История горного и взрывного дела. Хрестоматия

ния, – горняк разведывает все их склоны, за исключением обрывистых, но и их не оставляет без внимания, если замечает в них рудные жилы… Холмы имеют такие же различия, как и горы; но горняк закладывает шурфы лишь на холмах, расположенных в гористых местностях, и то весьма редко. Однако нет ничего удивительного в том, что холм на острове Лемносе раскапывается, так как он весь красножелтого цвета и выдает жителям этим цветом присутствие той знаменитой земли, которая особенно целебна для людей. Равным образом раскапываются и другие холмы, если в них случайно обнаружится мел или какая-либо другая полезная порода. Долины, как и равнины, бывают также весьма различны. Одни закрыты по сторонам, но имеют открытые вход и выход, у других открыт лишь вход или выход, со всех же других сторон они закрыты; те и другие, собственно, и называются долинами. Третьи, со всех сторон окруженные горами, называются котловинами. Далее, одна долина имеет впадины, другая их не имеет, одна – широкая, другая – узкая, одна – длинная, другая – короткая; кроме того, одна расположена не выше ближайшей равнины, другая возвышается над степной равниной, более низменной. Горняк не раскапывает ни котловин, ни открытых долин, если только ниже их не расположено низменное поле или если рудоносная жила, опускающаяся с гор, не достигает долины. Наконец, равнины отличаются друг от друга тем, что одни расположены низко, другие – высоко, одни представляют горизонтальную плоскость, другие – несколько наклонную. Горняк никогда не закладывает шурфов на низменной или на горизонтальной равнине, за исключением тех, что расположены на каком-либо плоскогорье, и редко раскапывает другие. Что касается растительного покрова местности, горняк до тех пор не закладывает шурфа, пока не посмотрит, усажена эта местность деревьями или оголена. Если местность покрыта лесами и при этом имеются налицо и другие благоприятные условия, он закладывает шахту, которая требует от него запасов леса для подземных сооружений, машин, строений, топлива для плавки и всего остального, необходимого для горных работ. В безлесных местностях он ведет горные работы лишь в том случае, если поблизости имеется сплавная река. Однако там, где имеется надежда найти чистое золото или драгоценные камни, он разрабатывает и безлесную местность, так как драгоценные камни нуждаются в одной лишь шлифовке, а золото – в очистке. Поэтому жители жарких стран добывают эти ископаемые в бугристых и песчаных местностях, где иногда отсутствуют даже кустарники, не то что леса. Что касается

21

воды, то горняк должен, обследуя местность, установить, имеется ли беспрерывно проточная вода или, наоборот, она постоянно лишена воды, если только с вершины гор не изливается поток, питаемый обильными дождями. Местность, которую природа одарила рекой или хотя бы ручьем, благоприятна во многих отношениях для горных работ, ибо в ней всегда имеется вода, которую можно провести по деревянным желобам к местам промывки руды, к плавильням и, наконец, если условия места это позволяют, отвести к штольням, чтобы там приводить ею в движение подземные машины. Напротив, если местность от природы лишена постоянно текущей воды, издержки на разработку ее недр увеличиваются, и тем в большей степени, чем дальше от копей находится река или ручей, к которым надо подвозить добытые полезные ископаемые. Горняк осматривает также и дорогу, идущую от ближайших и соседних мест, хороша ли она или плоха, коротка ли или длинна. Ибо поскольку места, изобилующие полезными ископаемыми, по большей части не приносят никаких полезных или древесных плодов и все, что необходимо для удовлетворения жизненных нужд рабочих и других людей на руднике, приходится подвозить из других мест, плохая и длинная дорога создает для носильщиков и возчиков много затруднений и увеличивает расходы на привоз тех или иных необходимых предметов, так что последние обходятся гораздо дороже. Это не столько даже наносит ущерб наемным рабочим, сколько хозяевам, ибо вследствие дороговизны припасов наемные рабочие не удовлетворяются обычной платой за свой труд, да и не могут быть ею довольны; они требуют от хозяев ее увеличения; если хозяева на это не соглашаются, то они прекращают работу в рудниках и уходят.

