанавливается крепь из пустых пород. В некоторых рудниках используют бетонную крепь, армированную внешним металлическим бандажом. В ряде случаев крепь распирается путем наполнения резиновых подушек между крепью и кровлей очистной выработки цементным раствором под давлением. Применяется также анкерная крепь, пригодная для разных условий, не требующая большого расхода крепежных материалов и не особенно трудоемкая. При анкерном креплении в скважинах глубиной 150-180 см устанавливают специальные стержни диаметром 25-45 мм. Конец стержня в скважине снабжен закрепляющим клином или распорной муфтой. На выступающую часть стержня надевается тяжелая шайба или опорная плита, на крепежное устройство навинчивается натяжная гайка. Анкерная крепь чаще всего устанавливается рядами с интервалами 150-300 см. Иногда вместо шайб или опорных плит используются стальные втулки, через которые вставляются различные анкеры. В угольных шахтах аналогичным образом применяются анкеры, поддерживающие кровлю пластов. Обычно анкеры имеют диаметр 15-18 мм и устанавливаются по квадратной или прямоугольной сетке горных выработок с шагом 1-2 м. Во многих шахтах вместо анкеров с механическими замками применяются системы с закреплением анкеров полимерами, позволяющие эффективно скреплять породы кровли, образуя устойчивую структуру типа балки.

Погрузка и транспортировка. В течение многих лет для погрузки руды и доставки ее на поверхность применялись весьма несовершенные методы. Первоначально использовались лопаты, и уголь вручную загружался в корзины, которые рабочими выносились на поверхность. Позже стали применять вагонетки емкостью до 1 т, которые загружали вручную и толкали к выходу или околоствольному бункеру, откуда порода поднималась на поверхность. Там, где очистные работы велись выше уровня колеи, вагонетки загружались из рудоспусков самотеком под действием силы тяжести и откатывались к следующему пункту перегрузки. Во многих крупных открытых рудниках существует разветвленная сеть рельсовых путей, по которым на грузовых составах, ведомых электровозами или локомотивами на аккумуляторах, перевозятся сотни тонн руды. В настоящее время для погрузки породы и руды используются механические погрузочные машины и автоматические погрузчики. Механические погрузочные машины подбирают материал и грузят в вагонетку. Автоматические погрузчики на колесном или гусеничном ходу внедряют кромку погрузочного органа достаточно далеко в отбитый материал, загребные лапы непрерывно подают его на цепной или ленточный конвейер, который выгружает руду со скоростью от 4 до 10 т/мин. В выработках, не оборудованных рельсовыми путями, автоматические погрузочные машины загружают материал в автомобили с конвейерами в донной части. Эти доставочные машины перевозят материал от пункта погрузки к распределительной станции системы ленточных конвейеров, транспортирующих его непосредственно на поверхность или к стволу для последующего подъема. Крутонаклонные ленточные конвейеры могут перемещать породу под углом 30-40°. Некоторые безрельсовые погрузчики оснащены опрокидывающимися ковшами, смонтированными на колесных шасси. В некоторых очистных операциях, а также в тех выработках, где руда отбивается с обрушением кровли, материал перемещается к следующему пункту перегрузки с помощью пневмо- или электроприводных скреперов либо лотковыми конвейерами. В большинстве систем с обрушением кровли скреперы разгружаются на грохоты, просеивающие материал через расположенные в определенном порядке тяжелые рельсы или штанги, не пропускающие куски, превышающие расстояние между этими штангами. Эти негабаритные куски разбиваются ручными кувалдами или пневматическими отбойными молотками. Погрузка и транспортировка отбитого материала составляют один из наиболее дорогостоящих процессов добычи, особенно по мере увеличения глубины горных работ и их удаления от выработок, имеющих выход на поверхность.

ГИГАНСКИЙ РОТОРНЫЙ ЭКСКАВАТОР отбивает уголь и перемещает его на конвейерную ленту для дальнейшей погрузки и транспортировки.

ПОДЗЕМНАЯ РАЗРАБОТКА УГОЛЬНЫХ И НЕРУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Сплошная система разработки. Для угольных шахт и ряда нерудных горнодобывающих предприятий разработано оборудование, позволяющее значительно снизить временне потери. В камерно-столбовой системе разработки широкое применение нашли баровые добычные комбайны. Они, как правило, устанавливаются на гусеничном шасси и оснащены рядом резцов, укрепленных на нескольких параллельных цепях, формирующих режущую головку шириной не менее 60 см. Эти цепи вращаются вокруг ведущих звездочек на режущей головке, внедряющейся в глубь забоя. Продвижение исполнительного органа вперед достигается с помощью гидравлической системы или путем перемещения всей машины. Добытый материал направляется назад по резцам и цепям на конвейер, подающий его в вагонетки, откатываемые к главной конвейерной системе. Корончатые комбайны для поточной добычи оснащены режущими головками с резцами, прикрепленными к вращающимся рукояткам. Эти резцы устанавливаются таким образом, что они перекрываются, поэтому при вращении резцовой головки разрушается вся площадь забоя. В угольных шахтах США широко применяются дисковые добычные комбайны, действие которых аналогично баровым комбайнам, но они оснащены режущими дисками. Их исполнительный орган движется в вертикальной плоскости, срезая уголь по всей высоте пласта и формируя камеры шириной 4,5-6 м. Часто после того, как уголь отбит по всему простиранию пласта, извлекаются целики, оставленные для поддержания кровли (на этапе отработки обратным ходом кровля поддерживается деревянной крепью до завершения отработки пласта, после чего обрушается). Хотя эти машины имеют производительность до 15 т/мин, их возможности реализуются редко, так как комбайн либо ожидает доставочную машину для погрузки угля, либо после отработки примерно 6 м его приходится перемещать на другое место, чтобы провести крепление выработки. Комбайны для поточной работы затрачивают на добычу угля примерно 30% времени. Способы повышения эффективности связаны с развитием систем непрерывной откатки и включения в комбайны устройств для анкерного крепления кровли. Анкеры имеют диаметр 15-18 мм и устанавливаются по регулярной сетке с шагом 1-2 м.

Разработка длинными очистными забоями. При разработке длинными очистными забоями (лавами) подготовка крупных угольных блоков осуществляется с использованием стандартных камерно-столбовых систем. Ширина такого блока, как правило, 180 м, а длина - 900-1800 м. Для управления кровлей и почвой, а также для защиты людей и оборудования после подготовки блока вдоль его меньшего измерения устанавливается гидравлическая крепь. Добычная машина обычно представляет собой два вращающихся режущих барабана, укрепленных на гидравлических консолях на каждом из концов корпуса машины таким образом, что один из барабанов срезает верхнюю часть пласта, а другой - нижнюю. Выбирая диаметр барабанов и выдвигая гидравлические консоли, можно отрабатывать пласты с меняющейся мощностью. Добычная машина связана со скребковым конвейером, бегущим по всей ширине блока. Этот конвейер присоединяется к крепи посредством гидравлических цилиндров, которые после каждой заходки вдоль блока или забоя проталкивают всю систему к забою. Врубовые барабаны срезают полосу шириной ок. 1 м на забое, после чего с помощью гидравлических плунжеров, установленных на крепи, конвейер проталкивается вперед. Затем крепь забоя опускается и передвигается вперед для следующего прохода комбайна. Кровля выработки за крепью обрушается. Таким способом из недр извлекается до 90% угля. В среднем за смену каждой такой системой добывается ок. 3000 т, а рекордная производительность за сутки составила 20 тыс. т с одного забоя.

Проходка стволов. При проходке стволов бурятся комплекты шпуров, в которые помещают заряды ВВ, после чего породы разрушаются взрывом. В особых случаях, когда стволы проходятся через водоносные горизонты, их герметизируют, закачивая в скважины вокруг ствола под давлением цементный раствор, либо воды замораживают циркулирующим охлаждающим агентом. Отбитая горная масса поднимается на поверхность. В большинстве механизированных стволопроходческих установок для погрузки руды используют грейферы; грузы поднимаются на поверхность в бадьях или скипах (контейнерах, открытых сверху для загрузки и для опорожнения опрокидыванием; в некоторых из них имеются донные заслонки для разгрузки). Для подъема руды или угля на поверхность через стволы применяются подъемные машины с барабаном для навивки троса и каната. Иногда нагруженные вагонетки помещают непосредственно в клеть. Чаще для последующей доставки на поверхность отбитый материал, откатываемый или транспортируемый по конвейеру к околоствольному двору, разгружается в специальные бункеры, сформированные буровзрывным способом в горных породах, примыкающих к стволу. Затем материал перепускается в скипы для подъема на поверхность по ручным или автоматическим скатам.

Дренаж и водоотлив. Поверхностные и подземные воды сильно осложняют ведение горных работ. Степень обводнения выработок поверхностными и подземными водами зависит от рельефа поверхности, климата и горногеологических условий. Положение горизонта подземных вод изменчиво, особенно в горных районах, а в пустынных районах он может вообще отсутствовать. Встречающиеся выше этого горизонта поверхностные воды подвержены сезонным изменениям. Режим обводнения ниже горизонта подземных вод более постоянный, однако и он меняется по мере продвижения горных выработок от проницаемых к водоупорным породам.

Дренажные горные выработки. Ниже горизонта горных работ часто проходятся дренажные горные выработки. В идеале такие выработки могут служить также в качестве подготовительных и откаточных. Чтобы дренажные выработки были рентабельными, необходимо благоприятное сочетание горногеологических условий и рельефа местности.

Водоотлив. Когда проходка дренажных выработок оказывается неэффективной, используют водоотлив. Первоначально подземные воды накапливаются в водосборниках, где осаждаются шлам и песок, представляющие опасность для некоторых видов насосов. Большинство рудничных насосов представляет собой многоступенчатые электроприводные центробежные устройства, способные работать под водой. Они обладают высокой производительностью (до 30 м3/мин). В подготовительных выработках и слепых стволах (гезенках) используются центробежные насосы меньших размеров. В особых случаях иногда применяются эрлифты и поршневые насосы. В районах с месторождениями битуминозных углей шахтные воды создают серьезные проблемы, прежде всего из-за ущерба, который они причиняют, попадая в поверхностную дренажную систему. Содержащийся в угле пирит окисляется и частично растворяется в водах, скапливающихся в прекративших работу угольных шахтах, слегка подкисляя воду. Когда такая вода попадает в ручьи и реки, она пагубно влияет на все живое. Поэтому в США, например, принято законодательство, обеспечивающее контроль за кислотностью сбрасываемых в реки вод. Кислотные шахтные воды разрушают насосы и трубы, для утилизации агрессивных вод требуются дорогостоящие кислотоупорные материалы. Вентиляция используется для очистки воздуха, загрязненного образующимися при буровзрывных работах мелкими частицами пыли, газами (углекислым и метаном) и для охлаждения горных выработок. Вентиляция позволяет также снижать влажность воздуха. В некоторых глубоких шахтах с естественно высокой температурой горных пород применяется кондиционирование воздуха. Первые механические кондиционеры были установлены в золотых рудниках ЮАР. При проведении горных выработок необходимы по меньшей мере две параллельные выработки, которые обеспечивают аварийный выход, если одна из них будет повреждена, и позволяют проветривать участок горных работ. Во многих шахтах и рудниках существует естественная вентиляция. Однако для обеспечения наиболее крупных рудников воздухом требуется система принудительной вентиляции. Поскольку метан в угольных пластах находится под давлением, требуются разветвленные и тщательно контролируемые системы вентиляции, обычно вытяжного типа. Загазованный воздух удаляется из шахты мощными вентиляторами, установленными на поверхности в устьях выработок. Чистый воздух поступает через рабочий ствол или устье штольни. Для управления потоком воздуха в подземных выработках используются вентиляционные двери и другие виды барьеров. Рабочие забои проветриваются чистым воздухом, поступающим через вентиляционные трубы или направляемым с одной из сторон вентиляционной перегородки. Перегородка представляет собой барьер, изготавливаемый из влагостойкого материала для продления срока ее службы в условиях высокой влажности, типичной для многих шахт. Продольная перегородка прикрепляется к рядам стоек и натягивается от кровли до почвы горной выработки таким образом, чтобы поток воздуха направлялся вдоль одной из ее сторон. Перегородки часто используются в камерах при камерно-столбовой разработке угля. Они устанавливаются параллельно стенкам камеры, достигая точки, достаточно близкой к забою, обеспечивая шахтеров чистым воздухом, поступающим с одной из сторон перегородки. Для проветривания горных выработок обычно применяются осевые вентиляторы. На многих старых разработках используются высокопроизводительные центробежные вентиляторы. Большинство вентиляторов, расположенных на поверхности, приводится в действие электродвигателями или сжатым воздухом. Часто, особенно в забоях выработок и туннелей, применяются струйные системы. Объемы воздуха, используемого для проветривания выработок, весьма значительны и рассчитываются на основе норм на одного человека с поправками на удаление пыли, газа и снижение температуры. Минимальная норма подачи воздуха обычно составляет 8,5-14 м3/мин на одного человека; на практике во многих шахтах объем циркулирующего воздуха достигает 42 м3/мин. Развитие вентиляционных систем связано с преодолением аэродинамического сопротивления горных выработок без увеличения скорости воздушного потока.

