История развития горного дела и борьбы с рудничными водами

Новости03.02.2015 14:09

Изучение инженерно-геологических и гидрогеологических условий обводнения месторождений полезных ископаемых тесно связано с развитием горного дела и, в частности, техники рудничного водоотлива.


Из истории отечественного горного дела хорошо известно, что в древние и средние века техника борьбы с рудничными водами была крайне примитивна. В то время существовали лишь простейшие водоподъемники в виде черпаков, приводимые в действие ручными или конными приводами. В глубокой древности рабы выносили воду из рудников в кожаных мешках.


На Черепановском руднике (Алтай), например, водоотлив осуществлялся при помощи 85 лошадей. Несколько позднее там же на реке была сооружена водоподъемная плотина, на которой было установлено водяное колесо диаметром более 6-ти и шириной около 2-х м. Энергия с рабочего водяною колеса, приводимого в движение струей падающей воды, снималась при помощи специального "штангового устройства" длиной 756 м и передавалась к насосам.


На другом руднике для водоотлива использовалось наливное водяное колесо диаметрам 10,65 м и шириной 2,13 м. Расстояние от колеса до шахты составляло 1376 м. Передача энергии к насосам осуществлялось таким же путем. До пуска водяного колеса на этом руднике "конные машины"по водоотливу приводились в движение 208 лошадьми...


Поскольку полезная энергия с водяных колес к насосам передавалась при помощи весьма длинных деревянных штанг, коэффициент полезного действия описанных установок был чрезвычайно низок. Однако это мероприятие являлось уже некоторым прогрессом, поскольку мускульная сила человека и животных заменялась водной энергией.


К.Д. Фролов в начале восьмидесятых годов 18-го века создал на Змеиногорском месторождении на Алтае гидросиловую установку. На сложность и размеры подземной гидросиловой установки в Змеиногорске указывают сохранившиеся в горных выработках остатки огромных тяг и шатунов, некогда приводившихся в движение водной энергией. Последняя обеспечивалась плотиной высотой 17 м, сооруженной на р. Змеевке еще в 1780 г. Эта плотина сохранилась до нашего времени. От головного сооружения у плотины вода направлялась по штольне и открытому каналу вначале до "пильной мельницы", где она приводил а в движение водяное колесо лесопильной установки. Далее она под землей направлялась к рудоподъемной машине Екатерининской шахты, где подземный поток приводил в движение двойное наливное колесо диаметром 4,3 м. Затем вода отводилась к водоподъемной установке той же шахты и вращала здесь водоподъемное колесо диаметром 17 м.


От Екатерининского водоподъемника вода текла по подземным выработкам к рудо- и водоподъемной установкам Вознесенской шахты, где приводила в действие водяное колесо диаметром 16 м. Наконец, вода, совершив километровый пробег по Крестительской штольне, куда при помощи насосов поднималась также вода из нижних горизонтов шахт, направлялась в русло р. Змеевки ниже плотины.


Так остроумно русский изобретатель и строитель Фролов еще в 18-м веке использовал водную энергию в горном деле. Однако водопонизительные установки, подобные змеиногорской, являлись в то время единичными и не могли иметь существенного значения для разработки обводненных месторождений в стране. При слабом общем развитии техники рудничного водоотлива притоки воды величиной даже 3-4 м3/час являлись непреодолимым препятствием для углубления рудников. В связи с этим разработка глубоких залежей полезных ископаемых в значительной мере ограничивалась подземными водами. С.С. Смирнов при описании полиметаллических месторождений Восточного Забайкалья высказывает предположение, что многие разработки были заброшены именно из-за притока подземных вод, которые невозможно было потенциально оценить, не имея данных инженерно-геологических изысканий и гидрогеологических исследований.


Начиная со второй половины 19-го века, когда для водоотливных работ стали применяться паровые машины, а затем электроэнергия, техника борьбы с рудничными водами начала быстро развиваться. Серьезным подспорьем для оценки эффективности и целесообразности разработки месторождений стали комплексные геологические изыскания, которые с конца 19-го века стали обязательными на стадиях предварительной оценки прибыльности и технической целесообразности инвестиций в рудники крупным отечественным капиталом.

Коментарии:  

Error: Incorrect password!