Горно-буровая разведка

Го'рно-бурова'я разве'дка,поиски и разведка месторождений твёрдых полезных ископаемых путём бурения скважин и проходки горных выработок. Обычно применяется в горных районах, где залежи полезных ископаемых имеют выход на дневную поверхность или скрыты под небольшой толщей рыхлых отложений.

  Горные разведочные выработки (канавы, шурфы , штольни , штреки , квершлаги , разведочные шахты) имеют, как правило, небольшое поперечное сечение. Если разведуемое месторождение имеет промышленное значение, разведочные выработки проходят с большим поперечным сечением; они служат в дальнейшем для эксплуатации. Проходкой горных разведочных выработок получают достоверные (более точные, чем из буровых скважин) сведения по геологическому строению местности, мощности залежи полезного ископаемого, элементам её залегания, физическим свойствам горных пород, содержанию полезных компонентов и их запасам. Глубина разведки месторождений горными выработками 100-250 м, а разведочные скважины бурят до 2000-3000 м.

  На большинстве месторождений твёрдых полезных ископаемых разведку проводят только с помощью буровых скважин (взятием керна ).

  С. А. Волков.

Горновая сварка

Горнова'я сва'рка,кузнечная сварка, способ соединения металлических изделий путём их совместного деформирования после нагрева мест сварки в горне или печи.

Горного дела институт

Го'рного де'ла институ'тим. А. А. Скочинского (ИГД), разрабатывает проблемы горной науки и технического прогресса угольной промышленности. Находится в ведении министерства угольной промышленности СССР. Организован в 1938 в системе АН СССР. В 1959 объединён со Всесоюзным научно-исследовательским угольным институтом. Расположен в г. Люберцы Московской области. Основная тематика института: технология подземной добычи угля, комплексная механизация и автоматизация горного производства, методы разрушения горных пород, рудничная аэрология, горная механика, разработка месторождений открытым способом. ИГД имеет опытный завод, КБ, аспирантуру. Издаёт научные «Труды» (с 1954).

Горно-долинные ветры

Го'рно-доли'нные ве'тры,ветры в горных районах, меняющие направление дважды в сутки: днём долинный ветер дует вверх по долинам и горным склонам, ночью горный ветер дует в обратном направлении.

  Г.-д. в. - местная (локальная) циркуляция, обусловленная различиями в нагревании и охлаждении атмосферы над горами и над равниной. Днём воздух над хребтами и долинами нагревается сильнее, чем на тех же уровнях над равниной, и больше расширяется. Поэтому на верхних уровнях возникает падение давления (горизонтальный барический градиент), направленное от гор к равнине, и перенос воздуха в том же направлении. Этот верхний отток воздуха в сторону равнины создаёт внизу падение давления от равнины к горам и, как следствие, долинный ветер. Ночью условия распределения температуры и давления обратные, почему и возникает горный ветер. Эта циркуляция между долиной и горами дополняется ночным опусканием охлажденного воздуха по горным склонам и дневным восхождением по ним нагретого воздуха. Скорость Г.-д. в. невелика, но в отдельных случаях может достигать 10 м/сек. В средних широтах Г.-д. в. наблюдаются летом, в случаях, когда они не перекрыты более сильными течениями общей циркуляции атмосферы. В низких широтах (например, в Гималаях) они могут наблюдаться на протяжении всего года. Иногда отмечается только дневной (долинный) или только ночной (горный) ветер; иногда Г.-д. в. комбинируются с озёрными бризами (например, на Севане). В высоких горах слой атмосферы, охваченный горным или долинным ветром, простирается от дна долин на 1 кми более, нередко - до гребней хребтов; выше обнаруживается ветер обратного направления (противотечение). В более низких горах Г.-д. в. ограничиваются слоями над самыми склонами гор (склоновые ветры). Г.-д. в. оказывают существ, влияние на суточный ход влажности, облачности и осадков. В частности, они способствуют дневному образованию облаков и выпадению осадков над горами и прояснениям ночью. Не нужно смешивать с Г.-д. в. другие ветры, свойственные горным районам, но не имеющие периодического характера (ледниковый ветер, фён, бора и др.).

  Лит.:Бурман Э. А., Местные ветры, Л., 1969.

  С. П. Хромов.

Горное

Го'рное,посёлок городского типа в Донецкой области УССР, в 6 кмот железнодорожной станции Харцызск (на линии Криничная - Иловайское). Добыча угля.

