Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
Санкт-Петербургский горный университет
Кафедра геофизических и геохимических методов поисков и разведки месторождений полезных ископаемых. Отчет №2
По дисциплине Разведочная геофизика
(наименование учебной дисциплины, согласно учебному плану)
Тема работы История горного дела
Выполнил: студент гр. РФ-16 Нелина О. А.
(шифр группы) (подпись) (Ф.И.О.)
Дата: 13.03.2017
Проверил : доцент Мовчан И. Б.
(должность) (подпись) (Ф.И.О.)
Санкт-Петербург
2017
Содержание
Кафедра геофизических и геохимических методов поисков и разведки месторождений полезных ископаемых. 1
Отчет №2 1
Содержание 3
Введение 4
1. История Горного дела 5
2. Художественное литье 16
Заключение 18
Литература 19
Введение 3
1. История Горного дела 4
2. Художественное литье 15
Заключение 17
Литература 18
Введение
Горный музей создан одновременно с Горным училищем 21 октября (1 ноября) 1773 г. и утверждён Уставом Горного училища от 28 июня 1774 г.
В 1777 году собрание Минералогического кабинета было показано царственному гостю императорского дворца - королю Швеции Густаву III. Им же сделан и первый официальный подарок музею - 202 образца шведских "руд, солей и камней".
В настоящее время Горный музей - хранитель уникальных коллекций минералов, руд, горных пород, палеонтологических остатков, собраний моделей и макетов по истории горной и горнозаводской техники, холодного оружия, изделий камнерезного и ювелирного искусства. Фонды музея, составляющие более 230 тыс. экспонатов, собранных со всех континентов и более чем из 80 стран мира. Все это, в сочетании с классическими интерьерами и музейной мебелью высокой художественной ценности, превращает Горный музей в феномен культуры мирового значения. Музей занимает 20 залов общей площадью 4000 кв. м.
Указом Президента Российской Федерации № 1112 от 30 июля 1996 г. Горный институт (СПб ГТИ (ТУ)) включен в Государственный свод особо ценных объектов культурного наследия народов Российской Федерации.
Горный музей расположен в здании Горного университета и, занимая лучшие парадные исторические залы, является неотъемлемой его частью. Уникальный архитектурный ансамбль Горного университета, который сохранился до нашего времени, создан в 1806-1811 гг. выдающимся российским зодчим А.Н. Воронихиным. В 1821 - 1826 гг. его преемником архитектором А.И. Постниковым были реконструированы интерьеры парадных залов Горного музея, которые получили новое архитектурное оформление в классических традициях.
Основатель: Императрица Екатерина II (1729-1796).
История Горного дела
В зале представлены модели горной и горнозаводской техники. Модельное собрание начало формироваться в 1773 г. с открытием Горного училища и было призвано помочь русским студентам в практическом освоении новой техники. Модели заказывались в лучших мастерских Европы и на российских заводах, изготавливались в мастерских Горного института и Монетного двора, поступали с всероссийских и всемирных промышленных выставок.
Талантливые выпускники института передавали в музей свои успешные инженерные разработки.
В 1930-50-х гг. по заказу музея была изготовлена значительная коллекция макетов и моделей горного и металлургического оборудования ХХ в.
Большое количество экспонатов поступило в 1973 г. в связи с 200-летием Горного института.
В настоящее время коллекция Горного музея позволяет проследить эволюцию горного и горнозаводского дела практически на протяжении всей его истории.
Рисунок 1 – Вид колонного зала музея до 2016 г.
В музее сохранились и самые старые в России ручные инструменты для взрывных работ. Старинные макеты Трехсвятительского серебро-свинцового рудника (Сибирь) [рис. 2] и Фроловского медного рудника (Урал) показывают расположение рудных тел и подземных выработок. Макеты шахтных крепей демонстрируют разнообразие способов крепления горизонтальных и вертикальных горных выработок в XIX в.
Рисунок 2 – Трехсвятительский серебро-свинцовый рудник.
На рисунке 3 показан макет шахты и надшахтного сооружения Мурзинского месторождения золота.
Рисунок 3 - Мурзинское месторождение золота. Россия конец 18 в.
