Гірнича справа

Гірни́ча спра́ва, або гірни́цтво (англ. Mining, нім. Bergbau, рос. горное дело) — галузь науки і техніки, пов'язана з видобуванням з надр або на поверхні Землі корисних копалин, а також їхньою попередньою обробкою з метою використання в господарстві.

Символ гірничої справи

Загальні поняття

Видобування твердих корисних копалин ведуть шляхом відкритої розробки родовищ, підземної розробки родовищ, підводної розробки родовищ, засобами геотехнології; рідкі й газоподібні копалини видобувають майже винятково з використанням бурових свердловин. Значну увагу приділяють технології свердловинного видобутку твердих корисних копалин (підземне розчинення , вилуговування), попередньому розвідуванню родовищ корисних копалин, збагаченню корисних копалин, механізації гірничих робіт, гірничому нагляду, гірничорятувальній справі тощо.

В Україні правові та організаційні засади проведення гірничих робіт, забезпечення протиаварійного захисту гірничих підприємств, установ та організацій регулює Гірничий закон.

Історія

Ранні археологічні свідчення про гірничі розробки стосуються ранньої кам'яної доби. Мідь видобували вже приблизно 5000 року до нашої ери. Мідь, золото і гравій видобували за 3000 років до нашої ери в Єгипті. Залізну руду видобували у VIII ст. до нашої ери в Альпах, кам'яне вугілля видобували в Британії вже в IX сторіччі. Ченці-цистерціанці у XII — XIII ст. заклали підвалини промислового освоєння головних рудних родовищ Центральної Європи, створили базу гірничо-металургійних знань і культурних традицій гірників.

В Україні про кам'яне вугілля на Донецькому кряжі знали давно. В Х-ХІ ст. тут, імовірно, видобували вугілля й виплавляли метал. За деякими даними, частину козацької зброї робили з місцевої сировини. Але аж до кінця XVIII ст. видобуток вугілля був дрібним промислом для своїх потреб. Лише з 1800-х років вугілля тут почали видобувати на продаж.

На основі ретроспективного аналізу гірничої справи можна виокремити такі основні віхи її розвитку:

  • 7 тис. р. до н. е. і раніше — добування нерудної сировини;
  • 7-5 тис. р. до н. е. — початок видобутку руд кольорових металів — міді, золота, олова, стибію;
  • ІХ-XVIII ст. до н. е. — початок видобутку руд заліза;
  • антична доба і середньовіччя — початок розробки покладів вугілля і нафти;
  • XX ст. — початок розробки родовищ радіоактивних мінералів.

Щодо технології видобутку, то найдавнішим є видобуток відкритим і шахтним способом, з І тис. до н. е. з'являється свердловинна гірнича технологія, а з 50-х рр. XX ст. — розробка родовищ на морському і океанічному дні .

Що стосується механізації гірничих робіт, то перші машини і механізми з'являються лише в античний час, у XVI-XVII ст. їх суттєво вдосконалюють, а в XVIII-XIX ст. обладнують автономним приводом. З другої половини XX ст. починається період комплексної механізації, а в останні десятиліття — автоматизації гірничих робіт. В кінці XX ст. щорічно з надр Землі видобували бл. 120 млрд т гірничої маси і бл. 25 млрд т корисних копалин.

