Куртинный способ

Куртинный способ — это метод ведения горных работ, при котором выемка полезного ископаемого или проходка горных выработок осуществляется отдельными участками (куртинами), разделёнными целиками или временными перемычками. Куртинный способ применяется преимущественно при разработке месторождений полезных ископаемых подземным способом, а также при строительстве тоннелей и других подземных сооружений в сложных горно-геологических условиях, характеризующихся неустойчивыми породами, высоким горным давлением или необходимостью управления кровлей.

История возникновения и развития

Куртинный способ имеет длительную историю, восходящую к практике горных работ в Европе XVIII—XIX веков. Первоначально он применялся при добыче руд цветных и драгоценных металлов в шахтах Германии, Чехии и Австрии, где требовалось обеспечить безопасность в условиях трещиноватых и обводнённых пород. Горняки разделяли забой на небольшие участки — куртины — и отрабатывали их последовательно, оставляя между ними целики для поддержания кровли. Это позволяло снизить риск обрушений и контролировать горное давление.

В России куртинный способ начал активно внедряться в конце XIX — начале XX века при разработке угольных месторождений Донбасса и Урала. Особое значение он приобрёл в 1930-е годы, когда в СССР развернулось масштабное строительство шахт и тоннелей. Советские инженеры адаптировали метод для условий многолетнемёрзлых пород и высокого газовыделения, что было актуально для Кузбасса и Воркуты. В послевоенный период куртинный способ применялся при проходке метрополитенов в Москве, Санкт-Петербурге и других городах, а также при строительстве гидротехнических тоннелей.

Сущность и основные принципы

Куртинный способ основывается на разделении выработки на отдельные участки — куртины, которые отрабатываются в определённой последовательности. Основные принципы включают:

• Разделение на куртины: забой делится на несколько участков шириной от 2 до 6 метров (в зависимости от устойчивости пород и сечения выработки). Между куртинами оставляются временные целики или устанавливаются перемычки (деревянные, бетонные или металлические).
• Последовательная отработка: куртины разрабатываются поочерёдно, начиная с наиболее устойчивых участков или с центра забоя. После завершения выемки одной куртины она закрепляется, и только затем приступают к следующей.
• Управление горным давлением: целики между куртинами воспринимают нагрузку от вышележащих пород, предотвращая обрушение кровли. После завершения работ по всей выработке целики могут быть частично или полностью извлечены, если это предусмотрено проектом.
• Крепление выработок: каждая куртина после отработки немедленно закрепляется с помощью анкерной, рамной или набрызг-бетонной крепи. Временные перемычки усиливаются по мере продвижения работ.

Классификация куртинных способов

Куртинные способы классифицируются по нескольким признакам:

По расположению куртин относительно забоя

• Продольные куртины: участки располагаются вдоль оси выработки, параллельно направлению проходки. Применяются при большой ширине забоя (например, в камерах и залах метрополитена).
• Поперечные куртины: участки выделяются поперёк забоя, перпендикулярно направлению проходки. Используются в узких выработках (штреки, квершлаги).

По последовательности отработки

• Последовательный способ: куртины отрабатываются одна за другой, без одновременной выемки в нескольких участках. Обеспечивает максимальную безопасность, но снижает темпы работ.
• Параллельно-последовательный способ: две или три куртины разрабатываются одновременно, но с отставанием по времени (например, первая куртина на 2–3 метра опережает вторую). Ускоряет проходку, но требует более сложной организации крепления.

По способу управления кровлей

• С оставлением целиков: после отработки куртины целики остаются в массиве, что увеличивает потери полезного ископаемого, но повышает устойчивость выработки.
• С извлечением целиков: целики частично или полностью вынимаются после завершения проходки всей выработки, что повышает коэффициент извлечения, но требует дополнительного крепления.