Поступивший с Нижегородской выставки 1896 года макет шахты «Центральная» представляет первую крупную угольную шахту Донбасса (Рисунок 4). Разрабатывающиеся здесь на глубине более 250м богатые залежи коксующихся углей позволили организовать масштабное металлургическое производство. В 2008-09 гг. три модели горных механических устройств XIX века были признаны Международным советом музеев памятниками науки и техники 1 ранга.
Рисунок 4 – Каменноугольная копь Новороссийского общества. Донецк, Украина. Поступление с Нижегородской выставки 1896 года.
С древних времен бурение скважин применялось для различных целей: разведки полезных ископаемых, добычи воды, соляных рассолов и нефти, строительных работ.
Коллекция буровой техники начала формироваться в 1822 г., когда на Леденгских соляных промыслах (Вологодская обл.) специально для музейной экспозиции были изготовлены модели буровых инструментов. В настоящее время они являются самыми старыми из сохранившихся в России. Еще одна коллекция моделей инструментов для бурения рассолоподъемных скважин была передана в музей после Нижегородской выставки 1896 г. владельцем Ленвенских и Усольских промыслов (Пермский край) графом С.А. Строгановым.
Ряд экспонатов связан с деятельностью одного из основоположников отечественного бурения профессора Горного института С. Г. Войслава (1850-1904). В экспозиции, помимо известного ручного бура Войслава, можно увидеть и созданные С.Г. Войславом совместно с военным инженером В.И. Бобровским буровой алмазный станок и земляной бурав для бурения горизонтальных скважин, имевшие большое значение для обороны нашей страны.
Наклонное бурение используется как для геологоразведки, так и для военного дела. В частности для установки взрывчатых веществ.
Рисунок 5 – Ручной бур С.Г. Войслова.
Рисунок 6 – Буровая установка для бурения горизонтальных скважин С.Г. Войслова и В.И. Бобровского.
Важное место в экспозиции буровой техники занимают модели станков и инструментов, предназначенных для бурения нефтяных скважин. Добыча нефти в промышленных масштабах началась в нашей стране на Бакинских промыслах в 1870-х гг. Бурение скважин глубиной до нескольких сотен метров осуществлялось преимущественно ударно-штанговым способом при помощи отечественных буровых станков. Три станка, созданные в конце XIX в., представляют конструкторские разработки разных бакинских фирм.
Станок Бакинского Нефтяного Общества был передан в музей после Нижегородской выставки 1896 г. Привилегированный станок М. Мухтарова, наиболее совершенный из отечественных станков ударно-штангового бурения, был изготовлен в начале ХХ века. Станок для ударного бурения на канате по способу О.К. Ленца представлен в экспозиции вместе с макетом скважины и буровой вышки.
Рисунок 7 - Станок для ударного бурения на канате по способу О.К. Ленца
Гордостью коллекции Горного музея является модель одного из первых в мире механических буровых станков Mather & Platt . Конструкция бурового инструмента этого станка позволяла производить отбор проб, что имело большое значение для геологоразведочных работ. Модель в масштабе 1:8, изготовленная в 1860-х гг., была приобретена музеем в 1919 г.
Рисунок 8 - Буровых станков Mather & Platt.
В 1973 г. в связи с празднованием 200-летия Горного института кафедрой бурения скважин и Всесоюзным институтом техники разведки (ВИТР) было передано большое количество образцов техники ХХ в. - макеты трех буровых установок и разнообразный буровой инструмент: алмазные буровые коронки, двойные колонковые трубы, инструмент для бурения многозабойных скважин, шарошечные долота. В 1990-х годах кафедра бурения передала в музей установку для отбора проб изо льда УСЛ-2М и снаряд для бурения скважин во льду методом плавления ТБЗС-152М. Эти экспонаты непосредственно связаны с многолетней деятельностью Горного института в Антарктиде на станции «Восток».
Рисунок 9 – Макет буровой станции «Восток».
Так же, в горном музее имеются современные алмазные коронки, армированные алмазами (рисунок 10).
Рисунок 10 – Алмазные коронки.
