Горное дело - одна из древнейших отраслей человеческой деятельности, без которой невозможно представить современную цивилизацию. Добыча полезных ископаемых - процесс сложный и опасный, требующий не только профессионализма, но и строгого соблюдения всех правил безопасности. Давайте разберемся, какие бывают виды горных работ, как они выполняются и что нужно делать, чтобы сохранить здоровье и жизнь шахтеров.
История развития горного дела
Горное дело зародилось еще в глубокой древности. Первобытные люди добывали камень, глину, охру для изготовления орудий труда и украшений. Позднее научились плавить металлы из руды. В Древнем Египте и Месопотамии активно разрабатывали медные и оловянные рудники. В Средние века появляются профессиональные гильдии шахтеров, открываются горные училища.
В России горное дело начало развиваться с XVIII века. В 1719 году по указу Петра I были основаны первые горнозаводские предприятия на Урале. В XVIII-XIX веках интенсивно осваивались месторождения Урала, Алтая, Кавказа. К началу XX века Россия вошла в число мировых лидеров по добыче угля, нефти, золота.
В советский период горнодобывающая отрасль динамично развивалась. Были открыты и освоены крупные месторождения Казахстана, Сибири, Дальнего Востока. Активно внедрялись новые технологии, механизировался труд шахтеров.
Современное состояние горной отрасли
Сегодня горнодобывающая промышленность играет ключевую роль в мировой экономике. Крупнейшие горнодобывающие компании, такие как BHP Billiton, Rio Tinto, Glencore, Anglo American, обеспечивают поставки стратегического сырья для всех отраслей.
Основные горнодобывающие регионы мира - Австралия, Северная и Южная Америка, Африка, Россия. В нашей стране сосредоточено 30% мировых запасов природного газа, 25% угля, 20% никеля, 15% меди. Горнодобывающая отрасль обеспечивает около 15% ВВП России.
Ежегодно в мире добывается около 8 млрд тонн угля, 4 млрд тонн железной руды, 80 млн тонн меди, 3 тыс. тонн золота. Спрос на сырье для металлургии, машиностроения, энергетики, строительства постоянно растет. Горное дело остается важнейшей основой мировой экономики.
Классификация горных работ
Существует несколько оснований для классификации горных работ:
- По целевому назначению: разведка, добыча, обогащение полезных ископаемых.
- По способу добычи: открытый, подземный, подводный.
- По форме и положению месторождения: поверхностные, глубинные, нагорные, комбинированные, подводные.
- По стадиям на разрезах и в шахтах: вскрышные работы, подготовка и отработка запасов, рекультивация.
Также классифицируется горное оборудование по типам: экскаваторы, буровые установки, погрузчики, транспортные средства. Для повышения эффективности применяется комплексная механизация всех процессов.
Технология открытых горных работ
Открытый способ добычи полезных ископаемых наиболее распространен, так как позволяет работать с большими объемами при меньших затратах. Технология включает следующие этапы:
- Подготовка горных пород к выемке. Для крепких пород применяют буро-взрывные работы.
- Выемка разрыхленной горной массы экскаваторами, погрузчиками.
- Транспортировка к местам переработки или складирования.
- Размещение в отвалах, планировка и рекультивация отработанных участков.
Для обеспечения безопасности на всех этапах соблюдаются определенные правила. Например, при взрывных работах выдерживаются безопасные расстояния, люди и техника укрываются.
Таким образом, горное дело имеет богатую историю и огромное значение для современной экономики. Существует множество видов и способов ведения горных работ. Их эффективность и безопасность зависит от профессионализма и ответственности горняков.
Особенности подземных горных работ
В отличие от открытого способа, подземная разработка ведется горными выработками - шахтами и штольнями. Этот способ применяется при глубоком залегании полезных ископаемых, а также при добыче руд.
Подземные горные работы начинаются с вскрытия месторождения стволами и штольнями. Затем ведется отработка запасов, для чего проходятся очистные, подготовительные и вспомогательные выработки.
Для предотвращения обрушения в шахте проводится крепление горных выработок. Обеспечивается вентиляция и водоотлив. Для подъема породы и спуска людей используется шахтный подъем.