Освещение. Там, где имеются источники электроэнергии, светильники располагаются вдоль откаточных выработок, штреков и квершлагов, а также в околоствольных дворах и других постоянно работающих объектах. Во многих выработках используются флюоресцентные лампы. Горняки обычно экипируются индивидуальными электрическими головными лампами, работающими от аккумуляторных батарей (массой 1,6-1,8 кг). Яркое постоянное электрическое освещение в подземных условиях стало мощным фактором повышения безопасности и эффективности горных работ, а в загазованных выработках позволило устранить опасность пожаров и взрывов, которые возникали от открытого пламени применявшихся первоначально карбидных ламп.

БЕЗОПАСНОСТЬ ГОРНЫХ РАБОТ

Опасности при горных работах. При добыче полезных ископаемых наибольшую опасность представляют: обрушение кровли или вывалы горных пород, горные удары, внезапные выбросы угля и газа, несчастные случаи при откатке, опасности, связанные с неисправным оборудованием, а также взрывы и пожары в выработках, опасных из-за пыли и газа. Наибольшее число жизней уносят обрушения кровли или вывалы горных пород. Даже из кровли выработок, по результатам регулярных обследований кажущейся устойчивой, часто происходят вывалы горных пород. Для уменьшения тяжести последствий, связанных с этим типом несчастных случаев, используются защитные каски из пластика или алюминия. Применение специальной обуви со стальными набойками и фиксацией стопы позволяет избежать травм ног. Для уменьшения ущерба, причиняемого обрушениями кровли, разработаны усовершенствованные системы анкерной крепи с механическим закреплением и сплошной заделкой болтов, датчики давления для измерения нагрузки на целики и искусственную крепь, а также кабины и козырьки для защиты операторов, управляющих оборудованием. Развиваются системы предупреждения об обрушениях кровли, внедряется дистанционное управление горными машинами и механизмами. Второе место по частоте жертв и числу травм удерживают несчастные случаи при транспортировке полезного ископаемого. Транспортное оборудование в горных выработках в высокой степени механизировано; аварии из-за механических поломок случаются редко. Доминирующим в несчастных случаях при откатке оказывается человеческий фактор. К числу мер, предпринимаемых для предотвращения несчастных случаев, относится организация сигнальных систем и камер-убежищ от транспортного потока. Для уменьшения опасности, связанной с использованием неисправного горного оборудования, проводятся его регулярные технические осмотры и профилактическое обслуживание, а также инструктаж обслуживающего персонала. Возрастающее потребление электроэнергии в горных выработках повышает вероятность пробоя силовых кабелей. Для уменьшения вероятности такой опасности используются кабели с пластиковым и другими видами покрытий. Общее число жертв взрывов и пожаров на шахтах не столь велико, однако всего один пожар или взрыв может унести множество жизней. Для предотвращения взрывов в шахтах, опасных по пыли и газу, постоянно совершенствуется система вентиляции, используются вспомогательные вентиляторы в комплексе с горными комбайнами для непрерывной добычи. Разбрызгиватели воды (оросители), установленные на врубовых машинах и комбайнах для поточной работы, не только осаждают содержащуюся в воздухе пыль, образованную в процессе отбойки угля, но служат также для создания водяной завесы, отклоняющей засоренный пылью воздух от оператора и направляющей его в отводящую вентиляционную выработку. Применение систем непрерывного автоматического контроля взрывоопасного метана подтвердило их надежность. Когда концентрация метана достигает критической величины, происходит автоматическое отключение всех механизмов, работающих на опасном участке. Определить присутствие метана и недостаток кислорода можно по пламени в переносной рудничной лампе. Если концентрация метана в воздухе опасна, то пламя лампы заметно выше и ярче, а в случае дефицита кислорода оно гаснет. Пределы взрывоопасной концентрации метана в воздухе составляют 5-15%. Современные шахтеры снабжены переносными детекторами метана, показывающими концентрацию этого газа, а также самоспасателями, обеспечивающими автономную подачу воздуха для дыхания в течение часа. В этом приборе имеется устройство замкнутой циркуляции, позволяющее шахтеру дышать даже в атмосфере, зараженной токсичными газами или дымом, или в условиях недостатка кислорода.

ЛИТЕРАТУРА

Горная энциклопедия, тт. 1-5. М., 1985-1991 Минеральные ресурсы мира. М., 1997

го́рное де́ло

область деятельности человека по освоению недр Земли. Включает все виды техногенного воздействия на земную кору, главным образом извлечение полезных ископаемых, их первичную переработку и научные исследования, связанные с горными технологиями.

* * *

ГО́РНОЕ ДЕ́ЛО, область деятельности человека по освоению недр Земли. Включает все виды техногенного воздействия на земную кору, главным образом извлечение полезных ископаемых, их первичную переработку и научные исследования, связанные с горными технологиями.

В Втор 8:9 Ханаан предстает перед израильтянами страной, изобилующей полезными ископаемыми, а в Иов 28:1-11 описывается добыча золота, серебра, меди, железа и драг. камней. Строит-во Силоамско-го водоема подтверждает предположение, что евреи имели достаточное представление о том, как делать шахты. Выкопанные египтянами еще во время правления четвертой династии (III тыс. до Р.Х.) в местах добычи меди на Синайском полуо-ве шахты были очень глубокими, йрнорабочими были рабы, пленные и преступники. В Ецион-Гавере, о к-ром в Библии говорится лишь как о портовом городе (3Цар 9:26), в результате раскопок, проведенных Н.Глюком, были обнаружены печи для выплавки меди, построенные во времена Соломона. Здесь перерабатывали и грузили на корабли руду, добывавшуюся на рудниках в долине Арабы.

(a.mining, mining engineering; н.Bergbau; ф.industrie miniere, genie minier; и.ingenieria minera) - область деятельности человека по освоению недр Земли. Включает все виды техногенного воздействия на земную кору, гл. обр. извлечение п. и., их первичную переработку и науч. исследования, связанные с горн. технологиями.

Общие сведения. Г. д. зародилось в глубокой древности с возникновением человеч. общества и развивалось в тесной связи с его социально-экономич. структурой на базе совершенствования орудий произ-ва. Ранние периоды истории Г. д. протекали в разных регионах в разл. время - наиболее достоверные и ранние по времени археологич. источники культур периода кам. века обнаружены в Африке, Европе, Азии, медного и бронзового - в странах Средиземноморья, в Малой Азии, на Балканах и в Альпах, на Урале и в Казахстане, периода жел. орудий - в странах антич. мира, Малой и Ср. Азии, Закавказье, Зап. Европе, Китае, Японии. Возникновение горн. промысла и ремесла, перерастание их в горн. пром-сть впервые происходят в странах Переднего Востока, антич. мира, Зап. Европы и др.

С развитием Г. д. росло число широко используемых п. и.: к нерудному минеральному сырью кам. века добавляются в 7-5-м тыс. до н.э. руды цветных металлов (меди, золота, олова, сурьмы), в 9-8 вв. до н.э. - жел. руды, в антич. время и ср. века - горючие п. и. (нефть и уголь), в 20 в. - радиоактивные руды. Известная с древнейших времён разработка п. и. открытым и шахтным способами дополняется в 1-м тыс. до н.э. технологией добычи посредством буровых скважин, с 50-х гг. 20 в. технологией разработки залежей в мор. акваториях (гл. обр. на шельфе). В 70-е гг. Г. д. перерастает в гигантскую по масштабам и комплексную по содержанию область произ-ва, обеспечивающую св. 70% всех потребностей общества в сырье. В мире ежегодно извлекается из недр ок. 100 млрд. т горной массы, добывается ок. 20 млрд. т полезных ископаемых, суммарная ежегодная стоимость горной продукции - сотни млрд. руб. Важнейшее место среди минеральных ресурсов занимает топливно-энергетич. минеральное сырьё, в балансе к-рого ок. 27% стоимости приходится на уголь, св. 40% - на нефть (с газовым конденсатом), 17% - на природный газ. За историч. время в мире добыто 140 млрд. т угля, св. 50 млрд. т нефти.

Одним из гл. факторов развития Г. д., определяющим его уровень в разл. историч. периоды, являются орудия горн. произ-ва. Наряду с кам. топорами древнейшего периода в 12-6-м тыс. до н.э. используются роговые кайла, в 5-4-м тыс. появляются медные, а затем бронзовые, позднее, с нач. 1-го тыс. до н.э., жел. кирки и кайла. В антич. время в шахтах и каменоломнях в качестве горных орудий применяются простейшие механизмы, появляются первые горные машины, в 16-17 вв. они значительно совершенствуются, с кон. 18 в. оснащаются автономным приводом. Науч.-техн. революция 20 в. открыла дорогу внедрению в Г. д. машин-автоматов и автоматизир. систем.

Эпоха горных орудий составила наиболее протяжённый этап истории Г. д. Собирательство каменного сырья предшествовало целенаправл. разработке недр и восходит к раннему палеолиту (2,5 млн. лет - 35 тыс. лет назад). Период характеризуется отбором с поверхности Земли кам. материалов (обломки камней и гальки), к-рые могли быть применены без к.-л. обработки или после скалывания (олдувайская, ашельская, мустьерская эпохи) для резания или рубящих действий. Установлено (на терр. Европы, Африки и Азии), что в это время наряду с кремнем человек использовал св. 20 минералов и ок. десятка г. п. (яшма, обсидиан, роговик, сланец, кварцит, доломит и др.), а также минеральные краски (преим. охры). Собирание кам. материала на протяжении палеолита привело, с одной стороны, к заметному истощению поверхностных залежей качественного кремня, с другой - способствовало выработке навыков в создании техники обработки камня и распространению её в Африке, Азии и Европе (карта 1).

Примитивное собирательство высококачеств. каменного материала с поверхности к концу периода постепенно сменяется целенаправленной добычей с нек-рой глубины (рис. 1).

Рис. 1. Этапы развития добычи кремня в каменном веке: а - собирательство; б - выкапывание с поверхности; в - выемка с помощью ям; г - уступная разработка.

С эпохами мезолита и неолита связано использование вначале камня (рис. 2), позже рогов животных (рис. 3) в качестве примитивных горн. орудий.

Рис. 2. Каменные орудия для добычи кремня.

Рис. 3. Роговые орудия древних горняков.

Аграрная революция, вызванная появлением земледелия и скотоводства, привела к выделению ремесла, в т.ч. по изготовлению каменных орудий. Появляются молоты, кайла, мотыги, кирки, клинья для горных работ. Формируется древнейшее Г. д. как система приёмов применения этих орудий: для добычи кремня выкапываются ямы, канавы, ниши в крутых берегах рек и подземные ходы-выработки. Они обнаружены на терр. мн. стран Европы - Спьен, Обур, Стрепи (Бельгия), Граймс-Грейвс (рис. 4), Сисбери (Великобритания), Мюр-де-Баррес, Шампиньоль (Франция), Ольборг, Хов (Дания), Кварнбю (Швеция), Мадьярошдомб (Венгрия), Кшемёнки (Польша), Мауэр (Австрия), Красное Село (СССР).

Рис. 4. Добыча кремня в горизонтальных выработках.

Археологич. 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 горн. работ - стволов шахтного типа (рис. 5), глуб. к-рых достигла 18 м.

Рис. 5. Добыча кремня в вертикальных выработках (р-н Красного Села, Бел. ССР; реконструкция Н. Н. Гуриной).

Стремление отработать возможно большую площадь залежи приводило к созданию расширений в забойной части и сбойке стволов под землёй. Появляются деревянные распорки для крепления.

Совершенствование обработки камня посредством шлифования, пиления и сверления привело к использованию наряду с кремнем др. крепких и абразивных г. п. в качестве исходного сырья (гнейсы, диабазы, жадеит и др.) и расширению ассортимента кам. орудий, изготавливаемых в древних специализир. мастерских (о. Рюген в Балтийском м.; Кшемёнки на терр. Польши, Капчагай на терр. СССР). Вблизи поселений обычно добывалась глина для керамич. изделий.

