Шахта «Магнетитовая» — Рудники ⚒ Урала (original) (raw)

Высокогорское железорудное месторождение было известно местными жителями-вогулами еще в XVII веке. Официальная заявка о наличии железных руд на горе Магнит (Высокой) была подана Яковом Савиным в 1696 году. В мае 1697 года Виниус писал с Урала за границу Петру I: «Я сыскал зело добрую руду из магнита железную, какой лучше быть невозможно, и во всей вселенной не бывало, чтоб из магнита железо плавить, притом же богатая и так мягка, что можно пушки и мозжера (мортиры) плавить».

Систематическая добыча железных руд на горе Высокой началась лишь с лета 1721 года. Первое время руду отвозили на Выйский медеплавильный завод. В 1726 году в 4 верстах от горы был построен Нижнетагильский чугуноплавильный и железоделательный завод, который стал главным потребителем Высокогорской руды.
В декабре 1725 года на Нижнетагильском заводе была пущена первая доменная печь, на то время крупнейшая в Европе.
Добываемые окисленные руды не содержали вредных примесей (фосфора и серы), поэтому выплавляемый металл отличался высоким качеством и имел марку «Старый соболь». Кроме этого, примесь марганца и меди улучшали свойства железа и являлись природнолегирующими компонентами.

Кусок магнетитовой руды.

До революции месторождение разрабатывалось, главным образом, открытыми работами. За это время было добыто 7,5 млн тонн руды.
Систематические геологоразведочные работы на Высокогорском месторождении начались после Октябрьской революции и проводились в 1925-1935 годах трестом «Востокруда» (В.И. Станкевич), в 1936-1944 годах — Высокогорской геологоразведочной партией.
Высокогорское железорудное месторождение является старейшим и крупнейшим месторождением на Урале.
Рудные тела Высокогорского месторождения сосредоточены в двух рудно-скарновых поясах: Западном (Нижнем) и Восточном (Верхнем), отделенных друг от друга роговиками и туфами.
Высокогорское месторождение разбито тектоническими нарушениями, части которых выделяются в геологические блоки. Восточная зона включает участки: Восточно-Ревдинский (ВРЗ), Западно-Ревдинский (ЗРЗ), Ново-Меднорудянский (НМРЗ), Верх-Исетский и Медно-Рудянский. Западная зона включает: Северный, Центральный, Южный и Юго-Западный участки.
На открытых горных работах в Главном карьере производилась как добыча коренных и валунчатых руд, так и селективная добыча на нижних горизонтах мартитовой зоны. Несмотря на это, вскрышные работы сильно замедляли добычу железных руд и, следовательно, выполнение плана по руде.
В 1940-х годах для ускорения использования запасов сернистых руд приступили к проходке штольни «Жуковская» и разведочно-эксплуатационной шахты «Многосернистая». Кроме этого, были пройдены четыре разведочных шахты №3, №31, №32 и «Мартовская» — все с деревянными копрами.
Штольня «Жуковская» была пройдена из Жуковского разреза Верх-Исетского участка для разработки верхней части залежи, выходящей на поверхность почти у самой вершины горы Высокая. Система разработки — открытые камеры с подэтажными штреками, бурение производилось пневматическими молотками ПБ завода «Коммунист». Из штольни «Жуковская» слепой шахтой отрабатывался гор. +190 м.
Ряд залежей не попадал в зону разработки карьера, в связи с этим в 1941-1942 годах на предприятии началась подготовка к подземной добыче: проходились вскрывающие выработки, осуществлялись подготовительные и нарезные работы, велась проходка стволов шахт. Для добычи глубинных залежей сернистых руд в 1942 году началась проходка шахт «Сернистая», «Первомайская», «Мартовская» и «Полевская». К этому же году шахта «Многосернистая» была пройдена уже до гор. -50 м.

Шахта «Сернистая» была закреплена деревом и имела прямоугольное сечение на три отделения. Шахтой отрабатывались залежи Западно-Ревдинского участка на гор. +200 м, +150 м, +90 м.
Для вскрытия мартитов Грабена на южном склоне горы была пройдена вспомогательная шахта – «Мартитовая». Но по причине оползней в Главном карьере в 1959 году проходка шахты «Мартитовая» была прекращена.

В мае 1942 года Высокогорский рудник стал первым горным предприятием, которое получило знамя Государственного Комитета Обороны и звание «Лучший рудник СССР».

Для увеличения объемов подземной добычи в августе 1944 года началась проходка новой крупной шахты — «Магнетитовая».
Ствол шахты «Магнетитовая» диаметром 5,5 м в свету закреплён бетоном и пройден до -610 гор. Ствол оборудован двумя скипами емкостью 6 м³ и клетью на вагонетку 1,6 м3. Копер шахты — металлический.

