1948_09_img0_900x200

Вся современная деятельность человека связана с использованием угля. Уголь — это тепло, свет, энергия, сырье для получения самых разнообразных продуктов химической промышленности. «Настоящим хлебом промышленности» назвал уголь Владимир Ильич Ленин.

В ближайшие три пятилетки наша страна будет добывать 500 миллионов тонн угля в год. Извлечение из земных недр этого количества угля — нелегкая задача. Необходимо, как говорят горняки, вскрыть пласт, то есть углубиться под землю, в глуби не создать сложную систему подземных ходов, и только после этого можно начинать добычу…

Транспортные машины выдадут уголь на поверхность. Наверху уголь рассортируют, а затем по железным дорогам, морям и рекам повезут к местам потребления.

Наиболее важным, но в то же время и самым трудным процессом при сооружении угольной шахты является проходка вертикальных стволов. Все работы по проходке стволов приходится вести на небольшом пространстве, поэтому здесь нельзя использовать большое количество рабочих. Трудности возрастают еще и потому, что работы приходится вести последовательно, то есть постепенно чередовать бурение шпуров, заряжение и взрывание их,  удаление взорванной породы, крепление, откачку воды, проветривание. Работы по проходке стволов еще не механизированы, и поэтому приходится то спускать, то поднимать людей. В результате затрачивается очень много времени.

Горняки всего мира давно работают над проблемой механизации этого трудоемкого процесса. Но только советским инженерам удалось решить эту трудную задачу. Наблюдая за работой нефтяников-бурилыциков, советские инженеры К. Н. Щепотьев и В. П. Иванов смело решили применить при проходке вертикальных стволов шахты методы, используемые нефтяниками. Успехи нефтяного бурения огромны. Сейчас уже нефтяники-бурильщики бурят скважины глубиной до 4 километров, причем бурят с большой скоростью.

Можно ли весь накопленный опыт в нефтяном бурении использовать для облегчения и ускорения проходки вертикальных шахтных стволов?

Инженер Кузьма Никитич Щепотьев дал утвердительный ответ на этот вопрос еще в 1931 году. Но ведь диаметр ствола должен быть не 15-20 сантиметров, как у нефтяной скважины, а 2-6 метров, поэтому пришлось не только увеличить размеры бурильных инструментов, но и изменить их конструкцию.

Эту задачу Щепотьев выполнил вместе с инженером Василием Павловичем Ивановым. Они разработали специальные резцовые и шарошечные долотья: резцовые — для слабых пород, шарошечные — для крепких.

В 1938 году в Донбассе уже был пробурен первый опытный ствол — скважина глубиной 150 метров и диаметром около одного метра. А затем началось промышленное применение способа инженеров Щепотьева и Иванова. Если при обычных способах скорость проходки вертикальных стволов шахт не превышала 45-60 метров в месяц, то новый способ позволял проходить стволы в два раза быстрее.

В 1941 году инженерам К. Н. Щепотьеву и В. П. Иванову за разработку метода бурения скважин большого диаметра была присуждена Сталинская премия.

1948_09_img2

Основным буровым инструментом при проходке стволов шахт бурением являются долотья-расширители. Шарошечным долотом конструкции лауреата Сталинской премии инженера В. П. Иванова можно бурить стволы-скважины диаметром до 2,1 м.

Интересно отметить, что в Соединенных Штатах Америки этот способ бурения шахт был применен лишь несколько лет спустя.

В 1943-1944 годах американские горнотехнические журналы писали о новом способе как о «крупнейшем достижении американской горной техники за 1943 год» («забывая», конечно, упомянуть о работах советских изобретателей).

Однако способом Щепотьева-Иванова бурить стволы шахт нормального диаметра в 5-6 метров невозможно. Дело в том, что для удаления из забоя породы, разрушенной долотом, Щепотьев и Иванов применяли тот же способ, каким пользуются и при бурении нефтяных скважин. Глинистый раствор нагнетается в скважину по буровой колонне, а поднимается на поверхность по самой скважине. Такой способ, называемый «прямой промывкой», хорош при бурении узких нефтяных скважин. Но при проходке шахтных стволов он требует одновременной работы десятков мощных насосов, причем, даже затрачивая большую мощность, трудно до-биться необходимой скорости движения глинистого раствора по стволу шахты.

Доктор технических наук Г. И. Маньковский при участии инженеров Д. Ф. Мещерикова и С. Д. Солодовникова применил другой способ «промывки». Глинистый раствор нагнетался вниз непосредственно по стволу шахты, а поднимался на поверхность по буровой колонне. Для того чтобы создать необходимую скорость движения раствора, внутрь буровой колонны вставлялась другая колонна труб. Из внутренней колонны через большое количество мелких отверстий в раствор подавался сжатый воздух. Воздух, смешиваясь с раствором, стремился подняться вверх, создавая тем самым необходимую скорость движения.

В октябре 1941 года способом Маньковского был пробурен первый в Советском Союзе вентиляционный ствол шахты, а в настоящее время советские горняки бурят стволы шахт диаметром 5 и даже 6 метров при глубине свыше 100 метров.

За границей же все еще применяются старые малопроизводительные и трудоемкие способы проходки стволов, основанные на применении ручного труда.