Горное давление

Го'рное давле'ние,собирательное понятие в горной геомеханике , объединяющее совокупность силовых полей (напряжённых состояний), формирующихся в земных недрах вследствие естественных и производственных воздействий. Главным возбудителем Г. д. служит гравитация; дополнительными возбудителями, имеющими разную распространённость, длительность и силу действия, являются геотектонические процессы, а также производственная деятельность по добыванию полезных ископаемых, строительству подземных и наземных сооружений. Непрерывно или скачкообразно перераспределяясь в породных массивах в силу различных причин, Г. д. способно производить как разрушительную, так и полезную работу (например, по облегчению добычи полезных ископаемых). Явления, вызываемые Г. д. (деформации, смещения и разрушения элементов породных массивов и земной поверхности, взаимодействие элементов массивов с инженерными сооружениями, в том числе нагружение крепей горных выработок), известны в технике под названием «проявления горного давления», целесообразное управление которыми представляет одну из важнейших практических задач горного производства и горной науки . Правильное расположение, проведение и поддержание горных выработок - средства эффективного местного регулирования Г. д. ( рис. ), которые находят широкое применение на шахтах (например, для борьбы с горными ударами за счёт опережающей выемки «защитных» пластов). Понятие Г. д. возникло в 19 в. Учение об управлении Г. д. нашло отражение в трудах М. М. Протодьяконова-старшего, П. М. Цимбаревича, В. Д. Слесарева и ряда др. советских исследователей. За границей существенные исследования проведены К. Бахом (Германия), Г. Шпакелером (ГДР), Р. Феннером (Чили), Ф. Мором (ФРГ), А. Лабасом (Бельгия) и др.

  Лит.:Крупенников Г. А., Методы изучения горного давления и его проявлений, в кн.: Горное дело. Энциклопедический справочник, т. 5, М., 1958; Шевяков Л. Д., Избр. труды, т. 1-2, М., 1968.

  Г. А. Крупенников.

Перераспределение горного давления в результате проведения горной выработки: 1 - земная поверхность; 2 - подземная выработка; 3 - вертикальные и горизонтальные напряжения в точках прямой AA до проведения выработки; 4 и 5 - соответственно вертикальные и горизонтальные напряжения в точках прямой AA после проведения выработки.

Горное дело

Го'рное де'ло,отрасли науки и техники, охватывающие процессы извлечения (добычи) из недр Земли полезных ископаемых (см. также Горная наука , Горная промышленность ).

  На протяжении тысячелетий Г. д. включало добычу только твёрдых полезных ископаемых (нерудные строительные материалы, руда и др.). Во 2-й половине 19 в. начинает развиваться добыча нефти, в начале 20 в. - природного газа.

  Добыче полезных ископаемых предшествует их разведка (см. Разведка месторождений полезных ископаемых), необходимая для определения запасов, качества руд и экономической целесообразности эксплуатации данного месторождения, производственной мощности горного предприятия, способов разработки месторождения. Всё более широкое применение получают геофизические методы разведки , развиваются геохимические поиски и микробиологическая разведка. Данные разведочных работ и пространственно-геометрических измерений изображаются на картах, планах, разрезах и графиках методами маркшейдерии и горной геометрии .

  Когда выявлены достаточные запасы полезного ископаемого, а также техническая и экономическая целесообразность его использования, приступают на основе предварительно составленного проекта к разработке месторождения. Для этого проводится по определённому плану сеть подземных или открытых горных выработок или бурятся скважины; для вскрытия месторождения строятся необходимые надземные и подземные сооружения.

  Правила технической эксплуатации шахт требуют, чтобы из подземных выработок было не менее двух выходов на земную поверхность: по одному из них поступает свежий воздух, по другому выходит отработанный. Такими выходами обычно являются вскрывающие месторождение и соединённые между собой выработки: вертикальные или наклонные шахтные стволы, штольни. Глубина вертикальных стволов превышает в некоторых случаях 2000 м. Способы проходки стволов, как и др. горных выработок, зависят от характера и обводнённости пересекаемых ими пород. По мере выемки породы стенки горных выработок крепятся для предотвращения их обрушения (см. Крепление горных выработок ).

  После того как месторождение вскрыто, проводят выработки по полезному ископаемому, назначение которых - подготовить месторождение к очистным работам (так называемые подготовительные работы). После проведения подготовительных выработок приступают к очистным работам для извлечения полезного ископаемого. Забои для производства очистных работ носят название очистных, а выработки, образующиеся при этом,- очистных выработок. Установленный для данных естественно-геологических и технико-экономических условий порядок проведения во времени и пространстве подготовительных и очистных работ называется системой разработки месторождения.

  Проходка подготовительных выработок и очистные работы по добыче полезных ископаемых производятся, как правило, машинами: буровыми, породопогрузочными, комбайнами и др.

  Добытое полезное ископаемое доставляется от очистного забоя к земной поверхности рудничным транспортом: транспортировка грузов и людей по шахтному стволу осуществляется шахтным подъёмом .

