8.2. Создание средств взрывания

С появлением черного пороха возник вопрос - как и чем его воспламенить? Любым тепловым источником - искрой, лучом пламени. С началом применения пороха в минных камерах его подрывали с помощью «пороховых дорожек». Но этот способ имел массу недостатков - пороховую дорожку мог разметать ветер, смыть дождь, поэтому человеческий ум придумывал более надежные способы. До создания современного огнепроводного шнура прошло почти шесть столетий.

Огнепроводный шнур. Первыми прототипами были соломинки или бумажные трубочки, наполненные мелкозернистым порохом.

И только лишь в 1831 г. Бикфорд предложил горящий шнур с плотной сердцевиной из пороха в прочной джутовой оболочке, пропитанной смолой. Во второй половине XIX в. огнепроводный (бикфордов) шнур был повсеместно внесен в практику взрывных работ и, почти не подвергаясь изменениям, дошел до наших дней.

Электродетонатор. Идея о возможности воспламенения пороха при помощи электрической искры возникла еще в 18 веке. Изобретателем электрического способа взрывания стал русский ученый Шиллинг П.Л.

Примерно в 1853 г. англичане Стахан и Брактон разработали тип воспламенителя похожий на современные. Пространство между концами проволок замыкалось тонкой пленкой из сульфида меди. Пленка легко воспламенялась при прохождении через нее тока. В качестве воспламенительного применялась легковоспламеняющаяся смесь гремучей ртути с бертолетовой солью. В конце 20-х годов XX в. появились электродетонаторы замедленного взрывания.

К 20 веку взрывание электродетонаторов осуществлялось через взрывную машинку.

Простейший детонатор. В 1865 г. капитан Д.И. Андриевский для взрывания нитроглицерина применил специальный запал с углублением, заполненным железными опилками, где впервые используется принцип кумуляции.

Рисунок 16 –Запал капитана Д.И. Андриевского: 1 - железные опилки; 2 - прокладка из плотной бумаги; 3 - порох; 4 - нить накаливания запала; 5 - деревянная колодка

В 1867 году А. Нобель, изучив и переработав запал капитана Андриевского, он предложил свою конструкцию капсюля-детонатора, в которой порох был заменен гремучей ртутью.

8.3. История развития техники бурения скважин

В настоящее время существует три основных способа бурения скважин: ударное, вращательное, ударно-вращательное.

Древние люди начали с процесса – высверливание, для изготовления первых орудий труда. Бурение осуществлялось пустотелой костью, под которую вводился порошок более твердого материала. Способ алмазного бурения, использующийся в настоящее время при бурении глубоких скважин, был известен еще в каменном веке.

Древние мастера хорошо владели технологией сверления. Оно всегда осуществлялось строго вкрест простирания горных пород, чтобы не получалось искривление отверстия.

В Древнем Египте еще в доисторический период (3500 л. до н.э.) был известен метод высверливания отверстий при изготовлении каменных топоров и булав.

Ударный способ бурения. В античный период в каменоломнях при откалывании кусков породы использовали специальные зубила, глубина шпуров при бурении составляла 0,5 м.

Механизация ударного бурения - брали длинное гибкое бревно, один конец его укрепляли в земле так, чтобы бревно находилось под углом к земной поверхности. Другой конец раскачивали буровики. При этом зубило, укрепленное на канате, ударяло о породу и разрушал ее. Другой вариант ударного бурения осуществлялся за счет прыжков рабочих с полка специальной вышки на приподнятый свободный конец балансира (рисунок 2).

В Египте и Китае еще за 3000 лет до н.э. бурили шпуры и глубокие скважины.

Египет	Китай

Рисунок 17 – Техника бурения

Вращательное бурение. Первые устройства появились в Италии в середине 15 в, а в 1517 г. Леонардо да Винчи изобрел первую буровую установку вращательного движения с треногой. Движущая сила – мускульная сила рабочих.

Рисунок 18 – Установка и инструмент для бурения скважин на нефть

В 19 веке в Америке впервые применили паровые двигатели при бурении. Глубина артезианских скважин 300 м.

Алмазное бурение существенно увеличило скорость бурения. Предложено в 1845 году швейцарским часовым мастером Георгом Лешо.

Устройство прибора Лешо. Основная часть прибора - кольцевая коронка, нижняя кромка которой «усажена» черными алмазами. В нижней части коронки имелись желоба для прохода воды из воронки в скважину (для промывки). При бурении внутри коронки остается столбик породы (керн), который впоследствии отламывался и поднимался на поверхность, как образец, пройденной скважиной породы. Подъем и спуск бурового снаряда производился, когда столб породы заполнял всю длину трубы. Производительность такого алмазного бурения составляла от 6 до 15 метров в сутки. Пробуриваемые скважины закреплялись обсадными трубами.

В Америке позже изобретен компактный станок алмазного бурения. Станок приводился в действие или ручной силой при бурении не слишком глубоких скважин, или сжатым воздухом, или же с помощью электричества.

С изобретением таких станков техника разведки полезных ископаемых облегчилась.

Глубокие скважины в Европе. Начало бурения 1871г. Недалеко от Берлина пробурена скважина для исследования пласта соли глубиной 1271,6 метра. В 1886 г. недалеко от Мерзебурга скважина глубиной в 1748,4 м, а через несколько лет в Верхней Силезии (Германия) – глубиной 2003 метра, конечный диаметр которой был равен 7 см.