В годы войны Высокогорский железный рудник снабжал сырьем 65 металлургических и машиностроительных заводов СССР, за что 22 раза ему присуждали места во Всесоюзном соревновании, а в апреле 1945 года Высокогорский железный рудник был награждён высшей наградой Родины — орденом Ленина.

Подземная добыча руды на шахте «Магнетитовая» началась в 1946 году. За первый год работы было добыто 145 тыс. тонн руды.
В 1948 году был пройден ствол шахты «Первомайская». В 1950 году на шахте «Первомайская» впервые на Урале была применена система этажного принудительного обрушения с отбойкой руды вертикальными скважинами на всю высоту этажа. Впервые в горной практике рудный массив разбуривался вертикальными скважинами с помощью специально реконструированных для подземных условий станков ударно-канатного бурения и вращательно-дробового бурения (КП III и ВЖР). Скважины диаметром 150-200 мм располагали по сетке 4х4 и 5х5 м, что определяло большой выход негабарита. В последующем эта система была усовершенствована и стала основной.

В 1953 году впервые в СССР на гор. +90 м шахты «Магнетитовая» был пущен дробильно-скиповый комплекс, оснащенный дробилкой производства УЗТМ. Уже в следующем году ДСК и скипо-клетьевой ствол шахты «Магнетитовая» были введены в эксплуатацию, что позволило объединить все подземные выработки в единое шахтное поле.

На первом этапе развития подземных работ в 1950-1955 годы была внедрена система открытых камер с отбойкой вертикальными скважинами.

В 1956 году был сдан в эксплуатацию дробильно-транспортный комплекс с гор. +30 м с доставкой руды по конвейеру на гор. +90 м. Это позволило подавать дробленую руду в дозаторную скипового подъема гор. +30 м.
С 1956 года на Высокогорском руднике начали внедрять новые варианты системы блокового принудительного обрушения с отбойкой руды на вертикальные компенсационные камеры.

В 1956 году был разработан проект нового уникального комплекса шахты «Магнетитовая-бис». Работы по проходке ствола начались в 1958 году силами шахтеров Высокогорского рудоуправления совместно с трестом «Свердловскшахторудстрой». Строительство наземных сооружений было поручено тресту «Тагилстрой».
При проходке горняки встретились с большими водопритоками, что сильно усложняло ведение работ.
Одновременно с проходкой ствола велось строительство наземных сооружений. Для сокращения срока ввода в эксплуатацию шахты на поверхности началось строительство 71-метрового башенного копра. Стальной каркас позволил построить копер на стенде и путем надвижки на ствол ввести его в эксплуатацию в условиях действующего предприятия. Копер весом 10 тыс. тонн за двое суток был надвинут на шахту, что позволило сократить срок ввода на полгода.
В 1962 году вступила в строй шахта «Магнетитовая-бис» с многоканатным подъёмом и конусной дробилкой КД-1200. Ствол «Магнетитовая-бис» впервые в Союзе был оснащен тремя многоканатными подъемными машинами МК-3,25×4, изготовленными Ново-Краматорским машиностроительным заводом.
Для уменьшения вибрации головных канатов скипового подъема были установлены виброгасители. В качестве хвостовых канатов используются резинотросовые разработанные канаты ВНИИОМШС и изготовленные Волгоградским сталепроволочным канатным заводом совместно с Курским заводом резино-технических изделий.

Ствол шахты «Магнетитовая-бис» диаметром 8 м в свету закреплен бетонными тюбингами и пройден до гор. -610 м. Ствол оборудован двумя скипами емкостью 6 м³ и клетью на вагонетку 4 м³.

Околоствольный двор шахты «Магнетитовая-бис» на гор. -610 м.

Околоствольный двор шахты «Магнетитовая-бис» на гор. -610 м.

Проектная мощность шахты составляла 4 млн. тонн руды в год. В 1966 году производительность шахты достигла 3652 тыс. тонн.
Для отработки мощных рудных тел с 1966 года на подземном руднике была внедрена система этажного принудительного обрушения с отбойкой руды секциями на зажатую среду и отрезные щели.
В эти годы широко внедрялась механизация всех основных процессов добычи руды. На проходке восстающих применялись комплексы КПВ-1А, что значительно увеличивало скорость проходки. Бурение веерных шпуров производилось станками НКР-100М и БА-100.

Монтаж бурового станка НКР для бурения скважин.

