Владислав Тимофеев - Горнозаводское кольцо Прикамья

Пласт угля в горной выработке

В 1807 году при поисках железной руды крестьянином Ксенофонтом Козловым на вершине Владимирской горы было открыто Луньевское месторождение угля. В 1820 году пласты угля были обнаружены на реке Усьва. Все эти многочисленные открытия каменного угля постепенно вызвали интерес, как горного ведомства, так и местных заводоуправлений.

Годом начала промышленной добычи бассейна считается 1856-й, когда начала работу Старо-Коршуновская копь, состоящая из нескольких вертикальных шахт. Работало на копи 250 человек. Начинают разрабатываться и месторождения угля в Луньевке и Губахе. Несмотря на это, освоение угольных месторождений Кизеловского бассейна шло очень медленно, в связи с трудностями доставки угля и тем, что близлежащие заводы работали на древесном угле и на то время были им вполне обеспечены. Так, на всём Урале, в 1870 году было добыто только 6,3 тыс. т угля. С середины XIX века уголь стал уголь использоваться для пудлингования и действия паровых машин на Кизеловском и Чёрмозском заводах Лазаревых, позднее он стал использоваться и на Александровском заводе Демидовых.

Месторождения каменного угля Кизеловского или Западноуральского бассейна приурочены к узкой полосе отложений нижнего отдела каменноугольного периода, протянувшихся вдоль западного Урала на 800 км. В основании угленосной толщи залегают отложения девона и нижнего карбона, представленные преимущественно известняками, переслаивающимися с песчаниками и глинистыми сланцами. Угленосная толща представлена глинисто-песчаниковыми континентальными отложениями кизеловского горизонта турнейского яруса нижнего отдела Каменноугольной системы. Мощность угленосных отложений составляет 150—300 м, с постепенным уменьшением к границам бассейна. В кровле угленосной толщи залегают известняки визейского яруса нижнего отдела. Вышележащие отложения среднего и верхнего отделов каменноугольной системы также представлены преимущественно известняками, общей мощностью около 700 м. А нижний отдел пермской системы слагают, как правило, терригенные породы (песчаники и конгломераты).

Угленосная свита содержит до 25 пластов и прослоев угля, но только 5 из них могут разрабатываться, остальные имеют небольшую мощность и не выдержаны по простиранию. Рабочими пластами являются 13 (средняя мощность 2,2 м), в 7—15 м ниже залегает пласт 11 (средняя мощность 1,3 м), в 15—30 м ниже залегает пласт 9 (средняя мощность 1,0 м), в 15—30 м залегает пласт 5 (средняя мощность 0,9 м) — самый нижний рабочий пласт. Эта нумерация возникла уже в советское время, до революции на каждой копи были свои названия пластов. Например, на Луньевском месторождении пласт 13 назывался Никитинский (копь Григорий), Андреевский (копь Илиодор), Граф 1 (копь Граф), Грасгофский (копь Варвара). А пласт 11 назывался Анатольевский 1 (копь Григорий), Анатольевский 2 (копь Илиодор), Граф 2 (копь Граф), Николаевский (копь Варвара). На Княжеской копи (Кизел) 13, 11 и 9 пласты назывались: княгиня Елизавета, Елена и Николай соответственно.