Однако, для того чтобы добраться до пласта угля, еще недостаточно пройти ствол. Необходимо под землей проделать большое количество ходов, по которым можно было бы двигаться людям, перевозить уголь, подавать воздух для вентиляции. И здесь советские инженеры предложили разнообразные машины, облегчающие труд шахтеров.

Наконец все готово: пласт вскрыт. Как дальше вести работы по добыче угля? Выбор системы разработки в угольной промышленности зависит прежде всего от естественных условий: формы разрабатываемого месторождения, мощности пласта, его строения, крепости и т. д.

Наиболее трудно добывать уголь из мощных крутопадающнх пластов.

В нашей стране такие пласты разрабатываются в Кузнецком, Челябинском и Кизеловском бассейнах, а также на Кавказе, Дальнем Востоке и в других бассейнах.

За годы сталинских пятилеток эти угольные бассейны приобрели особенно важное значение в связи с развитием промышленности на востоке. Поэтому советские ученые, инженеры и изобретатели усиленно работали над созданием таких систем разработки крутопадающих пластов, которые могли бы обеспечить максимальную безопасность шахтерам, минимальные потери угля, высокую производительность труда при низкой себестоимости.

Крупнейшим достижением советской горной техники в области разработки мощных крутопадающих пластов явилась щитовая система, предложенная впервые в мире профессором Н.А. Чинакалом в 1936 году.

1948_09_img1

Щит лауреата Сталинской премии проф. Н. А. Чинакала заменяет обычное деревянное крепление и обеспечивает безопасность рабочим. При помощи такого щита производят выемку угля в мощных крутопадающих пластах

Представьте себе пласт угля мощностью 5 метров, который падает под углом 75 градусов. На глубине 50 метров под землей проходит горизонтальный коридор — вентиляционный штрек. Еще на 50 метров ниже по падению пласта проходит другой коридор — откаточный штрек. Весь уголь, заключенный между ними, необходимо раздробить и выдать на-гора.

Как лучше всего это сделать?

Н. А. Чинакал, в то время еще горный инженер, предложил весьма оригинальную систему работ, основанную на применении специального разборного металлического щита. Щит Чинакала заменил деревянное крепление.

Установив щит в забое, рабочие начинают отбойными молотками вырубать куски угля. По мере выемки угля под щитом, он начинает постепенно опускаться под действием собственного веса и веса обрушенных сверху пород. Рабочим теперь не надо все время крепить забой деревянными стойками.

Система разработки, предложенная Чинакалом, обеспечивает полную безопасность работ. Шахтеры, работающие под щитом, защищены от обрушающейся породы и все время стоят на целике угля.

Первые опыты разработки системой Н. А. Чинакала, проведенные в 1938 году на шахте имени И. В. Сталина в Кузбассе, показали ее достоинства. Система стала широко внедряться на шахтах Советского Союза.

В 1943 году за разработку и освоение метода щитовой разработки мощных крутопадающих пластов угля группе советских инженеров и рабочих, руководимой профессором Чинакалом, была присуждена Сталинская премия. За границей оригинальное щитовое крепление еще не применяется нигде.

Дореволюционных шахтеров называли «углекопами». Тогда уголь на самом деле копали. Рабочий в течение многих часов подряд долбил уголь кайлой. Это была тяжелая,  изнуряющая работа. И только после Великой Октябрьской социалистической революции за годы сталинских пятилеток на помощь шахтерам пришли многие тысячи врубовых машин, электровозов, конвейеров, электрических и отбойных молотков, электросверл и других механизмов. Современные советские шахты превращены в механизированные подземные заводы.

Советские горняки разработали угольные комбайны, угольные струги, навалочные и погрузочные машины, скребковые и ленточные конвейеры, которые вскоре позволят полностью механизировать работы по добыче угля от лавы до железнодорожных вагонов на поверхности.

3 июня 1948 года за разработку и внедрение в производство высокопроизводительных комбайнов С. С. Макарову, А. К. Сердюку и другим присуждена Сталинская премия.

Но когда приходится бурить стволы шахт диаметром 3,5 или 6 метров, то применяют предложенный советскими инженерами расширитель «волчок».

Интересна судьба угольного комбайна за границей. Перед Отечественной войной в одном из немецких технических журналов появилась статья, описывающая советские достижения в области механизации трудоемких и тяжелых работ в горной промышленности. В этой статье приводилось подробное описание угольных комбайнов советских конструкторов А.И. Бахмутского, А. К. Сердюка и других. Вполне понятно, что немецкие бандиты, временно захватив Донецкий бассейн, начали усиленно разыскивать советские комбайны. Когда фашистские захватчики были выброшены из Донбасса, то убегавшим немцам удалось захватить некоторые технические чертежи советских конструкций. По этим чертежам в Германии был построен угольный комбайн.

После окончания второй мировой войны американские комиссии, обследовавшие шахты Рурского бассейна, обратили внимание на оригинальный угольный комбайн. Теперь советское изобретение попало в Америку и рекламируется там как «крупнейшее немецкое техническое достижение».

Но американским дельцам не обмануть мировое общественное мнение. Факты — вещь упрямая!


Автор — Горный инженер С. Шухардин.

Источник — журнал "Знание — сила", №9 за 1948 г.



  • (will not be published)

Подписаться на комментарии