На проходке откаточных штреков применялись буровые каретки СБКН-2М, разработанные «НИПИГормаш» на базе каретки СБКНС-2 производства Дарасунского завода горного оборудования. На погрузке горной массы работали высокопроизводительные погрузочные машины МПР-6. Зарядка глубоких скважин производилось гранулированным ВВ с помощью установок УЗС-6000, УЗС-1500 и УЗДМ-1.

Околоствольный двор шахты «Магнетитовая-бис» на гор. -530 м.

На шахте автоматизировано управление вентиляторами, водоотлив, вентиляционных дверей, стрелочных переводов, скиповых подъемов и дозаторных.
К 1967 году были механизированы крепежные работы с помощью набрызг-бетона агрегатами БМ-60.
В 1970 году была произведена первая реконструкция шахты «Магнетитовая» с заменой скиповых машин и установкой щековой дробилки на горизонте -130 м. С 1970 года в течение пяти лет шахта выдавала «на-гора» более 4 млн. тонн руды в год.

Отбитая магнетитовая руда.

В 1972 году на шахте внедряется вибровыпуск руды с помощью вибролюков РПУ, что позволяет увеличить добычу руды.
В 1973 году приступили к строительству шахты «Клетьевая». Ствол шахты «Клетьевая» диаметром 8 м в свету пройден до гор -610 м. До гор. -370 м ствол закреплён бетонными тюбингами, а ниже – бетоном.

Околоствольный двор шахты «Клетьевая» на гор. -530 м.

Копер шахты «Клетьевая» башенного типа оснащен многоканатной подъемной машиной на одну вагонетку емкостью 4 м³.
Стальной каркас высотой 57 м позволил построить копер на стенде и путем надвижки на ствол ввести его в эксплуатацию в условиях действующего предприятия.
В 1973-1974 годах объем добычи составил более 4,5 млн. тонн, тем самым шахта «Магнетитовая» становится крупнейшей шахтой на Урале.
Кроме основных стволов, на месторождении пройдены вспомогательные стволы шахт №11, №13, №14, №15.
Шахта №11 после отработки запасов используется как дренажная при заполнении Главного карьера.
Шахта №13 пройдена до горизонта -50 м и используется для подачи свежего воздуха вентилятором ВОКД-2,4.
Шахта №14 пройдена до гор +30 м, оборудована газовыми калориферами и служит для подачи свежего воздуха вентилятором ВОД-30.
Шахта №15 пройдена до горизонта +90 м и служит для выдачи отработанной струи вентилятором ВОКД-3,6.
Для проветривания очистных работ на нижних горизонтах имеется множество слепых вентиляционных стволов, пройденных вблизи рудных тел: «Сернистая-бис», «Слепая-Вентиляционная №1», «Слепая-Вентиляционная №2», «Слепая-Вентиляционная №3».

Ствол шахты «Сернистая».

Шахтой «Магнетитовая» отрабатываются рудные тела Высокогорского месторождения до глубины -610 м.
Для отработки мощных залежей применяется система разработки принудительного блокового обрушения на компенсационные камеры с разбуриванием камер и целиков восходящими и нисходящими веерами скважин диаметром 105 мм.
Для отработки залежей средней мощности применяется система открытых камер с этажной и подэтажной отбойкой руды скважинами.

В связи с сокращением рудных площадей и нахождением запасов в охранных целиках под Высокогорским механическим заводом (ВМЗ) в количестве 40 млн. тонн, в 1972-1978 годах Магнитогорским горно-металлургическим институтом совместно с «Уралгипроруда» и ГУ НТМК были выполнены исследования по вовлечению в разработку запасов охранных целиков шахты «Магнетитовая» и ВМЗ. Рассматривались варианты разработки камерными системами с потерей 50% запасов, перенос охраняемых объектов и системами с закладкой.

В 1984 году начата отработка охранного целика ВМЗ системой с твердеющей закладкой. Закладка приготовлялась на поверхности и по трубам доставлялась в отработанные камеры. В состав закладки входил цемент М300, гранулированный шлак НТМК и хвосты МОФ.
Отработка охранного целика ВМЗ с закладкой производилась до 1996 года на горизонтах: -210 м и -290 м. После проведенных изысканий и наблюдений за устойчивостью массива, гор. -370 и -450 м отрабатывались без закладки выработанного пространства до 2009 года.
За все время работы шахты было пройдено 10 горизонтов шахты, нижний из которых -610 м расположен на глубине 840 метров от поверхности промплощадки.
Проходка горизонтальных выработок осуществляется с помощью самоходного оборудования и скреперных лебедок, при проходке вертикальных и наклонных выработок применяется полок КПВ и скважинное взрывание.
При проходке горизонтальных откаточных выработок на данное время используются погрузочно-доставочные машины ППН-3.

