Реферат: Изменение географической оболочки при добыче полезных ископаемых на примере Рускеальской мраморной ломки
Все перечисленные объекты кладбища были сделаны из местного Рускеальского мрамора. Нужно еще добавить, что все плиты, кроме первой были направлены на восток, а ворота находились с восточной стороны от кладбища.
В настоящее время «Главный карьер» Рускеалы представляет собой огромную и глубокую яму, в бортах которой виднеются выходы штреков (тоннелей) первого подземного горизонта (+71+74 м). Карьер наполовину затоплен водой. Под водой имеются выходы штреков второго подземного горизонта (отметка +58 м). Сейчас Рускеала рассматривается как памятник индустриальной культуры (горного дела) конца XVIII в. начала ХХ в.
2.3. Добыча мраморов в каменоломнях Рускеала.
В Рускеале с 1769 года основные работы по выломке мрамора сосредоточились на горе Белой. 1770 – 1780 гг. здесь уже был пройден карьер глубиной до 11 – 15 м, в котором добывали пепло-серый волнистый с желтыми и зеленоватыми жилками мрамор. (Алопеус, 1787 г.) Добыча камня в этом карьере выглядела следующем образом. В начале по всей длине отрываемого блока рабочие проходили «подкоп» – горизонтальный ров в основании уступа карьера. Для этого применялись железные буры длинной от 0.7 м и диаметром 2.5 см с наваренными на конце твердыми стальными наконечниками, которые высверливали в породе «дыры» (шпуры) нужной глубины. На бурение одного шпура было задействованно 2 человека: один держал и поворачивал бур, другой бил по буру тяжелым молотком. Периодически в шпур заливалась вода для охлаждения инструмента и смачивания шлама. В день двое рабочих могли просверлить от 2.1 м до 2.8 м породы в зависимости от твердости и строения. Когда в «подкопе» было выбурено нужное кол-во шпуров, их высушивали, заполняли порохом и сверху забивали сухой глиной, оставив отверстие для фитилей. В полдень и вечером осуществлялась отпалка заряженных шпуров, в результате чего в подошве уступа образовывалась полость вытянутой формы – «подкоп». Затем сверху разметочного блока, над подкопом, где видны расщелины шпуров, сверлят равномерно глубокие дыры одну против другой, для чего применяли в начале короткие затем подлиннее и, наконец, 6 – 8 метровые шпуры, в зависимости от высоты уступа. Пробуренные шпуры также заряжали порохом и далее по команде поджигали вставленные в них фитили. В результате взрыва подкопанный снизу мраморный блок обрушивался целиком или большими кусками, которые по надобности разделывали на более мелкие части с помощью буров и клиньев. Полученные таким образом блоки по масштабу и деревянному шаблону обтесывали долотами и нумеровали, а затем отправляли в Петербург. (Алопеус, 1787 г.)
Транспортировка мраморных блоков из Рускеала в Петербург в тоже время осуществлялась в два этапа: в зимнее время по суше от каменоломен до пристани на р. Гелюля (Хелюля) и далее, с наступлением навигации на галиотах по Ладожскому озеру и Неве до Петербурга. (Алопеус, 1787 г.)
Доставка камня из Рускеала до д. Гелюля, расположенной в 30 км от ломок, было дело дорогим и трудоемким.
В 1780 гг. для перевозки по сложной местности тяжелых мраморных блоков делались из березовых стволов, скрепленных железом, специальные сани, которые могли выдерживать груз до 1000 пудов и больше. Втащив на такие сани под действием рычагов камни, запрягали в них необходимое количество лошадей: переднюю пару в оглобли, остальных (10 – 20) – в дуги на канатах. 30 км в хорошую погоду проезжали за 2 – 4 дня, если сани были нагружены до предела; или за один день - при небольшом грузе. На пристани в Гелюля мраморные блоки разгружали и оставляли до весны. С наступлением навигации, сюда из Петербурга, приходили галиоты с товарами. Оставив товар, они загружались камнями и уходили обратно в столицу. (Алопеус, 1787 г.)
