Горные работы с применением металлического инструмента

СПГГИ (ТУ)

Реферат.

 ГОРНЫЕ РАБОТЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО

ИНСТРУМЕНТА

Выполнила:

Студентка ГМ-05-2 Сердюкова Н.С.

Санкт-Петербург – 2005

ГОРНЫЕ РАБОТЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ИНСТРУМЕНТА

Ранние находки золота и других самородных металлов древние люди использовали для изготовления украшений и в культовых травлениях. Со временем самородное золото, серебро, самоцветные минералы и редкие кристаллы стали наиболее ценной продук­цией горняков для торговых обменов. Куски весьма крепких и обработанных. пород, например сульфидных металлических руд, по многим качествам уступали другим каменным материалам и для изготовле­ния орудий практически не применялись (трудности раскалывания и механической обработки).

По-видимому, немало примеров "случайного" плавления малахита и других медных руд в костре наблюдал древний человек прежде, чем оценил ковкость вытащенного из золы слитка меди. По археологическим данным, наиболее древние следы выплавки меди обнаружены на территории Таиланда, Ирана и относятся к V тыся­челетию до н.э. В Древнем Египте медный век наступил несколько позднее (4-5 тыс. лет до н.э.). Однако древние металлурги быстро убедились, что для изготовления режущих и колющих инструментов

медь - слишком мягкий металл.

На смену короткому медному пришел бронзовый век. Плав­ление смеси медной и оловянной руд на древесном угле при сравни­тельно невысокой температуре (700-900 °С) позволяло получить гораздо более твердый сплав - бронзу. Бронзовый век на территории Ирана и Турции наступил за 4 тыс. лет до н.э., в Китае - за 2 тыс. лет до н.э., а в Перу - в VI-X веках нашей эры. При переходе на бронзу орудия труда стали менее громоздкими, более долговечными и весьма разнообразными (рис.3). Наряду с бронзовыми топорами, кувалдами, кирками и молотами, появились клинья и пилы. Освое­ние бронзы стимулировало развитие горно-металлургического ре­месла. Бронзовые инструменты, посуда, оружие и иные изделия

(зеркала, колокола и т.п.), куски медной и оловянной руды служили предметами торгового обмена.

Разобщенность месторождений медных и оловянных руд, расположенных нередко в сотнях километров друг от друга, требо­вала развития торговых путей. Торговые обмены способствовали появлению морали как свода правил и запретов. Торговые конфлик­ты нередко перерастали в войны. Возрастали потребности в металле для изготовления оружия. Целью военных походов было завоевание новых земель с богатыми месторождениями золота, серебра, драго­ценных кристаллов, медных и оловянных руд. Однако победа в вой­не означала не только овладение богатым месторождением, при­своение оружия, инструментов и изделий побежденного племени. Победа означала захват пленных и превращение их в рабов. Для вы­полнения самых тяжелых и опасных горных работ использовался дешевый, хотя и малопроизводительный рабский труд. Необходимо было постоянно заставлять рабов трудиться, держать их в повинове­нии. Эти функции и выполняли органы принуждения рабовладель­ческого государства, пришедшего на смену первобытнообщинному укладу.

Преимущество железных инструментов и оружия перед бронзовыми древние горняки и воины оценили еще по редким слу­чаям их изготовления из метеоритного железа. За 3 тыс. лет до н.э. в Египте, во II—I тысячелетии до н.э. на Кавказе началась выплавка железа из болотных - озерных руд (например, лимонита) в прими­тивных домнах на древесном угле. Кричное железо получалось за два передела: плавление кусков руды в горящем древесном угле, раздуваемом мехами, давало первый полупродукт - крицу. Под уда­рами молота она освобождалась от шлака и превращалась в "свиное железо" ("чушку"). Повторная плавка чугуна для удаления лишнего углерода позволяла получить железо. Так получали железо кельты, фракийцы и хетты, а позднее скифы и древние металлурги Урала. В связи с более широким распространением легко доступных место­рождений железных руд и более высоким качеством горного инст­румента и оружия из железа этот металл достаточно быстро вытес­нил бронзу, и в более поздние периоды бронза использовалась пре­имущественно для изготовления украшений, посуды, литья колоко­лов (20 % олова) и пушек (10 % олова).

Наряду с ускоренным ростом объема продукции горняков с применением металлического горного инструмента, в медный, брон­зовый и железный века значительное развитие получили приемы и способы горных работ, возросли глубина и размеры горных вырабо­ток. Не только многочисленные находки бронзовых и железных орудий ручных горных работ, но и сами заглубленные горные выра­ботки, хорошо сохранившиеся во многих странах, дают представление о горной технологии тех времен (рис.4).

Характерно, что древ­ние горные выработки не выходили за пределы рудной залежи, сле­дуя ее контурам. Такие памятники древних горных работ известны в Греции (Лаврионский рудник), в Бельгии (Спьен), Англии (Грайн-Грейвс), Франции (Шампиль, Мюр де Барес), Австрии (копи Миттенберга), Дании (Ольберг), Болгарии (Рудна глава), Белоруссии (Красное Село), Армении (Зодский рудник), на Урале (Гумешевский рудник), на Алтае (Калбинские рудники) и др.

В Абхазии, в 80 км от Сухуми, на крутом склоне на высоте 2200-2300 м находится устье штольни древнего Башкапсарского рудника [30]. Здесь в XXII в. до н.э. (более 4 тыс. лет назад!) добывали медную руду с высоким содержанием халькопирита, блеск ко­торого дал название руднику: баш - монета, капсар - россыпь.

Длина штольни около 10 м, высота 2,5 м. Расширяясь, штольня перехо­дит в очистную камеру длиной до 50 м при ширине 20-30 м (рис.5).

Примерно вдвое моложе и скромнее древние шурфы Кухилалского месторождения. Месторождение расположено недалеко от г. Хорога. Маломощная скарновая залежь выходит здесь на крутой склон узкого ущелья на высоте примерно 1 км над бурным Пянджем. В древности из скарнов месторождения добывали кристаллы знаменитого лала (благородной шпинели), ко­торые ценились и ценятся выше рубина и других ювелирных кри­сталлов. Славу об их красоте легенды разнесли по торговым путям далеко за пределы Памира. Ради овладения Кухилалским месторож­дением Александр Македонский (356-323 до н.э.) завоевал эту часть Таджикистана, его воины-рабы стали горняками. Вначале они вруч­ную удаляли растительный покров и рыхлые отложения, покрывав­шие выходы залежи («вскрытие»). Затем также с помощью ручного инструмента подрывали почву и кровлю, обнажая небольшой уча­сток залежи ("подготовка"). Очистная выемка производилась с при­менением огневых и клиновых работ. В забое скважины раскладывался костер из обломков и веток арчи, затем раскаленное породное обнажение обливали водой из того же Пянджа, поднятой в курдюч­ных кожаных ведрах на километровую высоту. От такого термоуда­ра в скарновом массиве возникали термоупругие напряжения и тре­щины. Когда ветер уносил от шурфа облако дыма, пыли и пара, гор­няки принимались тщательно разгребать разрушенные куски в по­исках кристаллов шпинели, бронзовыми клиньями и кувалдами до­полнительно разрушали массив (рис.6).