Шахты являются неотъемлемой частью горнодобывающей промышленности на протяжении многих веков. Но что же на самом деле представляет собой шахта как инженерное сооружение? Давайте разберемся!
История возникновения шахт
Слово "шахта" произошло от немецкого слова Schacht, которое изначально использовалось для обозначения вертикальных горных выработок. Первые упоминания о шахтах встречаются еще в трудах античных ученых и историков.
Геродот в своей «Истории» упоминает о серебряных рудниках в Скифии в 5 веке до н.э.
В Средние века активно велась добыча полезных ископаемых в Европе с использованием примитивных шахтных сооружений. Крупнейшие серебряные шахты функционировали в Саксонии на территории современной Германии.
В России первые угольные шахты появились в XVIII веке в Донбассе, что послужило толчком к развитию горнодобывающей промышленности.
Виды шахт
Существует классификация шахт в зависимости от:
- добываемого полезного ископаемого - угольные, рудные, нефтяные и др.
- способа вскрытия месторождения - вертикальные, наклонные, горизонтальные
- особенностей конструкции - глубокие, открытые, подводные
К основным элементам шахт относятся:
- ствол - вертикальная горная выработка
- штольня - горизонтальная подземная выработка
- штрек - горизонтальная выработка на разных глубинах
Самые глубокие действующие шахты в мире:
- Шахта Тау-Тона (ЮАР) - 3,9 км
- Шахта Мпоненг (ЮАР) - 4 км
- Шахта золотодобычи Морилла (Канада) - 3 км
Устройство и работа шахты
Любая шахта включает в себя наземную и подземную части.
К наземным объектам шахты относятся:
- копер - надшахтное здание с подъемной машиной
- вентиляторные установки
- котельная, мастерские, склады
Подземная часть шахты представляет собой комплекс горных выработок, включающий:
- стволы и штольни
- штреки
- очистные и подготовительные забои
Технологический процесс добычи полезных ископаемых в шахте включает следующие этапы:
- Бурение шпуров и скважин в забое
- Заряжание взрывчатки и взрывание
- Проветривание забоя
- Погрузка горной массы в вагонетки
- Транспортировка на поверхность
Для механизации работ в шахтах применяются различные горные машины - проходческие комбайны, конвейеры, насосы и др.
Автоматизация производственных процессов позволяет повысить эффективность и безопасность работы шахт.
В следующей части статьи мы подробнее рассмотрим вопросы обеспечения безопасности на шахтах.
Безопасность на шахтах
Работа в шахте связана с большим количеством опасных производственных факторов. К основным из них относятся:
- Обрушения горных пород
- Скопление взрывоопасных газов
- Пожары
- Затопления
Для обеспечения безопасности шахтеров применяются различные средства:
- Крепление горных выработок анкерами и арками
- Принудительная вентиляция шахты для удаления газа
- Автоматические системы газового контроля и оповещения
- Специальные пожаробезопасные материалы
- Аварийное водоотливное оборудование
Шахтеры обязаны строго соблюдать правила техники безопасности - использовать средства индивидуальной защиты, правильно обращаться с оборудованием, не нарушать технологические регламенты.
Аварии на шахтах
Что такое авария на шахте? Это внезапное разрушение сооружений или технических устройств, приводящее к остановке работ, нанесению ущерба и жертвам.
Наиболее распространенные причины аварий:
- Взрывы газа
- Выбросы угля и газа
- Обрушение кровли
Для предотвращения аварий необходимо:
- Соблюдать правила безопасности
- Проводить дегазацию шахт
- Осуществлять вентиляцию горных выработок
- Использовать качественные крепежные материалы
Что такое шахта: характеристики
Рассмотрим основные технические характеристики современной шахты:
- Глубина разработки: от нескольких сотен метров до 4-5 км
- Площадь шахтного поля: до 100 кв. км
- Количество стволов: от 1 до 12
- Протяженность подземных выработок: от десятков до сотен км
- Мощность очистного забоя: до 10 тыс. тонн в сутки
Большие размеры современных шахт требуют применения высокопроизводительного оборудования и технологий для эффективной разработки месторождений полезных ископаемых.
Новые технологии на шахтах
В настоящее время активно внедряются передовые цифровые технологии, повышающие безопасность и производительность труда на шахтах:
- Автоматизированные системы контроля состояния горных выработок
- Дистанционно управляемая горная техника
- Цифровые модели месторождений
- Системы позиционирования персонала и оборудования
Применение роботов и искусственного интеллекта открывает новые перспективы для развития шахтной добычи полезных ископаемых.
Что такое шахта: фото
Ниже приведены фотографии, иллюстрирующие различные аспекты устройства и работы шахт:
- Фото наземных сооружений
- Фото подземных горных выработок
- Фото шахтеров в забое
- Фото горно-шахтного оборудования
