8.5.3.Усовершенствование техники проходки и крепления горных выработок

Совершенствование систем разработки месторождений полезных ископаемых

Строительство большого количества рудников и шахт потребовало изменения методов горных выработок как вертикальных, так и горизонтальных. При плывунах, а также в условиях трещиноватых пород с большим притоком воды этими способами проходить горные выработки было невозможно. С начала XVIII в. для крепления шахтных стволов, проходимых в плывунах, начали применять забивную деревянную крепь.

В 1839 г. во Франции инженер Триже впервые предложил кессонный метод проходки шахтных стволов. Кессон представлял собой металлическую трубу диаметром 1,8 м, вверху которой был установлен шлюзовой аппарат, через который проходили рабочие, извлекался грунт, и доставлялись необходимые материалы.

Примерно в 50-х гг. XIX в. окончательно оформился метод проходки шахтных стволов в мягких грунтах с большим притоком воды. Штанги, приводившиеся в движение паровой машиной, оканчивались специальным инструментом с насажанными на него долотами. Этим инструментом производились удары по забою при постепенном поворачивании штанг.

Длительное время бурение шпуров осуществлялось вручную. В начале XIX в. был создан ударный перфоратор (перфоратор Иордана). Принцип действия его заключался в следующем: при помощи махового колеса и специальных защепов поднималась скрепленная с поршнем штанга. Затем под действием сжимаемой рабочей пружины штанга шла вниз, нанося удар за счет собственной тяжести и ударной силы пружины. Этот перфоратор предназначался для бурения шкуров в твердых породах.

В первой половине XIX в. были созданы перфораторы, приводимые в действие паром и водой. Первый пневматический перфоратор был создан в 1857 г. французским инженером Соммелье.

В рассматриваемый период были усовершенствованы системы разработок добычи всех полезных ископаемых. Наиболее эффективными оказались врубовые машины, в которых использовался принцип дисковой пилы. Дисковая врубовая машина была предложена английским инженером Уорингом. Резание угля осуществлялось в ней при помощи зубков, насажанных на диск. Лучшей врубовой машиной в 70-е гг. XIX в. была пневматическая машина Вистлея.

Производительность труда при машинной зарубке была в два раза выше, чем при ручной работе, но дисковая врубовая машина обладала существенными недостатками: машину трудно было удерживать у груди забоя, тонкий и широкий диск ее быстро зажимался осаждающимся после подрубки углем и т.п.

8.5.4.Механизация подземного транспорта, подъема и водоотлива

В первой половине XIX в. были проведены работы по механизации транспортировки полезных ископаемых. С 20-х гг. XIX в. для подъема начинают широко применяться паровые машины. Создаются специальные рудничные подъемные установки, приводимые в действие паровым двигателем.

Наиболее острой проблемой, стоявшей перед горной техникой, была проблема водоотлива. В XIX в. на рудниках для привода поршневых насосов появилась паровая машина двойного действия, заменившая пароатмосферную машину.

В середине XIX в. осуществлялся переход сначала к штанговым безбалансирным машинам, а затем к паровым насосам прямого действия. В этом случае паровая машина при паровом насосе прямого действия устанавливалась не на поверхности, а в подземной камере. Такая система водоотлива давала возможность откачивать рудничные воды более глубоких горизонтов.

В XIX в. для проветривания шахт начинают применяться поршневые вентиляторы, приводившиеся в действие балансирными паровыми машинами, конструкция которых напоминала паровую машину. Впервые успешно работавший центробежный вентилятор был изобретен инженером А. Саблуковым в 1832 г.

Проблему освещения в шахтах решило изобретение взрывобезопасной лампы, которую в 1815 г. придумал английский химик Г. Деви.