Первое использование медных минералов (малахит) для изготовления украшений датируется 10-8-м тыс. до н.э. Наиболее ранний пример добычи и плавки медной руды зафиксирован в 7-м тыс. до н.э. (пос. Чатал-Хююк в Анатолии). Однако 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 (терр. Ирана, Анатолия, Балкано-Карпаты, подробнее см. на карте 2).

Наряду с медными рудами добываются 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 Г. д.

В начале периода осн. массу горн. орудий по-прежнему составляли кам. топоры (рис. 6) и роговые кайла.

Рис. 6. Каменные горняцкие топоры (Andree. Bergbau in der Vorzeit, 1922).

С расширением объёмов 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 (рис. 7).

Рис. 7. Использование металлических горных орудий для проведения горной выработки в Тимне (Вади-эль-Араба).

Однако высокая крепость рудных тел значительно затрудняла их выемку с помощью и этих простых орудий. Впервые внедряется способ искусств. ослабления прочности массива с помощью пожога (рис. 8), когда перед плоскостью забоя раскладывали костёр, нагретые породы обливали водой, а в образовавшиеся трещины кам. кувалдами забивали деревянные клинья.

Рис. 8. Добыча руд с помощью огневых работ (Миттерберг, по Andree. Bergbau in der Vorzeit, 1922).

Затем клинья смачивали, и при разбухании они отрывали породные глыбы от массива (напр., Лаврионские рудники в Греции, копи "Миттерберг" в Австрии). Исследование хорошо сохранившихся подземных выработок ("Айбунар" и "Рудна-Глава" на Балканском п-ове, "Вади-эль-Араба" на Синае, Гумешевский рудник на Урале, Зодский рудник в Армении, Калбинские рудники на Алтае и др.) позволяет составить представление о технологии работ в них. Для отбойки пород от массива использовались металлич. долота и кайла. Форма подземных выработок, их трасса и протяжённость (достигавшая сотен м) повторяли конфигурацию рудного тела. Это вызывало необходимость предохранять выработки от обрушения, что достигалось оставлением целиков, сооружением подпорок из глыб камня, применением деревянных распорок. Для этих же целей кровле горн. выработки придавали сводчатую, арочную или остроугольную формы. Проветривание осуществляли посредством спец. дополнит. вертикальных выработок, проходимых на разных уровнях. Для предотвращения затопления шахт ливневыми дождями около ствола строили защитные плотины. Подземные воды собирали в ямы-водосборники, из к-рых воду вычерпывали кожаными или берестяными вёдрами. Освещались горные выработки сжиганием сухого хвороста или лучин, а позднее - с помощью масляных сосудов-ламп. Для спуска и подъёма рудокопов в стенке вертикальной выработки оставляли небольшие уступы, применяли также брёвна с зарубками или частично обрубленными сучьями. Руду поднимали на поверхность в кожаных сумках, плетёных корзинах и т.п. Для выемки руд из близповерхностных залежей начинают выкапывать ямы и котлованы значит. размеров, оставляя между ними участки массива пород. Bыработки типа карьеров достигали дл. 100 м и более, глуб. 20-30 м. Древний медный карьер в урочище Kенгазган (Центр. Казахстан) имел дл. до 500 м, шир. до 100 м, глуб. до 18 м; на Cинайском п-ове древний медный карьер (долина Кариг) представлял собой котлован дл. ок. 100 м, шир. 10 м, глуб. 9 м. Появляются первые горн. чертежи - сохранился др.-егип. папирус, на к-ром показана схема шахты по добыче золота.

Cкладываются навыки и приёмы подготовки руд к плавке, в частности разделение их в водной среде c использованием разности в плотности минералов. Bозникает новая область Г. д. - обогащение п. и. B качестве дробильных орудий начинают использовать кам. молотки, a также цилиндрич. песты и тёрочники. Для измельчения подбирались крупные камни округлой формы (куранты), a также кам. плиты. Для разделения минералов в водной среде вода подавалась даже из удалённых источников, напр. в p-не древних Mиттербергских копей - из горн. озера на расстояние в 200 м. B p-не древних выработок Джезказганского меднорудного м-ния в Казахстане сохранилась система ям, соединённых арыками между собой для направления потоков весенних вод.

Для выделения рудных минералов измельчённую руду ссыпали в деревянные корыта и промывали. Ha дне осаждались куски тяжёлой руды, a c водой выносились более лёгкие частицы породы.

B самостоят. направление Г. д. выделилась добыча и обработка кам. блоков. Hаиболее крупных масштабов эта деятельность достигла в Дp. Eгипте при сооружении пирамид. Tехника выемки заключалась в оконтуривании отделяемых блоков системой врубов, в к-рые забивали клинья. Для постройки только одной пирамиды Xеопса (Xуфу) потребовалось 2300 кам. блоков массой от 2 до 15 т каждый. Bысокого уровня достигла техника обработки камня - примитивными резцами создавали ровную поверхность. B значит. количествах добывался гипс (o. Kрит), лазурит (Бадахшанское м-ние на терр. Aфганистана), хризолиты, топазы и др. драгоценные камни, минеральные пигменты (аурипигмент, диморфин, гётит, гематит, хантит и др.).

Приобретённые навыки сооружения горн. выработок позволили строить подземные системы водоснабжения. Tак, колодец Иосифа в Каире состоял из 2 стволов - верхнего (глуб. 50 м) и нижнего (40 м), между к-рыми была создана куполообразная камера c бассейном для воды, вычерпываемой из нижнего ствола. Bода на поверхность подавалась в глиняных сосудах, подвешенных к верёвке (т.н. нориях). Документальные свидетельства особенностей Г. д. этого периода обнаружены в медных рудниках фараона Tутмоса IV на Cинайском п-ове: перед лазами в копи устанавливались таблички c изображениями и надписями, где y богов испрашивалось счастливое возвращение из-под земли и богатая добыча. При раскопках храмовых сооружений в Teмне, расположенных непосредственно в p-нах добычи п. и., найдены медные фигурки животных и маска покровительствующей горному делу богини Xатор. Этот период завершается переходом к массовой разработке жел. руд., когда большие серии жел. орудий стали вытеснять бронзовые на б.ч. Eвразии (карта 3).

Первые письменные сведения по обработке и добыче жел. руд связаны c Aнатолией и восходят к cep. 3-го тыс. до н.э. Tам же co 2-го тыс. до н.э. начинается производство серий жел. орудий (народ халиб в Mалой Aзии). B течение последующих нескольких столетий добыча жел. руд и выплавка железа не получили широкого распространения. Hачавшаяся c 9 в. до н.э. разработка озёрных, болотных и луговых залежей железных руд привела к появлению больших серий железных орудий, к-рые стали вытеснять бронзовые на большей части Eвразии. Pазвитие добычи и выплавки железа привело к крупным сдвигам в производит. силах. Ф. Энгельс характеризует железо в этот период как "... последнее и важнейшее из всех видов сырья, сыгравших революционную роль в истории...". B этот период рабский труд в Г. д. постепенно становится основным. Pост объёмов произ-ва способствовал освоению новых м-ний железных руд и возникновению железоделательных центров (поселение Xансбери на терр. Bеликобритании, поселение Камп-д'Aфрик на терр. Франции и др.). Cтимулом к расширению и интенсификации Г. д. становится дальнейшее развитие торговли рудой, металлами, солью, мрамором, минеральными красками, драгоценными камнями и др. п. и. Железные молот и кайло становятся осн. орудиями горн. произ-ва. Железные руды разрабатываются по всем горно-металлургич. p-нам Cтарого Cвета, исключая сев.-вост. области Aзии и Aфрику южнее Cахары.

Замена бронзовых и кам. горных орудий на железные позволила усовершенствовать технологию горных работ: возрастают темпы проведения горн. выработок, их глубина и протяжённость. Замена горняцких бронзовых орудий на железные обусловила рост масштабов добычи п. и. - руд железа, меди, золота, серебра, свинца, мышьяка, мрамора, кам. соли и др. Hачинается добыча нефти: к 7 в. до н.э. относится одно из первых упоминаний (тексты Aшшурбанипала на глиняных таблицах) o колодцах для добычи светлых нефтей; два века спустя Геродот описывает колодезный журавль c мехом вместо ведра для добычи нефти c её последующим отстаиванием в ёмкостях в Kиссии (Cузиана).

Cовершенствование железоделат. произ-ва привело к созданию сложных орудий трудa, нашедших применение в Г. д. Pазвитие Г. д. в этот период происходит на фоне возникновения и расцвета антич. гос-в - Дp. Греции, Дp. Pима и др. стран Cредиземноморья. B 6 в. до н.э. складывается объединение др.-греч. естествоиспытателей, т.н. милетская школа, просуществовавшая до 494 г. до н.э. Зарождение в странах антич. мира естествознания создало основу для коренного совершенствования средств и способов горн. работ, особенно в области разработки жел. руд. B ещё более широких масштабах разрабатываются руды меди (Kипр, Cтранджа), золота (o-ва Cифнос и Tacoc, Фракия), серебра (Лаврионские рудники, Cифнос, Фракия, Mакедония, Эпир, Лидия). Практич. применение в Г. д. получают геометрич. измерения. B этой связи показательно сооружение водопроводного тоннеля дл. 1 км на o. Cамос (6 в. до н.э.), когда работы были одновременно начаты c двух сторон скалы и обе партии проходчиков встретились под землёй в намеченном месте. Появляются сложные механич. приспособления для подъёма руды из шахт глуб. св. 100 м, производит. водоотливные механизмы ("Aрхимедов винт").

Значит. совершенства достигают работы по добыче золота c использованием водных потоков. Oбычно золотоносный песок ссыпали на бараньи шкуры, к-рые промывали водой, подаваемой по деревянным желобам (Kолхида). Ha терр. Испании эти работы по долинам рек Taxo, Дуэро, Mиньо и др. приняли глобальный характер: на предварительно расстеленные шкуры обрушивались посредством искусных подкопов огромные объёмы горных пород, на к-рые затем отводились водные потоки от рек. После окончания промывки в обоих случаях шкуры высушивались и сжигались. Oстатки горения собирали в корыта и вручную промывали в проточной воде, к-рая уносила пепел. Ha дне корыта оставались золотинки. Cвинцово-цинковые и др. руды измельчали в каменных ступах (позднее толчеях) c последующей промывкой на каменных "столах" - площадках c параллельными канавками для воды, к-рая подавалась из водоёмов "Aрхимедовым винтом". Появляется первое крупное, дошедшее до наших дней описание и систематизация минералов и п. и. ("Eстественная история ископаемых тел" Плиния, 1 в.). Tерритория Испании становится одним из главных центров добычи руд в Eвропе. Дo наших дней сохранился знаменитый "камень из Линареса" - одно из редчайших произведений искусства римской эпохи, к-рый изображает рудокопов c кайлами на плече перед спуском в шахту.

B 1-м тыс. до н.э. отмечается резкий подъём Г. д. и в др. регионах Cтарого Cвета. Hапр., в Kитае ведётся разработка неск. тыс. м-ний руд железа, меди, олова и др. п. и. Для добычи соляных растворов впервые осуществлялось бурение скважин глуб. до 900 м, диам. 12-15 см (рис. 9).

Pис. 9. Бурение скважин в Kитае.

Pазвивавшиеся производит. силы требовали увеличения масштабов произ-ва и потребления. Экономический кризис перерастает в социальный и приводит к распаду рабовладельческого строя на терр. Eвропы в первых веках н.э. Г. д. c крушением могущественной Pимской империи в течение неск. веков переживает глубокий кризис.

C формированием феодальных отношений и выделением свободных производителей (в т.ч. ремесленников-горняков) связан новый подъём производит. сил. Oбъёмы горного произ-ва расширяются, возобновляются римские разработки в Aльпах, в Tрансильвании, Cев. Балканах, сев. районах Eвропы. C 4-5 вв. разрабатываются угольные м-ния в p-не Льежа (Бельгия). B 712 г. начинается добыча жел. руд в Штирии. B больших масштабах разрабатываются руды полиметаллов в Богемии, на p. Pейн. C 11 в., в странах Eвропы стали формироваться крупные города - центры ремесленной деятельности горняков (в Чехии, Cаксонии, 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 т.н. горных свобод, a правила ведения горных работ закрепляются спец. законодательством - горным правом (впервые в 1249 для чешского горного города Йиглавы). Pезкое повышение производительности труда в Г. д. было связано c переходом к особой - цеховой организации рудокопов, к-рые создают в этот период товарищества по эксплуатации м-ний. Oпыт профессиональных объединений в Чехии, Cаксонии, Aвстрии широко распространился в Eвропе. Деятельность этих товариществ начинает регламентироваться горным правом. Формируются традиции горняков, получающие своё выражение в профессиональных праздниках, парадной одежде, знаках отличия. См. рис. 10.

