Шрифт:
Интервал:
Закладка:
Часто для отделения части породы от основного массива применялись металлические долота и кайла. А поскольку форма подземной выработки, достигавшая порой сотен метров, обычно повторяла конфигурацию рудного тела, это заставляло предохранять ее от обрушения. С этой целью ее оставляли цельной, сооружая подпорки из каменных глыб или используя деревянные распорки. А также кровлю выработки делали в виде арки или остроугольную. Проветривание же осуществлялось с помощью дополнительных вертикальных колодцев, проходимых на разных уровнях. А для защиты от затопления шахт водой рядом с ее стволом сооружали специальные плотины. Для спуска и подъёма рабочих в стене вертикальной шахты оставляли уступы, также использовали бревна с зарубками или с короткими сучьями. Руду доставляли на поверхность в кожаных емкостях, корзинах и в других аналогичных приспособлениях.
Римские инструменты для горных работ
Естественно, горное дело на месте не стояло. В конце концов появились методы разделения различных типов руд в водной среде с использованием разной их плотности. Это стимулировало появление в горном деле нового направления – обогащения полезных ископаемых. В ходе этого процесса измельчённую руду насыпали в деревянные чаны и промывали проточной водой. В результате на дне оставались тяжелые куски, а с водой выносились более лёгкие фрагменты породы…
К середине III тысячелетия до н. э. появляются письменные сведения по добыче железных руд. Впервые же это произошло в Анатолии. И там же во II тысячелетии до н. э. производятся первые железные орудия труда. Но в последующие столетия производство железа не получило широкого распространения. Однако разработка озёрных, болотных и луговых залежей железных руд в IX столетии до н. э. стимулировала создание большого количества различных железных орудий, которые пришли на смену бронзовым.
В то же время благодаря их появлению стало возможным улучшить технологию горных работ. А это привело к увеличению глубины и протяжённости горных выработок и, как следствие, к росту добычи полезных ископаемых: железа, меди, золота, серебра, свинца и т. д.
В свою очередь, с развитием математики в горном деле начинают применяться методы геометрии. Также конструируются различные механические приспособления, используемые для подъёма руды из шахт глубиной более 100 метров.
Следует отметить, что в I тысячелетии до н. э. также происходит развитие горного дела и в других регионах Старого Света. Так, в Китае ведутся разработки нескольких тысяч месторождений железа, меди, олова и т. д. А для добычи соляных растворов впервые было осуществлено бурение скважин глубиной до 900 метров и диаметром – 12–15 сантиметров…
Однако на территории Европы в первых веках нашей эры стал нарастать экономический кризис, переросший в социальный. В результате рухнула Римская империя. А следом наступил глубокий кризис и в горном деле.
Бурение скважин в Древнем мире
Вода – источник жизни. Поэтому люди всегда старались селиться вблизи водоемов или источников. Но порой у человека возникали проблемы с водой. И тогда он пытался добывать ее из-под земли. И делал он это с помощью скважин. Причем с давних времен.
Например, в Египте обнаружены скважины, возраст которых, судя по найденным артефактам, составляет как минимум 5000 лет. А некоторые из них даже имеют надпись с датой постройки. Что же касается бурения скважин, то для этих целей применялись каменные долота, прикрепляемые к деревянной жерди.
Скважины бурили и в античном мире. Обнаружены они, в частности, в родном городе Архимеда – в Сиракузах, который находился на территории древней Сицилии. При этом скважины были пробиты и в частных владениях богатых греков. Правда, их глубина не превышала 3 метров. Бурили же такую скважину шнековым способом, то есть вертикальным винтовым транспортером. Кстати, в наше время он также используется для аналогичных работ.
Древний бронзовый шнек для бурения
Но археологов удивили не древнегреческие скважины, а инструмент, с помощью которого они были пробиты. То есть шнек, найденный во время раскопок. Состоял же он из бронзового стержня, к которому крепилась медная пластина, обвивающая его по спирали. А поскольку на конце она была частично разрушена, это свидетельствовало о том, что шнек использовался для бурения. По поводу этого устройства археолог Эйприл Уэллс восторженно заявила: «Это было для нас настоящим потрясением! До сих пор не могу в это поверить…» Ученые даже предполагают, что вода из скважинтаким же винтовым устройством и поднималась…
Бурение скважин освоили и древние римляне. И занимались они этой работой уже во II веке до н. э. И, подобно античным грекам, для этих целей они тоже использовали бур. Один из таких инструментов археологи обнаружили в вертикальном положении. Его диаметр равнялся примерно 25 сантиметрам, а длина – 3,5 метра.
Наибольшего же совершенства бурение скважин достигло в Древнем Китае. Об этих сооружениях, построенных еще в 1120-х годах до н. э., поведал знаменитый китайский философ Конфуций. При этом скважины достигали 100 и более метров глубины. Некоторые же уходили вглубь на полкилометра, а отдельные – даже на 1240 метров.
Бурили же скважины в Древнем Китае исключительно ударным способом. Буровой снаряд делали из бамбука. К нижнему концу прочного бамбукового шеста крепилось металлическое зубило. Затем при помощи канатов бур сбрасывался вниз прямо в жерло скважины и таким образом разрушали горные породы. Следует отметить, что эта технология бурения, впоследствии получившая название канатно-ударной, была изобретена довольно известным в тот период инженером по имени Ли Пен. И, кстати, эта технология используется и в настоящее время для бурения скважин в песчаниках…
Для извлечения мельчайших фрагментов, образующихся в ходе дробления, использовали трубу, тоже, скорее всего, бамбуковую, с клапаном на нижнем конце, который открывался при ударе трубы о забой. После нескольких ударов труба наполнялась пульпой и ее извлекали на поверхность при помощи ворота.
Когда же бурили глубокую скважину, над ее отверстием строили вышку на четырех подставках, в верхней части которой находился блок. А устойчивость вышке придавали канатные растяжки. Процесс бурения скважин большой глубины был очень длительным. Иногда он растягивался на годы. При этом технология бурения хранилась в глубокой тайне и тщательно охранялась.
Добыча соли в древности
Весьма вероятно, что доисторические племена оседали не только там, где имелась в достаточном количестве влага, но и был теплый климат, плодородная почва и соль. Например, как показали археологические исследования, жители Древнего Китая примерно за 3–4 тысячелетия до н. э. поселялись в долинах рек Хуанхэ и Янцзы и на равнине у Печилейского залива. И с незапамятных времен солеварение здесь развивалось наравне с земледелием.
Исторические хроники свидетельствуют, что каждый год начало работ по солеварению, так же как и весенний посев сельскохозяйственных культур, производились самим императором, а все принцы крови обязаны были лично принимать участие в выварке соли…
Уже в древности использовались различные способы добычи соли. И зависели они от того, где она находилась в значительной концентрации. Например, во многих районах земного шара соль извлекали из морской воды. Так, древние китайцы, проживавшие на морском побережье, прибрежные участки земли разрыхляли мотыгами, а затем между ними рыли канавы. Затем воду из моря ведрами доставляли на эти «грядки». Вода стекала в канавы,