Лошадь и коногон в угольной шахте. Фото начала ХХ века с сайта kizel.ru

До революции пласты угля разрабатывались преимущественно штольнями и наклонными шахтами, проходившимися непосредственно по пласту. В редких случаях применялись небольшие вертикальные шахты. Глубина разработки редко превышала уровень грунтовых вод, из-за отсутствия эффективных методов водоотлива. Приустьевые участки штолен и шахт крепились сплошной венцовой крепью. Слабые участки (трещиноватые, с неустойчивой кровлей) горизонтальных выработок крепились дверными окладами. Очистное пространство крепилось костровой крепью или вертикальными стойками. По возможности крепь вынималась и использовалась повторно. В качестве крепи использовались еловые и пихтовые брёвна толщиной от 10 см. Для предотвращения гниения брёвна часто пропитывались известковым молоком. Во время проходки горных выработок широко применялся динамит, мягкие породы и наносы проходили вручную при помощи кайла. Для бурения шпуров использовались ручные перфораторы, отбитая взрывом горная порода поднималась конным воротом в бадьях. Уголь добывался преимущественно вручную с помощью кайла. Выработанное пространство иногда закладывалось пустой породой. Из забоев уголь лопатой грузился в салазки и утаскивался до основных штреков. Там уголь перегружался в вагонетки, и вручную или лошадьми откатывался к шахте или устью штольни до 7 вагончиков за раз. По шахтным стволам вагонетки поднимались на поверхность в клетях при помощи паровых машин. Горные выработки первоначально освещали свечи, покупаемые рабочими за свой счёт, затем стали использоваться фонари типа «Летучая мышь». Одежда у рабочих была своя, на ноги надевались лапти или кожаные коты. За смену использовалось 2 пары лаптей.

Труд шахтёров в то время был поистине каторжным, рабочий день длился по 12—14 часов, на время работы горняков запирали в шахте на замок, все инструменты шахтёры покупали на свои деньги. Не было никакой техники безопасности, в шахте царил произвол щтайгеров (мастеров), которые могли оштрафовать шахтёра за любую повинность. « С тех пор, как я сам посетил копи и видел этих несчастных, — каждый кусок каменного угля мне кажется обрызганным человеческой кровью » — писал В. И. Немирович-Данченко. Поэтому на угольных копях постоянно вспыхивали стачки и забастовки.

Всё изменилось с проведением в 1878—1881 годах Уральской горнозаводской железной дороги, с веткой Чусовская-Солеварни, называемой Луньевской, подчёркивая перспективы одноимённого месторождения каменного угля.

После революции добыча угля возросла на порядок, было построено множество новых шахт, а старые были реконструированы. Очень большую роль шахты Кизеловского бассейна сыграли в Великую отечественную войну, когда Донбасс заняли немцы, а другие угольные бассейны (Кузнецкий и Карагандинский) находились в зачаточном состоянии.

Но угольные пласты имели небольшую мощность и сложные условия залегания, очень большим был приток воды — всё это создавало сложности для дальнейшего развития добычи угля. К тому же запасы угля, залегающие вблизи поверхности, были добыты, а на некоторых шахтах разработка угольных пластов велась на глубинах более 1 км.

В связи с изменившимися экономическими условиями, сложностями добычи и общим развалом экономики в 1990-х годах, все шахты постепенно были закрыты. В 2000 году была закрыта последняя шахта.

На сегодня старые угольные шахты напоминают о себе в основном самоизливами шахтных вод. Перекрывающие угольные пласты известняки сильно закарстованы и водообильны, именно в этом причина высоких притоков воды в шахты. Из-за разложения содержащегося в угольных пластах пирита шахтные воды становятся кислыми (за счёт серной кислоты) и приобретают оранжевый цвет за счёт железа. Кроме этого шахтные воды содержат целый «букет» тяжёлых металлов. После закрытия вода быстро затопила все шахтные выработки и начала изливаться на поверхность. Всё это приводит к загрязнению рек, деградации растительности и загрязнению окружающей среды тяжёлыми металлами. Некогда чистые горные реки превратились в «кислотные» потоки неестественного цвета. В местах самоизлива шахтных воды иногда можно увидеть даже выпадение в осадок самородной серы, а соединения железа образуют на дне пористый осадок, местами замещая листья, ветки растений. По данным мониторинга за 2014 год среднегодовая концентрация соединений железа в реке Кизел составила 1790 предельно допустимых концентраций, марганца 440 ПДК, никеля 19 ПДК, а меди и цинка — 7 ПДК. К сожалению, сегодня Кизеловский бассейн ассоциируется больше всего с экологическими проблемами, так и не решенными, несмотря на многомиллиардные траты.