9.5.3.Проникновение химии в основные отрасли техники

В теплотехнике применение химии создало основу для тепловых расчетов котлоагрегатов и двигателей внутреннего сгорания. Химия определила данные для нахождения показателей качества топлива при сгорании. Процесс электролиза при получении водорода стал использоваться в машиностроении для автогенной сварки и резания металлов. Жидкий хлор был использован в военной технике в качестве отравляющего вещества.

С конца XIX в. в Западной Европе начинается массовое применение минеральных удобрений, что наряду с другими агротехническими усовершенствованиями за два десятилетия почти удвоило урожайность пшеницы (в 1910-1913 гг. в Голландии – 26 ц с 1 га, в Бельгии – 25 ц, в Германии – 22 ц).

Потребность в искусственных химических красителях неизменно возрастала. Синтетическим путем индиго был получен в 1880 г. А. Бойером (1835-1917), но потребовалось 17 лет, чтобы сделать рентабельным его промышленное производство. После этого прекратилось возделывание индигоносных растений в Индии, как за четверть века до этого во Франции синтетическое производство ализарина упразднило культуру марены.

9.6.Развитие техники горного дела

С развитием тяжелой индустрии непрерывно возрастал спрос на продукты горной промышленности. Если в 1870 г. мировая добыча каменного угля составляла 213 млн. т, то в 1913 г. она достигла уже 1942 млн. т. Добыча железной руды увеличилась с 30,2 млн. т в 1870 г. до 176,7 млн. т в 1913 г. Если в 1870 г. мировая добыча нефти составляла 0,7 млн. т, то в 1913 г. она достигает 52,3 млн. т.

9.6.1.Развитие техники разведки полезных ископаемых

В конце XIX- начале XX вв. в поисках полезных ископаемых широкое применение получили магнитометрические методы разведки. Первые попытки применения горного компаса для разведки руд относятся ко второй половине XVII в., когда в 1679 г. был изобретен прибор для полевой разведки сильномагнитных руд. В повседневную практику в горном деле магнитометрические методы разведки вошли лишь в 1914-1915 гг., после того как немецкий ученый Шмидт создал так называемые «весы Шмидта» для разведки слабомагнитных пород.

В разведочном бурении решающее значение приобрело вращательное бурение при помощи полого бура с алмазной коронкой и с одновременной промывкой скважин.

Один из первых буровых станков был изобретен в США. В дальнейшем создаются более совершенные станки для бурения на глубину до 500 м (станки Крелиуса). Вначале они изготовлялись без регулятора давления коронки на забой, однако после были усовершенствованы и снабжены рычажным регулятором давления.

9.6.2.Изменение техники проходки горных выработок

В шахтном строительстве существенно улучшаются методы проходки шахт. В 40-х гг. XIX в. в Сибири промораживали грунт, чтобы обеспечить прохождение шахт на сравнительно небольшой глубине в сильно водоносных породах. С 80-х гг. XIX в. метод замораживания стал довольно широко применяться и в Европе. Предпосылкой для этого послужило изобретение немецким ученым Линде в 1875 г. аммиачно-холодильной машины. Впервые метод замораживания был применен в 1883 г.

Принцип проходки замораживания сводится к следующему: по окружности вокруг шахты бурят скважины на расстоянии от 0,75 до 1 м друг от друга. Затем в них вставляют двойные трубы, причем по внутренней трубе подается охлаждающий раствор хлористого кальция или хлористого магния. При соприкосновении внешней трубы с грунтом происходит его охлаждение за счет испаряющегося аммиака или жидкой углекислоты, после чего по зазору между внутренней и внешней трубами замораживающий раствор обратно поступает в холодильную машину.

Наряду с методом замораживания для прохождения пористых или трещиноватых пород начал применяться метод цементации, т.е. нагнетания в скважину скрепляющих грунт цементных растворов. Впервые он был применен в 1864 г. во Франции Лойтером. При проходке шахт крупную роль продолжают играть взрывные работы. С изготовлением динамита, представляющего собой смесь нитроглицерина с инертным веществами, новые взрывчатые вещества прочно вошли в практику добычи полезных ископаемых.

В 1897 г. американский изобретатель Лейнер создал весьма совершенную конструкцию молоткового перфоратора. В середине XIX в. были изобретены ручные вращательные перфораторы. В 1876 г. появился вращательный гидравлический перфоратор Брандте.