  Все подземные горные выработки снабжаются свежим воздухом (см. Проветривание шахты , Рудничная атмосфера ). В подземных выработках устанавливается стационарное электрическое освещение, а рабочим выдаются переносные рудничные лампы. Скопляющаяся в подземных выработках вода постоянно удаляется системой рудничного водоотлива. Специальные службы следят за правильностью и безопасностью подземных работ (см. Государственный горнотехнический надзор ), принимают меры для предотвращения и ликвидации пожаров, аварий, катастроф и их последствий (см. Горноспасательное дело ).

  Начало Г. д. относится к ранней стадии развития человеческого общества. В период родового строя для подземной добычи кремния проводились горные выработки, иногда с деревянным креплением. Для горных работ применялись каменные орудия и кайлы из оленьего рога. В рабовладельческом обществе начинается систематическая разработка медных и оловянных руд, добыча золота и серебра (см. Благородные металлы ). На территории СССР обнаружены следы древних рудников периода бронзового века . В Центральной Европе от этого периода остались выработки со следами крепления, лестниц и т. п. Задолго до н. э. Г. д. существовало в Китае, Японии, странах американского континента.

  Главным фактором развития производительных сил в античном обществе стало освоение производства железа. На горных работах использовался труд огромного числа рабов и осуждённых преступников. Крупную экономическую роль играло Г. д. в Древнем Риме конца республики и эпохи империй (1 в. до н. э. - 3 в. н. э.).

  С развитием феодальных отношений в Г. д. происходят значительные сдвиги. В 11-13 вв. начинается широкое развитие Г. д. в Центральной Европе, возникает пока ещё ручное бурение горных пород. Важные усовершенствования в Г. д. были сделаны в Европе в 15-16 вв. Применение конного привода и водяного колеса для рудничного подъёма, а также для водоотливных устройств позволило вести горные работы на глубине до 150 м. Появляются взрывные работы , которые начинают вытеснять огневой способ разрушения. Вводится мокрое обогащение, что позволяет вести разработку сравнительно бедных руд. В 1512 в Саксонии была выдана привилегия на мокрую толчею. В это время в рудниках начинают устраивать деревянные настилы для перемещения по ним тележек с полезным ископаемым. Появляются первые горные училища и руководства по Г. д. («О горном деле и металлургии...» Г. Агриколы, 1556). В Г. д. раньше, чем в других отраслях промышленности, нашли применение паровые машины, первоначально для откачивания воды (англичанин Т. Ньюкомен в 1711-12), затем и для рудничного подъёма.

  С эпохи промышленного переворота (конец 18 - начало 19 вв.) осуществляется переход к широкому применению в Г. д. машин. В 1815 англичанин Х. Дэви изобретает безопасную рудничную лампу. Совершенствуется техника бурения, всё шире применяются взрывчатые вещества, вводится рельсовая откатка с конной тягой. В 30-х гг. 19 в. начинают применять стальные канаты для рудничного подъёма и откатки. В середине 50-х гг. 19 в. появляются первые работоспособные врубовые машины .

  Условия развития Г. д. вновь изменяются в конце 19 - начале 20 вв. в связи с огромным увеличением спроса на полезные ископаемые. Интенсивно развивается техника проходки стволов шахт (см. Стволопроходческий агрегат ). Усовершенствованные методы проходки, вентиляции и водоотлива позволяют увеличить глубину разработок до 1000 м, иногда - до 2000 м. Создаются высокопроизводительные системы разработки угольных и рудных месторождений (см. Подземная разработка ). Вводится электрический привод для подъёмных машин, насосов, вентиляторов, электрифицируется рудничный транспорт, осуществляется механизация зарубки с помощью врубовых машин, широко применяются отбойные молотки, работающие сжатым воздухом. Возникают самостоятельные научно-технические дисциплины, занимающиеся вопросами добычи отдельных видов полезных ископаемых: угля, руд, нефти, торфа и т. д.

  Важнейшими задачами, стоящими перед Г. д. в СССР, являются рациональное использование недр, значительное повышение экономической эффективности и улучшение условий труда в этой самой тяжёлой и опасной области его массового применения. Ведутся интенсивные поиски новых систем разработки месторождений, более мощных средств механизации, применения автоматизации и построения технологии добычи по принципу поточного производства. В угольных шахтах всё больше механизируются отбойка и погрузка угля; погрузку угля и породы в подготовительных выработках производят горными комбайнами и погрузочными машинами. Механизируются отбойка и погрузка также при добыче руд. Постепенно расширяется применение автоматизации и дистанционного управления машинами и механизмами. Внедряются в промышленную практику металлическая крепь (взамен деревянной) и передвижная механизированная крепь (см. Крепь горная ). Наблюдается стремление всемерно сокращать разбросанность горных работ и форсировать выемку в относительно ограниченном числе забоев. В связи с этим вводятся в строй шахты большой производительности и сверхмощные.

