Шурф как горная выработка¶

Шурф — вертикальная горная выработка небольшого поперечного сечения, имеющая выход на земную поверхность и не имеющая непосредственного выхода на поверхность в виде горизонтального прохода. Относится к классу подземных капитальных или разведочных выработок. Характеризуется малой площадью сечения (обычно от 0,8 до 4 м²) и значительной глубиной по отношению к размерам. Применяется при геологоразведке, добыче полезных ископаемых, строительстве подземных сооружений, а также в археологии и инженерных изысканиях.

¶Общие сведения

Шурф отличается от колодца и скважины формой и назначением. Скважина имеет круглое сечение и бурится, шурф же проходится вручную или механизированно и обычно имеет прямоугольное или квадратное сечение. От штольни шурф отличается вертикальной ориентацией, от ствола шахты — меньшими размерами и, как правило, вспомогательным назначением.

Глубина шурфов варьируется от 1–2 метров (при инженерно-геологических изысканиях) до 20–40 метров и более (при разведке месторождений). Сечение зависит от назначения: для спуска человека и подъёма породы требуется не менее 1,2 × 0,8 м, для вентиляции и крепления — больше.

¶История

Проходка вертикальных выработок известна с древности. При добыче кремня, медных и оловянных руд в эпоху бронзы использовались ямы и колодцы глубиной до 10–20 метров. В средневековой Европе и на Руси шурфы применялись для поиска рудных жил и водоносных горизонтов. С развитием горной науки в XIX веке шурфование оформилось как самостоятельный метод разведки. В России значительный вклад в методику шурфовых работ внесли исследования горных инженеров Урала и Сибири, где этим способом выявлялись золотоносные россыпи.

¶Назначение и виды

По назначению шурфы делят на несколько категорий.

• Разведочные — для изучения геологического строения, отбора проб, определения мощности рудных тел и россыпей.
• Дренажные — для осушения месторождений, отвода подземных вод.
• Вентиляционные — для подачи воздуха в подземные выработки.
• Эксплуатационные — при кустарной и мелкомасштабной добыче полезных ископаемых.
• Инженерно-геологические — при изысканиях под строительство зданий, дорог, трубопроводов.
• Археологические — для исследования культурного слоя и стратиграфии памятников.

По форме сечения различают прямоугольные, квадратные и круглые шурфы. По способу проходки — обычные (с креплением) и с забивной крепью (опускные).

¶Технология проходки

Проходка шурфа включает несколько последовательных операций: разрушение породы, уборку её на поверхность, крепление стенок, водоотлив и вентиляцию.

Разрушение породы выполняется вручную (кайло, лопата) при малых глубинах или с применением отбойных молотков, буровзрывных работ при плотных породах. Подъём породы осуществляется бадьёй с лебёдкой или вручную воротом.

Крепление стенок предотвращает обрушение. Применяются деревянная венцовая крепь, металлические рамы, железобетонные кольца, инвентарные щиты. В устойчивых породах крепление может не устанавливаться.

Водоотлив производится бадьями, насосами или предварительным осушением. Вентиляция обеспечивается естественной тягой или вентиляторами, особенно при глубине свыше 10 метров и выделении вредных газов.

¶Применение в геологоразведке

Шурфование — один из основных методов поисков и разведки россыпных месторождений золота, олова, алмазов, а также рудных тел, залегающих на небольших глубинах. Шурфы позволяют непосредственно наблюдать породы, отбирать пробы большого объёма, что важно для оценки содержания полезного компонента. Сеть шурфов располагается по определённой системе (профилям, линиям) для оконтуривания залежи.

В практике геологоразведки шурфы часто сочетаются с буровыми скважинами: первые дают точную, но трудоёмкую информацию, вторые — быструю и дешёвую, но менее достоверную.

¶Инженерные изыскания и строительство

При строительстве зданий, мостов, дорог шурфы используются для изучения грунтов, определения уровня грунтовых вод, отбора образцов для лабораторных испытаний. Глубина таких выработок обычно 3–10 метров. В городских условиях применяются механизированные установки, снижающие трудозатраты и воздействие на окружающую застройку.

¶Археология

В археологии шурф — контрольная выработка малой площади, закладываемая для предварительного изучения памятника, определения мощности культурного слоя и его сохранности. Шурфы позволяют оценить перспективность раскопок без вскрытия больших площадей. Метод широко применяется в охранной археологии при экспертизе земельных участков.

¶Техника безопасности

Работы в шурфах относятся к категории повышенной опасности. Основные риски — обрушение стенок, падение предметов, недостаток кислорода, скопление метана и других газов, затопление. Обязательны крепление стенок, проверка газового состава воздуха, ограждение устья, страховочные приспособления. Спуск и подъём людей производятся только с применением лебёдки и предохранительных устройств.

¶Значение

Шурф остаётся востребованным инструментом в разведке недр, инженерных изысканиях и археологии. Несмотря на развитие бурения и геофизических методов, он сохраняет ценность там, где требуется прямое изучение пород и отбор представительных проб. В горном деле термин также используется в устойчивых выражениях: «пройти шурф», «шурфовая разведка», «шурфование».

Источники: Горная энциклопедия; учебники по горному делу и геологоразведке; методические пособия по инженерно-геологическим изысканиям; публикации по полевой археологии.