Теперь я хочу сказать о веществах, для добычи которых горняку не приходится прибегать к разработке недр, так как их выносит с собой из жил наружу сила воды. Их имеется два рода, а именно, минералы или их крупицы и растворы. Если те или иные источники являются выходами рудных жил и из них высачиваются указанные вещества, горняк исследует, прежде всего, не содержат ли эти родники песок, пересыпанный там и сям рудой или драгоценными камнями, и не источают ли они воду, содержащую какой-либо раствор. Если в родниках оседают какие-либо металлы или драгоценные камни, следует промывать пески не только этих родников, но и ручьев, которые из них вытекают, и даже рек, в которые последние, в свою очередь, их выносят. Если родники источают воду, пропитанную каким-либо раствором, ее следует равным образом собирать, ибо чем дальше она те-

22

чет от места своего зарождения, тем больше она вбирает в себя простые воды, разбавляется ими и теряет в своем полезном содержании. Если же ручьи не принимают вод какого-либо иного состава или принимают их в небольшом количестве, то не только они сами, но и озера, собирающие их воды, обнаруживают одну природу с источниками и содержат те же полезные вещества. Так, озеро, которое евреи называют Мертвым морем, в действительности переполнено жидким битумом. Но возвращаюсь к пескам. Источники изливают воды в ручей, реку, болото, озеро, море. Однако песок морского берега промывается редко, ибо если даже вода, стекающая из источников в море, и уносит с собой кое-какие крупицы руд или кое-какие драгоценные камни, то они рассеиваются в беспредельной массе вод, рассыпаются, смешиваясь с отлагающимся на его берегу песком, на обширном пространстве или осаждаются в глубине моря, так что их собирать едва ли возможно. По этой же причине пески озер также могут промываться в достаточной мере и надлежащим образом лишь в крайне редких случаях. Хотя источники, берущие начало в горах, изливают все свои воды во многие из озер, крупицы металлов и драгоценные камни чрезвычайно редко доходят до них, так как озера по большей части расположены на ровных и открытых местах. Ввиду этого горняк прежде всего промывает песок родника, затем – ручья, вытекающего из него, далее – реки, в которую ручей впадает, но промывка песков большой реки, уходящей далеко от гор в степную равнину, не окупает труда, который был бы на это затрачен. Разумеется, там, где многие рудоносные источники изливают свои воды в одну реку, больше шансов на то, что промывка ее песков будет успешной. Во всяком случае, горняк не должен пренебрегать песками ручьев, у которых производится промывка извлеченных руд. Воды родников подлежат испробованию для обнаружения в них тех или иных растворов. Так как они весьма различны по вкусу, особенное внимание при этом варщик обращает на следующие шесть их родов: солевые, из которых вываривается соль; содовые, из которых добывается сода; квасцовые, из которых получаются квасцы; купоросные, из которых извлекается железный купорос; сернистые, из которых достают серу; битуминозные, из которых добывается битум и которые узнают по их цвету. Морская вода, по своим свойствам весьма похожая на родниковую соленую воду, проводится в неглубокие вместилища и, испаряясь под действием солнца, сама обращается в соль. Точно так же соленая вода некоторых озер, испаряемая под лучами летнего солнца, превращается в соль. Разумеется, человеку

23

деятельному и внимательному следует это заметить и извлечь из этого выгоду, равно как и способствовать в этом получению общей пользы. Кроме того, крепость морской влаги сгущает жидкий битум, стекающий в нее из скрытых источников, в янтарь и в агат, как я о том говорил в моих книгах, озаглавленных «О происхождении и причинах возникновения подземных веществ». То и другое выбрасывается морем при волнении, поднимаемом ветрами определенных направлений, на берег, вследствие чего и сбор янтаря, точно так же, как и сбор кораллов, требует известных навыков. Далее, тем, кто промывает пески или выпаривает родниковую воду, также необходимо заботливо ознакомиться со свойствами местности, ее дорогами, пригодностью для здоровья, личностью ее владетеля и личностью владетеля соседней местности, чтобы из-за каких-либо осложнений во всех этих отношениях они не разорились бы на своих затратах и не подвергли бы опасности как свое имущество, так и саму свою жизнь… После того, как горняк выбрал из многих мест какое-либо одно, пригодное по своей природе для устройства рудника, он весь свой труд и заботы обращает на рудные жилы. Либо они, по какой-либо случайности обнаженные от верхнего земляного слоя, непосредственно предстают перед нашими глазами, либо они сокрыты, незримы и обнаруживаются лишь благодаря горному искусству. Чаще бывает именно так, первое же случается реже. То и другое, однако, нуждается в объяснении.

