Hornictví

Těžba  je oblast lidské činnosti spojená s rozvojem a využíváním útrob Země . Zahrnuje všechny typy vlivu člověka na zemskou kůru , především za účelem těžby nerostů , jejich primárního zpracování, jakož i vědeckého výzkumu souvisejícího s těžebními technologiemi. [jeden]

Historie těžby

Během neolitu se objevily první doly na těžbu mědi .

V V-II tisíciletí před naším letopočtem. E. Těžba mědi je na vzestupu. Do konce II tisíciletí před naším letopočtem. E. v západním Altaji se ročně vytavilo 3-5 tun bronzu .

V II-I tisíciletí před naším letopočtem. E. přechod do doby železné . Až do 9. století neexistovalo oddělení mezi těžbou železné rudy a výrobou železných dílů. V 9. – 10. století vynikalo kovářství .

Zpočátku se ruda těžila otevřeným způsobem, ale poté se začaly budovat doly na rozvoj hlubinných ložisek . Zároveň vyvstal problém boje se zaplavováním dolů. Nejprve se k čerpání vody z dolů používaly výtahy – řetěz s kbelíky poháněl člověk, který běhal uvnitř velkého bubnu. Později tento mechanismus začal být poháněn silou zvířat. Ještě později se k čerpání vody začala používat pístová čerpadla . Počátkem 18. století se Newcomenův parní stroj začal používat k čerpání vody z dolů .

Od konce 18. století začala masivní podzemní těžba uhelných ložisek , která souvisela s nastupující průmyslovou revolucí . Jedním z nejzávažnějších problémů v černouhelných dolech bylo nebezpečí výbuchu důlního plynu nebo uhelného prachu . Aby zkontrolovali kontaminaci plynem, sestoupili do dolu s kanárem v kleci. Její smrt byla indikátorem přítomnosti nebezpečné koncentrace výparů a oxidu uhelnatého . V roce 1815 vynalezl Humphry Davy Davyho lampu , navrženou pro práci ve výbušném plynném prostředí v uhelných dolech. Tuto lampu horníci vynesli na střechu dolu, aby podle velikosti a odstínu plamene určili přítomnost výbušné směsi plynů. Zachránila životy mnoha horníků.

V 19. století se v dolech začali používat koně na odvoz vytěženého uhlí. Po mnoho staletí horníci těžili uhlí krumpáčem a pažbou , ve stísněných tvářích museli pracovat vleže i vsedě. V druhé polovině 19. století začali horníci používat vrták , díky kterému bylo možné hloubit díla v hloubce 200-300 m. Začaly se používat i řezací stroje . Ještě později se začaly používat sbíječky a poté kombajny .

Koncem 19. a začátkem 20. století začaly v těžbě hrát důležitou roli nové výbušniny ( dynamit , amonal ) a začalo se široce využívat vrtání a odstřelování .

Na počátku 20. století se v souvislosti s rozšířením spalovacích motorů stala jedním z hlavních objektů rozvoje ropná pole, kde byly vrtány vrty pomocí parních (a později elektrických) instalací [2] [3] .

V Rusku

Solný průmysl měl v Rusku mimořádný význam. Dochovaly se listinné údaje o těžbě soli z podzemních solanek ve Staré Rusi z roku 1363 .

V roce 1491 se první expedice vydala do oblasti Pechora hledat minerály .

Za Ivana IV . v roce 1584 vznikl suverénní řád kamenných záležitostí . Tato zakázka zahrnovala specialisty na průzkum a vyhledávání ložisek.

V roce 1700 , teprve za Petra I., v souvislosti s vydáním Řádu báňských záležitostí , mezi jehož funkce patřila těžba rud, tavení kovů, výstavba dolů, vyhledávání rud - "hledání rud", vypracování pokyny pro vyhledávání nerostů a školení "znalých lidí" , v Rusku bylo položeno státní řízení těžby. Během tohoto období se zástupci kupecké třídy, tulští zbrojaři, místní horníci a obchodníci s rudou, metropolitní aristokraté a místní šlechtici zabývali hornictvím a hornictvím na jižním Uralu.