В древности основным источником энергии была мускульная сила людей и животных. Водяные колеса начали активно использоваться в I в. н.э. в Римской империи, а в XV-XIX вв. они оставались основным двигателем в горном и горнозаводском производстве. Со временем появились и более совершенные формы гидравлических двигателей – водостолбовые машины и гидравлические турбины. В XVIII в. был создан принципиально новый двигатель – паровой, занявший основное место в промышленности во второй половине XIX в. С 1880-х гг. началось внедрение электрического двигателя, а горные механизмы с электроприводом начали широко использоваться в шахтах уже с 1920-30-х гг.
Рисунок 11 - Зал горной и горнозаводской техники.
Коллекция двигателей, сформированная в 1820-1900-х гг., включает ветряные, гидравлические и паровые двигатели. Ветряные двигатели представлены двумя моделями. Ветряная мельница, усовершенствованная шотландским инженером Мильке, была подарена Горному музею в 1822 г. императором Александром I.
Горизонтальный ветряной водоподъемник был создан выпускником института А. Конради в конце XIX века.
Рисунок 12 - Горизонтальный ветряной водоподъемник.
Локомотив с автоматическим регулированием, мог передвигаться даже под отрицательным углом, с выработки на выработку. Может транспортировать груз.
Разработано профессором Берсеньевым, за счет 3 рельса удерживался в любом положении.
Рисунок 13 - Локомотив с автоматическим регулированием.
Модели механических устройств, обеспечивающих работу шахт и карьеров. Среди устройств для шахтного подъема имеются образцы 1830-х годов: подъемник с гидравлическим колесом Фрайбергских рудников и подвижная рудничная лестница – фаркунст. Модель подъемной машины, поступившая в музей в 1903 г., связана с начальным периодом применения электричества в области шахтного подъема. Можно увидеть два основных типа парашютных устройств, системы Либота и Фурдринье, появившиеся в середине XIX в. Эти устройства при помощи специальных зажимов предохраняли клети от падения в шахту при обрыве каната и спасли много человеческих жизней.
Стальные канаты играли не малую роль в развитии горно - добывающей сфере.
Благодаря им появились лифты, способные подниматься и опускаться на многие метры с большей безопасностью для жизни людей.
Рисунок 14 – Стальные канаты.
Обогащением полезных ископаемых называют процессы переработки минерального сырья с целью извлечения из него полезных компонентов и удаления бесполезных и вредных. С древнейших времен и до конца XIX в. применялись дробление, ручная разборка и гравитационное обогащение (разделение минералов в жидких средах). Основные обогатительные механизмы были созданы в XVIII-XIX вв., преимущественно в Центральной Европе. Особенно большое влияние на развитие обогатительных технологий оказали горная промышленность Саксонии и Гарца.
Коллекции обогатительной техники Горного музея представлены разнообразными устройствами и макетами фабрик, относящимися в основном к 1830-1870-м гг. Именно в этот период обогатительная техника интенсивно развивалась, и закладывались основы теории обогащения полезных ископаемых. Активное участие в формировании коллекции принял профессор Горного института И.А. Тиме.
Одним из древнейших механизмов, служащих для измельчения руды была толчея. В экспозиции представлены две толчеи, применявшиеся в XIX в. на рудниках Саксонии и Гарца. Щековая дробилка, созданная американским инженером Блэком в 1858 г., стала первым в истории прибором для измельчения очень крупных кусков руды. Еще одним значительным изобретением XIX в. стал дезинтегратор Карра – прибор для дробления углей. В течение многих веков для обогащения мелкого материала применяли простейшее отсадочное устройство, состоящее из бочки с водой и решета, на которое помещалась измельченная руда. Помимо модели такой установки, в экспозиции имеются и более совершенные поршневые отсадочные машины. Для обогащения тонкого материалы широко применялись различные неподвижные и подвижные столы – герды. Общее расположение обогатительных устройств показано на моделях немецких обогатительных фабрик - Целлерфельдского свинцово-серебряного рудника (1872) и угольной шахты АО «Феникс» (1910).
Золотопромывательная техника представлена отечественными образцами. На Урале в 1820-х гг. впервые в мире рассыпное золото начали добывать в промышленных масштабах. Начиная с 1823 г. в нашей стране строилось множество оригинальных устройств для промывки золотоносных песков. Были созданы основные типы золотопромывательных машин – чаша, бочка, борона. Экспонатом, имеющим наибольшее историческое значение, является модель оригинальной золотопромывательной машины, созданной выпускником Горного института, великим русским металлургом Павлом Петровичем Аносовым в 1840-х годах (рис. 15). Машина Аносова стала одним из первых в мире золотопромывательных устройств, действующих от парового двигателя.
