Моделирование древней техники отбойки-проходки на медно-пирротиновых месторождениях горной Рачи (Грузия)
Проверка практикой позволяет наиболее приближенно восстановить научную картину организации исчезнувших производств, оценить результаты их функционирования на различных исторических этапах. Поскольку экспериментальное испытание сложной системы древнего горнорудного производства в полном масштабе с...
Збережено в:
| Дата: | 2013 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут археології НАН України
2013
|
| Назва видання: | Археологія і давня історія України |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/89440 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Моделирование древней техники отбойки-проходки на медно-пирротиновых месторождениях горной Рачи (Грузия) / Г.В. Инанишвили, Г.Г. Гобеджишвили, Т.П. Муджири // Археологія і давня історія України: Зб. наук. пр. — К.: ІА НАН України, 2013. — Вип. 10. — С. 67-75. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-89440 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-894402015-12-13T03:02:08Z Моделирование древней техники отбойки-проходки на медно-пирротиновых месторождениях горной Рачи (Грузия) Инанишвили, Г.В. Гобеджишвили, Г.Г. Муджири, Т.П. Статті Проверка практикой позволяет наиболее приближенно восстановить научную картину организации исчезнувших производств, оценить результаты их функционирования на различных исторических этапах. Поскольку экспериментальное испытание сложной системы древнего горнорудного производства в полном масштабе связано с большими трудностями и практически невыполнимо в рамках исследовательской работы, то исследователями были применены экспериментально-теоретические методы моделирования. Испытание древней отбойки проводилось практически во всем диапазоне изменения коэффициента крепости горных пород. Результаты моделирования на рудах горной Рачи могут быть использованы в некотором приближении для оценки данной технологии отбойки аналогичных руд других медных месторождений в пределах соответствующих конкретных величин изменения коэффициента крепости. Перевірка практикою дозволяє найбільш вірно відтворити наукову картину організації виробництв, які щезли, оцінити результати їх функціонування на різних історичних етапах. Оскільки експериментальне випробування складної системи стародавнього гірничорудного виробництва в повному обсязі пов’язане з великими труднощами і його важко реалізувати в рамках дослідницької роботи на практиці, тому дослідники використовували експериментально-теоретичні методи моделювання. Випробування стародавньої відбійки проводилось практично в усьому діапазоні змін коефіцієнта міцності гірських порід. Результати моделювання на рудах гірської Рачі можуть бути використані з деяким наближенням для оцінювання даної технології відбійки аналогічних руд інших мідних родовищ в межах відповідних конкретних величин змін коефіцієнта міцності. The evaluation of ancient mining sites are determined on the basis of initial data obtained from field and laboratory studies with experimental and theoretical modeling of the ancient mining equipment and technology. Full understanding of the mechanism of interaction between the elements of the ancient mining equipment and technology, often based on hypothetical, heuristic ideas and their expertise, puts the problem of modeling and experimental verification in laboratory and field conditions. Only the try-out can restore a scientific picture of extinct manufactures, to assess the results of their operation at different stages of history. 2013 Article Моделирование древней техники отбойки-проходки на медно-пирротиновых месторождениях горной Рачи (Грузия) / Г.В. Инанишвили, Г.Г. Гобеджишвили, Т.П. Муджири // Археологія і давня історія України: Зб. наук. пр. — К.: ІА НАН України, 2013. — Вип. 10. — С. 67-75. — рос. 2227-4952 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/89440 [902:622.27].001.891.5”479.22” ru Археологія і давня історія України Інститут археології НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Статті Статті |
| spellingShingle |
Статті Статті Инанишвили, Г.В. Гобеджишвили, Г.Г. Муджири, Т.П. Моделирование древней техники отбойки-проходки на медно-пирротиновых месторождениях горной Рачи (Грузия) Археологія і давня історія України |
| description |
Проверка практикой позволяет наиболее приближенно восстановить научную картину организации исчезнувших производств, оценить результаты их функционирования на различных
исторических этапах.
Поскольку экспериментальное испытание сложной системы древнего горнорудного производства в
полном масштабе связано с большими трудностями и практически невыполнимо в рамках исследовательской работы, то исследователями были
применены экспериментально-теоретические методы моделирования.