Обуренный забой.

В разное время на горизонтах +30 м, +90 м, -50 м, -130 м, -290 м и -450 м были введены в эксплуатацию щековые дробилки. В последнее время основным концентрационным горизонтом являлся гор. -450 м, где были установлены две щековые дробилки 900×1200 («Магнетитовая») и 1200×1500 («Магнетитовая-бис»).

Дробильно-конвейерный комплекс на гор. -530 м.

С гор. -370 м руда поступала в дробильные комплексы через рудоперепуски. С гор. -530 м руда переспускалась на гор. -610 м, где вместе с рудой гор. -610 м в вагонетках по стволу шахты выдавалась на гор. -450 м.
После дробления руда выдавалась на поверхность скиповыми подъемами по стволам шахт «Магнетитовая» и «Магнетитовая-бис».
В 1980-е годы в связи с уменьшением запасов на нижних горизонтах производственная мощность шахты снизилась до 1,8 млн. тонн. В последующем производительность шахты сократилась до 1,5 млн. тонн руды в год.

Подготовка к обуриванию забоя.

Разведанные запасы руд залегают до гор. -930 м (1170 м от поверхности), но отработка запасов ниже гор. -610 м является нецелесообразной по причине низкого содержания железа в руде. По этой причине пришлось отказаться от строительства ДСК на горизонте -610 м.

Для сохранения годовой производительности шахты на уровне 1,5 млн. тонн, в 2005 году силами Шахтостроительного управления закончилось строительство дробильно-конвейерного комплекса на горизонте -530 м и третьей очереди горизонта -610 м.

В настоящее время очистные работы ведутся на двух горизонтах -530 м и -610 м. Доставка и погрузка руды производится скреперными лебедками ЛС-55 мощностью 55 кВт.

Скреперный ковш.

Скреперная лебедка.

Подготовительные работы в орте.

Монтаж переносного пневматического перфоратора для бурения шпуров.

Перфоратор снабжен распорной рамой и податчиком.

После бурения и отпалки здесь будет новый орт.

На гор. -530 м горная масса транспортируется в 10-тонных вагонах с боковой разгрузкой, а на гор. -610 м – в 10-тонных глухих вагонах ВГ-4,5. Состав из 8 вагонов по гор. -610 м и 10 вагонов по гор. -530 м транспортируется 14-тонными электровозами к местам разгрузки.

Руда с гор. -610 м в вагонетках ВГ-4,5 поднимается по стволу на гор. -450 м, где с помощью кругового вагоноопрокидывателя и пластинчатого питателя поступает на щековую дробилку СМД-111, дробится и скиповым комплексом выдается «на-гора».
По гор. -530 м руда доставляется к дробильно-конвейерному комплексу, где дробится до нужной фракции и поступает в дозаторную скипового подъема. В скипах дробленая руда выдается на поверхность.

Дробильно-конвейерный комплекс на гор. -530 м.

Стенки дробилки футируются плитами для защиты корпуса от истирания.

Подача руды щековую дробилку.

Решетка приемного бункера дробилки.

Крупные негабаритные куски руды дробятся с помощью бутобоя.

В связи с доработкой запасов Высокогорского месторождения производительность шахты «Магнетитовая» будет постепенно снижаться.

Выражаю благодарность и признательность редакции газеты «Высокогорский горняк» и руководству шахты «Магнетитовая» за организацию и проведение экскурсии по предприятию, а также маркшейдеру шахты «Магнетитовая» Гражданову Н.В. за сопровождение по шахте.

Использованная литература и источники:

Валиев Н.Г., Славиковский О.В. Проблемы восстановления площадей на урбанизированных территориях Урала с развитым горнопромышленным комплексом. // «Геомеханика в горном деле: доклады Всероссийской научно-технической конференции с международным участием 1–3 октября 2013 г». 2014.
Валиев Н.Г., Славиковский О.В., Славиковская Ю.О. Геоэкологические аспекты применяемых геотехнологий на урбанизированных территориях Урала. // «Горный информационно-аналитический бюллетень». 2013, №4.
Виноградов В.С. Охрана недр и улучшение условий труда в горнорудной промышленности черной металлургии. // «Безопасность труда в промышленности». 1976, №2.
Галкин А.В. Основные этапы совершенствования системы управления охраной труда и промышленной безопасностью в ОАО «Высокогорский ГОК». // «Горный информационно-аналитический бюллетень». 2010, №10.
Гельбинг Р.А., Жильцов А.В., Булыгина Н.В., Штанько Л.Т. Совершенствование технологического процесса при реконструкции участка мокрого обогащения. // «Известия высших учебных заведений. Горный журнал». 2006, №3.
Григорьев Д.В., Турсуков А.Л. Влияние структурно-тектонического строения массива горных пород на сейсмическое воздействие массового взрыва на здания и сооружения. // Шестнадцатая уральская молодежная научная школа по геофизике: Сборник научных материалов. 2015.
Дубынин Н.Г. и др. Опыт внедрения сибирской технологии добычи руды. // «Горный журнал». 1975, №12.
Дягилев Р.А. Макросейсмика техногенных землетрясений Урала. // «Горный информационно-аналитический бюллетень». 2017, №3.
Зебзиев К.В., Киселев Н.А. Фондоотдача на железорудных предприятиях Урала. // «Горный журнал». 1967, №8.
Игнатов А.А. Появление окислов азота на аглофабриках и ДОФ. // «Безопасность труда в промышленности». 1982, №2.
Игнатов А.А., Корежатков Г.П. Проветривания железорудных шахт Урала. // «Безопасность труда в промышленности». 1984, №7.
Кимский Э.А., Скакун Г.П. и др. Из опыта повышения эффективности применения пучков параллельносближенных скважин. // «Горный журнал». 1985, №7.
Киселев И.В. Самоходная буровая каретка СБКН-2М. // «Горный журнал». 1975.
Коваленко А.И. Влияние отклонений взрывных скважин на качество дробления руды. // «Горный журнал». 1977.
Кравченко Г.И., Кондратов А.Б., Дягилев В.К., Пыхтин Г.Ф. Исследование укрепления трещиноватых пород методом цементации на шахтах Нижнетагильского металлургического комбината. // «Горный журнал». 1975, №10.
Лимин Я.И., Зубков А.В. Геомеханически обоснованная геотехнология – надежный путь повышения безопасности и эффективности горных работ на длительную перспективу. // Геотехнологические проблемы комплексного освоения недр. Сборник научных трудов. 2008, Вып. 4.
Липин Я.И. Геомеханические аспекты обеспечения безопасности при разработке мощных слепых рудных залежей с обрушением налегающих пород. // «Горный информационно-аналитический бюллетень». 2013, №7.
Мельник В.В., Усанов С.В., Балек А.Е. Проблемы безопасности при ликвидации горнодобывающих предприятий. // «Проблемы недропользования». 2014, №3.
Николаев В.П. применение двусветовой сигнализации на шахтах Высокогорского рудоуправления. // «Горный журнал». 1975.
Николаев С.И. Высокогорский железный рудник – мощное горнорудное предприятие Урала. // «Горный журнал». 1967.
Панченко Р.Д., Волков Д.Н., Дарьин К.Б. Применение триботехнических составов на горном оборудовании в условиях Высокогорского ГОКа. // «Известия высших учебных заведений. Горный журнал». 2006, №3.
Пешков В.Я. Проходка восстающего с помощью скважин. // «Горный журнал». 1954.
Сашурин А.Д., Барях А.А. Условия формирования областей концентрации напряжений и деформаций в массиве горных пород и механизм их катастрофического высвобождения. // «Геомеханика в горном деле: доклады Всероссийской научно-технической конференции с международным участием 1–3 октября 2013 г». 2014.
Славиковский О.В., Осинцев В.А. Подземная разработка рудных месторождений на Урале и основные направления совершенствования технологии добычи. // «Известия высших учебных заведений. Горный журнал». 1997, №11-12.
Старкова И.М., Осламенко В.В. Достижения и задачи в области экологии на Высокогорском комбинате. // «Известия высших учебных заведений. Горный журнал». 2006, №3.
Усанов С.В., Ручкин В.И., Желтышева О.Д. Нелинейные деформационные процессы в зданиях под воздействием поля напряжений, действующих в горном массиве. // «Геомеханика в горном деле: доклады Всероссийской научно-технической конференции с международным участием 1–3 октября 2013 г». 2014.
Фридман А.Г. Ликвидировать травматизм от обрушения кусков руды и породы. // «Безопасность труда в промышленности». 1965, №7.
Цимбаленко Л.Н. Фондоотдача на железорудных шахтах среднего Урала. // «Горный журнал». 1966, №5.
Ястребов Р.А. Выполним стоящие перед нами задачи. // «Безопасность труда в промышленности». 1972, №2.

Шахта «Магнетитовая» на карте:

[codepeople-post-map]