Подземные горные работы сопряжены с повышенной опасностью. Необходим строгий контроль газового режима, сейсмической активности, применение средств связи и спасения.
Экологические аспекты горных работ
Горная промышленность оказывает существенное воздействие на окружающую среду. При открытой добыче нарушается почвенно-растительный слой, изменяется ландшафт. Происходит загрязнение воздуха пылью и газами, загрязнение воды и почвы.
Для снижения негативного влияния применяются: утилизация отходов, очистка сточных вод, рекультивация нарушенных земель. Ведется мониторинг состояния окружающей среды.
Правила безопасного ведения горных работ
Безопасность горных работ обеспечивается комплексом организационных и технических мер:
- Строгое планирование всех операций.
- Контроль газового и пылевого режима.
- Качественное крепление выработок.
- Хорошая вентиляция и освещение.
- Обучение персонала правилам безопасности.
Рабочие должны быть обеспечены средствами индивидуальной защиты, иметь возможность эвакуироваться в случае аварии. Только комплексный подход гарантирует безопасность при ведении горных работ.
Научные исследования в горном деле
Для развития технологий горных работ ведутся постоянные научные исследования:
- Изучение свойств горных пород и руд.
- Моделирование месторождений.
- Разработка способов повышения нефтеотдачи пластов.
- Создание более производительных машин и механизмов.
- Автоматизация технологических процессов.
Цели исследований - повышение эффективности и безопасности горных работ, снижение их негативного воздействия на экологию.
Подготовка кадров для горного дела
Квалифицированные кадры - основа успешного развития горной отрасли. Подготовка ведется в специализированных техникумах и вузах.
Обучение включает теоретическую часть и практику непосредственно на производстве. Для повышения мастерства проводится регулярная аттестация, организуется обмен опытом на международном уровне.
Компетентные, преданные своему делу кадры - залог дальнейшего успешного развития горных работ и всей горной отрасли.
Применение взрывчатых веществ при горных работах
Для разрушения крепких горных пород широко применяются взрывные работы с использованием взрывчатых веществ. При открытом способе для взрыва горной породы обычно используются промышленные ВВ - аммиачная селитра, тротил, гранулотол.
Взрыв пород выполняется по специально разработанному плану, предусматривающему расстановку зарядов, их мощность, средства инициирования. Учитываются физико-механические свойства взрываемых пород.
Перед взрывом люди и техника укрываются в безопасном месте. Устанавливаются оповещения об опасной зоне. После взрыва проводится проверка состояния воздушной среды.
Меры предосторожности при использовании взрывчатых веществ
Хранение, транспортировка и применение ВВ требуют строгого соблюдения правил безопасности:
- Хранение ВВ в специальных складах.
- Ограниченный доступ к складам.
- Особые требования к упаковке и транспортировке ВВ.
- Квалификация и аттестация персонала, работающего с ВВ.
Несоблюдение правил работы с ВВ чревато взрывами и другими ЧП с тяжелыми последствиями. Контроль за использованием ВВ крайне важен для обеспечения безопасности.
Механизация горных работ
Внедрение новых машин и механизмов позволяет значительно повысить производительность и снизить трудоемкость горных работ.
Основные направления механизации:
- Экскаваторы, конвейеры, погрузчики для выемки и транспортировки.
- Буровые станки для проходки скважин и шпуров.
- Дробилки, грохоты для подготовки руды.
- Автоматизация управления процессами.
Развитие робототехники открывает новые перспективы для повышения уровня автоматизации и снижения доли ручного труда при горных работах.
Цифровизация горного производства
Современные информационные технологии также активно применяются для повышения эффективности горных работ:
- 3D-моделирование месторождений.
- Системы позиционирования персонала и техники.
- Дистанционный контроль состояния оборудования.
- Анализ больших данных для оптимизации процессов.
Цифровые технологии позволяют значительно улучшить планирование, мониторинг и управление горными работами на всех этапах.
Перспективы развития горной отрасли
Несмотря на постепенное истощение запасов, горное дело остается важнейшей отраслью экономики. Дальнейшее развитие связано с освоением новых месторождений, внедрением передовых технологий, подготовкой высококвалифицированных кадров. Решение этих задач позволит обеспечить потребности человечества в минеральных ресурсах и развитие горного дела на многие десятилетия вперед.