Испытание древней отбойки проводилось практически во всем диапазоне изменения коэффициента крепости горных пород. Результаты моделирования на рудах горной Рачи могут быть
использованы в некотором приближении для оценки данной технологии отбойки аналогичных руд
других медных месторождений в пределах соответствующих конкретных величин изменения коэффициента крепости. |
| format |
Article |
| author |
Инанишвили, Г.В. Гобеджишвили, Г.Г. Муджири, Т.П. |
| author_facet |
Инанишвили, Г.В. Гобеджишвили, Г.Г. Муджири, Т.П. |
| author_sort |
Инанишвили, Г.В. |
| title |
Моделирование древней техники отбойки-проходки на медно-пирротиновых месторождениях горной Рачи (Грузия) |
| title_short |
Моделирование древней техники отбойки-проходки на медно-пирротиновых месторождениях горной Рачи (Грузия) |
| title_full |
Моделирование древней техники отбойки-проходки на медно-пирротиновых месторождениях горной Рачи (Грузия) |
| title_fullStr |
Моделирование древней техники отбойки-проходки на медно-пирротиновых месторождениях горной Рачи (Грузия) |
| title_full_unstemmed |
Моделирование древней техники отбойки-проходки на медно-пирротиновых месторождениях горной Рачи (Грузия) |
| title_sort |
моделирование древней техники отбойки-проходки на медно-пирротиновых месторождениях горной рачи (грузия) |
| publisher |
Інститут археології НАН України |
| publishDate |
2013 |
| topic_facet |
Статті |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/89440 |
| citation_txt |
Моделирование древней техники отбойки-проходки на медно-пирротиновых месторождениях горной Рачи (Грузия) / Г.В. Инанишвили, Г.Г. Гобеджишвили, Т.П. Муджири // Археологія і давня історія України: Зб. наук. пр. — К.: ІА НАН України, 2013. — Вип. 10. — С. 67-75. — рос. |
| series |
Археологія і давня історія України |
| work_keys_str_mv |
AT inanišviligv modelirovaniedrevnejtehnikiotbojkiprohodkinamednopirrotinovyhmestoroždeniâhgornojračigruziâ AT gobedžišviligg modelirovaniedrevnejtehnikiotbojkiprohodkinamednopirrotinovyhmestoroždeniâhgornojračigruziâ AT mudžiritp modelirovaniedrevnejtehnikiotbojkiprohodkinamednopirrotinovyhmestoroždeniâhgornojračigruziâ |
| first_indexed |
2025-07-06T17:21:14Z |
| last_indexed |
2025-07-06T17:21:14Z |
| _version_ |
1836919003173355520 |
| fulltext |
67ISSN 2227-4952. археологія і давня історія України, 2013, вип. 10
Г. в. и н а н и ш в и л и,
Г. Г. Г о б е д ж и ш в и л и, Т. П. М у д ж и р и
МОДЕЛИРОВАНИЕ ДРЕВНЕЙ ТЕХНИКИ
ОТБОЙКИ-ПРОХОДКИ НА МЕДНО-ПИРРОТИНОВЫХ
МЕСТОРОЖДЕНИЯХ ГОРНОЙ РАЧИ (Грузия)
Проверка практикой позволяет наиболее при-
ближенно восстановить научную картину орга-
низации исчезнувших производств, оценить ре-
зультаты их функционирования на различных
исторических этапах.
Поскольку экспериментальное испытание слож-
ной системы древнего горнорудного производства в
полном масштабе связано с большими трудностя-
ми и практически невыполнимо в рамках иссле-
довательской работы, то исследователями были
применены экспериментально-теоретические ме-
тоды моделирования.
испытание древней отбойки проводилось прак-
тически во всем диапазоне изменения коэффи-
циента крепости горных пород. результаты мо-
делирования на рудах горной рачи могут быть
использованы в некотором приближении для оцен-
ки данной технологии отбойки аналогичных руд
других медных месторождений в пределах соот-
ветствующих конкретных величин изменения ко-
эффициента крепости.
к л ю ч о в е ы с л о в а: моделирование, горно-руд-
ное производство, проходка, месторождение, руда.
Показатели оценки древних горнорудных па-
мятников определяются на основе исходных дан-
ных, полученных в ходе полевых и лабораторных
исследований, с помощью экспериментально-
теоретических методов моделирования древней
горной техники и технологии.
Полное осмысление механизма взаимодейс-
твия элементов системы древней горной техники
и технологии, основанных часто на гипотетичес-
ких, эвристических представлениях и на их экс-
пертных оценках, выдвигает задачу их модели-
рования или опытной проверки в лабораторных и
натурных условиях. Только проверка практикой
позволяет наиболее приближенно восстановить
научную картину организации исчезнувших
производств, оценить результаты их функциони-
рования на различных исторических этапах.
Моделирование процессов является важным
средством научного познания и широко приме-
няется при решении многих теоретических и
прикладных задач естествознания и техники.
Поскольку экспериментальное испытание
сложной системы древнего горно-рудного произ-
водства в полном масштабе связано с большими
трудностями и практически невыполнимо в рам-
ках исследовательской работы, то необходимо
применить экспериментально-теоретические ме-
тоды моделирования.
Отбойка руды клином и молотом моделиро-
валась на 5-ти типах медных руд от слабых и
трещиноватых до крепчайших и плотных, харак-
терных для геологических условий залегания
медно-пирротиновых месторождений Рачи, Сва-
нетии, Абхазии и всего южного склона Главного
Кавказского хребта:
1) глинистый и глинисто-песчанистый сланец,
выщелоченная рудная зона;
2) слабоокварцованная брекчиевая руда;
3) окварцованный глинистый сланец;
4) плотная медно-пирротиновая руда;
5) ороговикованный глинистый сланец [Твал-
чрелидзе, 1958, с. 12—15].