Рисунок 15 - Чаша Камарницкого. Модель. Масштаб 1:5. Златоустовские заводы. Урал. 1875 г.
Действующая модель чаши Камарницкого, самого распространенного золотопромывательного устройства на Урале во второй половине ХIХ века, представлена в трех макетах золотопромывательных фабрик. Модель золотопромывательной фабрики, устроенной на Кочкарских рудниках Подвинцевых (Южный Урал, 1893), демонстрирует отечественные технологии переработки жильного золота. Процесс включает в себя дробление кварцевой золотоносной породы в дробилке Блэка, измельчение ее в бегунных чашах и амальгамацию на шлюзах. Применение амальгамации (извлечения драгоценных металлов посредством соединения с ртутью) демонстрируют и амальгамирные устройства Березовского золотопромышленного товарищества на Урале.
Металлургия как искусство добывать из руд, плавить и обрабатывать металлы, известна с VII-V тысячелетий до н.э. Археологами обнаружены следы выплавки меди, относящиеся к этому периоду. В III тысячелетии до н.э. появились технологии выплавки бронзы, а в середине II тысячелетия до н.э. человек начинает овладевать технологиями получения железа из руд. На раннем этапе руды плавились в кострах, позднее – в плавильных ямах, сыродутных горнах и металлургических печах различной конструкции.
Коллекция макетов металлургических печей XVIII-ХХ веков состоит из печей для предварительного обжига руды и топлива, плавильных печей различного типа для черных и цветных металлов. Отдельная экспозиция посвящена получению древесного угля, традиционного металлургического топлива, которое широко использовалось в России вплоть до 1920-х гг.
В собрании имеются печи разного типа – доменные(все засыпается слоями и руда, и топливо, а так же флюс, который помогает отделиться всему лишнему(шлак)), вагранки, пламенные, мартеновские, электрические. Большая часть экспонатов изготовлена в последней трети XIX века и представляет печи российских заводов - Олонецких, Верх-Исетских, Камского и др. С Нижегородской выставки 1896 г. поступили макеты доменной печи Юзовского завода в Донбассе и печи Гусгавеля для получения сыродутного железа, построенной на уральских заводах графа С.А. Строганова.
Рисунок 16 - Газовая рудообжигательная печь. Макет. Урал. 1894 г. Дар наследников П.П. Демидова, князя Сан Донато.
Данная плавильня используется для получения киновари из ртутных руд. Отделяют ртуть от серы. Данную руду нагревают, сера превращается в сернистый газ, который захватывается газоуловителями, а ртуть, в парообразном состоянии собирается в конденсаторах. Все облицовано плитами из чугуна, дабы не было утечки.
Старейшими экспонатами Модельного собрания являются макеты доменной и пламенной печей (рис. 17) Александровского пушечно-литейного завода в Петрозаводске, подаренные Музею императрицей Екатериной II. Эти печи были построены во время масштабной реконструкции завода, проведенной К.К. Гаскойном в 1786-88 гг. Доменная печь демонстрирует первое применение в России чугунных цилиндрических мехов Смитона, совершивших настоящую революцию в металлургии, а пламенная печь - первое применение в России каменного угля в качестве металлургического топлива. В 2008 году эти модели получили статус памятников науки и техники 1 ранга. Выпускник Горного института А.А. Износков передал в Музей макет построенной им в 1870 г. на Сормовском заводе в Нижнем Новгороде первой российской мартеновской печи.
Рисунок 17 – Пламенная печь.
Среди печей для плавки цветных металлов имеются старинные, применявшиеся в Германии еще в XVI-XVIII вв.: шплейзофен для очистки черной меди, круммофен для плавки свинцовых руд и трейбофен для плавки серебряных руд. Макеты этих печей были изготовлены в Санкт-Петербурге в первые десятилетия XIX в.
Рисунок 18 - Коксовальные печи системы Отто. Берестовский рудник Голубовско-Берестово-Богодуховского товарищества.