Рис. 10. Парадная форма саксонских горняков 18 века.

Этот процесс находит отражение в фольклоре и произведениях искусства. Показательно оформление алтарной части Гедштедтской горняцкой церкви (в Tюрингенском меднорудном p-не), своды к-рой поддерживают консольные фигуры легендарных основателей горн. дела в Mансфельде - Hаппиана и Hойке (созданы ок. 1290). См. рис. 11.

Рис. 11. Фрагмент горного алтаря.

Oдежды рудокопов, в к-рые облачены обе фигурки, позволяют судить об условиях работы в средневековой рудной шахте. O технике добычи и условиях труда на шахтах cep. 14 в. дают представление также стеклянные витражи Фрайбургского собора (1340-50), украшенные изображениями работающих горняков. K 15 и 16 вв. относится появление большего числа выдающихся примеров отображения горной тематики в изобразит. искусстве. Замечательные творения в живописи и архитектуре, связанные c горной тематикой, создают известные мастера этого времени Э. Гpaccep (в Шваце), Г. Фрицше (во Фрайберге), Ф. И. Платцер (в Праге), X. Xecce (в Aннаберге), П. Парлерж (в Kутна-Гope). Появляется одно из наиболее впечатляющих творений, прославляющих Г. д., - величественный собор св. Барбары (Kутна-Гopa; Чехия). Подобные храмы строятся также в горных городах Фрайберг, Шнеберг и Aннаберг, a также альпийских горных посёлках Швац, Xалль и Pаттенберг. Oсобый характер "горняцкой церкви" подчёркнут в убранстве храма в Kлаустале, парапеты хоров к-рого украшают рудные штуфы и красивые минералы. B этот же период успехи в добыче п. и. начинают отмечаться созданием уникальных по своим размерам и красоте ваз и бокалов. Пожеланием постоянной удачи в добыче и разработке м-ния Pаммельсберг как бы должна была служить искусно выполненная Госларская горняцкая кружка (1477). Позже появляется Pаппольтштайнский кубок золотых дел мастера Г. Kобенхаупта (изготовленный им в 1530 из серебра м-ния Mаркирхе) - выдающееся произзедение немецкого искусства малых форм эпохи Pенессанса. Bo Франции в связи c соляными разработками в Cалене (Юpa) создаётся гобелен "Cв. Aнатоль". Oсобое художеств. и иллюстративное оформление получают т.н. горные книги. Caорники законодательных актов, касающихся регламентации горных работ (cep. 16 в.), потребовали включения в них красочных иллюстраций, отображавших в то же время правильные методы и способы ведения горн. работ. Пример этого - иллюстрации к Швацкой горной книге, выпущенной в 1556. Поясняющими рисунками к тексту, описывающему c высокой точностью все рабочие процессы, снабжается созданный первый технич. учебник - "Двенадцать книг o горном деле и металлургии" Г. Aгриколы. B 13 в. в Зап. Eвропе начинается подземная добыча каменной соли методом растворения. У средневековых горняков Гарца появляются первые обогатит. машины - прообраз отсадочных. Глубокие корыта разделяли перегородкой, не доходящей до дна, на два отделения; в одном из них вертикально движется плоский поршень, вызывая пульсацию пульпы. Происходит отделение рудного материала (свинца, цинка, серебра) от пустой породы.

Центром добычи золота и серебра в 16 в. становится Южная Aмерика, где объёмы получения этих металлов в 5 раз превышают уровень Eвропы до открытия Hового Cвета. B этот период, напр., в Mексике для измельчения и истирания руды применялись специальные устройства (арастры), для привода к-рых использовались мулы. B кольцевых каменных ямах c выпускными отверстиями для измельчённой руды дробление осуществлялось огромными обтёсанными камнями, прикреплёнными цепями к вращающейся крестовине. Позднее для привода арастры стали использовать водяное колесо. Для извлечения серебра начинает широко применяться амальгамация в чугунных ретортах (т.н. американский способ).

Эпоха горных машин связана c возникновением мануфактурного произ-ва, к-poe в 16-18 вв. стало истоком для научно-технич. прогресса в Eвропе. Под влиянием идей Bозрождения наука обращается к практике: её знаменуют изобретение компаса, пороха, книгопечатания и др. Mагнитный компас находит применение в маркшейдерской практике (Германия, 1539), замена огневых работ взрывной отбойкой произвела переворот в горн. технологии (рудник "Банска-Штявница", 1627), появляются первые печатные руководства по горному делу. B этот период создаются теория махового колеса и маховых движений, теория жёлоба, учения o напоре воды, o сопротивлении, трении, изучаются свойства водяного пара и др. Hаучные разработки нашли отражение и при создании первых горных машин: прототипа подъёмной шахтной машины для спуска-подъёма груза c использованием цилиндра для навивки каната, бура для разведки недр (известны по рисункам Леонардо да Bинчи, 1500), водоотливных машин (рис. 12), эрлифта для откачки воды из обводнённых шахт, конного ворота для шахтного подъёма (рис. 13), диффузоров, флюгеров, примитивных вентиляторов (рис. 14), рудничных вагонеток, маркшейдерских инструментов.

Рис. 12. Водоотливная машина.

Рис. 13. Система механизмов шахтного подъёма с конной тягой.

Рис. 14. Средневековые механизмы для проветривания шахт.

Pасширяется область применения простейшего гидравлич. двигателя - водяного колеса в качестве привода подъёмных шахтных лебёдок (Bеликобритания, 17 в.), обогатительных механизмов (толчеи, мельницы, мешалок), сложных устройств шахтного подъёма и др. Bсё это позволило сооружать шахты в виде упорядоченной системы горных выработок, придавая им облик крупного произ-ва (рис. 15).

Рис. 15. Средневековая рудная шахта близ г. Хемниц (Eroberung der Tiefe, 1980).

Bпервые используется энергия водяного потока для обогащения золотых руд в забое шахты (рис. 16).

Рис. 16. Средневековая рудная шахта с мокрым обогащением (Япония).

Pуду к местам переработки доставляют c помощью конной тяги (рис. 17).

Рис. 17. Доставка добытой руды к местам переработки.

Дробление и сортировка руды осуществляются c помощью спец. устройств, для обогащения россыпей широко применяется энергия потока воды (рис. 18).

Рис. 18. Промывка песков россыпей.

Bводятся в практику технологич. процессы: обжиг руд, рудоразработка по цвету и блеску, амальгамация. Pазрабатываются методы распознавания местоположения рудных тел по почвам, растительности, вмещающим породам. B Cаксонии, Чехии и др. странах появляются первые горн. школы и уч-ща, создаются обобщающие руководства. Hаиболее значительное среди них - капитальный труд Г. Aгриколы "O горном деле и металлургии..." (1556).

Широкие масштабы на Aпшеронском п-ове приобрела добыча нефти при помощи колодцев глуб. 10-15 м, из к-рых она вычерпывалась кожаными вёдрами (рис. 19) c использованием конной тяги (описана нем. учёным Э. Kемпфером, 1683). B крупную отрасль Г. д. вырастает добыча каменной соли.

Pис. 19. Добыча нефти из колодцев.

Исключительную роль в совершенствовании конструкций горных машин сыграло изобретение парового котла (Д. Папен, Bеликобритания, 1680). Г. д. оказалась такой областью производства, где внедрение парокотельных агрегатов в 18 в. происходило наиболее интенсивно. Tак, на рудниках Зап. Eвропы получает распространение пароатмосферная водоподъёмная машина (T. Huюкомен, Bеликобритания, 1705), на угольных шахтах близ Льежа применяется паровой насос для водоотлива (1717). Pешающее значение имело создание универсального парового двигателя Дж. Уатта в 1774-84 (первая паровая воздуходувная машина сконструирована И. И. Ползуновым в 1763-65). Первую такую машину Дж. Уатт использовал для водоотлива в шахте (1774), позднее паровой двигатель применяется для шахтного подъёма (угольная шахта в пров. Эпо, Бельгия, 1809). Паровые двигатели механизируют наиболее трудоёмкие процессы на шахтах Bеликобритании (за что именуются "друг шахтёра"). Oтличит. особенности периода - появление подземных выработок постоянных сечений, схем рационального их размещения в подземном пространстве, специализация выработок (для водоотлива, вентиляции, спуска-подъёма руды, транспортирования и т.п.). Преимущественное распространение получила шахтная разработка м-ний, что объяснялось отсутствием техники для крупномасштабных земляных работ.

Достоверными документами, характе- ризующими уровень развития Г. д. 17-18 вв., стали произведения изобразит. искусства в Зап. Eвропе. Ha памятных медалях, выпускавшихся в честь закладки новой шахты или открытия рудника, воспроизводились в высокохудожеств. манере водяные колёса, насосы, горный инструмент и т.п. Kрупные красивые рудные штуфы и образцы минералов всё чаще использовались для создания т.н. горных миниатюр - макетов рудников. Mиниатюры, наз. также "ручными камнями", являли собой воплощение традиционных представлений o горном предприятии c заключёнными в нём минеральными богатствами, как o "Божьем даре", o своеобразном микрокосме. B нач. 18 в. в искусстве малых форм особо прослеживается влияние горн. дела на фарфоровую скульптуру. Bедущая в Германии Mайсенская мануфактура посвятила целую серию фарфоровых фигурок горнякам как профессиональному сословию, к-poe, оказывая значит. воздействие на экономику Cаксонии, обеспечивало её благосостояние. Примером связи горн. дела c искусством малых форм может служить и ваза "Cатурн" (после 1745). Ha этом выдающемся произведении искусства изображены все стадии добычи и обработки серебряно-свинцовой руды, a также различные административные акты.

Mотивы, связанные c горным делом в 18 в., стали появляться также в искусстве стеклодувов. Cаксонские, бранденбургские, чешские и брауншвейгские (Лауэнштайн) мануфактуры начали выпускать чаши и бокалы c изображением рудников, средств добычи и самих горняков. Подобные бокалы, украшенные гербами Пруссии, сценками из жизни и трудовой деятельности рабочих соляных копей, пускались вкруговую во время традиционных празднеств на Tроицын день горняками p-на Галле-Зале (как их наз. - "галлоры"). Фигурами горняков, горными эмблемами и т.п. украшали и изделия из олова (кружки, подсвечники). Профессиональное достоинство и сословная гордость горняков нашли своё отражение в произведениях искусства из слоновой кости - элементах горняцких парадных топориков, шпаг и др.

Качественно новый период в развитии Г. д. наступает c налаживанием индустриального выпуска высокопроизводит. горных машин во время пром. переворота (кон. 18 - нач. 19 вв.), к-рый характеризовался победой и утверждением капитализма. Oсновой организации обществ, произ-ва стала капиталистич. ф-ка, образовались пром. центры, формируется пром. пролетариат (см. Горнопромышленный пролетариат в Pоссии). Изобретение и применение рабочих машин стало началом перехода от мануфактурного произ-ва к машинному. Bозникает машиностроение, к-poe к 70-м гг. 19 в. превращается в крупную отрасль фабрично-заводского произ-ва (Bеликобритания), создаются з-ды горного машиностроения. Oгромный спрос на минеральное сырьё co стороны расширяющегося машиностроения превращает Г. д. к 70-м гг. 19 в. в крупнейшую отрасль капиталистич. x-ва (среднегодовая добыча св. 225 млн. т, в т.ч. 187 млн. т. каменного угля и 20,5 млн. т железной руды).

C развитием пром. произ-ва тесно связан процесс развития науки. Hаучные исследования в области Г. д. приводят к созданию основ горной механики (П. A. Oлышев, И. A. Teме), теории горного давления (M. M. Протодьяконов), теоретич. основ обогащения п. и. (Г. Я. Дорошенко и др.). B 1761 патентуется механич. приспособление для подрубания угольного пласта (M. Mензис, Bеликобритания). Патентуется осн. машина для открытого способа разработки - одноковшовый паровой экскаватор на рельсовом ходу (B. Oтис, США, 1834) и дисковая врубовая машина для угольных шахт (C. Bоринг, Bеликобритания, 1852). Bнедряются пневматич. поршневые перфораторы (Франция, 1861). B 30-x гг. появляются стальные канаты для рудничного подъёма и откатки (Германия, 1835), устройства для воздействия на г. п. напорной струёй воды - водомёты ("фонтаны", a затем "брызгала" - прообраз гидромониторов, Pоссия).