В 1830 гг., когда Рускеальские мраморные ломки давали мрамор в огромном количестве на облицовку стен и полов Исааковского собора, технология добычи камня оставалась практически на том же уровне, как и 50 – 60 лет назад. (Соболевский, 1839 г.)
Вначале вели вдоль подошвы уступа «подгорье» – горизонтальный ров шириной до 1.8 м и глубиной 4 – 6 м, и одновременно с ним две «канавы» таких же размеров по краям разметочного блока. Для этого в породе вырубались «скважины» (шпуры) по определенной сети, диаметром 3.8 см и глубиной 35.5 см, которые затем заряжали порохом и отпаливали. Далее, сверху уступа по направлению линии отрыва, на расстоянии 2 – 6 м друг от друга, бурили «цилиндры» – скважины диаметром 7.6 см, глубиной 5.7 – 9.5 м, на заряжение которых уходило до 50 кг пороха. Для бурения применяли буры двух типов – двухгранные и четырехгранные, соответственно для легких и твердых пород. Длина обычных буров составляла около 1.4 м, а тех, которыми проходили «цилиндры» 9.8 м. За смену двое рабочих на «подгорье» вырубали от 0.4 м до 3.5 – 4 м породы, в зависимости от ее крепости. «Подгорье» подсыпали щебнем, который смягчал удар блока при отрыве его от скалы во время взрыва. (Борисов, 2001 г.)
Таким образом, в Рускеала добывали «массы» (блоки) весом до 4800 тонн. Затем с помощью порохострельных работ их разделяли на «глыбы», а те, в свою очередь, размерялись на «штуки». (Борисов, 2000 г.)
Работы в Рускеальских мраморных ломках велись безостановочно - летом и зимой, а бурение даже ночью. Взрывы производились два раза в сутки: в обед, вечером – после работы. Глубина «Главной мраморной ломки» в эти годы достигала 20 – 30 м, а площадь ее была весьма значительна. По расчетам поручика Геттунга, за период с 1769 до конца 1830 гг. из этой каменоломни было вынуто более 200 тыс. тонн камня, немалая часть которого превращалась в щебень и окол, долгие годы не находивших себе применения.
В начале XIX в. в северном борту «Главной мраморной ломки» было пробита «брешь» – траншея, через которую добытые в карьере блоки и окол с щебнем вывозили в долину озер. В первой трети XIX в. в Рускеала получали блоки размеров от 1.24´0.7´0.35 м3 до 2.84´2.84´0.93 м3.
С середины XIX в., когда спрос на карельский декоративно-облицовочный камень практически прекратился, в Рускеала стали разрабатывать мрамор преимущественно для жжения строительной извести.
Наиболее экономичным и производительным способом эффективной добычи кальцитовых мраморов оказался подземный.
В последней трети XIX в. и первой трети ХХ в. часть Рускеальского месторождения, т.е. «финская залежь», как было выше сказано, разрабатывалась в 7 горизонтов, 3 из которых были подземными.
Первый (верхний) подземный горизонт расположился на отметке +71 +74 м над уровнем моря. Из забоев горизонта рабочие по проложенной железной дороге доставляли в вагонетках породу до шахтного ствола и далее поднимали их посредством канатов на поверхность ( сначала в ручную, затем лошадьми, а в 1920 гг. с помощью паровых машин и механизмов). От устья шахты другие рабочие вручную толкали груженые вагонетки к печам известкового завода «Лоухос», расположенного в низине к северу от каменоломни. Погрузка горной породы в вагонетки велась вручную, при этом рабочие могли приподнимать куски мрамора ограниченные по весу, в противном случае их приходилось разбивать молотками.
На втором (среднем) подземном горизонте (отметка +58.4+60.8 м) и на третьем (нижнем) горизонте горные работы велись аналогично первому, но нужно добавить, что второй горизонт обслуживался шахтой №2, как и первый, а третий – шахтой №3, расположенной севернее от шахты №2.