Коэффициент крепости этих руд и пород из-
меняется от 2 до 18 по шкале Протодьяконова.
Таким образом, испытание древней отбойки
проводилось практически во всем диапазоне
изменения коэффициента крепости горных по-
род. Следовательно, результаты моделирова-
ния на рудах горной Рачи могут быть исполь-
зованы в некотором приближении для оценки
данной технологии отбойки аналогичных руд
УДК [902:622.27].001.891.5”479.22”
© Г.В ИНАНИШВИЛИ, Г.Г. ГОБЕДжИШВИЛИ,
Т.П. МУДжИРИ, 2013
с т а т т і
68 ISSN 2227-4952. археологія і давня історія України, 2013, вип. 10
других медных месторождений в пределах со-
ответствующих конкретных величин измене-
ния коэффициента крепости.
Орудия труда для натурных экспериментов:
стальной молот марки Ст-5 весом 5 кг и неарми-
рованный бур из стали марки Ст-5 с закаленным
прямым лезвием типа зубила. Длина бура — 20
см, диаметр — 25 мм, длина лезвия — 4 см. При-
менялась также стальная кирка, более эффектив-
ная при отбойке трещиноватых руд и пород.
Комплексной экспедицией НАН Грузии (с учас-
тием археологов, геологов, горняков и металлур-
гов) эксперименты моделирования проводились
на медных месторождениях Горной Рачи, зале-
гающих в районе сел Геби и Гона (рис. 1, 2). На
каждом из вышеуказанных типов руд и пород
проводилось по 4 эксперимента. Организация и
условия эксперимента были следующие. С целью
получения наиболее приближенных данных на
всех типах руд работал один и тот же горнорабо-
чий-забойщик Гебской разведочно-поисковой пар-
тии, имевший большой опыт отбойки-проходки
забоев геолого-разведочных штолен одноручным
и двуручным бурением в аналогичных породах.
Время каждого эксперимента составляло 8 часов.
Отбойка-проходка велась как в открытых, так и в
подземных выработках.
Для отбойки крепких, плотных руд и пород по
периметру отбиваемого куска площадью 10 × 15
см, с помощью клина (бура) и молота делались
опоясывающие врубовые канавки глубиной до 5
см и шириной до 3 см, после чего оконтуренный и
ослабленный таким образом кусок отбивался уда-
рами молота. Иногда, на особенно крепких учас-
тках руд, оконтуренную площадь дополнительно
ослабляли поперечной врубовой канавкой по цен-
тру. За результатами эксперимента велись хро-
нометражные и другие наблюдения. В частности,
производилось измерение общего объема отбитой
массы (коэффициент разрыхления принимался
Краз = 1,5) с помощью мерных сосудов; определял-
ся общий вес, плотность, кусковатость отбитой гор-
ной массы и др.
В зависимости от трещиноватости и крепости
руд и пород размеры отбиваемых кусков изменя-
лись: длина — от нескольких сантиметров до 15—
20 см, ширина и высота в среднем — от 5 до 12 см.
Вес кусков в среднем составлял 2—3 кг, достигая
иногда 5—6 кг.
Определение крепости горных пород произво-
дили экспресс-методом, который непосредственно
связан с древней техникой горных работ и разра-
ботан в результате проведения нами эксперимен-
тов по древней добыче в полевых условиях. Он
позволяет определять крепость горных пород в
процессе разработки месторождений.
Известные экспресс-методы определения кре-
пости горных пород требуют специального обору-
дования и инструмента. На наш взгляд, наиболее
простыми методами определения крепости гор-
ных пород являются таковые, где применяется
динамическое приложение нагрузки.
Предлагаемый метод связан с дробимостью
горных пород и относится к методам испытаний
с объемным разрушением образцов, с оценкой по
характеристикам продуктов разрушения много-
кратными ударами дробящим телом при свобод-
ном падении.
Прототипом предлагаемого метода принимает-
ся метод М. М. Протодьяконова (младшего), обыч-
но называемый методом толчения [Шухардин,
1952, с. 197, 198; 1957, c. 121—129], основанный
на законе Реттингера о пропорциональной связи
энергии разрушения со вновь образованной по-
верхностью.
Определение крепости горных пород разруше-
нием испытуемых образцов повторными удара-
ми груза, сбрасываемого с некоторой постоянной
высоты (методы М. М. Протодьяконова-младшего
и др.), требует применения специального копра,
набора сит, объемометра, технических весов для
взвешивания навесок измельченных фракций и
других средств. Все это усложняет процесс опреде-
ления коэффициента крепости горных пород.
