| Rudarstvo | |
 Rotorni bager | |
| Znanstveno polje | Rudarstvo, nafta i geološko inženjerstvo |
|---|---|
| Znanstveno područje | Tehničke znanosti |
| Klasifikacija znanosti u Hrvatskoj | |
Rudarstvo obuhvaća pronalaženje i vađenje (eksploataciju) korisnih mineralnih sirovina iz njihovih ležišta u Zemljinoj kori.
Rudarski proizvodi (to su mineralne sirovine) su temeljna poluga za cijelu industriju, pa je osnovna zadaća rudarstva da proizvodi i dostavlja industriji potrebne količine mineralnih sirovina, koje se izravno koriste ili daljnjim postupcima prerade prerađuju u poluproizvode koje ostale industrijske grane koriste pri izradi konačnog proizvoda.
Povijest rudarstva
Tragovi rudarske i metalurške aktivnosti iz staroga vijeka dokazuju da je rudarstvo starih civilizacija bilo vrlo razvijeno.
Otkopavanje i dobivanje zlata razvija se u starom Egiptu (4000 g.pr. Kr.), otkuda potječe i prva rudarska karta na kojoj je ucrtan rudnik zlata iz doba Ramzesa II.
Počeci rudarenja su pronalaženje i otkopavanje nalazišta soli (u Salzkammergut-u u Austriji), i kremena kresivca koji se koristio za paljenje vatre (3000 g.pr. Kr. - neolitik).
U IX st.pr. Kr. radili su rudnici srebra u Laurionu u Grčkoj.
U rimskom razdoblju rudarenje je bilo vrlo snažno u svim rudonosnim područjima Carstva. S propadanjem Rimskog Carstva dolazi i do zamiranja rudarstva koje u V st. gotovo nestaje.
U srednjem vijeku prvi su se počeli baviti rudarstvom Slaveni (Češka VIII. i IX. st.).
Dobivanje ugljena počinje u Velikoj Britaniji u IX. st., u Njemačkoj u X. st..
1507.- uvedena prva mokra separacija u Altenbergu u Njemačkoj.
1557.- G. Agricola je objavio prvu knjigu o rudarstvu, geologiji i metalurgiji "De re metallica" - "O metalima" u XII svezaka.
1559.- probijeno okomito rudarsko okno dubine 513 m.
U XVI st. u Njemačkoj i Engleskoj prijevoz iskopane rude konjima koji su vukli željezne vagonete na tračnicama.
1627.- izvedeno prvo miniranje crnim barutom u podzemnom rudniku u Slovačkoj.
1680.- drvene tračnice prvi put su uvedene u rudniku.
Početkom XVIII. st. počinje se rješavati osnovni problem (odvodnjavanje rudnika) pri prodiranju u veće dubine, i to parnim strojem, koji je prvotno konstruiran za rudarske potrebe podizanja vode.
1712.- engleski Ing. T. Newcomen napravio prvi atmosferski parni stroj koji je stavljao u pokret rudničku pumpu koja je služila za izbacivanje podzemne vode iz ugljenokopa kod Birminghama ("Dizanje vode pomoću vatre.").
1768.- škotski Ing. J. Watt konstruirao je prvi djelotvorni parni stroj koji je označio prekretnicu u razvitku rudarstva i omogućio iskorištavanje prirodnih resursa do neslućenih razmjera.
1814.- engleski Ing. G. Stephenson konstruirao je prvu parnu lokomotivu koja je mogla brzinom od 5 km/h vući nekoliko rudničkih vagoneta.
1816.- engleski kemičar H. Davy konstruirao je rudarsku sigurnosnu svjetiljku koja je služila za rasvjetu u rudniku, ali i za detektiranje opasnih koncentracija plina metana.
1859.- E. L. Drake je izveo prvu bušotinu dubine 21 m za pridobivanje nafte u području Titusvillea u Pennsylvaniji.
