Шахта

Шахтний спосіб добування корисних копалин: 1 — пластове родовище; 2 — наземні служби шахти; 3 — шахтний ствол; 4 — підземні виробки; 5 — збагачувальна фабрика; 6 — породний відвал; 7 — транспорт
Реконструкція неолітичної копальні кременю в м. Граймс-Грейвсі, Велика Британія. Німецький гірничий музей у м. Бохумі. Фото Г. І. Гайка

Ша́хта, рудни́к (нім. Schacht — колодязь, шахтний стовбур) — гірниче підприємство, виробничий об’єкт, що здійснює видобуток корисних копалин за допомогою системи підземних гірничих виробок.

Термінологія

Поняття «шахта» у загальному розумінні закріплене переважно за вугільними підприємствами, «рудник» — за підприємствами з видобутку металічних руд, хоча загальні риси підземного розроблення родовищ є спільними для обох типів виробничих об’єктів, і термін «шахта» є коректним для будь-якого підземного видобутку мінеральної сировини.

Тривалий час під терміном «шахта» здебільшого розуміли вертикальну або похилу гірничу виробку, пройдену з поверхні Землі для розвідки або розкриття родовищ. Оскільки саме стовбур забезпечував розкриття родовища і його підземне розроблення, то з часом цей термін поширили на гірничі підприємства, що видобували корисні копалини підземним способом.

Історична довідка

Прототипи шахт уперше виникли в неоліті в 8–7 тис. до н. e., коли, вибравши конкреції кременю з поверхні й прилеглих шарів, людина почала видобуток кам’яної сировини стовбурами (до 20 м), а пізніше пелюстковою і складнішими системами виробок, що відходили від них. Численні зосередження кременевих неолітичних шахт (по декілька тисяч стовбурів) виявлено в поблизу міст Граймс-Грейвс (Велика Британія), Каса-Монтеро (Іспанія), Сп’єнн (Бельгія), Кшемьонки (Польща), Красне Село (Білорусь) та ін. В Україні неолітичні шахти та копальні кременю виявлено в Донецькій області (смт Широке), Рівненській області (с. Городок Рівненського району, с. Половлі Володимирецького району, с. Новомалин Острозького району), Харківській області (м. Ізюм), Івано-Франківській області (с. Буківна Тлумацького району) тощо.

Досвід і технології неолітичних шахт кременю із часом поширено на видобуток мідних руд, що започаткувало епоху металів. Протягом кількох тисячоліть гірнича справа полягала переважно у видобутку й металургійному переробленні металічних руд, тому дістала назву «De Re Metallica» (див. Г. Агрикола).

У Середньовіччі рудники використовували значну кількість машин і механізмів для вентилювання, водовідливу, піднімання й транспортування видобутих корисних копалин на базі водного й повітряного рушія, а також кінської сили. На початку 15 ст. глибина виробок окремих рудників уперше сягнула 500 м (Кутна Гора, Чехія, див. Кутної гори історичний центр).

1627 вперше документально зафіксовано застосування чорного пороху для підривних робіт під час спорудження гірничих виробок (Банська Штявниця, Словаччина).

До 17–18 ст. мережі гірничих виробок склалися в близькі до сучасної шахти чіткі просторові системи, взаємопов’язані з технологічними процесами виїмки, транспортування, провітрювання й водовідливу.

У 18–19 ст. глибини шахт у Європі в середньому досягли 400–600 м, максимально 1 000 м (кам’яновугільні копальні Камберленду, тепер графство Камбрія, Північно-Західна Англія). Доба індустріальної революції пов’язана зі швидким розвитком вугільної промисловості й масовим будівництвом відносно малопотужних і — подекуди — великих шахт. Вугільна галузь уперше випередила за обсягами видобутку металовидобувну.

Шахта 21 ст. є взаємопов’язаною виробничою системою підземного господарства й технологічного комплексу поверхні шахти. Глибина вугільних шахт сягає відміток 1 300–1 500 м, рудних — подекуди понад 3 тис. м. Вони забезпечують видобуток бл. 80 % вугілля кам’яного й 10 % вугілля бурого, близько 30 % металічних руд і 15 % нерудних корисних копалин.

Найглибші золотодобувні шахти світу — 4,5 тис. м і розташовані в Індії (шахта «Чемпіон-Риф») та в Південно-Африканській Республіці («Тау-Тона», «Вітватерсранд»).

Найглибші шахти України: «Шахтарська Глибока» (м. Шахтарськ, глибина стовбура 1 446 м), «Батьківщина» (м. Кривий Ріг, понад 1 520 м), «Гвардійська» (м. Кривий Ріг, 1 430 м), «Прогрес» (м. Чистякове, 1 340 м), ім. Скочинського (м. Донецьк, 1 200 м, ім. Бажанова (м. Макіївка, 1 200 м, ім. Стаханова (м. Мирноград) — 1 240 м.

Характеристика

Шахта містить як систему підземних виробок, так і поверхневий комплекс гірничо-технічних споруд, що забезпечують розроблення родовища, видачу корисних копалин і гірських порід на поверхню, первинне оброблення, транспортування і складування видобутої сировини, відвантаження на збагачувальну фабрику або безпосередньо споживачам. Залежно від розмірів і запасів родовище можна розробляти однією або кількома, поділивши на окремі частини — шахтні поля — шахтами.

Основними параметрами, що характеризують шахту як виробничу одиницю, є розміри шахтного поля; балансові та промислові запаси вугілля; виробнича потужність та термін служби.

Мінімальні терміни існування шахти — 15–20 років (іноді — для золоторудних за невеликої потужності — 5–10 років). Максимальні терміни —100 років і більше (зрідка). Найчастіше — 40–50 років. Після повної відробки запасів корисних копалин шахту ліквідують (порядок і умови регламентовано спеціальною інструкцією).