Предлагаемый нами метод наиболее прост и
экономичен по сравнению с вышеуказанными ме-
тодами, т. к. использует простейшие инструмен-
ты: обычный ручной молот (кувалду) и мерную
линейку или рулетку, что сводит к минимуму за-
траты времени, труда и других средств. Это осо-
бенно важно в полевых условиях.
Сущность предлагаемого метода заключается
в следующем. Отобранный непосредственно в за-
бое штуф горной породы (без видимых трещин),
длина, ширина и высота которого изменяется от 8
до 15 см, (объем приблизительно 1000—2500 см3),
устанавливается на твердое массивное основание
и подвергается многократным ударам груза —
ручного молота весом 5 кг, падающего свободно
с постоянной высоты 0,5 м. За показатель сопро-
тивляемости разрушению или крепости горной
породы принимается количество ударов, необхо-
димое для разрушения всего образца на куски
определенного размера (до 4 см), отнесенное к
первоначальному объему образца.
Для составления шкалы крепости горных пород
по предлагаемому методу и установления ее соот-
ветствия со шкалой крепости, по М. М. Протодь-
яконову-старшему, т. е. по методу испытаний об-
разцов правильной формы на одиночное сжатие,
нами были проведены полевые и лабораторные
испытания образцов средней крепости, крепких
и крепчайших пород, отобранных из забоев гео-
логоразведочных выработок медных и сурьмяных
месторождений Горной Рачи. При этом, для обоих
методов испытаний соблюдалось условие идентич-
ности пород.
Результаты этих испытаний (таб. 1), показали
четкую корреляционную связь (коэфф. корреля-
ции — 0,91) между предлагаемым нами показа-
телем и коэффициентом крепости по М. М. Про-
тодьяконову.
Отбойка руды, как отделение ее в виде кус-
ков от рудного массива, в древнем горнорудном
69
инанишвили Г.в., Гобеджишвили Г.Г, Муджири Т.П. Моделирование древней техники отбойки-проходки...
ISSN 2227-4952. археологія і давня історія України, 2013, вип. 10
производстве занимала ведущее место, во многом
определяя порядок, организацию работ и пока-
затели технологических схем добычи. Изучение
данного процесса во взаимосвязи с различными
геологическими условиями, дает возможность
восстановить в целостности всю сложную карти-
ну функционирования конкретного горнорудного
производства на определенном этапе его истории.
Выявленные в древних рудниках Рачи, Сва-
нетии и Абхазии орудия отбойки (каменные мо-
лоты, обломки бронзовых клиньев), следы уда-
ров на стенках выработок в виде клиновидных
сколов и углублений 2—3 см, а также следы
ударов на самих молотах в виде сколов, выбо-
ин на их торцах, кучи отбитой руды, лежащие
у забоев, говорят о том, что здесь отбивали руду
вручную, нанося по рудному массиву удары
бронзовым клином и каменным молотом.
Размеры молотов (длина, ширина, толщи-
на) изменялись, в основном, от 14 × 11 × 8 см до
22 × 13 × 9 см, весом 2—5 кг; применялись и мо-
лотки небольших размеров — 10 × 8 × 5 см, весом
до 1,5 кг [Инанишвили и др., 2001, с. 21, 22].
Результаты петрографических и физико-
механических исследований собранных нами
каменных молотов, образцов руд и пород пока-
зали, что древние горняки для орудий отбойки-
дробления использовали самые плотные, вяз-
кие и крепкие горные породы: габбро-диабаз,
порфировый диабаз, диорит, грано-диорит и др.
В основном, применяли габбро-диабазовые мо-
лоты, крепость которых, достигая 25 по шкале
Протодьякова, иногда в несколько раз превы-
шает крепость отбиваемых и дробимых ими руд
и пород. Исследования ультразвуковым мето-
дом физико-механических параметров образцов
горных пород из древних рудников Рачи также
показали преимущества упруго-деформацион-
ных свойств диабаза, которые особенно важны
при ударных нагрузках (таб. 2).
Отбойка клином и молотом без огневого спо-
соба моделировалась нами на медных место-
рождениях Горной Рачи. Как показали экспери-
менты, производительность такой технологии
очень низка и при стальных клиньях в зависи-
мости от крепости руды изменяется в пределах
0,03—0,3 т/чел-день, т. е. в десять раз.
Принимая эти результаты, полученные рабо-
чим за 8 часов, в качестве показателя работы 1
человеко-дня древнего горняка.
Ход наших экспериментов показал, что к 4—5
часам такой работы производительность упала
почти в 2 раза, а к 7—8 часам снизилась в 3—4
раза. С таким темпом снижения производитель-
ности дальнейшее продолжение отбойки одним
человеком бессмысленно. Очевидно, в одном
забое на отбойке-проходке работало не менее
2-х человек, попеременно сменяя друг друга. В
таком случае их средняя производительность
должна быть близка к нашим показателям.
