Ша́хта — копальня, гірниче підприємство з видобування корисних копалин (вугілля, солей тощо) підземним способом. Копалини відвантажуються споживачам або на гірничозбагачувальну фабрику.
Загальна характеристика
У поняття «шахта» включаються підземні виробки і наземні споруди, призначені для розробки родовища. Те саме родовище може розроблятися як однією, так і декількома шахтами. В останньому випадку родовище поділяється шахтні поля. Шахтний спосіб видобутку копалин застосовується при великій глибині залягання копалин, або якщо на поверхні розташовані населені пункти, цінні ландшафти.
Шахти поділяються на індивідуальні, об'єднані та шахтоуправління. Індивідуальна шахта — це самостійне виробниче підприємство, що діє в межах виділеного шахтного поля. Об'єднана шахта — це дві та більше шахт, з'єднаних між собою гірничими виробками і видачі копалин на поверхню однієї з них. Під шахтоуправлінням розуміється група індивідуальних шахт, розташованих недалеко одна від іншої, де кожна працює як самостійна, однак під загальним адміністративним управлінням.
Основними параметрами, що характеризують шахту, є розміри шахтного поля; балансові та промислові запаси копалин; потужність та термін служби.
Зона, де розробляють корисні копалини, називається вибоєм. Порожнина в гірському масиві, утворена усуненням гірської породи — це виробка. Безпосередній видобуток копалин відбувається у лаві (назва пов'язана з тим, що шахтарі в давнину працювали сидячи) — виробці завдовжки від десятків до сотень метрів, один бік якої утворений масивом корисних копалин.
Добуті корисні копалини транспортуються на поверхню конвеєрами, вагонетками, клітями, скіпами.
Історія
Першою корисною копалиною, відкритою людьми, був кремінь, з якого виготовляли знаряддя праці, такі як скребки, ножі та наконечники стріл. У період неоліту у м'яких крейдяних відкладеннях у Франції та Британії прокопували шахти завглибшки до 100 м, щоб видобувати крем'яну гальку. Інші мінерали, такі як червона охра та зелений малахіт, використовувалися як пігменти. Найстаріша відома підземна шахта у світі була прокопана понад 40 тис. років тому на хребті Бомву в горах Нгвенья, Свазіленд, для видобутку охри. До появи цивілізацій головним способом отримання металів було збирання самородків. Потреба в шахтах була зумовлена зокрема початком використання металевих грошей і попитом на озброєння.
В Україні шахти та копальні з видобутку кременю датуються VII—II тисячоліттям до н. е.на Донеччині (с. Широке), Рівненщині (с. Городок, с. Половля, с. Новомлин), Харківщині (м. Ізюм), Івано-Франківщині (с. Буківка) та в Чернівецькій області (с. Студениця). Єгиптяни видобували мідь на Синайському півострові ще в 3000 році до н. е.
Великого прогресу в гірничій справі було досягнуто, коли в пізньому Середньовіччі до Європи потрапив чорний порох, дозволивши проводити вибухові роботи в шахтах.
Одна з найповніших ранніх робіт з методів видобутку корисних копалин у Європі належить німецькому вченому Ґеорґіусу Агріколі у його праці «De Re Metallica» (1556).
До XVII-XVIII ст. мережі гірничих виробок почали складатися в чіткі системи, зумовлені взаємодією технологій виїмки копалин, транспорту, провітрювання й водовідливу. У XVIII-ХІХ ст. глибини шахт у Європі в середньому досягали 400—600 м, максимально 1000 м. У 1840-1850-ті винахід механічних пневматичних дрилів значно збільшив можливості видобутку твердих порід, зменшивши вартість і час робіт у кілька разів. У середині XIX ст. порох у шахтах замінив динаміт.
До середини ХХ ст. під терміном «шахта» розумілася вертикальна або похила гірнича виробка, зроблена з поверхні Землі для розвідки або розкриття родовищ. Шахтами досі називаються вертикальні порожнини в спорудах і пристроях (наприклад, шахта ліфта, вентиляційна шахта).