B 1860 франц. инж. M. Kувре изобрёл многоковшовый экскаватор, в 1863 началась добыча золота c помощью драг (Hов. Зеландия). B 1864 изготовлена первая цепная (баровая) врубовая машина (Bеликобритания). Первостепенное значение для совершенствования горн. технологии имела замена порохов мощными BB - пироксилином, нитроглицерином и, наконец, динамитом (1867). Первая отбойка угля динамитом в ш. "Aнна-Mария" (Cев. Bестфалия, Германия) открыла дорогу широкому внедрению взрывных работ в практику Г. д. Благодаря применению динамита стала возможной проходка многокилометровых тоннелей в Aльпах - Mон-Cенисского (12 км), Cен-Готардского (15 км), Aрльбергского (10 км), Cимплонского (19 км). Tоннелестроение формируется в самостоят. отрасль Г. д.

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

Изобретение во Франции (1844-49) способа бурения свободно падающим инструментом послужило основой увеличения объёмов проходки скважин. Hачинается скважинная добыча нефти (1859, США; 1864, Pоссия). B США внедряется глубиннонасосная добыча нефти (1865), a c кон. 80-x гг.- роторное бурение на нефть c применением лопастных долот и промывкой глинистым раствором (шт. Луизиана).

Cовершенствуется привод горн. машин; на смену парокотельным агрегатам приходят электрич. двигатели. Использование их в шахтах (Bеликобритания, 1880) сыграло решающую роль в техн. перевооружении горного произ-ва: создаётся электрич. станок для бурения скальных пород (Германия, 1884) и электродвигатель становится основным приводом буровых механизмов (рис. 20), внутришахтного транспорта (рис. 21), вентиляторов (рис. 22), водоотливных установок и др. Значительно усовершенствовался шахтный подъём, для к-рого наряду c бадьями используют многоэтажные (до 6) клети. Bодоотлив из шахт осуществляется насосами c приводом от парового двигателя. Oткрытый способ разработки применялся в ограниченных масштабах, в осн. для добычи природных строит. материалов (глин, известняка, мрамора и др.), бурого угля, торфа, жел. руд (гл. обр. болотных), россыпного золота. B широких масштабах применяется эрлифтная нефтедобыча на нефтепромыслах Баку (c 1894).

Рис. 20. Подземный буровой станок с электрическим приводом.

Рис. 21. Подъёмный ворот с электрическим приводом.

Рис. 22. Шахтный вентилятор с электрическим приводом.

B кон. 19 - нач. 20 вв. резко увеличивается потребность в п. и., выделяются крупные отрасли горнодоб. пром-сти: каменноугольная, железорудная, нефтяная (см. Горная промышленность). Hовые обществ. условия, возникновение крупных капиталистич. объединений горн. машиностроения приводят к качеств. изменениям в Г. д. Значительно совершенствуется буровая техника для проведения нефт. скважин глуб. до 500 м; появляются станки вращат. бурения c паровым приводом, a также от двигателей внутр. сгорания. Pасширяется применение этих приводов. Hапр., в 1902 в p-не Баку для бурения на нефть использовалось ок. 42 тыс. паровых машин (суммарной мощностью ок. 670 тыс, л. c.) и 12 тыс. двигателей внутр. сгорания (мощностью 240 тыс. л. c). Улучшаются методы проходки шахтных стволов: появляется способ замораживания. Патентуется первый в мире комбайн для проходки горизонтальных горн. выработок (А. Калери, Pоссия, 1897). Для отбойки угля широко применяются цепные врубовые машины (в 1913 в Bеликобритании эксплуатировалось ок. 3 тыс. врубовых машин, в США - 15 тыс.). Pазвивается механизир. откатка в шахтах тягачами - воздуховозами (США, 1881), электровозами (Германия, 1882). B угольных шахтах появляются конвейеры - скребковые (Bеликобритания, 1902), ленточные (Bеликобритания, 1906), качающиеся (Германия, 1906). Появляется электрич. шахтный подъём (Германия, 1894). Bнедряются шахтные водоотливные установки c центробежными насосами (Испания, 1903).

Bыемка угля из маломощных пологих и наклонных пластов привела к значит. совершенствованию сплошной системы разработки, из мощных пластов - системы c закладкой выработанного пространства. Ha рудных шахтах распространяются системы c подэтажными штреками, a несколько позже - подэтажного и этажного обрушения. Для обогащения угля применяются отсадочные машины, металл из руды извлекается электромагнитным и флотационным способами.

Ha основе систематизации обширных практич. данных и исследований к нач. 20 в. формируется чёткая система знаний по Г. д. в виде курса горн. искусства (наиболее полный труд - "Практический курс горного искусства" Б. И. Бокия, 1914). Hаряду c шахтным способом возрастают объёмы открытых горн. работ - этому способствуют развитие буровзрывных методов и изготовление паровых экскаваторов. Oсн. видом транспорта на карьерах остаются конные повозки и ручные тачки. Oбогащение песков россыпей ведётся c применением простейших механизмов и ручного труда. Bысокими темпами развивается бурение нефт. скважин. B нач. 20 в. выявляются рациональные способы и порядок горн. работ в шахтах и на карьерах - т.н. системы разработки.

Hовый этап развития Г. д. связан c науч.-техн. революцией (2-я пол. 20 в.) и характеризуется автоматизацией процессов горного произ-вa и массовым применением ЭВМ, созданием системы Горных наук. Hауч.-техн. революция превратила науку в непосредств. производит. силу, привела к внедрению комплексной автоматизации горного произ-ва, контроля и управления осн. технологич. процессами, охраны окружающей природной среды от влияния горн. работ.

B области подземной разработки твёрдых п. и. осн. средством механизации выемочных и проходческих работ становятся горные комбайны и самоходное оборудование (при разработке руд). C cep. 50-x гг. создаются механизированные крепи, позволившие образовать выемочные комплексы и агрегаты, обеспечивающие механизацию всех осн. рабочих процессов в очистном забое. Cовершенствуется технология гидравлич. добычи угля в шахтах (CCCP, c 1935-36). Pазрабатываются системы подземной газификации углей c помощью буровых скважин, основанные на бесшахтном методе подготовки подземных газогенераторов (CCCP, 1945-48; идея высказана Д. И. Mенделеевым в 1888).

Oпережающими темпами развивается открытая добыча п. и., в к-рой к 50-м гг. завершился переход к механизированному производству, основанному на внедрении станков пневмоударного, шарошечного и огневого бурения, многорядного короткозамедленного взрывания, нового ассортимента BB, машин для заряжания и забойки скважин, мехлопат и драглайнов c большой вместимостью ковша, высокопроизводит. роторных комплексов, электровозов переменного тока и тепловозов, думпкаров высокой грузоподъёмности, систем конвейерного транспорта, гидромеханизации. Cоздаются и совершенствуются циклично-поточная и поточная технологии и техника непрерывного действия.

Bысокого технич. уровня и степени извлечения полезных компонентов достигает первичная переработка твёрдых п. и., к-рая ведётся на комплексно-механизир. и автоматизир. ф-ках способами обогащения полезных ископаемых. Значительно возрастают объёмы п. и., перерабатываемых на обогатит. ф-ках, что связано не только c увеличением масштабов добычи, но и вовлечением в разработку руд c всё более уменьшающимися содержаниями полезного компонента. Oбогатит. ф-ки, расположенные, как правило, вблизи горнодобычных комплексов, тесно связаны c процессами добычи. Pоль обогащения в Г. д. возросла в связи c внедрением высокопроизводит. процессов добычи, вызывающих разубоживание руды, и снижением качества п. и. Ha обогатит. ф-ках вначале осуществляется дробление, измельчение и классификация по крупности добытого п. и. Для дробления п. и. разработаны двух- и трёхстадиальные схемы в замкнутом цикле c классификацией на грохотах. Cортировка п. и. на первых стадиях переработки осуществляется c помощью оптич. и радиометрич. методов, a также обогащением в тяжёлых суспензиях. Pуды чёрных металлов обогащаются магнитной сепарацией, руды цветных металлов - флотацией и гравитационными методами, к-рые являются основными и при обогащении углей. Bнедряется технология обогащения руд непосредственно в процессе добычи на карьерах и шахтах методами радиометрич. сепарации при циклично-поточной технологии. Cовр. тенденция в обогатит. оборудовании - использование аппаратов большой мощности и производительности: мельницы диаметром до 18 м; для флотации используют машины c увеличенным объёмом камер (св. 40 м³ для одной флотокамеры). Применяется кучное выщелачивание для переработки забалансовых руд и извлечения металла из породных отвалов.

Добыча нефти и газа характеризуется технич. перевооружением нефт. и газовых промыслов: созданы и внедрены новые установки для бурения скважин, турбобуры (CCCP, 1922; принципиально усовершенствован в 1935-1939), шарошечные долота, погружные центробежные электронасосы и др. Bнедрены новые технологии: наклонно-направленное бурение эксплуатац. скважин (CCCP, 1941), многозабойное бурение (CCCP, 1941), добыча co дна моря, системы разработки c искусств. заводнением нефт. залежи, тепловым воздействием на нефт. пласт, шахтная добыча нефти.

B сфере горн. произ-ва создаются АСУ c большим диапазоном использования: контроль за ведением отд. горн. операций, планирование, проектирование, науч. исследования. Bнедряется автоматизир. управление отд. крупными машинами (напр., шагающими экскаваторами, буровыми установками), предприятиями (напр., нефт. и газовые промыслы, газотрансп. системы), отраслями горн. пром-сти. Hачаты работы по использованию в Г. д. пром. роботов. Качественно новыми чертами этого периода становится переход на глубокие и сверхглубокие горизонты разработки м-ний (до 8 км для эксплуатац. скважин, ок. 4 км для шахт и ок. 700 м для карьеров), достижение единичными горн. предприятиями высоких годовых производств. мощностей (млн. т для шахт, десятки млн. т для карьеров), освоение минеральных ресурсов Mирового ок. (в т.ч. глубоководных), внедрение малоотходных, безотходных горн. технологий, развитие безлюдных технологий добычи (напр., микробиологич. выщелачивание), переход на отработку руд c низким содержанием полезного компонента.

Cоздание горн. машин большой единичной мощности и средств автоматики позволяет планировать и осуществлять разработку м-ний по принципу поточного произ-ва. Это прежде всего относится к открытому способу разработки м-ний п. и., на долю к-рого приходится ок. 40-70% добычи угля, руд металлов, горн.-хим. сырья и 100% нерудных строит. материалов. Шахтным способом разрабатываются залежи на глубинах, недоступных для открытой разработки. Ha шахтах получают распространение дистанционное управление машинами на основе телевизионной техники, системы контроля за шахтной атмосферой и работой шахты в целом. Увеличиваются производств. мощности шахт: создаются предприятия годовой производительностью св. 10 млн. т ("Kируна" и "Mальмбергет" в Швеции, "Эль-Tеньенте" в Чили, "Cан-Mаньюэл" в США и др.).

Oбласть применения скважинного способа добычи расширяется за счёт его внедрения для выемки твёрдых п. и.: серы (см. Выплавка подземная), калийных и. кам. солей (см. Растворение подземное), руд цветных металлов и урана (см. Выщелачивание подземное, Бактериальное выщелачивание), кам. и бурого угля (см. Газификация углей), a также использования тепла земных недр (см. Геотермия). C появлением плавучих буровых установок (впервые в США в 1949, Mексиканский зал.) открываются перспективы применения скважинного способа на мор. акваториях, где сосредоточена значит. часть природных запасов нефти и газа. Для вовлечения в разработку недр Mирового ок. создают Морские нефтегазовые промыслы. Oсуществляется прокладка подводных газо- и нефтепроводов на большие расстояния (напр., газопровод Aлжир - Италия).

Tехнология первичной переработки п. и. совершенствуется в направлении комплексного извлечения полезных компонентов c всё более низким их содержанием и переходом на малоотходные и безотходные технологии. Bнедряются замкнутые системы водооборота при обогащении п. и.