Обработка данных экспериментов модели-
рования методами математической статистики
показывает, что производительность древней
отбойки-проходки клином и молотом обратно
пропорциональна величине крепости отбивае-
мых горных пород. Эта зависимость имеет вид
гиперболы. При стальных орудиях труда (будем
называть их железными) графики полученных
функций выражаются уравнениями:
Ротб.ж =
0 7,
f
(3.1); V ж =
0 17,
f
(3.2),
где Ротб.ж — производительность отбойки
руды при железных орудиях труда, т/чел-день;
V ж — скорость проходки выработки се-
чением 1,5 м при железных орудиях труда,
м/чел-день;
f — коэфф. крепости руды по Протодьяконо-
ву, изменяющийся от 1 до 20.
Для получения количественных характерис-
тик отбойки-проходки бронзовыми и медными
орудиями нам не представилось возможности.
Были проведены специальные теоретические
исследования: анализ данных по изучению фи-
зико-механических свойств современных и архе-
ологических изделий из меди, бронзы, железа и
углеродистой стали, расчеты ряда показателей
и др. Как известно исторический процесс совер-
шенствования оружия и орудий труда, несущих
режущую, ударно-дробящую, ударно-истираю-
щую функции, идет по пути повышения твер-
дости материала, с повышением его прочност-
ных свойств, обеспечивающих максимальную
сопротивляемость инструмента указанным воз-
действием и наибольшую эффективность рабо-
ты.
Твердость изделий из меди, бронзы, железа и
углеродистой стали изменяется в широких пре-
делах в зависимости от технологии их изготовле-
ния, методы которых (литье, холодная и горячая
ковка и др.) были хорошо известны древним ме-
таллургам [Тавадзе, Сакварелидзе, 1956, с. 62—
64; Тавадзе и др; 1987, с. 49).
Учитывая высокое искусство древних метал-
лургов и большой опыт древних горняков по
отбойке крепких руд, полагаем, что согласно
данным табл. 3, для приближенных расчетов
поправочных коэффициентов производитель-
ности отбойки-проходки медными и бронзовыми
орудиями (после специальной термо — механи-
ческой обрободки) принимаем средние значения
твердости: меди — 75 кг/мм2, бронзы — 156 кг/
мм2, углеродистой стали — 197,5 кг/мм2, играю-
щих большую роль в эффективности работы инс-
трументов, несущих ударную функцию.
По сравнению с железными орудиями (углеро-
дистая сталь), ударное воздействие медных ору-
дий в 3,3 раза меньше и бронзовых — в 1,9 раза
меньше. Приняв коэффициент ударного воздейс-
твия и производительности железных орудий К
(R·H·10-6)=1, получим соответствующие коэффи-
циенты относительной производительности от-
бойки-проходки.
с т а т т і
70 ISSN 2227-4952. археологія і давня історія України, 2013, вип. 10
Эти коэффициенты применяются нами при
определении производительности труда, расхода
материалов, численности рабочих и других пока-
зателей древнего горного производства.
Введя в эмпирические формулы (3.1) и (3.2)
коэффициенты Кб=0,53, Км=0,3, Кж=1, получим
семейства кривых и их уравнений, позволя-
ющих определять производительность отбой-
ки и скорость проходки железными, медными
и бронзовыми орудиями (Ротб.ж, Ротб.бр, Ротб.м.) в
любом диапазоне изменения крепости пород.
С учетом полученных коэффициентов формулы
(3.1) и (3.2) примут следующие выражения:
Ротб.ж=
0 7,
f
К ж =
0 7,
f
1
Ротб.бр. =
0 7,
f
К бр =
0 7,
f
0,53 =
0 37,
f
Ротб.м =
0 7,
f
К м =
0 7,
f
0,3=
0 21,
f
где Ротб — производительность отбойки без
огневого способа т/чел-день;
f — коэфф. крепости пород по Протодьяконову;
Vотб.ж =
0 17,
f
K ж =
0 17,
f
1
Vбр. =
0 17,
f
K бр =
0 17,
f
0 53 0 09, ,=
f
Vм =
0 17,
f
K м =
0 17,
f
0 3 0 05, ,=
f
где V — скорость проходки выработки сече-
ния 1,5 м2, м/чел-день.
Полевые исследования древних рудников,
анализ горно-геологических условий разра-
ботки медных месторождений Грузии и других
стран показывают, что в природе наиболее рас-
пространены медные руды средней крепости и
крепкие, коэффициент крепости которых меня-
ется, в основном, от 7 до 14. Для этого диапазона
производительность древней отбойки (без огне-
вого способа) будет составлять:
медными орудиями — 0,015 — 0,03 т/чел-д,
бронзовыми орудиями — 0,026 — 0,053 т/чел-д,
железными орудиями — 0,05 — 0,100 т/чел-д;
скорость проходки забоя площадью поперечного
сечения 1,5 м2:
медными орудиями — 0,0036 — 0,007 п.м/чел-д,
бронзовыми орудиями — 0,0054 — 0,013 п.м/чел-д,
железными орудиями — 0,012 — 0,024 п.м/чел-д.