Прежде всего скажу о жилах, представляющих значительные различия по глубине, мощности и длине. Иногда жила опускается с земной поверхности на большую глубину; я обычно называю такую жилу глубокой жилой. Иная жила поднимается к земной поверхности подобно глубокой жиле и не уходит в глубину, а, оставаясь под землей, простирается на большое расстояние; поэтому такая жила называется расширенной жилой, или пластом. Иная жила занимает большую часть некоторого пространства, простираясь в ширину и длину; такую жилу я называю накопившейся жилой, или штоком. Она представляет собой не что иное, как скопление определенных минералов, что изложено мною в книге «О происхождении и причинах возникновения подземных веществ». Бывает, хотя и очень редко, что в одном и том же месте выступают несколько скоплений этого рода, причем каждое из них имеет в глубину от одного до нескольких горных саженей при ширине в 4–5 саженей, а расстояние между ними составляет 2, 3 и более саженей. Когда приступают к разработке таких скоплений,

24

они сначала представляются в виде кружка, затем они расширяются, и, наконец, обычно оказывается, что все эти скопления образуют шток. Пространство между двумя жилами называют прослойком. Прослоек между пластами полностью скрыт под земной поверхностью; верхняя часть прослойка между глубокими жилами видна на поверхности, а остальная часть скрыта от глаз. Глубокие жилы резко отличаются по мощности. Некоторые из них имеют мощность 1 сажень, другие – 2 локтя, а иные – только 1 локоть; некоторые имеют мощность 1 фут, а многие – только 0,5 фута. Наши горняки называют все такие жилы мощными. Есть жилы мощностью 1 пядь или 3 или 2 пальца; их называют тонкими жилами. Однако в местах, где встречаются особенно мощные жилы, тонкими называют жилы мощностью 1 локоть, 1 фут или полфута. В Кремнице есть жила, мощность которой, по свидетельству местных жителей, в одном месте достигает 15 саженей, а в другом – 18 и даже 20 саженей. Также различаются по мощности и пласты. Некоторые из них имеют мощность 1 сажень, другие – 2 или даже несколько саженей, а иные имеют мощность всего лишь 1 локоть, 1 фут или полфута. Все эти пласты обычно называют мощными. Есть также пласты мощностью 1 пядь, 3, 2 или 1 палец; такие пласты называют тонкими. Глубокие жилы различаются также по своему направлению: одни идут с востока на запад, а другие, наоборот, – с запада на восток. Иные имеют направление с юга на север, а другие – с севера на юг. О том, идет ли жила с востока или с запада, мы узнаем по слоям и трещинам окружающих горных пород. Если, например, они имеют падение в западном направлении, считают, что жила простирается с востока на запад. Если слои имеют падение по направлению к востоку, то жила простирается с запада на восток. Таким же образом мы судим по трещинам и слоям о южном или северном направлении жилы.

Пласты, так же, как и жилы, различаются по своему простиранию. Их направление можно определить по слоям окружающих пород. Если последние имеют падение в западном направлении, говорят, что пласт простирается с востока на запад; если слои наклонены к востоку, говорят, что пласт простирается с запада на восток. Таким же образом по слоям окружающих пород можно определить, простираются пласты на север или на юг, как и иные промежуточные направления. По направлению различаются также прямые и изогнутые глубокие жилы. Может случиться, что жила, берущая начало на востоке,