Гірництво як наука

Гірнича наука в Україні

Вісімнадцяте століття було знаменним для розвитку гірничої справи. В Києво-Могилянській академії вже в 1705—1709 рр. вивчали основи наук про корисні копалини. У книзі ректора Академії Феофана Прокоповича (1681—1736) «Про досконалі змішані неживі тіла — метали, камені та інші» розглянуто три проблеми щодо корисних копалин: «матерія і форма, діюча причина і місце їх виникнення». Стверджувалося, що «…земля найкраще може бути поділена на три провінції або області: перша з них, найближча нам, є матір'ю і годувальницею рослин; друга, дещо глибша, у ній народжуються копалини, але найбільше метали; третя, ще глибша, там сховище вогню і води». Давали докладні уявлення про смолу і сірку, нафту, бурштин, глини (гончарну, мергелі, білу глину), солі (викопну, морську, джерельну, аміачну, вірменську й купорос). Чи не вперше було сказано про причини професійних захворювань гірників: «Більшість хвороб, з якими стикаються шахтарі й металурги, походять від сірки й ртуті». Дуже докладно розглянуто корисні копалини в каменях і гемах (дорогоцінних каменях). Причому опрацьована розгалужена класифікація їх. Виділяли камені пористі і густі, прозорі й темні, геми і перли. Описано десятки найвідоміших мінералів, будівельних, дорогоцінних і напівдорогоцінних, специфічних: пемза, мармур, магніт, сапфір, гіацинт, сардій, ґранат, смарагд, адамант, карбункул, рубін, аметист, опал, топаз, берил, кришталь, яшма та ін.

Суттєвий внесок у наукове узагальнення способів розробки корисних копалин вніс російський вчений М. В. Ломоносов, який ще юнаком в 1734 р. вчився в Києво-Могилянській академії. Головною працею В. М. Ломоносова в галузі гірничої справи є книга «Первые основания металлургии или рудных тел», видана 1763 року. Зокрема, в додатку «О слоях земних» висунуто тезу про рослинне походження викопного вугілля.

Гірнича наука започаткована наприкінці ХIX ст. заснуванням Гірничотехнічної школи в Лисичанському і Горлівці та Вищої гірничої школи в Катеринославі (1899), 1912 перетвореної на Гірничий Інститут, в якому працювали М. Федоров, О. Динник, О. Терпигорєв та ін.

На початку XX ст. засновано Макіївську гірничо-рятувальну станцію, яка досліджувала технологію кріплення виробок, вентиляції копалень та боротьбу з пожежами в рудниках. У 1930-х pp. створено Інститут гірничої механіки АН УРСР у Києві та гірничі факультети у деяких вишах. Теоретичні й експериментальні дослідження з гірництва провадять в Інститутах гірничої механіки і кібернетики в Донецьку і Гірничого машинобудування, автоматики і обчислювальної техніки в Харкові, у Всесоюзному вугільному НДІ в Харкові (з 1928), у Дніпропетровському і Криворізькому гірничих Інститутах. Макіївський інститут досліджує питання безпеки робіт у гірничій промисловості. У цих інститутах розроблено основи розкриття, підготовки та системи експлуатації родовищ корисних копалин, а також теорію різання вугілля, динаміку врубових машин, механізацію процесів кріплення, нові види кар'єрного транспорту в копальнях.

Дослідники: М. Федоров (гірнича механіка), О. Динник (гірський тиск, підйомні канати, теорія вентиляції), О. Щербань, В. Черняк (гірнича термодинаміка і вентиляція у глибоких шахтах), Г. Савін (динаміка підйомних канатів), В. Пак (конструкція шахтних вентиляторів), О. Терпигорєв (експлуатація вугільних родовищ і механізація гірничих робіт), К. Борисенко (компресори і пневмодвигуни для гірничих машин), М. Поляков і С. Волотковський (разрахунок стрічкових конвеєрів і підземної електровозної відкатки), П. Несторов (конструкція шахтних канатів), К. Татомир, Б. Локшин, О. Найдиш, Д. Оглоблин (схеми розкриття родовищ, закладання стовбурів з урахуванням транспортування гірської маси, вентиляції), О. Кухтенко, О. Крижанівський (автоматизація пристроїв регулювання врубових машин і стійкість систем автоматичного регулювання шахтних підйомних установок), М. Зайцев (гірський тиск і раптові викиди вугілля і газу), М. Старіков (розробка рудних родовищ на великих глибинах), М. Іванов (планування виробничих потужностей гірничорудних підприємств), Ф. Абрамов, Б. Гренцінґер (теоретичні основи аерогазодинамічних процесів провітрювання на вугільних шахтах).