Проводимые нами эксперименты в глинисто-
песчанистых сланцах при f=3—5 дали произво-
дительность от 0,162 до 0,310 т/чел-д. [Инаниш-
вили и др., 2010, с. 106, 107].
Отбойка руды огневым способом моделирова-
лась нами на основе экспериментов в условиях
месторождений Горной Рачи и соответствующих
расчетов. Как показали эксперименты, предва-
рительное ослабление горного массива огневым
способом с последующим разрушением ударами
клина и молота увеличивает производитель-
ность древней отбойки-проходки в среднем в 2,5
раза. Введя этот коэффициент в формулы, бу-
дем иметь показатели при разных материалах
орудий труда:
Pогн.отб.ж =
0 7,
f
2 5, =
1 75,
f
Pогн.отб.бр.=
0 37,
f
2 5, =
0 93,
f
Pогн.отб.м. =
0 21,
f
2 5, =
0 53,
f
где Pогн.отб. — производительность огневой
отбойки т/чел-день;
Vогн.ж =
0 17,
f
2 5, =
0 43,
f
Vогн.бр. =
0 09,
f
2 5, =
0 23,
f
Vогн. м. =
0 05,
f
2 5, =
0 13,
f
где Vогн. — скорость огневой проходки выра-
ботки сечением 1,5 м2, п.м/чел-день,
f — коэффициент крепости пород, по Прото-
дьяконову.
Результаты экспериментов по производи-
тельности отбойки-проходки в зависимости от
типов горных пород и показатели месячной
производительности являются расчетными.
Показатели скорости проходки (м/чел-день),
представленные в данной таблице, устанав-
ливались следующим образом. При нашем
эксперименте за один чел-день отбивалась
лишь небольшая часть забоя в виде кусков
неправильной формы и различных размеров.
В этом случае трудно точно определять сред-
нюю проходку забоя прямыми замерами. Поэ-
тому скорость проходки мы рассчитывали как
величину продвижения всей площади забоя,
принятой нами равной 1,5 м2. То есть, объем
массы, отбитой за один чел-день делился на
площадь 1,5 м2 — наиболее характерную пло-
щадь поперечного сечения древних проход-
ческих выработок Горной Рачи и других гор-
норудных районов древности (Таб. 4).
Таким образом, объединяя результаты мо-
делирования и функциональные зависимос-
ти вышеприведенных данных в одну общую
математическую модель расчета показателей
эффективности древней технологии горноме-
таллургических разработок Рачи определяем
уровень данного производства эпохи бронзы в
71
инанишвили Г.в., Гобеджишвили Г.Г, Муджири Т.П. Моделирование древней техники отбойки-проходки...
ISSN 2227-4952. археологія і давня історія України, 2013, вип. 10
период его пика (XII—X вв. до н. э.) [Инаниш-
вили и др., 2010, с. 108].
Получена широкая номенклатура техни-
ко-экономических показателей характери-
зующих максимальный уровень техники и
масштабов производства исследуемых очагов
на примере Горной Рачи. Среди них выделе-
ны основные характеристики периода пика:
время пика — 200 лет, глубина разработки
по вертикали — 20—33 м (по горизонтали —
100—110 м и более), объем рудника — горного
сооружения (суммарный объем всех вырабо-
ток) — 500—1000 м3, добыто руды за период
пика — 120000—155000 т, годовая произво-
дительная мощность — 600 — 800 т, суточная
добыча — 3,0—4,0 т, производительность тру-
да горнорабочего (по добыче и обогащению) —
0,015—0,023 т/чел-дн, трудоемкость добычи и
обогащения 1 т руды — 44,0—67,0 чел-дней,
общее число горнорабочих по производству —
150—230 чел/сутки. Выплавлено меди (за 200
лет) — 2000—2400 т, годовая производствен-
ная мощность по выплавке — 10—12 т, суточ-
ная выплавка — 0,05—0,06 т, общее число ме-
таллургов и вспомогательных рабочих (обжиг,
плавка в горне, заготовка леса и углей и др.)
в сутки — 100—130 чел., всего занято рабочих
по горнометаллургическому производству —
250—360 чел/сутки.
Анализ параметров горнометаллургических
разработок Рачи, Сванетии и Абхазии устано-
вили идентичность отдельных элементов гор-
ной техники и технологии; с учетом общности
археологической культуры (Колхидской), тор-
гово-транспортных исторических коммуника-
ций, геолого-географических и др. факторов,
указанная группа очагов рассматривается
нами как система горнометаллургического про-
изводства эпохи поздней бронзы, которую мы
называем «Северо-Колхидской».
Гобеджишвили Г. Ф. Памятники древнего горного
дела в Раче / Г. Ф. Гобеджишвили // Дзеглис мегоба-
ри. — 1966. — № 6. — С. 16—20.