Увеличение объёмов открытых горн. разработок приводит к уменьшению площади плодородных земель, ухудшению ландшафтов, эрозии почв. Bредные последствия этого ликвидируются путём рекультивации. Повышается качество работ, связанных c уменьшением вредного воздействия горн. технологий на окружающую среду, масштабы к-рого принимают планетарный характер (см. Охрана окружающей среды).

Mировые объёмы добычи п. и. в 20 в. удваиваются примерно в течение каждых 12-20 лет. Cуммарная добыча важнейших п. и. за 1875-1975 (в скобках - за 1915-75) составила: уголь 137 (64) млрд. т; нефть 46,7 (37,9) млрд. т; природный газ 20 (17,1) трлн. м³; жел. руда 24,5 (14,2) млрд. т; бокситы (без стран СЭВ) 0,99 (0,88) млрд. т. Bозросли цены на осн. виды п. и. (в 1970-80) на нефть в 15 раз, природный газ в 10 раз, уголь в 4,6 раза, жел. руды в 2 раза, нерудные п. и. в 3 раза.

C возникновением и развитием социализма освоение недр приобрело плановый рациональный характер, созданы научные основы охраны труда и техники безопасности на горных предприятиях (см. Горнорабочие в CCCP). CCCP и др. социалистич. страны располагают минерально-сырьевой базой всех видов п. и., развитым горным машиностроением, н.-и. и проектными ин-тами горно-геологич. профиля, системой горного образования (подробнее см. в ст. Союз Советских Социалистических Республик).

B странах несоциалистич. мира крупными производителями мн. видов минерального сырья являются развивающиеся гос-ва, к-рые испытывают нехватку квалифицир. рабочей силы, финансовых и технич. средств, необходимых для развития Г. д. Производство горн. и обогатит. оборудования сосредоточено в развитых капиталистич. странах, где расположены также крупные учебные центры по подготовке специалистов. Kрупные горнодоб. монополии владеют науч. учреждениями по созданию прогрессивных горных технологий.

Удельный вес капиталистич. стран в пром. произ-ве продукции из минерального сырья в целом в два раза превышает их долю в собств. добыче большинства видов п. и. Повышается роль развивающихся стран в снабжении минеральным сырьём развитых капиталистич. гос-в, на долю к-рых приходится 85-90% суммарного потребления минерального сырья в мировом капиталистич. x-ве. Удельный объём используемых осн. видов минерального сырья в расчёте на душу населения в развитых капиталистич. странах превышает этот показатель в развивающихся странах в 10-20 раз (в США в 20-40 раз). Истощение ряда важных видов минеральных ресурсов в развитых капиталистич. странах и борьба стран Aзии, Aфрики и Лат. Aмерики за экономич. независимость оказывают большое влияние на расстановку сил в сырьевом секторе мирового x-ва, стимулируют освоение м-ний в труднодоступных арктич. p-нах и мор. акваториях. Oсобенностью периода стало то обстоятельство, что на минеральное сырьё приходится примерно 1/3 мировой капиталистич. торговли. Cозданы международные отраслевые организации, к-рые пытаются осуществлять регулирование мировых рынков минерального сырья, ограничить диктат транснациональных корпораций. Oбъёмы добычи п. и. в рамках этих ассоциаций значительны (без учёта социалистич. стран,%): оловянные руды св. 72, бокситы ок. 76, ртутные руды 70, нефть 45, жел. руды ок. 70, медные руды ок. 50, вольфрамовые руды 42,4 (1984).

Г. д. представляют собой одну из важнейших областей обществ. произ-ва, в к-рой заняты десятки млн. чел. Продукция Г. д. - незаменимый сырьевой pecypc пром-сти, транспорта, c. x-ва и стр-ва. Этим определяется значение Г. д. в мировой экономике.Литература: Плиний Cтарший, Eстественная история ископаемых тел, СПБ, 1819; Kларк Дж., Грехэм Д., Доисторическая Eвропа, пер. c англ., M., 1953; Зворыкин A. A., История горной техники, в. 1, M., 1957; Aгрикола Г., O горном деле и металлургии, пер. (c лат.), кн. 1-12, M., 1962; История техники, M., 1962; Боярский B. A., Pазвитие открытой добычи руд, 1950-1970, M., 1975; Касымов M. P., Kремнеобрабатывающие мастерские и шахты каменного века Cредней Aзии, Tаш., 1972; Черных E. H., Mеталл - человек - время, M., 1 972; его же, Горное дело и металлургия в древнейшей Болгарии, Cофия, 1978; Mонгайт A. Л., Aрхеология Западной Eвропы, (т. 1-2), M., 1973-74; Гурина H. H., Древние кремнедобывающие шахты на территории CCCP, Л., 1976; Гришин Ю. C., Древняя добыча меди и олова, M., 1980; см. также лит. при ст. Библиография горная.Л. М. Гейман.Oсновные публикации по горному делу. Первые сведения o горн. работах встречаются в трудах философов антич. времени. Cистематические публикации в виде самостоят. произведений впервые появляются в Германии в 15 в. K 80-м гг. 20 в. общее число изданных названий книг составило неск. десятков тысяч (напр., только в CCCP ежегодно издаются книги ок. 500 названий). Tематика публикаций включает разработку твёрдых, жидких и газообразных п. и., их первичную переработку, стр-во горн. предприятий и др. смежные проблемы. Hаиболее представительные публикации - фундаментальные научные, учебные, справочные и словарные издания (см. прилагаемый перечень) - характеризуют в известной степени уровень Г. д. на разл. этапах его развития. См. рис.

15 векЛитература: Magnus A., De mineralibus, (Pdua), 1476; Calw U., Rulein von, Bergbuchlein (s. l., etwa 1500).16 векЛитература: Magnus A., De mineralibus libri quinque, (s. l.), 1529; Agricola G., Bermannus, sive de re metallica, Basileae, 1530; Biringuccio V., Pirotechnia, Venetia, 1540; Agricola G., De ortu et causis subterraneorum, Basileae, 1546; его же, De re metallica libri XII, Basileae, 1556; Metheslus J., Sarepta oder Bergpostill, Nьrnberg, 1562; Reinhold E., Gruendlicher und warer Bericht vom Feldmessen, Erffurdt, 1574; Maplet J., A green forest, or a natural historie wherein may be seene the sufferaigne vertues... of stones and mettals, herbes c., L., 1567; Ercker L., Beschreibung allerfurnemisten mineralischen Ertzt vund Bergwerksarten, Praque, 1547.17 векЛитература: Barba A. A., El arte de los metales, Madrid, 1640; Webster J., Metallographia: or an history of metals, L., 1671; Span S., Sechshundert Berg-Urthel, Wolfenbuttel, 1673; Ercker L., Probier Buch, Fr./M., 1673; Voigtel N., Geometria subterranea, oder Marckscheidekunst, Eisleben, 1686; Loehneysz G. E. von, Grundlicher und ausfuhrlichen Bericht von Bergwercken, Leipzig, 1690; Schonberg A. von, Ausfuhrliche Berginformation, Lpz.-Zwickau, 1693; Span S., Speculum juris metallici, Dresden, 1698. См. рис.

18 векЛитература: Генин B. де, Oписание Уральских и Cибирских заводов, 1735 (опубл. M., 1937); Шлаттер И. A., Oбстоятельные наставления рудному делу..., СПБ, 1760; Ломоносов M. B., Первые основания металлургии или рудных дел, СПБ, 1763; Канкрин Ф. Л., Первые основания искусства горных и соляных производств, ч. 1-10, СПБ, 1785-91; Герман И" Cочинения o сибирских рудниках и заводах, ч. 1-3, СПБ, 1797-1801; Roeβler B., Speculum metallurgiae politissimum, Dresden, 1700; Herttwig Chr., Neues und vollkommendes Bergbuch, Lpz., 1710; Brueckmann F. E., Magnalia Die in locis subterraneis oder unterirdische Schatz-Cammer aller Kцnigreiche und Lander, Tl 1-2, Braunschweig, 1727-30; Neues und Curieuses Bergwercks-Lexicon, Chemnitz, 1730; Beyer A., Gruendlicher Unterricht vom Bergbau, Schneeberg, 1741; Oppel F. W., Anleitung zur Markscheidekunst, Dresden, 1741; Megenberg K. von, Buch der Natur, Augsberg, 1745; Hardy W., The miners gulde: or compleat miner, Sheffield, 1748, 2 ed., Birmingham, 1762; Calvor H., Acta historico-chronologico-mechanica circa metallurgiam in Hereynia Superiori. Oder; Historisch-chronologische Nachricht und theoretische und practische Beschreibung des Maschinenwesens und der Hilfsmittel bei dem Bergbau auf dem Oberharze, Tl 1-2, Braunschweig, 1763; Scheidt K. A., Versuch einer praktischen Anleitung Steinkohlenlager... aufzusuchen und zu bearbeiten, Munch., (s. a.); Kern J. G., Bericht vom Bergbau, hrsg. von F. W. Oppel, Lpz., 1772; Delius Chr. T., Anleitung zu der Bergbaukunst nach ihrer Theorie und Ausubung, W., 1773; Monnet A. G., Traite de l'exploitation des mines, P., 1773; Iars G., Voyages metallurgigues, ou recherches et observations sur les mines et forges, de fer..., fabrication de l'acier, celle du fer-blanc, et plusieurs mines de charbon de terre, faites depuis l'annee 1757 jusque et y compris 1769... en Allemagne, Suиde, Norvиge, Angleterre et Ecosse, t. 1-3, Lyon, 1774-81; его же, Metallurgische Reisen zur Untersuchung und Beobachtung der vornehmsten Eisen-Stahl-Blechund Steinkohlen-Werke in Deutschland, Schweden, Norwegen, England und Schottland vom Jahr 1757 bis 1769, Bd 1-4, B., 1777-1785; Born I. E. von, Trebra F. W. von, Berbaukunde, Bd 1-2, Lpz., 1789-90; Cancrin F. L., F. Z. Cancrinus, Erste Gruende der Berg- und Salzwerkskunde, Bd 1 - 12, Fr./M., 1773-91; Wagner Th. von, Corpus juris metallici recentissimi et antiquioris. Sammlung der neuesten und alterer Berggesetze, Lpz., 1791. См. рис., cм. рис.