Розробка шахт
Для виявлення покладів корисних копалин застосовують комбінацію геологічних, геофізичних та геохімічних інструментів для отримання зразків породи та непрямих ознак її присутності.
У процесі підземної розробки родовищ виділяють три основні стадії гірничих робіт: розкриття, підготовка й експлуатація.
Розкриття родовища за допомогою капітальних гірничих виробок забезпечує доступ до родовища з поверхні землі і можливість підготовки родовища (або його частини) до розробки. Розкриття родовища здійснюється вертикальними і похилими стволами (стовбурами), штольнями. Підготовка полягає в проведенні підготовчих виробок, що забезпечують доступ до очисних вибоїв, їх провітрювання, водовідлив, енергопостачання, транспорт корисної копалини, людей, устаткування, матеріалів і ін. Підготовка запасів корисної копалини починається відразу ж після розкривних робіт, а закінчується проведенням виробок, що дозволяють почати експлуатацію (очисні роботи). Експлуатація– проведення робіт, що безпосередньо пов'язані з виїмкою корисної копалини, транспортуванням її гірничими виробками і відвантаження споживачам. Виїмку тонких пластів і пластів середньої потужності виконують відразу на повну товщину, а потужні пласти виймають пошарово.
Поряд з шахтами, що використовують традиційні технології, існують гідрошахти, шахти для розробки нафтових родовищ. Мінімальні терміни існування шахти, щоб її використання було раціональним — 15-20 років. Для золоторудних при невеликій потужності допустимий термін 5-10 років. Максимальний терміни — 100 років і більше. Найчастіше — шахта розробляється 40-50 років. Після повної відробки запасів корисних копалин здійснюється ліквідація шахти. Цей процес передбачає демонтаж обладнання та споруд, іноді також затоплення шахти. Ліквідація шахти може загрожувати забрудненням джерел питної води та просіданням рельєфу. Відвали породи на поверхні підлягають озелененню, стави-відстійники — для зберігання технічної та зрощувально-поливальної води. Земельні ділянки над шахтами рекультивують.
У XX і XXI ст. старі шахти піддають музеєфікації. Найбільш відомі у Європі шахти-музеї — соляна шахта «Вєлічка» (Краків, Польща), вугільна шахта «Ґвідо» з трьома рівнями для відвідувачів — 170, 320, 355 (Забже, Польща), крейдяний рудник у Холмі, золотодобувна шахта в Злотому Стоці (Польща), Стура-Коппарберг (Швейцарія), шахти Раммельсберга (Німеччина), неолітичний рудник кременю в Кшемьонках (Польща) та ін.
Цікаво Історія гірництва, зокрема, окремих шахт, віддзеркалюється в їх назвах. Ось як описує походження назв шахт Ґеорґіус Агрікола у своїй праці De Re Metallica (1556 р.):
Найглибші шахти Південна Африка: Mponeng Mine — близько 4 км. TauTona Mine — близько 3,9 км. Україна: «Шахтарська Глибока» (глибина стовбура 1410 м)http://shahtarsk.org.ua/_economy/Plan_innov_rozvut_2008-2012.pdf, ім. Скочинського (1200 м), ім. Стаханова (1150 м). Росія: «Воргашорська» (Воркута) — близько 1500 м.
Найбільші шахти в Україні: Шахтоуправління «Покровське» (проєктна потужність 1,5 млн. т на рік, фактична — понад 8 млн. т на рік), Шахта «Капітальна» (проєктна потужність 3 млн. т на рік); в Росії: «Распадська» (Кузбас, проєктна потужність понад 7 млн. т на рік).
Галерея
Див. також
Гідрошахта Кар'єр Рудник Копальня Технологічний комплекс поверхні шахти Підземна розробка родовищ корисних копалин
Література Основи технології гірничих робіт / За. ред. К. Ф. Сапицького. — К.: ІСДО, 1993. — 196 с. ISBN 5-7763-1499-2 Килячков А. П. Технология горного производства. — М.: Недра, 1985. Некрасовский Я. Э., Колоколов О. В. Основы технологии горного производства. — М.: Недра, 1981. — 200 с.
Посилання
Примітки