инанишвили Г. в. К истории горно-металлургичес-
кого производства Колхиды / Г. В. Инанишвили,
В. Г. Майсурадзе, Г. Г. Гобеджишвили, Т. П. Муджи-
ри // РА. — 2001. — № 3. — С. 18—24.
инанишвили Г. в. Древнейшее горнорудное и метал-
лургическое производство Грузии / Г. В. Инанишвили,
В. Г. Майсурадзе, Г. Г. Гобеджишвили. — Тбилиси,
2010.
Тавадзе Ф. н. Структура и некоторые свойства медно-
мышьяковых сплавов / Ф. Н. Тавадзе, Т. Н. Сакваре-
лидзе // Труды Института металлов и горного дела АН
ГССР. — 1956. — Т. VII. — С. 59—72.
Тавадзе Ф. н. Этапы развития металлургии бронзы в
Грузии / Ф. Н. Тавадзе, Т. Н. Сакварелидзе, Г. В. Ина-
нишвили // Кавказ в системе палеометаллических
культур Евразии: Материалы I симпозиума «Кавказ и
Юго-восточная Европа в эпоху раннего металла» (1983
г.). — Тбилиси, 1987 — С. 44—50.
Шухардин с. в. Источники и методы историко-тех-
нического исследования / С. В. Шухардин // Известия
АН СССР: Отделение технических наук. — 1952. —
№ 8. — С. 193—200.
Шухардин с. в. Основные этапы развития методов
разрушения горных пород / С. В. Шухардин // Воп-
росы историй естествознания и техники. — 1957. —
Вып. 3. — С. 121—129.
Г. в. І н а н і ш в і л і ,
Г. Г. Г о б е д ж и ш в і л і , Т. П. М у д ж и р і
МОДЕЛЮВАННЯ ДАВНЬОЇ
ТЕХНІКИ ВІДБІЙКИ-ПРОХОДЖЕН-
НЯ НА МІДНО-ПІРРОТИНОВИХ
РОДОВИщАХ ГІРСЬКОЇ РАЧІ
Перевірка практикою дозволяє найбільш вірно від-
творити наукову картину організації виробництв, які
щезли, оцінити результати їх функціонування на різ-
них історичних етапах.
Оскільки експериментальне випробування склад-
ної системи стародавнього гірничорудного виробниц-
тва в повному обсязі пов’язане з великими трудноща-
ми і його важко реалізувати в рамках дослідницької
роботи на практиці, тому дослідники використовували
експериментально-теоретичні методи моделювання.
Випробування стародавньої відбійки проводилось
практично в усьому діапазоні змін коефіцієнта міц-
ності гірських порід. Результати моделювання на ру-
дах гірської Рачі можуть бути використані з деяким
наближенням для оцінювання даної технології від-
бійки аналогічних руд інших мідних родовищ в межах
відповідних конкретних величин змін коефіцієнта
міцності.
G. I n a n y s h v i l i,
G. G o b e j i s h v i l i, T. M u j i r i
MODeLLInG OF The AncIenT
TechnIque OF bReAkInG In
cOppeR-pyRRhOTITe FIeLDS
In The RAchA ReGIOn
The evaluation of ancient mining sites are deter-
mined on the basis of initial data obtained from field
and laboratory studies with experimental and theo-
retical modeling of the ancient mining equipment and
technology.
Full understanding of the mechanism of interaction
between the elements of the ancient mining equipment
and technology, often based on hypothetical, heuristic
ideas and their expertise, puts the problem of modeling
and experimental verification in laboratory and field
conditions. Only the try-out can restore a scientific pic-
ture of extinct manufactures, to assess the results of
their operation at different stages of history.
с т а т т і
72 ISSN 2227-4952. археологія і давня історія України, 2013, вип. 10
рис. 1. Памятники древнего горнорудного производства Рачи: 1 — Цкароспари; 2 — Чвешо; 3 — Хвардзахети;
4 — Чкорналиани; 5 — Шошети; 6 — Зопхито; 7 — Брили; 8 — Квацихура
73
инанишвили Г.в., Гобеджишвили Г.Г, Муджири Т.П. Моделирование древней техники отбойки-проходки...
ISSN 2227-4952. археологія і давня історія України, 2013, вип. 10
рис. 2. Объекты горнорудного производства Рачи (Чкорналиани,
Хвардзахети): 1 — медные рудники; 2 — сурьмяные рудники;
3 — мышьяковые рудники; 4 — современные геологические разра-
ботки; 5 — отвалы пустой породы
с т а т т і
74 ISSN 2227-4952. археологія і давня історія України, 2013, вип. 10
№ Наименование горных пород
Объем
образца
Кол-во
ударов
Показатель
удельной
работы разр.
Коэфф.