Українські вчені, інженери і конструктори створили вугільні комбайни («Донбас», «Кіровець», УКР), струги (УСБ), породонавантажувальні машини (ЕПМ-1, ПЛМ-5), вугільні пилки, комплекси устаткування (ДонВУГІ, Дондніпровуглемаш), механогідравлічного руйнування вугілля та породи й створення потрібного устаткування (Укрндігідровугілля).

Галузевим журналом з гірничої справи (орган Міністерства вугільної промисловості УРСР) є місячник «Уголь Украины» (з 1957 у Києві).

Гірнича техніка і технологія

Технологія розробки родовищ

Виділяють 4 основні способи розробки родовищ корисних копалин:

  • шахтний — за допомогою системи підземних гірничих виробок;
  • кар‘єрний, або відкритий — за допомогою системи відкритих гірничих виробок;
  • свердловинний — за допомогою системи експлуатаційних бурових свердловин;
  • морський, пов'язаний з проведенням робіт нижче рівня моря.

Традиційно перші два способи застосовуються для видобутку твердих корисних копалин, свердловинний — для рідких і газоподібних. Крім того, видобуток високов'язких нафт ведуть відкритим і шахтним способами, перспективним є шахтний видобуток важких нафт з раніше відпрацьованих свердловинами родовищ. В останні десятиліття все більшого поширення набуває свердловинна розробка деяких твердих корисних копалин (див. розчинення підземне, вилуговування підземне, свердловинний гідровидобуток). Перспективний об'єкт промислової переробки — високомінералізована морська вода.

Гірничі роботи

Гірниче обладнання

Гірнича промисловість
Спрощена карта копалень світу

Гірнича індустрія має доволі широкий спектр діяльності. Всі галузі гірничої промисловості поділяють на такі основні групи:

Гірнича освіта

Див. також

Література
  1. Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Донбас, 2004. — Т. 1 : А — К. — 640 с. — ISBN 966-7804-14-3.
  2. Гірнича справа. Дорога завдовжки у тисячоліття / В. П. Нагорний, В. М. Глоба ; за ред. В. П. Нагорного ; НАН України, Ін-т геофізики ім. С. І. Субботіна. – Київ : Академперіодика, 2014. – 322 с. : іл., табл. – (Наука для всіх). – Бібліогр.: с. 315-319 (152 назви). – ISBN 978-966-360-259-2
  3. Гірничий закон України. Відомості Верховної Ради (ВВР), 1999, № 50, ст. 433.
  4. Гірництво й підземні споруди в Україні та Польщі : (нариси з історії) / Г. Гайко, В. Білецький, Т. Мікось, Я. Хмура ; Донец. від-ня наук. т-ва ім. Шевченка. − Донецьк, 2009. − 293 с. : іл. − Бібліогр. : с. 286−293 (112 назв). − ISBN 978-966-2018-06-6.
  5. Georgius Agricola: De re metallica libri XII. Basel 1556 (Digitalisat der 2. Ausgabe 1561) — перша наукова праця з гірництва
  6. Агрикола Г. О горном деле и металлургии в двенадцати книгах (главах) / Под ред. Шухардина С. В.. — М.: Недра, 1986.
  7. Сборник Русского исторического общества. Т. 6. К истории горного дела. — М.: ИД Русская панорама, 2003. — 384 с. ISBN 5-93165-061-X
  8. Бібліотека гірничого інженера в 14 томах / Академія гірничих наук України.
  9. Гайко Г. І., Білецький В. С. Історія гірництва: Підручник. - Київ-Алчевськ : Видавничий дім "Києво-Могилянська академія", видавництво "ЛАДО" ДонДТУ, 2013. - 542 с.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.