Технология применения

Технологический процесс при куртинном способе включает несколько этапов:

1. Разметка забоя: на основе геологических данных и проекта определяется количество и размеры куртин, а также расположение целиков.
2. Бурение и взрывание: в пределах первой куртины бурятся шпуры, заряжаются взрывчаткой и производят взрыв. Для снижения сейсмического воздействия на соседние участки используются короткозамедленные системы взрывания.
3. Уборка породы: отбитая горная масса удаляется с помощью погрузочных машин (скреперов, ковшовых погрузчиков) или вручную (при малых сечениях).
4. Крепление куртины: сразу после уборки породы устанавливается крепь. В неустойчивых породах может применяться набрызг-бетон с металлической сеткой.
5. Переход к следующей куртине: после закрепления первой куртины приступают к разработке второй, повторяя цикл. Между куртинами монтируются временные перемычки (обычно из деревянных стоек или металлических арок).

Области применения

Куртинный способ наиболее эффективен в следующих условиях:

• Неустойчивые породы: при наличии трещиноватых, сыпучих или обводнённых пород, где сплошная выемка приводит к обрушению кровли. Куртины позволяют локализовать зону обрушения.
• Высокое горное давление: на больших глубинах (свыше 500–800 метров) или в зонах тектонических нарушений, где нагрузка на крепь резко возрастает. Целики между куртинами перераспределяют нагрузку.
• Проходка камер и залов большого сечения: при строительстве станций метрополитена, гидроэлектростанций, подземных хранилищ. Куртинный способ позволяет разбить большой забой на управляемые участки.
• Разработка крутопадающих рудных тел: в условиях, когда мощность рудного тела превышает 10–15 метров, и требуется поэтапная выемка.

Преимущества и недостатки

Преимущества

• Высокая безопасность: поэтапная отработка и наличие целиков снижают риск внезапных обрушений и вывалов породы.
• Управляемость горного давления: возможность регулировать нагрузку на крепь за счёт размеров и расположения целиков.
• Гибкость: метод адаптируется к изменению горно-геологических условий (например, при появлении зон трещиноватости можно уменьшить размер куртин).
• Снижение расхода крепёжных материалов: временные целики частично заменяют крепь, особенно на начальных этапах.

Недостатки

• Низкая производительность: последовательная отработка куртин замедляет темпы проходки по сравнению со сплошными способами (например, с использованием проходческих комбайнов).
• Потери полезного ископаемого: при оставлении целиков часть руды или угля остаётся в недрах, что снижает коэффициент извлечения.
• Сложность организации работ: требуется тщательное планирование и координация между бригадами, особенно при параллельно-последовательном способе.
• Высокая трудоёмкость: ручные операции по креплению и установке перемычек увеличивают затраты труда.

Примеры применения

• Московский метрополитен: при строительстве станций глубокого заложения (например, «Парк Победы», «Славянский бульвар») куртинный способ применялся для проходки наклонных ходов и камер съездов в условиях водоносных песков и глин.
• Шахты Кузбасса: на угольных шахтах «Распадская» и «Кузнецкая» куртинный способ использовался для отработки мощных пластов (свыше 4 метров) с неустойчивой кровлей.
• Гидротехнические тоннели: при строительстве Саяно-Шушенской ГЭС куртинный способ применялся для проходки водосбросных тоннелей в зонах тектонических разломов.

Интересные факты

• Термин «куртина» происходит от французского courtine (занавес, завеса) и в горном деле означает участок, отделённый от соседних целиками, подобно тому, как занавес отделяет сцену от зрительного зала.
• В XIX веке на рудниках Гарца (Германия) куртинный способ называли «прусским методом» и использовали для добычи серебряных руд на глубинах до 600 метров.
• В СССР в 1950-е годы были разработаны нормативы по куртинному способу, которые регламентировали размеры куртин в зависимости от крепости пород: для угля — 3–5 метров, для песчаников — 4–6 метров, для известняков — до 8 метров.

Источники

• Горная энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия, 1984–1991. — Т. 1–5.
• Справочник по горному делу / Под ред. В. А. Боярского. — М.: Недра, 1988.
• Технология подземной разработки месторождений полезных ископаемых / А. А. Голик, В. И. Сидоренко. — М.: Издательство МГГУ, 2005.
• Проходка горных выработок в сложных горно-геологических условиях / В. А. Ливенцев, И. И. Дементьев. — Новосибирск: Наука, 2001.
• Нормативы по куртинному способу проходки горных выработок. — М.: Минуглепром СССР, 1956.