1867.- švedski kemičar A. Nobel pronalazi dinamit.
Osnovni rudarski alati (čekić i dlijeto), nisu se nimalo promijenili od najstarijih vremena pa sve do početka XIX st.!!!
1873.- prva bušilica na komprimirani zrak.
1882.- primjena prve električne lokomotive u jamskom transportu u jednom njemačkom rudniku soli.
1882.- u rudniku "Trafalgar" u Engleskoj postavljena prva pumpa na električni pogon.
XX. st. je razdoblje visokog stupnja tehnike rudarstva – donosi nova dostignuća i uvodi se nova mehanizacija u rudnike. Strojevi su specijalizirani za određene tehnološke radnje: otkopavanje, utovar, transport.
1901.- Ing. Antun Lučić otkrio je u Texasu na dubini od 374 m prvi veliki izvor nafte na svijetu.
1912.- u rudnicima u V. Britaniji uvedena je signalizacija uzduž rudničkih hodnika.
Sredinom XX st. uvodi se elektronika i automatika u rudarstvo.
Rudarska djelatnost u Hrvatskoj
Sasi kao vrsni rudari dolaze u XIII st. u naše rudnike da unaprijede naše rudarstvo. Područja stare rudarske djelatnosti u Hrvatskoj su Zrinska gora (XV st.), Samoborsko gorje (XVI st.) i Medvednica (XVII st.). To su polimetalni rudnici olova, bakra i srebra.
Za mletačke vladavine na području Labina u Istri započinje rudarska djelatnost i odvija se neprestano sve do 1999. godine kada je zatvoren posljednji rudnik kamenog ugljena u Tupljaku. Ugljen se kopao u jamama Raša, Strmac, Labin, Potpićan, Ripenda i Tupljak. Najveća proizvodnja ostvarena je 1942. godine kada je otkopano 1,158.000 tona ugljena. U Istarskim ugljenokopima tada je bilo zaposleno 10.470 radnika. Procjenjuje se da je iz bazena Istarske ugljenosne sinklinale od početka rudarenja do zatvaranja posljednje jame u Tupljaku otkopano oko 39,061.000 tona ugljena.
Predmet rudarstva
Osnovni predmet rudarstva je dobivanje mineralnih sirovina.
- Mineralne sirovine dijele se u 7 osnovnih skupine:
- 1. metalne mineralne sirovine ili rude
- 2. nemetalne mineralne sirovine
- 3. energetske mineralne sirovine
- 4. arhitektonsko-građevni kamen
- 5. geotermalne i mineralne vode
- 6. sve vrste soli
- 7. tehničko-građevni kamen, pijesci i šljunci
- 1. metalne mineralne sirovine ili rude
Područje rada
Područje rada u rudarstvu obuhvaća:
- 1. Istraživanje budućeg ležišta (koristeći geofizičke metode; pokusno, istražno, rudarsko-geološko bušenje)
- 2. Eksploatacija (pridobivanje) mineralne sirovine
- 3. Oplemenjivanje već iskopane mineralne sirovine (u oplemenjivačkom postrojenju odn. separaciji) kojim odstranjujemo jalovu komponentu mineralne sirovine
Grane rudarstva
Rudarstvo se obzirom na radni prostor dijeli na tri grane:
I. Površinsko pridobivanje odn. površinska eksploatacija
- Površinsko pridobivanje mineralnih sirovina značajnije se počelo primjenjivati tek u XX st.. Ovaj način pridobivanja primjenjuje se za mineralne sirovine koje se nalaze relativno blizu zemljine površine.