25

не простирается в западном направлении, но изгибается к северу или югу. Равным образом различаются пласты горизонтальные, наклонные и изогнутые. Глубокие жилы тоже отличаются по роду своего падения: одни из них стоят вертикально, другие более или менее наклонны, а стальные изогнуты. Кроме того, глубокие жилы отличаются по характеру пересекаемой ими местности. Одни пролегают вдоль склона горы или холма, не достигая его подошвы, другие протягиваются от вершины горы или холма по склону в долину и затем поднимаются вверх по склону противоположной горы. Наконец, есть глубокие жилы, пролегающие прямолинейно по гористой, холмистой или плоской местности. Глубокие жилы различаются также по способу скрещивания их: жила может пересекать другую под прямым углом или наискось, разделяя последнюю на две части. Если жила, косо пересекающая главную жилу, обладает большей твердостью, чем последняя, она внедряется в нее наподобие того, как буковый или железный клин входит в мягкое дерево. Если пересекающая жила мягче, главная жила увлекает ее за собой на расстояние около трех футов или одной, двух, трех саженей или, что встречается реже, происходит сброс пересекающей жилы. В том, что обе части принадлежат одной и той же жиле, перерезающей главную жилу, убеждаются по одинаковому строению пород висячего и лежачего бока. Порой это происходит не вблизи от выхода на поверхность, а в глубине недр, где соединяются близлежащие жилы, или одна из жил склоняется к другой, или же обе жилы имеют склонение одна к другой. Подобным образом в недрах из трех или большего числа жил образуется одна жила. Иногда соединившиеся жилы разъединяются, причем может случиться, что правая жила займет место левой, и, наоборот, левая станет правой. Далее, из одной жилы могут образоваться две или несколько жил, если какая-либо весьма твердая порода пробивает и разделяет ее, действуя наподобие корабельного носа, или в том случае, когда возникают тонкие жилы в мягкой породе. Такие жилы иногда вновь соединяются, иногда остаются разделенными. О том, произошло ли разделение или соединение двух жил, можно судить только по слоям окружающих пород…» [2].

Технический прогресс в области горного дела активизировал европейскую экономику. В Германии, других странах получает развитие металлургическое производство (изготовление жести, железной проволоки и др.), шерстяная промышленность, выделка кож, бумажная промышленность, оружейная и др. Оживились перевозки и

26

коммерция. Коммерция создавала значительные сети кредита, организовывались крупные международные товарищества, например «Великое общество» («Magna Societus»).

Экономический бум в Европе обусловил дефицит собственного горнорудного сырья. С этого времени начинается экспорт железа и меди из Швеции и Норвегии; вскоре экспортером железа стала и Россия. Золото, серебро и медь ввозили из Америки, Китая и Японии, олово – из Сиама. Не были забыты и южноамериканские месторождения, например месторождения ртути в Перу, серебра – в Перу и Бразилии и др. Развитие горных промыслов в этот период создавало предпосылки для колонизации мировых территорий и создания транснациональных горнопромышленных компаний.

Например, в области Брешиа (Италия) в начале XVI в. в горнометаллургической отрасли трудилось, включая рудокопов и землекопов, подвозчиков руды, рабочих у печей, кузниц и водяных колес, оружейников, скобянщиков и прочих, более 60 тыс. чел. Горнозаводское производство начинает приобретать некоторые черты рыночного хозяйства. Благодаря войнам возрастал спрос на кирасы, мечи, пики, аркебузы, пушки и железные ядра. Одних оружейных фабрик насчитывалось около 200. Во времена затишья между войнами из железа и чугуна изготавливали кухонную утварь, плужные лемеха, чугунные плиты и др. Возрастающая потребность в продуктах горнозаводской деятельности влекла за собой концентрацию производства, правда, пока еще слабую и эпизодическую, поскольку были трудности со снабжением сырьем, топливом, транспортом и т. п.

В средневековый период происходят существенные сдвиги в эволюции социально-трудовых отношений. Европа XVI–XVIII вв. была уже освобождена от «язвы» рабства, но все люди, за исключением богатых и могущественных, были жестко прикреплены к своему положению, связанному с тяжким трудом. Например, шотландский горнорабочий только в 1775 г. был освобожден законом от «пожизненного контракта» с шахтой, по сути дела, до этого он был настоящим крепостным. Проклятием Европы в этот период стало огромное количество представителей люмпен-пролетариата, которые жили чуть выше «порога бедности». Порогом бедности считался тогда такой уровень жизни, когда дневной заработок, расходуемый на питание, был равен затратам на хлеб.

27

Если на тяжелых работах в руднике использовался труд каторжан

инизкооплачиваемых местных рудокопов, то для квалифицированной работы в этот период начинают приглашать чужеземных специалистов. Тем самым впервые начинают проявляться специфические особенности горного производства, связанные с истощением месторождений полезных ископаемых: горняки мигрируют в другие регионы, вступают в межэтнические связи и т. п. Начинают формироваться предпосылки социально-трудовых отношений, основанных на природе наемного труда, форм собственности горного промысла и способов управления этой собственностью.