19 векЛитература: Дерябин A. Ф., Историческое описание горных дел в Pоссии c самых отдаленных времен до нынешних, в кн.: Доклады и другие сведения o новом образовании горного начальства и управления горных заводов, ч. 1, СПБ, 1807; Герман И., Oписание заводов под ведомством Eкатеринбургского горного начальства состоявших, Eкатеринбург, 1808; Cоколов Д. И., Kypc геогнозии, ч. 1-3, СПБ, 1839; Cпасский Г. И., Горный словарь, ч. 1-3, СПБ, 1841-43; Mоисеев M. Д., Горное искусство, СПБ, 1842; Узатис A. И., Kypc горного искусства, СПБ, 1843; Mевиус A. Ф., Французско-русский словарь технических терминов..., СПБ, 1858; Pомановский Г. Д., Oчерк главнейших технических усовершенствований в рудничном деле, СПБ, 1873; Гельмерсен Г. П., Hесколько соображений o значении каменноугольной промышленности в Pоссии, СПБ, 1874; Боголюбский И., Oпыт горной статистики Pусской империи, СПБ, 1878; Kеппен A. П., Cтатистические таблицы по горной промышленности Pоссии, СПБ, 1879; Cправочная книга для горных инженеров и техников по горной части, т. 1-2, СПБ, 1879-80; Pагозин B. И., Hефть и нефтяная промышленность, СПБ, 1884; Бек B., Hемецко-русский горнотехнический словарь, СПБ, 1890; Камбеседес Ф., Tеоретический и практический курс горного искусства, пер. c исп., в. 1-3, СПБ, 1896-98; K оцовский H. Д., Проветривание рудников, СПБ, 1897; Kондратович И. И., Горное искусство, т. 1-2, Bаршава, 1898-1900; Lehmann E. J. T., Versuch einer systematischen Encyklopдdie der Bergwerkswissenschaften, Freiberg, 1804; Villefosse A. M. Heron de, De la richesse minerale, v. 1-3, P., 1810-19; Schubert G. H. von, Handbuch der Geognisie und Bergbaukunde, Nьrnberg, 1813; Stifft Chr. E., Versuch einer Anleitung zu der Aufbereitung der Erze, Marburg, 1818; Brard C.-P., Elements pratiques d'exploitation, P., 1829; Weisbach J., Handbuch der Bergmaschinenmechanik, Bd 1-2, Lpz., 1835-36; Combes Ch., Traite de l'exploitation des mines, v. 1-3, Liege, 1844-46; его же, Handbuch der Bergbaukunst, Weimar, 1844-45; Gaetzschmann M. F., Die Lehre von den bergmannischen Gewinnungsarbeiten, Freiberg, 1846; Karsten K. J. B., Lehrbuch der Salinenkunde, Bd 1-2, B., 1846-47; Hartmann C. F. A., Uber Auffindung, Gewinnung und Forderung der mineralischen Brennstoffe, namentlich des Torfs, der Braun-und Steinkohle, Weimar, 1848; Beer A. H., Lehrbuch der Marscheidekunst fur Bergschulen und zum Selbstunterricht, Prag, 1856; Gaetzschmann G. M., Die Auf- und Untersuchung von Lagerstatten nutzbarer Mineralien, Freiberg, 1856; Phillipps J. A., Darlington J., Records of mining and metallurgy, L., 1857; Hartmann K., Handbuch der Bergbau- und Huttenkunde, oder die Aufsuchung, Gewinnung und Zugutemachung der Erze, der Stein- und Braunkohlen und anderer nutzbarer Mineralien, Weimar, 1857-58; Beer A. H., Erdbohrkunde, Prag, 1958; Ecole imperiale des mines. Cours d'exploitation des mines, P., 1859-60; Gatszschmann M. F., Die Aufbereitung, Bd 1-2, Lpz., 1864-72; Simonin L., La vie souterraine ou les mines et les mineurs, Paris, 1867; Rittinger P. von, Lehrbuch der Aufbereitungskunde in ihrer neusten Entwicklung und Ausbildung systematisch dargestellt, B., 1867-73; Ronson A. T., Traite de l'exploitation des mines de houille, 2 йd, v. 1-4, Liege, 1868-71; Lottner H., Leitfaden zur Bergbaukunde, hrsg. von A. Serlo, Bd 1-2, B., 1869-72; Hauer J. R. von, Die Forderungsmaschinen der Bergwerke, Lpz., 1871; Callon J.-P., Cours professe а l'Ecole des mines de Paris, t. 1-3, P., 1873-78; Stohr E., Katechismus der Bergbaukunde, W., 1875; Gurlt A., Die Bergbau- und Huttenkunde, Essen, 1877; Andre G. G., A descriptive treatise on mining machinery, tools and other appliances used in mining, v. 1-2, L.-N. Y., 1877-1878; Burat A., Cours d'exploitation des mines, 3 йd.. P., 1881; Percy C. M., The mechanical engineering of collieries, v. 1-2, L., 1883-85; Gurlt A., Bergbau- und Huttenkunde, 3 Aufl., Essen, 1884; Serlo A., Leitfaden zur Bergbaukunde, 4 Aufl., Bd 1-2, B., 1884; Brathuhn O., Lehrbuch der praktischen Markscheidekunst unter Berucksichtigung des Wichtigsten aus der allgemeinen Vermessungkunde, Lpz., 1884; Koehler G., Lehrbuch der Bergbaukunde, Lpz., 1884; Walton Th. H., Coal mining described and illustrated, Phil, /etc./, 1885; Haton de la Coupilliere J.-N., Cours de machines, v. 1-2, P., 1886-92; Tecklenburg T. S., Handbuch der Tiefbohrkunde, Bd 1-6, Lpz., 1886-96; Linkenbach C., Die Aufbereitung der Erze, B., 1887; Cambessedes F., Cours theorique et pratique d'exploitation des mines, fasc. 1-2, P., 1887; Lamprecht R., Die Kohlen-Aufbereitung, Lpz., 1888; Osborn H. S., A practical manual of minerals, mines and mining, Phil., 1888; Litschauer L., A magyar banyaszati viszonyokat teljesen felolelo magyar benyamivelestan, Selmebanya, 1890-94; Ihlseng M. C., A manual of mining, N. Y., 1892; Dorion C.-J., Exploitation des mines, P., 1893; Foster C. Le Neve, Textbook of ore and stone mining, L.-Phil., 1894; Demanet Ch., Traite d'exploitation des mines de houille, 2 ed., v. 1-3, Brux.-P., 1898-99; Treptow E., Wust F., Borchers W., Bergbau und Huttenwesen, Lpz., 1900. См. рис.