- Eksploatacija ležišta površinskim kopom odvija se u 2 radne faze:
- - raskrivanje rudnog tijela
- - otkopavanje rudnog tijela
- - raskrivanje rudnog tijela
- Osnovne tehnološke operacije na površinskom kopu su:
- - bušenje minskih bušotina i miniranje eksplozivom
- - otkopavanje raznim bagerima (kašikarima, vedričarima, glodarima)
- - transport mineralne sirovine (željeznicom, kamionima, trakama, žičarom)
- - oplemenjivanje mineralne sirovine
- - odlaganje jalovine
- - bušenje minskih bušotina i miniranje eksplozivom
- Otkopavanje rudnog tijela izvodi se u obliku etaža. Dimenzije i raspored etaža uvjetovani su prilikama u ležištu, fizičko-mehaničkim svojstvima korisne mineralne sirovine i jalovine, kapacitetom proizvodnje i mehanizacije.
II. Podzemno (jamsko) pridobivanje odn. podzemna eksploatacija
- Jamsko pridobivanje se primjenjuje za dobivanje mineralnih sirovina koje se nalaze u dubljim dijelovima Zemljine kore.
- Jamsko pridobivanje je mnogo zahtjevnije od površinskog pridobivanja jer osim osnovne djelatnosti kopanja, zahtijeva čitavu vrstu mjera koje treba da osiguraju siguran rad kao što je: ventilacija, podgrađivanje (djelomično ili potpuno), crpljenje vode, otkrivanje prisutnosti štetnih plinova i zaštitu zaposlenih rudara od njih, poseban način transporta mineralne sirovine.
- Osnovne tehnološke operacije u jami su:
- - bušenje minskih bušotina i miniranje eksplozivom
- - strojno dobivanje sa sa sjekačicama, kombajnima i blanjalicama
- - transport i izvoz mineralne sirovine na površinu
- - bušenje minskih bušotina i miniranje eksplozivom
- Glavna operacija u tehnološkom procesu pridobivanja korisne mineralne sirovine je otkopavanje na koje utječu sljedeći faktori: geološki uvjeti, hidrološke i hidrogeološke prilike, geomehanička svojstva mineralne sirovine i pratećih stijena, kvaliteta mineralne sirovine (rude) i dubina zalijeganja ležišta.
III. Pridobivanje (eksploatacija) nafte, prirodnog plina i vode
- Pridobivanje nafte, prirodnog plina i vode obavlja se bušotinama koje sežu do dubina na kojima se nalazi nafta, plin ili voda.
Veza s drugim disciplinama
Rudarstvo je veoma opsežna i kompleksna grana tehnike jer osim svojih užih znanstvenih disciplina obuhvaća izučavanje gotovo svih prirodnih znanosti (kao npr. matematika, fizika, kemija i geologija), i većinu primijenjenih znanosti (kao npr. strojarstvo, elektrotehnika, elektronika, računarstvo, građevinarstvo i geodezija), nekih interdisciplinarnih znanosti (kao npr. inženjerstvo zaštite okoliša i geotehnika) i društvenih znanosti (ekonomija, pravo, sociologija).
Specifičnosti rudarske struke
- 1. Mineralna sirovina je nacionalno blago
- 2. Neobnovljivost rudnih rezervi
- 3. Lokacijska predisponiranost mineralne sirovine
- 4. Upotrebna vrijednost mineralne sirovine
- 5. Ekološki utjecaj rudarskih radova na okoliš
Rudarska obilježja
Pozdrav "Sretno!" kojim se pozdravljaju rudari u podzemlju jer dobar dan ili dobra večer nemaju smisla, kad u podzemlju vlada vječna tama. Ovaj pozdrav je više od pozdrava jer je u njemu sadržana želja da živ izađeš iz jame.
Čekić i dlijeto bili su do početka XIX st. najvažnije oruđe rudara, a danas predstavljaju simbol rudarske struke i oznaku za rudnik na zemljopisnoj karti.
Svečanost "Skok preko kože" kojom se mladi rudari primaju u časni rudarski stalež.
Rudarska sigurnosna svjetiljka koju je 1816. konstruirao H. Davy za rasvjetu u rudniku, ali i za rano detektiranje plina metana. Spasila je život nebrojenim rudarima.