  Повышение эффективности Г. д. осуществляется преимущественно за счёт более широкого внедрения способов открытой разработки месторождений . При открытом способе разработки производительность труда выше, чем на шахтах, в 7-10 раз и более, себестоимость добычи значительно ниже. Во 2-й половине 50-х гг. 20 в. в угольной промышленности добыча открытым способом резко увеличивается. За период с 1913 по 1968 относительный удельный вес добычи угля в карьерах возрос в общем мировом балансе с 6 до 30% . В СССР в 1968 в карьерах было добыто 25% угля (об открытых горных работах см. также Гидромеханизация , Дражная разработка , Торфодобыча ).

  В СССР доля открытого способа добычи составляет (1969): по железной руде 77%, рудам цветных металлов 64%, марганцевым 56,4%, горнохимическим 46,6%, неметаллическим ископаемым и строительным материалам 100%.

  Большие успехи достигнуты в изучении физических свойств горных пород, позволяющие находить оптимальные решения в конструировании породоразрушающих машин и инструментов, а также в методах переработки полезных ископаемых (см. Обогащение полезных ископаемых ).

  Продолжаются теоретические и опытные работы в областях Г. д., открывающих перспективу добычи ископаемых без работы людей под землёй, методами геотехнологии , а также добычи полезных ископаемых с морского дна (см. Подводная добыча полезных ископаемых).

  Неизмеримо возросли, особенно за десятилетие 1960-70, способы добычи жидких и газообразных полезных ископаемых, занимавших (1969) ок. 60% в топливном балансе СССР. Развитие добычи этих полезных ископаемых было тесно связано с развитием техники бурения скважин (см. Бурение ). В связи с большой спецификой разработки месторождений нефти и природного газа эти вопросы освещены в статьях Нефть и Газы природные горючие . Разработка нефтяных месторождений ведётся на больших глубинах с искусственным воздействием на пласт (например, заводнением), в акваториях морей. В газовой промышленности СССР создаются мощные газовые промыслы с ежегодной добычей 75-100 млрд. м ³и строительство магистральных газопроводов больших диаметров (см. Газопровод ).

  Лит.:Бокий Б. В., Горное дело, 3 изд., М., 1959; Шевяков Л. Д., Разработка месторождений полезных ископаемых, 4 изд., М., 1963; Агошков М. И., Малахов Г. М., Подземная разработка рудных месторождений, М., 1966; Мельников Н. В., Минеральное топливо, 2 изд., М., 1971; Ржевский В. В., Технология и комплексная механизация открытых горных работ, М., 1968; Технология подземной разработки пластовых месторождений полезных ископаемых, М., 1969.

  Н. В. Мельников.

Горное законодательство

Го'рное законода'тельствов СССР, система юридических норм, определяющих компетенцию органов Союза ССР, союзных и автономных республик в области регулирования отношений по пользованию недрами, устанавливающих порядок использования недр для различных народно-хозяйственных надобностей, правила безопасного ведения горных работ и порядок охраны недр. Г. з. распространяется также на случаи использования недр без строительства сооружений (подземное хранение нефти, газа и др. полезных веществ, захоронение вредных веществ, спуск сточных вод), на некоторые отношения по эксплуатации подземных вод (например, их поиски и разведку, учёт и составление кадастра таких вод) и частично на земельные отношения (порядок застройки площадей залегания полезных ископаемых).

  Основными источниками советского Г. з. являются: конституции Союза ССР, союзных и автономных республик, Горное положение Союза ССР 1927, отдельные законы союзных республик, постановления Советов Министров Союза ССР и союзных республик.

  Советское Г. з. основывается на том, что в СССР недра, так же как земля, леса и воды, - исключительная собственность государства. Государственной собственностью являются также предприятия горной промышленности (шахты, рудники и т. д.); лишь небольшие предприятия по добыче так называемых местных строительных материалов (глины, песка) могут состоять в собственности кооператива или иных общественных организаций.

  Г. з. устанавливает ряд правовых средств, стимулирующих наиболее полное и комплексное использование запасов полезных ископаемых при эксплуатации месторождений, предотвращающих загрязнение недр и обеспечивающих их рациональное использование в интересах различных отраслей народного хозяйства.

  Законодательством Союза ССР и союзных республик установлена дисциплинарная, административная, уголовная и гражданская ответственность за нарушение правил использования и охраны недр, а также правил безопасного ведения горных работ.

  Лит.:Сыродоев Н. А., Правовой режим недр, М., 1969.

  Г. С. Башмаков.

Горное образование

Го'рное образова'ние,система подготовки инженеров, техников и квалифицированных рабочих для горнодобывающих отраслей промышленности: угольной, рудной, горнохимического сырья, нерудных строительных материалов, нефтяной и газовой.