V roce 1719 bylo založeno State Berg Collegium a vydán Dekret o horských privilegiích, podle kterého „... každému je dovoleno a každému je dána vůle, bez ohledu na hodnost a důstojnost, na všech místech na svých i cizích územích hledat, tavit, vařit a čistit všechny druhy kovů, to jest zlato, měď, cín, olovo a jiné, jakož i nerosty, jako ledek, síru, vitriol, kamenec a všelijaké barvy potřebné zeminy a kamene, k nimž každý kousek průmyslu přijme “.

V roce 1773 byla v Petrohradě otevřena Vyšší báňská škola , později přeměněná na Hornický institut.

V roce 1807 Berg Collegium zaniklo a nahradilo jej báňské oddělení (v letech 1811-1863 ministerstvo hornictví a solných záležitostí), podřízené nejprve ministerstvu obchodu a poté v roce 1810 uzavření posledně jmenovaného ministerstvu financí. V roce 1874 se báňský odbor stal součástí ministerstva státního majetku (od roku 1894 - ministerstvo zemědělství a státního majetku).

V roce 1882 byl při báňském odboru zřízen Geologický výbor (Geolkom) , jehož hlavním úkolem bylo provádět regionální geologické mapování a systematicky popisovat geologickou stavbu území Ruské říše.

Koncem 19. století zaujímalo hornictví vedoucí postavení mezi ostatními odvětvími ruského průmyslu . Počet pracovníků zaměstnaných v těžebním průmyslu byl 436 tisíc osob.

Na počátku 20. století se produkce uhlí zvýšila ze 121 tisíc tun v roce 1860 na 12 milionů tun v roce 1900 a v roce 1916 dosáhla 34,5 milionů tun.

V roce 1935 se v uhelném průmyslu zrodilo hnutí Stachanov .

V Kazachstánu

V roce 1934 byl v Alma-Atě založen Kazašský báňský a hutnický institut .

V roce 1943 byl v Ústavu geologických věd Kazašské pobočky Akademie věd SSSR vytvořen důlní sektor, který byl v roce 1945 přeměněn na Ústav hornictví KazFAN SSSR .

Významně přispěli k rozvoji hornictví v Kazachstánu K. I. Satpaev , D. A. Kunaev, A. S. Popov, A. S. Saginov, O. A. Bajkonyrov, Sh. A. Altaev, A. V. Brichkin, A. Zh Mashanov. V současné době je výzkum v hornictví prováděn ve výzkumných organizacích a vzdělávacích institucích hornického profilu.

Od roku 1993 je Kazašská republika stálým členem Světového hornického kongresu .

Metody těžby

Historicky existovaly dva typy těžby - povrchová a důlní, podzemní . Existuje také způsob těžby vrtáním a také technologie těžby nerostů z mořského dna.

Počítačové technologie v hornictví

Specifikem těžby je, že při přípravě informační podpory pro výrobní procesy tvořící těžbu nerostů by měly být využívány velmi heterogenní modely a algoritmy pro jejich zpracování . Ve dvou extrémních případech to vede buď k velmi velkému počtu vysoce specializovaných softwarových produktů s potřebou propojování softwarových komponent, nebo k supersystému , který pokrývá všechny informační aspekty produkčního života podniku. Ve své čisté podobě se tyto možnosti nenacházejí, první kvůli skutečnosti, že i zpočátku omezené funkční programy se rozvíjejí a rozšiřují svůj záběr na přilehlé oblasti, druhá - kvůli extrémní složitosti navrhování, konfigurace a údržby takového systému.

Na světovém trhu softwarových produktů existuje poměrně mnoho integrovaných těžebních systémů , které nabízejí přibližně stejnou sadu funkcí:

  1. Tvorba vektorových , drátěných a blokových modelů objektů důlní techniky.
  2. Vizualizace objektových modelů v trojrozměrném prostoru
  3. Geostatistická analýza ložisek
  4. Vytvoření databáze (katalogu) důlních měřičských bodů a řešení různých důlních měřičských a geodetických úkolů na jejich základě
  5. Výpočet objemových a kvalitativních ukazatelů těžebních jednotek
  6. Těžební a geometrická analýza a optimalizace hranic lomů na základě ekonomických ukazatelů
  7. Plánování otevřené a podzemní těžby, projektování hromadných výbuchů

Příkladem integrovaného těžebního systému je Mineframe  , ruský CAD pro automatizované plánování, návrh a údržbu těžebních operací.