Класифікація

У вітчизняній практиці на початок 21 ст. розрізняють такі типи вугільних підприємств:

  • індивідуальна шахта — виробниче підприємство, що функціонує самостійно й видобуває вугілля в межах відведеного йому шахтного поля;
  • об’єднана шахта — дві або декілька індивідуальних шахт, з’єднаних (збитих) між собою гірничими виробками для транспортування видобутого вугілля з кожної шахти й видачі його на поверхню однієї з них. Метою такого об’єднання є скорочення штату робітників з обслуговування поверхні та керівного апарату;
  • шахтоуправління — група індивідуальних шахт, розташованих поблизу одна від одної, кожна з яких працює як самостійна, однак усі вони керовані тією самою адміністрацією.

Також часто шахти й шахтоуправління є складниками холдингів, що 21 ст. стали аналогами виробничих об’єднань кінця 20 ст. Наприклад, у структурі енергетичного холдингу ДПЕК (Донбаська паливно-енергетична компанія) на початок 2020 було вісім шахтоуправлінь.

Технологія підземного розроблення корисних копалин

Необхідною умовою здійснення гірничих робіт є відокремлення корисної копалини від масиву, яке виконують механічним і гідромеханічним (очисні комбайни, струги (механізми)), гідравлічним (гідромонітори) і буро-підривним (вибухівка) способами.

У процесі підземного розроблення виокремлюють три основні стадії гірничих робіт: розкриття, підготовка й експлуатація (очисна виїмка).

Розкриття родовища за допомогою капітальних гірничих виробок забезпечує доступ до родовища з поверхні землі й можливість підготовки родовища (або його частини) до розроблення. Розкриття родовища здійснюють вертикальними й похилими стовбурами, штольнями.

Підготовка полягає в проведенні підготовчих виробок, які забезпечують доступ до очисних вибоїв, їхнє провітрювання, водовідлив, енергопостачання, транспортування корисної копалини й пустої породи, людей, устаткування і матеріалів. Підготовку запасів корисної копалини починають відразу ж після розкривних робіт, а закінчують проведенням виробок, що дають змогу почати експлуатацію (очисні роботи).

Експлуатація — роботи, що безпосередньо пов’язані з виїмкою корисної копалини, а також з транспортуванням її гірничими виробками й відвантаженням споживачам. Виїмку тонких пластів і пластів середньої потужності виконують відразу на повну товщину, а потужні пласти виймають пошарово.

Транспортування видобутої корисної копалини на денну поверхню здійснюють конвеєрами, вагонетками, клітями, скіпами — підйомними саморозвантажувальними коробами, що рухаються за допомогою каната жорсткими напрямними пристроями.

Найпоширенішу галузеву класифікацію систем підземного розроблення корисних копалин наведено нижче.

Системи розроблення без розділення на шари:

  • Суцільні за простяганням, за підняттям (падінням).
  • Стовпові — довгими стовпами; короткими стовпами; довгими стовпами за підняттям (падінням); щитові.
  • Камерні.
  • Комбіновані — камерно-стовпове; парними штреками; суцільне з елементами стовпового; стовпове з елементами суцільного.

Системи розроблення з розділенням на шари.

  • Горизонтальними шарами.
  • Похилими шарами.
  • Поперечно-похилими шарами.
  • Діагональними шарами.
  • Комбіноване з гнучким перекриттям.

Підземний спосіб застосовують для добування корисних копалин, що залягають на великих глибинах, у густонаселених районах, а також у місцевостях із цінними ландшафтами. Поряд із шахтами, у яких використовують традиційні технології, є гідрошахти, шахти для розроблення нафтових родовищ.

Реновація і музеєфікація шахт

У 20–21 ст. давні історичні шахти почали піддавати реновації та музеєфікації. Способи реновації: створення індустріального парку, перепрофілювання та впровадження шахтних будівель у міське середовище, реконструкція шахти в об’єкти громадського, культурного та виставкового комплексів. Найвідоміші в Європі шахти-музеї — соляні копальні Величка та Бохня, неолітичні шахти кременю Кшемьонки (Польща) та Сп’єнні (Бельгія), золотодобувний рудник у Злотому Стоці (Польща), мідний рудник Стура-Коппарберг у м. Фалуні (Швеція), поліметалічні рудники Раммельсберг і Фрайберг (Німеччина), срібловидобувні рудники Лавріон (Греція), Кутна Гора (Чехія) і Банська Штявниця (Словаччина) та ін.

Література

  1. Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / За ред. В. С. Білецького. Донецьк : Східний видавничий дім, 2004–2013.
  2. Гайко Г. І., Білецький В. С. Гірництво в історії цивілізації. Київ : Видавничий дім «Києво-Могилянська академія», 2016. 486 с.
  3. Бондаренко В. И., Руденко Н. К., Медяник В. Ю. Угольная шахта. Днепр : Национальный горный университет, 2017. 270 с.
  4. Хоменко О. Є., Кононенко М. М., Савченко М. В. Технологія підземної розробки рудних родовищ. Дніпро : НТУ «Дніпровська політехніка», 2018. 450 с.

Автор ВУЕ

В. С. Білецький

Г. І. Гайко


Покликання на цю статтю

Покликання на цю статтю: Білецький В. С., Гайко Г. І. Шахта // Велика українська енциклопедія. URL: https://vue.gov.ua/Шахта (дата звернення: 30.07.2021).



Оприлюднено

Статус гасла: Оприлюднено
Оприлюднено:
17.04.2020

Офіційний телеграм-канал ВУЕОфіційний телеграм-канал ВУЕ