Очевидно, в 1900 гг. финны стали углублять «Главный карьер» до отметки 60 м, т.е. до уровня второго подземного горизонта, выработав породы, ранее находившихся в его кровле и оставленных целыми. Подъем добытой в каменоломне породы осуществлялся через шахту №2, к стволу которой от карьера вели частично сохранившиеся тоннели.
В северо-западной части «финской залежи» над верхним подземным горизонтом в первой трети ХХ в. был пройден карьер (отметка +92+94 м) длинной 160 – 180 м, ширина 25 – 30 м, ориентированный строго по широте. В восточной его части в последние годы работы предприятия (до 1940 гг.) образовался провал диаметром 20 м, глубинной до 30 м, причиной которого явились подвижки пород над первым подземным горизонтом.
В начале ХХ века к стволу шахты №2 было проложено две штольни – «западная» и «восточная». Последняя штольня служила для транспортировки вагонеток следовавших от известкового завода к стволу шахты, а в военные годы в ней располагалось бомбоубежище. «Западная» штольня, очевидно, предназначена была для передвижения рабочих, спускающихся в шахту и поднимающихся из нее.
Добыча мрамора в подземных выработках и открытых выработках в Рускеалы в последней трете XIX – первой трети ХХ вв. осуществлялась буровзрывным способом. В забоях по определенной сети бурили шпуры диаметром 30 – 35 мм, глубинной 1 – 3 м, заряжали порохом и затем производили массовый взрыв, в результате чего обрабатываемый блок породы полностью разваливался на куски различных размеров. При некачественной работе часто получались крупные глыбы, которые еще раз разбуривали и подрывали. В 1930 гг. ручное бурение сменилось перфораторным (на сжатом воздухе, нажимаемом в перфоратор от паровой машины).
Примечательно то, что подземные выработки Рускеала проходили практически без крепления из сводов и стен, что объяснялось низкой трещиноватостью и устойчивостью пород к обрушению.
В настоящее время на территории Рускеала действует другой мраморыный завод «Рускеала-2», построенный в советские времена, после окончательного закрытия работ «Рускеала-1».
Глава 3. Влияние горных выработок на окружающую среду
3.1. Изменение рельефа, образование эксковационных
полостей и отвалов в процессе добычи Рускеальского мрамора.
В результате добычи мрамора в Рускеала образовались денудационные и аккумулятивные формы рельефа.
Денудационные формы рельефа – это такие формы, которые образуются в процессе добычи полезных ископаемых. Они представлены открытыми и закрытыми эксковационными полостями. К открытым относятся карьеры и траншеи. К закрытым денудационным техногенным формам рельефа относятся подземные выработки – шахты, штольни, штреки, тоннели.
Аккумулятивные формы рельефа образовались в результате складирования непригодных для переработки горных пород – это отвалы.
На территории Рускеальского месторождения в разное время было пройдено 11 карьеров. Большая часть из них еще появилась до начала Великой Отечественной войны (1941 – 1945 гг.), начиная с 1700 гг. размеры и конфигурации этих каменоломен самые разные, но лишь только «Главный карьер» сохранил свой индивидуальный характер: он наиболее полностью раскрыл нам историю эксплуатации т.н. «финской залежи». Поэтому, чтобы описать образовавшиеся эксковационные полости мы возьмем именно эту выработку.
«Главный карьер представляет собой открытые и закрытые эксковационные полости. Открытые полости главного карьера выглядят следующим образом: карьер, заполненный голубовато-зеленой водой, площадью 25 тыс. м2. Высота бортов карьера колеблется от 20 до 10 м над водой (15 – 20 под водой). Западный борт более крутой и обрывистый, чем восточный, местами с отрицательным углом падения. Максимальная его высота – 50 м, из которых 20 м находятся под водой.
В южной части глубина «Главного карьера» достигало только отметки 73 м над уровнем моря. В эту часть карьера со стороны реки вела короткая траншея шириной 10 – 15 м, глубиной 3 – 5 м и длинной 50 м.