Шахтная выработка — это либо добыча рудного месторождения подземным способом , либо разработка угольных пластов, доступ к которым осуществляется через штольни, пройденные в поверхностном выходе угольного пласта. [1] Шахта — это подземная шахта, в которой вход или доступ находится выше уровня воды и, как правило, на склоне холма, проложенная горизонтально в рудный пласт. [2]
Штрек — более общий термин в горном деле, означающий почти горизонтальный проход в шахте, следующий за пластом (например, угля) или жилой руды. Штрек может пересекать или не пересекать поверхность земли. [3] Штрек следует за жилой, в отличие от поперечного разреза, который пересекает ее, или уровня или галереи, которые могут делать и то, и другое. [4] Все горизонтальные или субгоризонтальные выработки, сделанные в шахте, имеют общее название штрек. Это просто туннели, сделанные в скале, размер и форма которых зависят от их использования — например, откатки, вентиляции или разведки. [5]
Угольное месторождение Боулдер-Велд под Маршалл Меса в Боулдере, штат Колорадо, разрабатывалось с 1863 по 1939 год. Измерения в 2003, 2005 и 2022 годах показали, что на шахте есть активный угольный пожар . Он был исследован как возможная причина пожара Маршалл 2021 года . [6]
На сайте государственного парка Argyle Lake State Park говорится, что Argyle Hollow (занятая озером с 1948 года) богата запасами угля, глины и известняка. Исторически сложилось так, что люди обычно открывали и копали собственные «шахты», чтобы пополнить свой доход. [7] В Аппалачах небольшие угольные шахты, такие как эти, были известны как «сельские банки» или «фермерские» угольные шахты и обычно производили только небольшие количества для местного использования. [8]
Шахта Ласк, которая сейчас находится в государственном парке Turkey Run , действовала с конца 1800-х до конца 1920-х годов. Слишком маленькая для коммерческой эксплуатации, шахта, вероятно, обеспечивала углем семью Ласк, а позже и парк. [9]
В 1820 году первая коммерческая шахта в Кентукки, известная как «дрейфовая отмель Маклина», открылась недалеко от реки Грин-Ривер и Парадайса в округе Муленберг. [10] В Дрифте, штат Кентукки, компания Beaver Coal & Mining Company была самым известным оператором шахт, но были и другие более мелкие шахты (Floyd-Elkhorn Consolidated Collieries, Turner-Elkhorn Coal Company и т. д.). [11]
Угольная шахта Эшби компании Dorsey Coal Company, небольшая штрековая шахта, вероятно, в угольном месторождении Верхний Фрипорт; и шахта компании Taylor-Offutt Coal Company около Окленда, штат Мэриленд. [12]
В 1880-х годах государственный инспектор горнодобывающей промышленности Эндрю Рой опубликовал отчет о шахтах и горнодобывающих ресурсах Огайо [13] , в который вошли следующие параграфы:
Мощность или производительность шахт штата сильно различается. Толстые угольные пласты способны производить большую суточную производительность, чем тонкие пласты, и, как правило, штреки обладают большими преимуществами для быстрой загрузки угля, чем шахтные выработки. Во многих шахтах большого жильного региона долины Хокинг производительность составляет от 1200 до 1500 тонн в день. В шахтах с шахтным стволом производительность составляет от 600 до 700 тонн в день считается хорошей производительностью.
Первая тонна угля в шахте глубиной 100 футов и суточной производительностью 600 тонн часто обходится горнодобывающему авантюристу более чем в 20 000 долларов (1888), и известны случаи, когда из-за чрезвычайного количества воды при погружении было потрачено 100 000 долларов (1888), прежде чем был достигнут уголь. Шахты-дренажи, поскольку они не требуют машин для откачки воды и подъема угля, обходятся менее чем в половину суммы, необходимой для шахтной добычи.
Однако вода является дорогостоящим товаром в штреках, открытых на склоне падения угля, и подземная откачка в таких условиях обходится необычайно дорого.
Округ Индиана: шахты Graff Drift, около Блэрсвилля. Шахты Commodore, № 1 и 3 (шахты), № 2 (наклонная шахта), Green Twp. Шахта Empire "F" (1910-?), Шанктаун; штольня, добыча угольного пласта "B", добыча ведется механизированным способом, владелец Pioneer Coal Company, Клирфилд. Шахта Empire "M" (шахта McKean) (1906-?), штольня, негазовая, добыча 38-дюймового угольного пласта Lower Kittaning с использованием пневмомашин; вентиляция обеспечивается 8-футовым паровым вентилятором Stine, Клаймер, Пенсильвания. Шахта Rodkey (1906-?), штольня, Клаймер. Шахта Ernest № 2 (1903–1965), штольня, в Эрнесте, Rayne Twp., округ Индиана, Пенсильвания. [14]
Портал штрека Форк-Маунтин, штат Теннесси, вошел в 84-дюймовый безымянный пласт угля (см. изображение выше). Большинство угольных пластов в Теннесси не были такими толстыми. [15]
Первая угольная шахта в угольном бассейне Покахонтас с ее знаменитым 13-футовым пластом угля Покахонтас № 3, шахта Покахонтас представляет собой штрек. [16]
Множество ссылок и фотографий шахт Западной Вирджинии в «Scrapbook of Appalachian Coal Towns» [17], включая Спраг, Кеймур, Натталбург, Венеру, Лейланд, Элвертон, Кассельман (он же Каслман) и т. д.