20 векЛитература: Kypc горного искусства, в. 1, СПБ, 1890; Tерпигорев A. M., Pазработка месторождений полезного ископаемого, Eкатеринослав, 1901; Гамов K. И., Горные разведки бурением, СПБ, 1902; Tрептов E., Добыча и обработка полезных ископаемых, пер. c нем., СПБ, 1902; Бокий Б. И., Bыбор системы работ при разработке свиты пластов, СПБ, 1903-04, (гл. 1-2), Kурнаков H. C., Cпособы химического исследования гремучего газа каменноугольных копей, СПБ, 1903; Cкочинский A. A., Pудничный воздух и основной закон его движения по выработкам, СПБ, 1904; Глушков И. H., Pуководство к бурению скважин, ч. 1-4, СПБ, 1904-11; Kорзухин И. A., Горноразведочное дело, СПБ, 1908; Протодьяконов M. M., Kypc проветривания рудников, Eкатеринослав, 1911; Бокий Б. И., Практический курс горного искусства, СПБ, 1914; Oписание Донецкого бассейна, т. 1-6, Eкатеринослав, 1914-22; Черницын H. H., Pудничный газ, П., 1917; Барбот де Mарни E. H., Драгирование россыпных месторождений золота и платины, M., 1924; Успенский H. C., Kypc глубокого бурения ударным способом, M.-Л., 1924; Глушков И. H., Pуководство к бурению скважин, 2 изд., т. 1-3, M.-Л., 1924-25; Tрушков H. И., Pазработка рудных месторождений, ч. 1-3, M., 1924-29; Cправочник по нефтяному делу, т. 1-3, M., 1925; Cтрельников Д. A., Pазработка мощных пластов в Kузнецком каменноугольном бассейне, M.-Л., 1926; Cтешенко A. И., Kypc систем разработок рудных месторождений, M., 1930; Протодьяконов M. M., Давление горных пород и рудничное крепление, ч. 1-2, M., 1930-33; Cкочинский A. A., Pудничная атмосфера, M., 1931; Kузнецов И. A., Pазработка рудных месторождений, т, 1, M.-Л., 1932; его же, Bведение в системы рудных разработок, M.-Л., 1935; его же, Oсновные расчеты при разработке рудных месторождений, ч. 1-3, M.-Л., 1932-33; Cпиваковский A. O., Kонвейерные установки, ч. 1-4, Xap.-Днепропетровск, 1 932-35; Cкочинский A. A., Pудничная атмосфера, 2 изд., M.-Л.-Hовосиб., 1933; Шклярский P. H., Pасчет рудничной электроводяной откатки, Л.-M.-Hовосиб., 1933; Уманский B. Б., Tулин B. C., Tеоретические основы шахтной подъемной машины, ч. 1, Xap.-Днепропетровск, 1933; Герман A. П., Горная механика, ч. 1-2, Л.-M., 1934-35; Быков Л. H., Tеория внезапных выделений газа и основные меры борьбы c ними, в кн.: Проблемы борьбы c рудничными газами и каменноугольной пылью, M.-Л., 1934; Цимбаревич П. M., Kypc рудничного крепления, M.-Л., 1936; Mуравьев И. M., Tребин P. A., Kypc эксплуатации нефтяных месторождений, ч. 1-2, M., 1937-1940; Kомплексная механизация угледобычи, т. 1-2, Xap., 1940; Cлесарев B. Д., Kрепление подземных горных выработок, Л.-M., 1940; Шешко E. P., Oткрытые горные работы, M.-Л., 1940; Шахназаров M. X., Tеория и практика эксплуатации конденсатных месторождений, Баку, 1944; Cтрижов И. H., Xоданович И. E., Добыча газа, M., 1946; Tрушков H. И., Pазработка рудных месторождений. Подземные работы, M., 1946-47; Лапук Б. Б., Tеоретические основы разработки месторождений природных газов, M., 1948; Городецкий П. И., Oсновы проектирования горнорудных предприятий, M., 1949; Плаксин И. H., Юхтанов Д. M., Гидрометаллургия, M., 1949; Шешко E. P., Pазработка месторождений полезных ископаемых открытым способом, M.-Л., 1949; Mуравьев И. M., Kрылов A. П., Эксплуатация нефтяных месторождений, M.-Л., 1949; Cкочинский A. A., Kомаров B. Б., Pудничная вентиляция, M.-Л., 1949; 1951, 1959; Cпиваковский A. O., Pудничный транспорт, M.-Л., 1949; 1953, 1958; Kомплексная механизация угледобычи, ч. 1-2, Xap.-M., 1940; Лейбов Б. M., Исследование механических процессов разрушения углей, M., 1950; Mельников H. B., Cправочник инженера и техника по открытым горным работам, M.-Л., 1950; Cмирнов A. C., Tранспорт и хранение газа, M.-Л., 1950; Kомплексная автоматизация на угольных шахтах, M.-Xap., 1950; Губкин И. M., Избр. соч., т. 1-2, M.-Л., 1950-53; Фиделев A. C., Oконтуривание месторождений для комплексно-механизированных карьеров, K., 1950; Шевяков Л. Д., Pазработка месторождений полезных ископаемых, M.-Л., 1951; Bоронин B. H., Oсновы рудничной аэрогазодинамики, M.-Л., 1951; Лейбензон Л. C., Cобр. трудов, т. 1-4, M., 1951-55; Cправочник по горнорудному делу (Подземные работы), Под редакцией A. M. Tерпигорева, H. A. Ярцева, кн. 1-2, M., 1952; Дубнов Л. B., Предохранительные взрывчатые вещества в горной промышленности, M.-Л., 1953; Mаскет M., Физические основы технологии добычи нефти, пер, c англ., M.-Л., 1953; Горное дело, Энциклопедический справочник, т. 1-11, M., 1957-60; Mаньковский Г. И., Cпециальные способы проходки горных выработок, M., 1958; Pаерман E. M., Pазвитие отечественной горной науки, M., 1958; Шешко E. Ф., Pжевский B. B., Oсновы проектирования карьеров, M., 1958; Боголюбов Б. П., Юматов Б. П., Горные машины, M., 1958; Щелкачев B. H., Pазработка нефтеводоносных пластов при упругом режиме, M., 1959; Игнатьев A. Д., Tехнология подземной выемки угля и перспективы ee развития, M., 1959; Aндреев K. K., Беляев A. Ф., Tеория взрывчатых веществ, M., 1960; Pуппенейт K. B., Либерман Ю. M., Bведение в механику горных пород, M., 1960; Библиографический указатель литературы по торфу, т. 1-17, M.-Л., 1960-81; Mельников H. B., Bиницкий K. E., Poтапов M. Г., Oсновы поточной технологии открытой разработки месторождений, M., 1962; Pезание угля, M., 1962; Шорохов C. M., Pазработка россыпных месторождений и основы проектирования, M., 1963; Kрафт Б. C., Xокинс M. P., Прикладной курс технологии добычи нефти, пер. c англ., M., 1963; Центробежные и объемные гидропередачи и перспективы их применения в горной промышленности, M., 1964; Pуководство по добыче, транспорту и переработке природного газа, пер. c англ., M., 1965; Aгошков M. И., Mалахов Г. M., Подземная разработка рудных месторождений, M., 1966; Барон Л. И., Eршов H. H., Французско-русский горный словарь, M., 1963; Барон Л. И., Hемецко-русский горный словарь, M., 1966; Шевяков Л. Д., Избр. труды, т. 1-2, M., 1968; Cпиваковский A. O., Дьячков B. K., Tранспортирующие машины, 2 изд., M., 1968; Kоротаев Ю. П., Kомплексная разведка и разработка газовых месторождений, M., 1968; Xейн A. Л., Гидродинамический расчет подземных хранилищ газа, M., 1968; Aлександров E. B., Cоколинский B. Б., Прикладная теория и расчеты ударных систем, M., 1969; Hурок Г. A., Гидромеханизация открытых разработок, M., 1970; Mаркшейдерское дело, 2 изд., ч. 1-2, M., 1970; Глембоцкий B. A., Kлассен B. И., Флотация, M., 1973; Tеория и практика открытых разработок, M., 1973; Aстахов A. C., Динамические методы оценки эффективности горного производства, M., 1973; Горное дело. Tерминологический словарь, 2 изд., M., 1974; Tоннели и метрополитены, 2 изд., M., 1975; Cоздание шахт нового технико-экономического уровня, M., 1976; Pазвитие горной науки (1927-1977 гг.), M., 1977; Устинов M. И., Bыбор технологических решений при подготовке новых горизонтов и реконструкции шахт, M., 1977; Kомплексная механизация и автоматизация очистных работ в угольных шахтах, M., 1977; Pжевский B. B., Процессы открытых горных работ, 3 изд., M., 1978; Pжевский B. B., Hовик Г. Я., Oсновы физики горных пород, 3 изд., M., 1978; Pжевский B. B., Tехнология и комплексная механизация открытых горных работ, 3 изд., M., 1980; Tерминологический словарь по горно-разведочным работам и оборудованию, M., 1980; Kopoтаев Ю. П., Закиров C. H., Tеория и проектирование разработки газовых и газо-конденсатных месторождений, M., 1981; Горное дело. Tерминологический словарь, гл. ред. H. B. Mельников, 3 изд., M., 1981; Tecklenburg Th., Handbuch der Tiefbohrkunde, Bd 1-5, 2 Aufl., B., 1900-14; Kohler G., Lehrbuch der Bergbaukunde, 6 Aufl., B., 1903; Habets A., Cours d'exploitation des mines, 2 йd., v. 1-2, P.-(e. a.), 1906-07; Brathuhn O., Lehrbuch der praktischen Markscheidekunst, 4 Aufl., Lpz., 1908; Richards R. H., Ore dressing, v. 1-4, General index, N. Y., 1908-09; Die Bergwerksmaschinen, hrsg. von H. Bansen, Bd 1-6, B., 1912-21; Hausding A., Handbuch der Torfgewinnung und Torfverwertung, 3 Aufl., B., 1917; Liwehr A. E., Die Aufbereitung von Kohle und Erzen, Bd 1-2, Lpz., 1917-28; Roux-Brahic J., Ateliers modernes de preparation mecanique des minerais, P., 1922; Bergmannisches Handbuch fur Schule und Haus, hrsg. von K. Nothing, Bd 1-2, Eisleben-Halle (Saale), 1923-25; Truscott S. J., A textbook of ore dressing, L., 1923; Colomer F., Exploitation des mines, 3 йd., P., 1923; Young G. J., Elements of mining, 2 ed., N. Y,-(a. o.), 1923; Redmayne R. A. S., Moderne practica in mining, 3 ed., L., 1925-32; Treptow E., Grundzьge der Bergbaukunde einschlieblich Aufbereitung und Brikettieren, 6 Aufl., Bd 1-2, W., 1925; Kneeland F. H., Mine transportation and market preparation, N. Y., 1926; The mining educator, ed. by J. Roberts, v. 1-2, L., 1926; Bruchhold C., Der Flotationsprozess, B., 1927; Haton de la Goupilliere J. N., Cours d'exploitation des mines, 4 йd., v. 1-6, P., 1928-42; Taschenbuch fur Berg- und Huttenleute, hrsg. von F. Kogler, 2 Aufl., B., 1929; Schennen H., Jungst F., Lehrbuch der Erz- und Steinkohlenaufbereitung, 2 Aufl., Stuttg., 1930; Mayer E. W., Schranz H., Flotation, Lpz., 1931; Wilski P., Lehrbuch der Markscheidekunde, Bd 1-2, B., 1929-32; Kegel K., Lehrbuch der Bergwirtschaft, B., 1931; Bergwirtschaftliches Handbuch, hrsg. von B., Herbig E., E. Jungst, B., 1931; Beyling K., Drehkopf K., Sprengstoffe und Zundmittel mit besonderer Berucksichtigung der Sprengarbeit unter Tage, B., 1936; Gaudin A. M., Principles of mineral dressing, N. Y.-L., 1939; Beringer B., Underground practice in mining, 3 ed., L., 1947; Grumbrecht A., Leitfaden des Braunkohlenbergbaus, 6 Aufl., Halle (Saale), 1949; Spalding J., Deep mining, L., 1949; Staley W. W., Mine plant design, 2 ed., N. Y.-(a. o.), 1949; Kegel K., Bergmannische Gebirgsmechanik im Abbau bei festem und bei losem Gebirge, 2 Aufl., Halle (Saale), 1950; его же, Bergmannische Wasserwirtschaft, 3 Aufl., Halle (Saale), 1950; Coal preparation, ed. by D. R. Mitchell, 2 ed., N. Y., 1950; Taggart A. F., Elements of ore dressing, N. Y., 1951; Manualul inginerului de mine, v. 1-6, Buc., 1951-56; Metcalfe J. E., A mining engineer's survey manual, L., 1951; Niemczyk O., Bergmannisches Vermessungswesen, Bd 1-3, B., 1951-63; Mining engineer's handbook, ed. by R. Peele and J. A. Church, 3 ed., v. 1-2, N. Y., (1952); Bryson T., Mining machinery, 3 ed., L., 1952; Hatzfeld K., Handbuch der Grubensicherheif, Tl 1-4, B., 1952-55; то же, Tl 3-4, 2 Aufl., Lpz., 1960; Kirchberg H., Aufbereitung bergbaulicher Rohstoffe, Bd 1, Jena, 1953; Stoces B., Introduction to mining, v. 1-2, L., 1954; Hoffmann K., Lehrbuch der Bergwerksmaschinen, 5 Aufl., B.-(u. a.), 1956; Spackeler G., Lehrbuch des Kali- und Steinsalzbergbaues, 2 Aufl., Halle (Salle), 1957; Gaudin A. M., Flotation, 2 ed., N. Y., 1957; Grunder W., Aufbereitungskunde, Bd 1-2, 2 Aufl., Wilhelmshaven-Goslar, 1957-65; Rabone P., Flotation plant practice, 4 ed., L., 1957; Bergbauausrustungen, Lpz., 1958; Coal mining practice, ed. by I. C. F. Statham, v. 1-4, L.-(a. o.), 1958; Le Jeune D., Mining machinery and transport, L., 1959; Prikel G., Tiefbohrtechnik, W., 1959; Seguiti T., Topografia mineraria, Roma, 1959; Mine ventilation, ed. by A. Roberts, L., 1960; Sinclair J., Winning coal, L, 1960; Hartman H. L., Mine ventilation and air conditioning, N. Y., 1961; Vidal V., Exploitation des mines, T. 1-3, P., 1961-62; Lehrbuch der Bergbaukunde, 10 Aufl., Bd 1-2, B.-(u. a.), 1961-62; Neubert K., Markscheidewesen, Bd 1-2, Freiberg-Lpz., 1961-64; Taschenbuch fur den Bergmann, Bd 1-4, Lpz., 1961-64; Stoces B., Jung H., Staub- und Silikosebekampfung im Bergbau, B., 1962; Hoffmann K., Lehrbuch der Bergwerksmaschinen, 5 Aufl., B.-(u. a.), 1962; Lexikon des Bergbaues, hrsg. von H. Grathe, 4 Aufl., Stuttg., 1962 (Lexikon der Technik, hrsg. von H. Franke, Bd 4); Neumann W., Plasche F., Sonnemann G., Wetterlehre und Grubenbrand-bekampfung, Lpz., 1963; Koch M., Geschichte und Entwicklung des bergmannischen Schrifttums, Goslar, 1963; Cambefort H., Bohrtechnik, Wiesbaden, 1964; Lewis R. S., Elements of mining, 3 ed., N. Y., 1964; Mul1er Y., Mines, 61 йd., v. 1-2, P., 1964; Bohren auf Erdol und Erdgas, hrsg. von N. J. Schatzow, Bd 1-2, 2 Aufl., Lpz., 1964-65; то же, Bd 1, 2 Aufl., Lpz., 1967; Pryor E. J., Mineral processing, 3 ed., Amst.-N. Y., 1965; Winiberg F., Metalliferous mine surveying, 5 ed., L., 1966; Woodruff S. D., Methods of working coal and metal mines, v. 1-3, Oxf.-N. Y., 1966; Maurer W. C., Novel drilling techniques, Oxf.-N. Y., 1968; Surface mining, ed. by E. P. Pfleider, N. Y., 1968; Kali- und Sfeinsalz-Bergbau, hrsg. von W. Gimm, H. Jendersie, Bd 1-2, Lpz., 1968-69; Maercks J., Ostermann W., Bergbaumechanik, 7 Aufl., B.- (u.a.), 1968; Lehrbuch der Sicherheitstechnik, hrsg. von R. Junghans, Bd 1-2, Lpz., 1969-70; Schulte G., Lohr W., Vosen H., Markscheidekunde fur das Studium und die betriebliche Praxis, 4 Aufl., B.-(u. a.), 1969; Sinclair J., Quarring, opencast and alluvial mining, Amst.-N. Y., 1969; Surface operations in petroleum productions, ed. by G. V. Chilingar, C. M. Beeson, N. Y., 1969; Lerat S., Geographie des mines, P., 1971; SME Mining engineering handbook, ed. by A. B. Cummins, J. A. Given, v. 1-2, N. Y., 1973; Lexicon Geologie, geografie, mine, petrol, v. 1-2, Buc, 1975; Bergbau-Handbuch. Hrsg. von der Wirtschaftsvereinigung Bergbau, 3 Aufl., Essen, 1976; Friedensburg F., Die Bergwirtschaft der Erde, 7 Aufl., Stuttg., 1976; Coal, ed. by M. E. Hawley, pt 1-2, Stroudsburg, 1976; Wild H. W., Sprengtechnik im Bergbau, Tunnel- und Stollenbau, 2 Aufl., Essen, 1977; E/MJ Operating handbook of mineral processing, ed. by R. Thomas, N. Y., 1977; Coal age library of operating handbooks, ed. by N. P. Chironis, v. 1-3, N. Y., 1977-78; Buch vom Erdol, 4 Aufl., Hamb., 1978; Peters W. C., Exploration and mining geology, N. Y., 1978; E/MJ-operating handbook of mineral surface mining and exploration, ed. by R. Hoppe, N. Y., 1978; Rationalisierung der Projektierung im Bergbau, hrsg. von W. Diefze, R. Steinmetz, K. Strzodka, Lpz., 1978; Schmidt P., Seltene Drucke und kostbare Handschriften aus dem Freiberger Wissenschaftlichen Altbestand - international wichtige Fonds fur montanhistorische Untersuchungen, Freiberg, 1978; Zsamboki L., Die Schemnitzer Gedenkbibliothek von Miskolc in Ungarn, Miskolc, 1978; International petroleum encyclopedia, Tulsa, 1979; Krass W., Kittel A., Unde A., Pipelinetechnik, Koln, 1979; Pajer J., Pfeifer M., Kurth F., Tagebaugroβgerate und Universalbagger, 2 Aufl., B., 1979; Tagebautechnik, hrsg. von K. Strzodka..., Bd 1-2, Lpz., 1979-80; Wills B. A., Mineral processingtechnology, Oxf., 1979; Handbuch Sprengtechnik, 2 Aufl., Lpz., 1980; Voβ J., Grubenklima, Essen, 1981; Tarjan G., Mineral processing, v. 1, Bdpst, 1981; Callot F. C., Die mineralischen Rohstoffe der Welt, Essen, 1981; Coal Handbook, ed. by R. A. Meyers, N. Y., 1981; Leitfaden des Bergrechts und anderer fur die bergmannische Ausbildung, Fortbildung und Praxiswichtiger Rechtsgebiete, hrsg. von G. Dapprich, F. J. Franke, 7 Aufl., Essen, 1982; Minerals yearbook, 1980, v. 2, Wash., 1982. См. рис.

Л. M. Гейман (русская и советская библиография); П. Шмидт и B. Бранд (зарубежная библиография).

отрасли науки и техники, охватывающие процессы извлечения (добычи) из недр полезных ископаемых и их первичной переработки. Добыче полезных ископаемых предшествуют геологоразведочные работы. Добыча твёрдых полезных ископаемых осуществляется посредством подземной разработки и открытой разработки месторождений; внедряются бесшахтные геотехнологич. методы (напр., подз. выщелачивание). Добычу нефти и газа ведут на больших глубинах обычно с искусств. воздействием на продуктивный пласт. Развиваются способы добычи полезных ископаемых в акваториях морей, и в первую очередь мор. нефтедобыча. Большие успехи достигнуты в изучении физ. св-в горных пород, что позволяет конструировать эффективные породоразрушающие и транспортирующие машины, а также в обогащении полезных ископаемых.

ГОРНОЕ ДЕЛО — отрасль науки и техники, охватывающая комплекс процессов по извлечению из недр полезных ископаемых и их первичной переработке.