Svečano odijelo koje rudari nose na proslavama i u drugim svečanim prilikama.
Rudarska himna koju rudari pjevaju u svečanim prilikama.
Sv. Barbara je zaštitnica rudara i svih onih kojima prijeti opasnost od iznenadne smrti ili stradavanja. Rudari u njenu čast postave kipić na ulazu u rudnik.
Rudarska zastava sastoji se od dvije boje: zelene i crne. Zelena označava nadu da živ izađeš iz rudnika, a crna predstavlja vječnu tamu i mrak u podzemlju.
Tendencije daljnjeg razvoja rudarstva
Predviđanja o brzom iscrpljenju čvrstih mineralnih sirovina nisu se ostvarila već su pronađene nove rezerve deficitarnih sirovina, (ovo se ne odnosi na naftu i plin čije su procijenjene rezerve puno manje) tako da će rudarstvo i u budućnosti namirivati potrebe industrije za mineralnim sirovinama, pri čemu će biti veliki naglasak na zaštitu okoliša.
Rudarstvo u budućnosti neće biti samo orijentirano na otvaranje novih rudnika već će odlagališta otpada biti sve važniji izvor sirovina (sekundarne sirovine) koje će se reciklirati i ponovno koristiti u izradi novih proizvoda. Recikliranje sirovina smanjiti će potrebu za otvaranjem novih rudnika, čime će se čuvati okoliš i sniziti cijene finalnim proizvodima.
Osim klasičnih načina pridobivanja mineralnih sirovina primjenjivati će se i indirektne metode pridobivanja, posebno za siromašnija ležišta.
Kod ovih metoda će se pomoću bušotina pristupiti ležištu te fizikalno ili kemijski djelovati na njega.
Neke od ovih metoda su:
- 1) Metode hidrauličnog dobivanja čvrstih mineralnih sirovina kroz bušotine (npr. ugljen, uljni škriljci, boksit, fosforit i dr.)
- 2) Metoda podzemnog izluživanja korisnog metala iz rude in situ
- 3) Metoda uplinjavanja ugljenih slojeva in situ
- 4) Otplinjavanje ležišta ugljena od metana
- 5) Dobivanje sumpora, soli i kalija
Sve više se razmatra i mogućnost vađenja korisnih mineralnih sirovina s morskog dna, pa čak i ispod njega jer se velike rezerve vrijednih mineralnih sirovina nalaze ispod dna svjetskih oceana koji čine 2/3 Zemljine površine.
U suvremenom rudarstvu površinsko pridobivanje ima prioritet u odnosu na podzemno pridobivanje jer ima značajne prednosti kao što su skoro potpuno iskorištenje ležišta (cca. 95%) i mogućnost potpune mehanizacije i automatizacije tehnološkog procesa pridobivanja korisne mineralne sirovine. Uvjeti rada na površinskom kopu su daleko povoljniji za rad ljudi i strojeva od rada u podzemlju. Rad u podzemnom rudniku je veoma naporan, zbog čega rudarska znanost čini velike napore da u podzemnim rudnicima rade jedino strojevi-automati (roboti), koje bi ljudi nadzirali pomoću računala s površine Zemlje. Zbog toga će strojarstvo, elektronika i računarstvo u budućnosti imati veliki izazov za uvođenje potpuno automatiziranih robota u rudnike i oslobađanje rudara od teškog i opasnog rada u podzemlju.
Povezani članci
Vanjske poveznice
- Ostali projekti
 | U Wikimedijinu spremniku nalazi se još gradiva na temu: Rudarstvo |
- Mrežna mjesta
- rudarstvo, Hrvatska enciklopedija, www.enciklopedija.hr
- Udruga hrvatskih rudarskih inženjera
- Rudarstvo.com
- rudarstvo.Hrvatska tehnička enciklopedija - portal hrvatske tehničke baštine