Методы добычи методом штрека широко применялись для разработки россыпных месторождений в первые годы (1899- ) горнодобывающего округа Ном . Летом можно было разрабатывать поверхностные месторождения, но некоторые россыпные месторождения были зарыты слишком глубоко для поверхностного россыпного производства. Кроме того, зимой не было воды для промывки золота из россыпей. Многие шахтеры прокладывали туннели в глубокие россыпные месторождения, вынося высококачественный гравий для промывки при весенней оттепели. Большая часть земли в Номе покрыта вечной мерзлотой . С помощью штрека шахтеры смогли извлечь большую часть золота, зарытого под вечной мерзлотой. [ требуется ссылка ]
Золото в Номе было сосредоточено на трех древних береговых линиях, теперь прибрежных, над уровнем моря, и погребено под примерно пятьюдесятью футами вечной мерзлоты, перекрытой двумя футами тундры . Золото обычно находили поверх «ложной коренной породы», слоя глины, который находился у основания пляжа или ручья. Сначала шахтеры рыли шахты для разведки продуктивных пластов, разводя огонь поверх вечной мерзлоты, а затем, когда она таяла, сгребали грязь. Процесс продолжался либо до продуктивных пластов, либо до коренной породы. [ требуется цитата ]
Когда было найдено золото, началась штрековая добыча. Шахтеры прокладывали горизонтальные туннели со дна своей разведочной шахты, чтобы следовать за золотом по поверхности коренной породы. Туннели не обваливались, потому что земля была замерзшей. Шахтеры обнаружили старый подземный пляж и речные гравии, богатые золотом. Около 1900 года население Нома составляло более двадцати тысяч человек, многие из них были штрековыми шахтерами. Золотые месторождения Нома, кажущиеся нетронутыми с поверхности, испещрены туннелями, оставленными штрековыми шахтерами времен золотой лихорадки. Сегодняшние шахтеры, ведущие разведку с помощью современного бурового оборудования, иногда натыкаются на старые штреки; это было и остается методом, скопированным у валлийских шахтеров южного Уэльса , и он гораздо эффективнее, чем использование колокольных шахт . [ требуется ссылка ]
Золото добывалось из россыпных месторождений золота по всему штату и в различных условиях. Первоначально, легко обнаруживаемые месторождения на поверхности и в речных россыпях разрабатывались примерно до 1864 года. Гидравлические шахты, использующие мощные водяные пушки для промывки целых склонов холмов, были основными источниками золота в течение следующих 20 лет. В 1884 году судья Лоренцо Сойер издал указ, запрещающий сброс отходов гидравлической добычи в реку Сакраменто , фактически исключив крупномасштабные гидравлические операции. В течение следующих 14 лет дрейфовая добыча россыпных месторождений золота в зарытых третичных каналах частично компенсировала потерю добычи россыпного золота, но общее производство снизилось. Производство снова выросло с появлением крупномасштабной драгировки. Первая успешная золотая драгировка была введена в эксплуатацию в нижнем течении реки Фезер около Оровилла в 1898 году. [18]
Шахты в восточном Кентукки подвержены обрушению кровли из-за пластов горных пород, особенно в пределах 100 футов от портала. [ необходима ссылка ]
В 1989 году Горное бюро США опубликовало исследование восточных шахт Кентукки в рамках продолжающейся исследовательской программы по характеристике зоны барьера обнажения. «Холмовые пласты» были определены как доминирующая геологическая причина нестабильности кровли, уникальная для зоны барьера обнажения, с множеством травм и смертельных случаев, связанных с обрушением кровли. Холмовый пласт — это термин шахтеров восточного Кентукки для увеличенных под воздействием погоды напряженных соединений, которые встречаются в неглубоких вскрышных породах шахт , где поверхностные склоны крутые. Холмовые пласты наиболее заметны в пределах 200 футов по бокам от выхода угольного пласта и менее 300 футов или менее от вскрыши. Холмовые пласты образуются путем снятия напряжений и, следовательно, имеют тенденцию идти параллельно топографическим контурам и хребтам. Они могут пересекаться под разными углами, особенно под носом хребта, и создавать массивные блоки или клинья кровли, склонные к обрушению. Примеры пластов холмов описаны как в обнажениях, так и в кровле угольных шахт, чтобы установить их геологический характер и вклад в разрушение кровли. [19]