Automatizované řídicí systémy pro těžební a dopravní komplex

Velké množství těžebních zařízení ve výrobě vyžaduje neustálé sledování a automatizované řízení. K plnění tohoto úkolu se používají automatizované řídicí systémy (ACS SCC) [4] , které se skládají z mobilních počítačů instalovaných na těžebním zařízení a centrální dispečerské konzole. Paleta řídicích systémů začíná od jednoduchých systémů pro sledování pohybu vozidel až po ty složitější, které umožňují optimalizovat dopravní proudy, sledovat technický stav zařízení a řídit kvalitu vytěžených surovin v reálném čase.

Predikce dynamických projevů horninového tlaku

Při těžbě nerostů pod zemí jsou lidé neustále v ohrožení, protože kdykoli může dojít k dynamickému projevu tlaku horniny a lidé se mohou pole zasypat. V této souvislosti hraje v těžebním průmyslu důležitou roli prognóza dynamických projevů horninového tlaku. V Rusku se přední vědecké instituce zabývají předpovídáním dynamických projevů tlaku hornin, jako jsou:

O. Yu Schmidt Institut fyziky Země RAS [5] ; Fyzikálně-technický institut A. F. Ioffe Ruské akademie věd ; Ústav pro problémy integrovaného rozvoje podloží Ruské akademie věd ; Hornický ústav Vědeckého centra Kola Ruské akademie věd; Ruská státní univerzita pro geologický průzkum pojmenovaná po Sergo Ordzhonikidze ; Národní výzkumná technologická univerzita "MISiS" ; National Mineral Resources University "Gorny" ; Institut hornictví pojmenovaný po N. A. Chinakala SB RAS [6] ; Ústav hornictví Uralské pobočky Ruské akademie věd ; Důlní ústav Uralské pobočky Ruské akademie věd; Kuzbass State Technical University pojmenovaná po T. F. Gorbačovovi ; Tula státní univerzita ; POZOR ; Viogem .

V těchto vědeckých institucích byly vytvořeny automatizované laboratorní stojany (skládající se z počítačů, softwaru a zatěžovacích systémů) pro studium prekurzorů dynamického projevu horninového tlaku a byla vyvinuta různá prediktivní kritéria pro destrukci hornin.

Viz také

Poznámky

  1. ↑ Hornictví (článek) // Encyklopedie hornictví. Svazky 1-5, Moskva : Sovětská encyklopedie, 1984-1991
  2. ↑ Historie těžby: od starověkých děl po moderní doly
  3. ↑ Historie rozvoje hornictví
  4. ↑ Systémy řízení těžebního a dopravního komplexu (nedostupný odkaz) . www.mining-portal.ru - Unie důlních inženýrů. Informační portál věnovaný těžbě uhlí, rud a dalších nerostů. Získáno 20. března 2016. Archivováno z originálu 2. dubna 2016. 
  5. ↑ Zhurkov S.N., Kuksenko V.S., Petrov V.A. Fyzikální procesy ve zdrojích zemětřesení. — M .: Nauka, 1980. — 282 s.
  6. ↑ Kurlenya M.V., Vostretsov A.G., Yakovitskaya G.E. Na jednom modelu signálů elektromagnetického záření zatížených hornin // Fyzikálně-technické problémy vývoje nerostů // IGD SB RAS. - 1996. - č. 3 . - S. 9-17 .

Literatura

Odkazy

  Přejděte na položku Wikidata  Tematické stránky
Slovníky a encyklopedie
V bibliografických katalozích
 Hornictví
Infrastruktura
Průzkum ložisek nerostných surovin
Hornictví