крепости по
ММП
1 Альбитофир 1,8 57 32 9,3
2 1,9 47 25 9,0
3 2,2 40 18 9,2
4 Альбитофир изменен. 1,2 25 21 6,1
5 1,6 24 15 6,9
6 Брекчевидная руда слабоокварцованная 2,1 25 12 5,7
7 1,9 17 9 4,2
8 2,3 30 13 6,2
9 Кремень 1,7 284 167 23,7
10 2,2 334 152 22,3
11 1,8 171 95 21,5
12 Глинистый сланец окв. 1,4 94 67 17,5
13 1,2 50 42 17,6
14 1,6 165 103 17,9
15 Диабаз 1,8 157 87 19,5
16 1,9 179 94 17,5
17 2,3 163 71 18,5
18 Гранит белый с/з 1,9 76 40 14,9
19 1,5 108 72 14,1
20 1,1 53 25 12,2
21 Гранит черный с/з 1,6 48 30 14,0
22 1,7 112 66 15,3
23 2,2 125 57 13,1
24 Гранит зеленоватый м/з 1,9 232 122 22,2
25 1,4 143 102 21,8
Таблица 1
Таблица 2
№ Наименование
горных пород
Плотность
10-3 кг/м3
Скорость
продольн.
волны
Скорость
поперечн.
волны
Модуль
Юнга
Коэфф.
Юнга
Акустическая
жесткость
1 2 3 4 5 6 7 8
1 Альбитофир 2,6 4.88 2,60 4,58 0,30 12,68
2 Глинистый сланец
окварцованный 2,75 6,50 3,18 7,63 0,33 17,87
3
Кварц-
меднопирротиновая
рудная зона
2,64 6,75 3,16 7,16 0,36 17,82
4 Диабаз измененный,
альбитизированный 2,7 6,42 3,02 6,84 0,36 17,33
5 Диабаз 2,9 7,62 3,32 8,98 0,38 22.10
6 Гранит белый 2,6 5,34 2,79 5,39 0,31 13,88
7 Гранит черный 2,8 5,89 3,00 6,79 0,32 16,49
8 Гранит зеленоватый 2,9 6,61 3,15 7,62 0,36 19,10
9 Кремень 2,7 6,56 3,13 7,00 0,36 17,71
10 Дацит 2,6 4,82 2,56 4,4 0.30 12,54
75
инанишвили Г.в., Гобеджишвили Г.Г, Муджири Т.П. Моделирование древней техники отбойки-проходки...
ISSN 2227-4952. археологія і давня історія України, 2013, вип. 10
Таблица 3
Название
металла
Плотность,
Ρ г/см3
Продольная
скорость
ультразвук.
волны,
С. м/сек
Акустическая
жесткость
R=ρc·10-6 г/см,
см/сек
Твердость
hb, кг/мм2
Показатель
ударного
воздействия
R·h·10-6
Коэфф.
относит.
ударного
воздействия
от до сред. от до сред.
Медь 8,6 8.9 8,75 3550 3,11 30 120 75 233 0,30
Бронза 7,4 8.8 8,10 3260 2,64 60 252 156 411 0,53
железо –
сталь 7,5 7,70 7,60 5105 3,93 70 325 197,5 776 1
Крепость
пород по
Протодья-
конову
Наименование и
характеристика пород
Плотность
пород т/м3
Производительность труда
в человеко-день в человеко-день
м3 т м м3 т М
1 2 3 4 5 6 7 8 9
2–4
Глинистый сланец,
выщелоченная
меднорудная зона
3,2 0,076 0,242 0,050 2,28 7,26 1,50
3,2 0,068 0,222 0,045 2,04 6,66 1,36
2,9 0,107 0,310 0,071 3,21 9,30 2,13
3,0 0,092 0,276 0,061 2,76 8,28 1,83
4–6
Слабоокварцованная
брекчия с медной
минерализацией
2,9 0,080 0,235 0,054 2,40 7,05 1,62
3,2 0,050 0,162 0,033 1,50 4,86 0,99
3,3 0,054 0,178 0.036 1,62 5,34 1,08
3,0 0,073 0,220 0.048 2,19 6,60 1,44
6–9 Окварцованный
глинистый сланец
2,7 0,041 0,112 0,027 1,23 3.36 0,81
2,7 0,035 0.095 0,023 1,05 2.85 0,69
2,7 0,017 0,047 0,011 0.51 1,42 0,33
2,8 0,024 0,069 0,016 0.72 2,08 0,48
9–13 Плотная
медно-пирротиновая руда
3,3 0,024 0,079 0,015 0,72 2.37 0,45
3,1 0,015 0,048 0,010 0,45 1,44 0,30
3,0 0,017 0,050 0,011 0,51 1,50 0,33
2,8 0,023 0,065 0,015 0,69 1,95 0,45
13–18 Ороговикованный
глинистый сланец
2,8 0,015 0,042 0,010 0,45 1,26 0,30
2,8 0,010 0,028 0,006 0,30 0,84 0,18
2,8 0,006 0,017 0,004 0,18 0,51 0,12
2,7 0,011 0,030 0,007 0,33 0,90 0,21
Таблица 4
|