⛏️ Шахты и подземные горные выработки
Подземные горные работы — самые капиталоёмкие и опасные объекты строительства. Стоимость одного ствола может достигать 8–15 млрд тенге, а проектирование требует учёта геомеханики, газового режима, водопритоков, подъёма, вентиляции и аварийных путей выхода. В РК — крупнейшие угольные (Карагандинский бассейн), медные (Жезказган) и полиметаллические (Жайрем) шахты. Модуль покрывает классификацию выработок, способы проходки, крепи, подъёмные комплексы и нормативные требования ПБ.
1. Виды горных выработок
- Вертикальный ствол — главный (скиповой/клетевой), вспомогательный, вентиляционный
- Наклонный ствол — угол 8–30°, для конвейерной выдачи
- Штольня — горизонтальная, с поверхности через борт горы
- Квершлаг — горизонтальная, вкрест простирания пластов
- Штрек — горизонтальная, по простиранию пласта
- Уклон / бремсберг — наклонная вспомогательная
- Гезенк / восстающий — вертикальная между горизонтами
2. Проходка вертикального ствола
Диаметр Ø 6–8 м в свету, глубина 500–1500 м. Скорость проходки 30–80 м/мес.
Заходка 3–4.5 м, перфораторы СБУ-2 или БУЭ-2, ВВ — аммонит № 6ЖВ, погрузка КС-2у/2КС-2у.
Комбайны Wirth SB-VI / Herrenknecht SBR — непрерывная проходка в мягких породах f ≤ 6.
Для водоносных горизонтов: 30–40 замораж. скважин по периметру, рассол CaCl₂ при −25 °C, ледопородный цилиндр 2–4 м.
3. Крепи подземных выработок
| Тип крепи | Где применяется | Особенности |
|---|---|---|
| Деревянная | Запасные/временные выработки | Сосна Ø 18–28 см, срок службы 2–3 года |
| Металлическая арочная СВП | Горизонтальные/наклонные выработки | СВП-22/27/33 — Сегмент Взаимозаменяемого Профиля, 3 сегмента, шаг 0.5–1 м |
| Сборная ж/б ТУ-ПЖБ | Длительные капитальные выработки | Тюбинги/панели, бетон В25–В35, срок 50+ лет |
| Анкерная + набрызг-бетон | Устойчивые породы f ≥ 6 | Анкеры AT/RDM L=1.8–3 м, набрызг 50–100 мм |
| Монолитная бетонная | Стволы, камеры, сопряжения | В30–В40, толщина 300–600 мм |
4. Подъёмные комплексы
- Башенный — H = 60–120 м, ж/б, многоканатная схема
- Укосный (станковый) — стальная решётка, до 40 м, для глубин < 600 м
- Скиповая — выдача угля/руды, ёмкость скипа 10–50 т
- Клетьевая — люди и оборудование, клеть 2–4 этажа
- Машины МК-4 / МК-5 — многоканатные (4–5 канатов Ø 50–60 мм)
5. Вентиляция шахт
Главные вентустановки центробежные ВЦ-32 / ВЦД-47 — производительность 600–1200 м³/сек, депрессия 300–600 даПа. Схемы: всасывающая (основная), нагнетательная, комбинированная.
- Метан в исходящей струе забоя ≤ 1% — превышение = эвакуация
- Метан в струе участка ≤ 0.75%, общешахтной ≤ 0.5%
- CO₂ ≤ 0.5%, CO ≤ 0.0017%, O₂ ≥ 20%
- Категории шахт по газу: I (≤ 5 м³/т), II (≤ 10), III (≤ 15), сверхкатегорийные (> 15 или суфляры)
6. Водоотлив
Главные водоотливные установки на каждом горизонте. Насосы секционные ЦНС-300 / 600 / 1000(подача 300/600/1000 м³/ч), типовые ЦНСК-300×600 — 1 м³/сек при напоре 600 м. Отстойники-зумпфы V = 200–500 м³, водосборники = 4-часовой приток. Резерв: 1 рабочий + 1 резервный + 1 ремонтный насос.
7. Электроснабжение шахт
В угольных шахтах — взрывозащищённое исполнение РВ-Ex (РВ-И, РО-И). Напряжения: 6 кВ (ввод на горизонт), 3.3 / 1.14 / 0.66 кВ (распределение и забой). Кабели КГЭШ — гибкий экранированный шахтный, шланговая оболочка. Освещение — светодиодные взрывозащищённые светильники РВЛ/РВО, индивидуальные головные «Кузбасс-2М» / «СГГ-1».
8. Безопасность и аварийные системы
- Групповой газоанализ: CH₄ / CO / CO₂ / H₂S / O₂ (стац. датчики + индивид. М-02)
- Система оповещения АИО / СУБР — громкоговорящая в забоях
- Аварийные респираторы ШСС-Т / ШСМ-30 — 30–60 мин
- Изолирующие самоспасатели на каждом рабочем
- Реверсивная вентиляция — переключение за ≤ 10 мин
- Маркировка путей выхода светоотражающая, через каждые 10 м
- Камеры-убежища (КУШ) с автономным жизнеобеспечением 96 ч
- План ликвидации аварий (ПЛА) — обновление 1 раз в 6 мес
9. Бенчмарки РК
АО «АрселорМиттал Темиртау» — Карагандинский угольный бассейн, 8 шахт (им. Костенко, Шахтинская, Тентекская и др.). Глубины до 800 м, сверхкатегорийные по газу.
Жезказганский ГОК (Kazakhmys) — крупнейшее медное месторождение РК, камерно-столбовая система, рудники Восточный/Анненский/Жомарт.
Жайремский ГОК (Kazzinc) — Pb-Zn-Cu-Ba, открыто-подземная отработка, центральный ствол Ø 7 м H = 620 м.
Ø 6 м, H = 1000 м — 8–15 млрд тг «под ключ» (проходка + крепь + копёр + ПУ + вентиляция).