Вы не поверите, как поднимают породу из шахты! Секреты проходческого подъема

Знаете, когда я впервые спустился в настоящую шахту, меня поразило не столько царство вечной темноты внизу (к фонарю быстро привыкаешь), сколько сам момент подъема. Ты стоишь в клети, уши закладывает, а над головой с грохотом проносится трос толщиной с мою руку. И думаешь: «Как эта штука вообще вытаскивает сотни тонн породы на-гора?» Честно говоря, для нас, геологов, процесс проходческого подъема вертикальных стволов часто остается за кадром. Мы больше про структуру пластов, про рудные тела да про жилы кварцевые. Но без этого «лифта в преисподнюю» вся наша работа — просто дырка в земле.

Вот в чем дело: современный проходческий подъем — это не просто лебедка с ведром. Это сложнейшая система, где физика, техника безопасности и немного везения сплелись в тугой узел. И если вы думаете, что главное там — мощный мотор, то глубоко ошибаетесь. Мотор — дело наживное. А вот канаты… О, про канаты можно слагать баллады.

Что там внутри, кроме камней?

Давайте сразу расставим точки над i. Когда мы говорим «проходческий подъем» применительно к вертикальным стволам, речь идет о периоде, когда шахту только-только проходят. Это не штатная эксплуатация с отлаженными конвейерами. Это адский труд на пределе возможностей. И главная задача — быстро, а главное, безопасно извлекать разрушенную породу из забоя, пока туда снова не обрушились кровля или стенки.

Система, если разобрать её по косточкам, состоит всего из трех ключевых героев:

• Подъемная машина — сердце системы. Огромный барабан, на который наматываются канаты. Бывают с одним барабаном, а бывают с двумя (чтобы один скип шел вверх, пока другой — вниз). Эдакие качели дьявола.
• Подъемные сосуды — то, во что грузят породу. Это скипы (ковши-перевертыши) или клети (многоэтажные лифты для вагонеток). На стадии проходки чаще юзают скипы — их проще загружать и разгружать вслепую.
• Канаты и арматура — нервная система и скелет. Канаты испытывают чудовищные нагрузки на разрыв, а направляющие (расстрелы и проводники) не дадут сосуду плясать по стволу, как пьяному матросу.

Представьте себе: вы копаете яму глубиной под километр. Обычным экскаватором тут не поработаешь. Поэтому породу грузят в тот же скип, который потом летит вверх со скоростью 10-15 метров в секунду. Это быстрее, чем вы разгоняетесь на машине в городе! А если канат лопнет? Страшно? Ещё как. Поэтому коэффициент запаса прочности там закладывают пятикратный и выше.

Где собака зарыта: нюансы, о которых молчат учебники

Теперь давайте к техническим тонкостям. Многие мои коллеги-геологи наивно полагают, что главная проблема — трение или износ каната. А вот и нет! Самая большая головная боль проходчиков — это динамические нагрузки. Когда скип резко тормозит внизу или вверху, канат испытывает такие рывки, что его структура меняется на микроуровне. И вы этого не увидите невооруженным глазом. Пока однажды в самый неподходящий момент он не пшикнет.

Кстати, за помощь в понимании этих динамических кошмаров спасибо ребятам с сайта geologam.ru — там иногда такие материалы проскакивают, что сам бы не додумался. Настоящий кладезь для пытливого ума!

Или взять, к примеру, балансировку. Система с противовесом — это вам не игрушки. Если заполнять скип то по 5 тонн, то по 3, то подъемная машина начнет «вибрировать» и преждевременно износится. Проходчики поэтому всегда плюются, когда геологи не могут дать точный прогноз по выходу породы с погонного метра. «Вы там, с боку, хоть бы среднюю плотность посчитали!» — слышал я такие крики. И знаете, они правы. Наша неточность превращается в их головную боль.

А как же клети и люди?

Справедливый вопрос. В проходческом режиме клети используют реже, потому что они тяжелее и сложнее в управлении. Но без них никуда, когда нужно спустить бригаду взрывников или тяжёлую буровую каретку. Вот тут начинается настоящий цирк. Клеть ведь должна еще и фиксироваться в стволе, чтобы вагонетки могли заехать внутрь без риска рухнуть в пропасть.

Для этого используют проводники — стальные балки или канаты, натянутые вдоль всего ствола. Сосуд скользит по ним с помощью специальных башмаков. И если вы думаете, что там всё гладко, как по маслу… Вы сильно ошибаетесь. Клеть рыскает, башмаки искрят, смазка смешивается с водой и шламом. В общем, веселье ещё то.

Взгляд из забоя: почему это важно лично вам?

Я не случайно в начале сказал про геологов. Понимание того, как работает подъем, напрямую влияет на нашу с вами полевую работу. Когда вы планируете отбор керна или замеры в стволе, вы должны представлять: а как это потом поднимут наверх? Хрупкие образцы разобьются в скипе? А может, стоит попросить проходчиков закрепить для них отдельный контейнер?

Более того, анализ отказов подъемных систем — это криминалистика для геолога. По характеру износа каната можно понять, нет ли перекоса ствола, не «плывут» ли породы на глубине. Искривление направления движения сосуда — верный признак, что геомеханика дала трещину. Дорогие мои, мы сидим в одной лодке с горняками. Точнее, в одной висящей над бездной клети.

В итоге: проходческий подъем вертикальных стволов — это гимн человеческой изобретательности и отчаянной смелости. Это та область, где инженерия встречается с сырой земной стихией, и побеждает… иногда побеждает. Но пока наверху крутятся барабаны подъемных машин, у нас есть шанс заглянуть в самые недра. Ну как, не хотите теперь сами спуститься и посмотреть на этот механизм вживую? Я бы, пожалуй, ещё раз рискнул. Только проверьте канаты, будьте любезны.