Rudarstvo

Iz Wikipedije, slobodne enciklopedije
Rotorni bager

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.

Historija rudarstva[uredi - уреди | uredi izvor]

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. pne.), 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 Salzkammergutu u Austriji), i kremena kresivca koji se koristio za paljenje vatre (3000. pne., neolitik). U 9. vijeku pne. radili su rudnici srebra u Laurionu u Grčkoj. Tokom rimskog perioda rudarenje je bilo vrlo snažno u svim rudonosnim područjima države, no propadanjem Rimskog Carstva dolazi i do zamiranja rudarstva koje u 5. vijeku gotovo nestaje. U srednjem vijeku prvi su se počeli baviti rudarstvom Slaveni (Češka 8. i 9. vijeka). Dobivanje ugljena počinje u Velikoj Britaniji u 9. vijeku, a u Njemačkoj u 10. vijeku.

Daljnja kronologija:

Slika rudarskog vagoneta iz knjige "De re metallica" 1556.
  • 1559. – probijeno vertikalno rudarsko okno dubine 513 m.
  • 16. vijek – 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.
  • rani 18. vijek – 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 inženjer 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 inženjer J. Watt konstruirao je prvi djelotvorni parni stroj koji je označio prekretnicu u razvitku rudarstva i omogućio iskorištavanje prirodnih resursa do neslućenih razmjera.
  • osnovni rudarski alati (čekić i dlijeto), nisu se nimalo promijenili od najstarijih vremena pa sve do početka 19. vijeka.
  • 1814. – engleski inženjer 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.
  • 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.
  • rani 20. vijek – 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. – inženjer Antun Lučić otkrio je u Teksasu na dubini od 374 m prvi veliki izvor nafte na svijetu.
  • 1912. – u rudnicima u V. Britaniji uvedena je signalizacija uzduž rudničkih hodnika.
  • sredina 20. vijeka – uvodi se elektronika i automatika u rudarstvo.

Rudarska djelatnost na Balkanu[uredi - уреди | uredi izvor]

Sasi kao vrsni rudari dolaze u 13. vijeku na Balkan da unaprijede lokalno rudarstvo. Područja stare rudarske djelatnosti u Hrvatskoj su Zrinska gora (15. vijek), Samoborsko gorje (16. v.) i Medvednica (17. v.). 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[uredi - уреди | uredi izvor]

Osnovni predmet rudarstva je dobivanje mineralnih sirovina.

Bornit (ruda bakra)
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

Područje rada[uredi - уреди | uredi izvor]

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[uredi - уреди | uredi izvor]

Kamenolom (Adelaide)

Rudarstvo se obzirom na radni prostor dijeli na tri grane:

I. Površinsko pridobivanje odn. površinska eksploatacija[uredi - уреди | uredi izvor]

Površinsko pridobivanje mineralnih sirovina značajnije se počelo primjenjivati tek u 20. vijeku. 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
Ugljenokop (Wyoming)
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
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[uredi - уреди | uredi izvor]

Otkop širokog čela
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
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[uredi - уреди | uredi izvor]

Crpljenje nafte
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[uredi - уреди | uredi izvor]

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 primjenjenih 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[uredi - уреди | uredi izvor]

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[uredi - уреди | uredi izvor]

  • 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 19. vijeka najvažnije oruđe rudara, a danas predstavljaju simbol rudarske struke i oznaku za rudnik na geografskoj karti.
Simbol rudarstva: čekić i dlijeto
  • 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[uredi - уреди | uredi izvor]

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.

Vanjske veze[uredi - уреди | uredi izvor]