Штольня — горная выработка для транспорта и проветривания¶

Штольня — горизонтальная или полого-наклонная горная выработка, пройденная с поверхности земли в горной породе и предназначенная для транспортировки полезных ископаемых, проветривания шахт, водоотлива или других инженерных целей. В отличие от штрека, пройденного внутри шахты, штольня начинается на дневной поверхности и имеет выход наружу, что определяет её функциональное назначение и конструктивные особенности.

¶Происхождение термина

Слово «штольня» происходит от немецкого Stollen — обозначения горной выработки, пройденной в горизонтальном или слабонаклонном направлении. Термин пришёл в русский язык в XVI—XVII веках вместе с притоком немецких горных специалистов на Урал и в Сибирь, где активно разрабатывались месторождения железа, медных и серебряных руд. В горном деле России понятие закрепилось в законодательных актах XVIII века, в частности в «Берг-привилегии» Петра I 1719 года, где штольни упоминаются как основной способ вскрытия рудных тел.

¶Классификация

Штольни подразделяются по нескольким признакам.

По назначению:

• Транспортные — для вывоза породы и полезных ископаемых на поверхность, часто совмещают функцию водоотлива и вентиляции;
• Водоотливные (дренажные) — для самотёчного отвода подземных вод из горных выработок;
• Вентиляционные — для подачи свежего воздуха в шахту или отвода отработанного;
• Разведочные — для вскрытия и опробования рудных тел;
• Стволовые — служат началом глубоких шахт, когда ствол проходится не вертикально, а наклонно или горизонтально со стороны горного склона.

По уклону:

• Горизонтальные — с уклоном, обеспечивающим естественный сток воды (обычно 0,003—0,005);
• Наклонные — с углом наклона до 10—12°, чаще для транспортных целей с применением вагонеток на локомотивной тяге.

По способу проходки:

• Пробивные — выработка в мягких породах (глина, суглинок, слабые песчаники);
• Буровзрывные — проходка в крепких породах с применением зарядов ВВ;
• Механизированные — с использованием тоннелепроходческих комбайнов.

По конструкции крепи:

• Некрепёные — в устойчивых породах;
• Крепёжные — с деревянной, металлической, бетонной или железобетонной крепью;
• Тюбинговые — с чугунной крепью в неустойчивых и обводнённых породах.

¶Устройство и конструктивные элементы

Типичная горная штольня состоит из нескольких участков. Устье (портал) — место выхода на поверхность, где устанавливается крепёжная площадка, водоотводные устройства и, при необходимости, ворота для регулирования воздухопотока. Основная часть — забойка (трубопровод) прямоугольного или арочного сечения, через которую осуществляется транспорт или отвод воды. Забой — торцевая часть выработки, продвигаемая вперёд при проходке.

Поперечное сечение штолен для транспортных целей обычно составляет 4—12 м², для водоотливных — 1,5—4 м². Длина может достигать нескольких километров; наиболее протяжённые штольни Урала и Сибири превышают 5 км. Для обеспечения водоотлива штольни проходят с продольным уклоном в сторону устья, а в кровле устанавливаются водосборные лотки.

¶История в России

Широкое развитие штольневое дело получило на Урале в первой половине XVIII века при активном участии горного инженера В. Н. Татищева и металлурга В. И. де Геннина. Крупнейшие штольни того периода — Аятская, Исетская, Мысовская — обеспечивали сброс рудничных вод в реки и одновременно служили транспортными коммуникациями медных рудников. Мысовская штольня на Среднем Урале, построенная в 1740-х годах, имеет протяжённость около 3,5 км и считается одной из крупнейших штолен XVIII века в России.

В XIX веке штольни активно строились на Алтае (Риддерский, Локтевский рудники), в Забайкалье и на Дальнем Востоке. Многие из них функционируют до сих пор как дренажные выработки действующих горных предприятий.

В XX—XXI веках штольневое строительство получило новый импульс в связи с развитием тоннелестроения. Технология проходки штолен применяется при строительстве метрополитенов, горнодобывающих предприятий, а также инженерных тоннелей различного назначения.

¶Применение

Помимо горной промышленности, штольни находят применение в:

• Гидротехническом строительстве — как водопропускные и водохозяйственные тоннели;
• Энергетике — для подвода воды к гидроагрегатам (напорные штольни ГЭС);
• Гражданском строительстве — при прокладке коммуникаций, кабельных каналов;
• Военном деле — для укрытий и подземных коммуникаций.

¶Отличие от смежных понятий

Штольня отличается от штрека тем, что имеет выход на дневную поверхность; от тоннеля — тем, что тоннель проходит под преградой (рекой, хребтом, городом) и имеет два выхода, тогда как штольня — один. От ствола штольня отличается наклоном: ствол вертикален, штольня — горизонтальна или полого-наклонна.

¶Источники

• Горный энциклопедический словарь / Под ред. В. С. Белецкого. — М.: Недра, 1996.
• Бабенко А. Г. Горное дело: учебник для вузов. — М.: Недра, 2007.
• Татищев В. Н. Описание Уральских и Сибирских гор. — СПб., 1734.
• Штольни Урала: историко-технический очерк / Уральский горный институт. — Екатеринбург, 2005.