Как в древности работали шахты?

А вы задумывались над тем, почему горное дело – именно дело? Наверно, потому что это первое дело, к которому устремился человек, взглянув однажды под ноги и осознав, как много ценного может скрываться в недрах земли.

Копнув глубже, первые горняки подтвердили древнюю теорию, но в придачу получили «головную боль». Ведь столько сил нужно приложить, столько изобретений придумать, чтобы добывать полезные ископаемые!

И друг, и враг

У шахтёров прошлых столетий работа в принципе была не из лёгких. Веками они вручную прорывались сквозь толщу горных пород, извлекали руду и поднимали её на поверхность.

Но помимо основного производственного процесса, горнякам приходилось бороться с подземными водами. Их нужно было каким-то образом выкачивать на поверхность во избежание угрозы подтопления.

Воду с глубин шахт и рудников долгое время поднимали примитивным способом. На мокрых и скользких шахтных лестницах рядами выстраивались водоносы. Их задача – беспрерывно передавать друг другу кожаные мешки, бадьи или вёдра.

Полные транспортировали наверх, пустые – вниз. Единственным помощником была ручная лебёдка или другое похожее орудие. Для выкачки воды требовались десятки, а то и сотни водоносов.

Позднее процесс немного упростили. В выработках с небольшим количеством воды применяли нехитрые механизмы, которые приводили в движение сами горняки или лошади.

А при больших объёмах неподалёку создавался отдельный, более глубокий шахтный ствол, где накапливали воду. С помощью тех же самых машин вода поднималась в водоотливную канавку ближайшей штольни или устья ствола, откуда вытекала на поверхность.

Интуитивно шахтёры понимали, что вода может стать полезным «другом» в столь трудоёмком процессе. Горнодобывающая промышленность прошла большой путь к созданию устройств для её «усмирения».

Первое применение водоотливной машины, работавшей от водяного колеса, датируется 1535 годом. Устройство под названием «Хайнц» представляло собой трубопровод из просверленных еловых брёвен с пеньковым канатом или железной цепью внутри. Для соединения брёвен друг с другом в широкую комлевую часть одного ствола вставлялась верхушка следующего.

На канате были укреплены кожаные черпаки, которые соединялись в бесконечную «цепь» и поднимали на поверхность выработок воду. Думаем, не нужно говорить, насколько это приспособление облегчило жизнь шахтёрам прошлого.

«Нечистый» воздух

Доподлинно известно, что долгое время в шахтах или рудниках вообще отсутствовало искусственное проветривание. Время от времени горняки чувствовали под землёй «сквозняки» — естественную тягу, которая возникала только тогда, когда камеры соседних шахт по стечению обстоятельств сбивались между собой.

Однажды горнодобытчики заметили, что явление вовсе не случайное, и стали сбивать камеры шахт специально. Также выяснилось, что выработки лучше проветриваются, если сделать отверстие в целике, который отделяет проводимую камеру от пройденной и уже сбитой шахты с близлежащей.

Позднее к данному способу подключили огонь: вентиляции шахт и рудников добивались с помощью подогрева исходящих потоков воздуха. От нагревания воздушная масса поднималась наверх и начинала перемещаться в пространстве.

С развитием подземной добычи человек заходил всё глубже и глубже. Горняки стали чаще натыкаться на скопления опасных рудничных газов. Становилось ясно, что известных методов проветривания недостаточно, потому что выросло число взрывов. Ускоряющимися темпами развивалась и наука: изобретатели придумывали разнообразные устройства и всё ближе подходили к созданию вентиляторов.

Первый центробежный вентилятор, уже близкий к современному, появился в 1832 году. Его разработка – заслуга русского инженера Александра Саблукова. Он создавал устройство специально для проветривания рудников и шахт.

Новинку успешно опробовали спустя 3 года на Чигирском руднике в Алтае. Центробежные вентиляторы получили широкое распространение не только в горном деле. Их стали использовать для вентиляций помещений, а также для ускорения сушки и в других сферах.

Нет взрыва без вещества

Добыча полезных ископаемых вручную велась, что называется, на износ. Уже тогда профессия шахтёра считалась очень опасной, и к всякого рода устройствам относились предельно осторожно, даже если они могли серьёзно облегчить горняцкий труд. Но в первой половине XVII века недропользователи решили рискнуть и применить опасный, но весьма эффективный способ, который дожил и до наших дней, — взрыв.

Первые испытания нового метода состоялись в 1627 году на одном из рудников в Словакии. Некий Кашпар Вейндл попробовал взорвать чёрный порох в подземной выработке.

Согласно сохранившимся историческим материалам, эксперимент закончился не очень удачно, поскольку порохострельные работы были произведены в открытых шпурах. Тем не менее, первые опыты показали, что взрывы могут многократно ускорить процесс добычи.

Чёрный порох стали активно применять в шахтах и рудниках только после 1687 года, когда появилась глиняная забойка шпуров. На тот момент это был настоящий технологический прорыв: производительность выросла, а объёмы тяжёлой работы – заметно сократились.

Разумеется, на смену чёрному пороху пришли другие взрывчатые вещества. В 1846 году итальянский химик Асканио Собреро открыл нитроглицерин. Вещество было всё ещё слишком опасным в своей непредсказуемости, применять его в подземных выработках откровенно побаивались. К тому, «новинке» были совсем не рады лобби производителей чёрного пороха.

Всё изменилось, когда усовершенствовать нитроглицерин решил шведский учёный Альфред Нобель. Он смешал вещество кизельгуром и получил новый продукт динамит. Чтоб убедить общество в его безопасности, учёный устроил показательные испытания в шахтах Германии. «Реклама» сработала на отлично, и вещество довольно быстро вошло в обиход европейских горняков: динамит начали активно использовать в шахтах и рудниках.