Таким образом, горная промышленность эпохи Средневековья характеризовалась постоянным совершенствованием машин и механизмов, приводимых в действие физической силой человека или животных. Примеры: подъемное устройство – ворот, вентиляционные и подъемные устройства – за счет кинетической энергии воды. Происходит увеличение объемов пустых пород – отвалы, изменение ландшафта местности и т. д. С этого периода горнодобывающая промышленность оказывает все более заметное влияние на окружающую среду; подземными разработками нарушается гидрологический режим района – гибнет растительность, естественный пейзаж дополняется отвалами пустых пород (терриконами) и завесой дыма из труб металлургического завода.

Горное дело в период Нового времени. Предпосылки внедрения машинной техники: энергия воды – источник привязан к одному месту; энергия ветра – зависимость от погоды. Новый источник – энергия водяного пара. В 1698 г. был создан паровой насос для откачки воды из шахт. Не менее важная проблема того времени – проветривание подземных горных выработок – решена с помощью цилиндрического нагнетательного вентилятора на паровой энергии. Развивается

иподземный транспорт, появляются дробильные машины и передвижные сита, совершенствуется технология обжига и плавки руды.

Развиваются и совершенствуются системы разработки месторождений и горнопроходческие работы. Все более широкое применение находит потолкоуступная технология, дающая возможность разместить в забое большее количество людей, что способствует увеличению скорости проведения выработок.

Начинается добыча угля, с чем связано появление камерностолбовой системы разработки. Постоянно совершенствуются ин-

28

струменты для отбойки и навалки руды и породы. На поверхности для транспортировки руды широкое применение нашла конная тяга.

XVIII век не случайно называют эпохой Просвещения. С этого периода технический прогресс значительно ускорился. В 1784 г. английский металлург Генри Корб изобрел прокатный стан, а его соотечественник Генри Модсли – токарный станок. Несколькими десятилетиями ранее русский умелец Андрей Нартов изобрел механический суппорт для токарного станка. Была изобретена ручная лебедка с храповым механизмом, что позволяло производить подъем горной массы из шахты и спуск тяжелых предметов в горные выработки.

Совершенствуется крепление горных выработок, появляются отдельные элементы крепи, изготовленные из металла. Для подсчета объемов работ и управления горными работами в пространстве усиливается роль маркшейдеров, появляются новые приборы и инструменты, позволяющие производить сбойку горных выработок в шахте и вести съемочные работы на поверхности.

С появлением рельсов на смену тачкам и тележкам приходят шахтные вагонетки, из которых руда выгружается через открывающееся дно или боковые стенки. На базе паровых двигателей создаются мощные дробильные и обогатительные установки для руды. Люди научились получать высококачественную сталь в конверторах, изобретенных англичанином Генри Бессемером, и в печах, изобретенных французами Эмилем и Пьером Мартенами, получивших их имя – мартеновская печь.

Внедрение новой техники привело к новой форме организации промышленного производства. Значительно увеличивается спрос на изделия из металла. Горная промышленность давала технике все новые и новые минералы, из которых получали новые сплавы и металлы. Так, в этот период был получен новый металл – алюминий, впоследствии получивший широкое распространение в авиации.

Развитие горного дела в XIX – начале ХХ вв. Главным открытием века явилось широкое распространение нового вида энергии – электричества. С 1831 г., после открытия английским физиком Майклом Фарадеем электромагнитной индукции, начался поиск источников (генераторов) электрического тока и создания электродвигателей. Первый такой двигатель, испытанный в 1838 г. на судне, которое плыло против течения реки Невы, создал в 1834 г. русский ученый Борис Семенович Якоби. Одновременно велись поиски средств передачи электроэнергии на большие расстояния.

29

стороннего источника. КПД двигателя не превышал 4,65 %. Несмотря на недостатки, двигатель Ленуара получил некоторое распространение и использовался как лодочный двигатель. В 1897 г. немецкий инженер Рудольф Дизель получил патент на другой тип двигателя внутреннего сгорания: в цилиндре сжигался воздух, а затем впрыскивалось топливо; при сжигании воздуха температура в цилиндре повышалась, и го-

30