Штрек в шахте: что это такое и зачем он нужен
Штреки играют ключевую роль в функционировании любой шахты. Рассмотрим подробно, что представляет собой штрек, какие бывают виды штреков и зачем они нужны.
Определение и назначение штрека
Штрек - это горизонтальная или слабонаклонная горная выработка, проходящая параллельно залеганию угольного пласта. В отличие от шахтного ствола, штрек не имеет непосредственного выхода на поверхность.
Различают несколько основных видов штреков:
- Рудные штреки - проходят непосредственно по рудному телу.
- Полевые штреки - проводятся по вмещающим породам рядом с рудным телом.
- Вентиляционные штреки - служат для проветривания шахты.
- Откаточные штреки - используются для транспортировки угля.
Основные функции штрека в шахте:
- Транспортировка добытого полезного ископаемого
- Подача в шахту свежего воздуха и отвод отработанного
- Обеспечение доступа к очистным забоям
- Прокладка различных коммуникаций - водопровод, кабели и т.д.
Штрек является основной транспортной артерией шахты, позволяющей вести отработку месторождения на большой глубине
Особенности проведения штреков
При проходке штреков применяются два основных способа:
- Сплошной забой - выемка угля и породы ведется одновременно, без разделения.
- Уступный (сложный) забой - уголь и вмещающая порода вынимаются отдельно, с оставлением породы в раскоске.
Последний вариант позволяет вести попутную добычу угля, однако существенно усложняет проходку штрека.
Форма поперечного сечения штрека определяется свойствами вмещающих пород, горным давлением и типом крепи. Наиболее распространены трапециевидное и арочное сечения.
Размеры штрека должны обеспечивать беспрепятственное перемещение людей, оборудования и транспортных средств с соблюдением необходимых габаритов.
Крепление штреков
Для крепления штреков применяются анкерная, рамная и тюбинговая крепи. Выбор типа крепи зависит от физико-механических свойств пород, глубины залегания штрека и величины горного давления.
| Тип крепи | Преимущества | Недостатки |
| Анкерная | Простота, низкая стоимость | Ограничения по глубине и прочности пород |
| Рамная | Высокая несущая способность | Сложность монтажа |
| Тюбинговая | Повышенная устойчивость | Высокая металлоемкость |
Расчет крепи штреков должен производиться исходя из величины и направления горного давления в конкретном месте шахты.
Далее рассмотрим вопросы безопасной эксплуатации штреков.
Безопасная эксплуатация штреков
Основными рисками при работе в штреке являются опасность обрушения горных пород и скопление ядовитых или взрывоопасных газов.
Для предотвращения обрушений проводится тщательный мониторинг состояния крепи штрека и ее своевременный ремонт или усиление. Кроме того, существуют правила безопасной эксплуатации штреков:
- Запрет на складирование грузов или размещение оборудования в непосредственной близости от крепи
- Контроль за образованием трещин в боках и кровле штрека
- Проведение взрывных работ на минимально необходимом расстоянии от штрека
Для обеспечения надлежащей вентиляции штрек это важно проводить частые замеры состава воздуха и при необходимости увеличивать его циркуляцию с помощью дополнительных вентиляторов.
Расширение функций штреков
Помимо традиционных задач по транспортировке и вентиляции, современные шахтовые штреки могут решать и другие важные функции.
В частности, через штреки могут прокладываться трубопроводы сжатого воздуха, используемые для привода горных машин и механизмов. Это позволяет отказаться от применения кабелей и упростить передвижение оборудования.
Кроме того, штрек может служить коммуникационным коридором, по которому прокладываются силовые кабели, кабели связи, водопровод и другие инженерные сети шахты.
Автоматизация штреков
Внедрение современных IT-решений позволяет частично автоматизировать работу штреков за счет создания беспилотных транспортных систем.
В частности, в откаточных штреках могут использоваться роботизированные самоходные вагонетки, перемещающиеся между забоем и стволом шахты по заданному маршруту без участия человека.
Применение беспилотных транспортных средств позволяет повысить производительность шахты и снизить риски, связанные с нахождением людей в опасных зонах.
Штреки в интеллектуальных шахтах
В перспективе концепция "умной шахты" подразумевает комплексную автоматизацию и роботизацию всех технологических процессов, в том числе на базе штреков.
Ключевыми особенностями штреков нового поколения могут стать:
- Мониторинг состояния конструкций и параметров микроклимата в режиме реального времени
- Использование самообучающихся систем управления транспортными потоками
- Возможность оперативной перестройки для решения возникающих задач
Реализация этих и других инновационных идей кардинально изменит облик шахт и роль в них штреков.