Каменская угольная копь

Каменское каменноугольное месторождение получило свое название от старинного завода Каменского завода, основанного в 1682 году. По свидетельству Н.Я. Нестеровского датой открытия угля на восточном склоне Урала надо считать 1797 год, когда крестьяне Хорьков Филимон и Векшин Кондратий нашли его на берегах р. Каменки, получив за это от канцелярии Главного Управления заводов 40 руб. «награды».

Впервые лигнит в даче Каменского завода был открыт около 1801 года. Лигнит долгое время определяли как каменный уголь и все разведки производились только на лигнит.
В 1820 году управителем Каменского завода, маркшейдером Нордштремом было обращено внимание на выходы пластов угля в берегах р. Исети напротив деревни Броды.
Эта углеподобная масса не горела, и потому так называемый «Бродовский прииск» Нордштремом был признан не подающим надежд на отыскание настоящего каменного угля.

Выветривание каменноугольных пород в берегу р. Исеть.

Летом 1842 года от засухи и выплавки большого числа артиллерийских орудий (бомбических пушек) пруд Каменского завода сильно обмелел. В обмелевшем пруду управителем казенного Каменского завода горным инженером И.А. Бароцци-де-Эльс случайно были встречены прослойки черного вещества, очень похожего на каменный уголь. Это положило начало разведок на берегу заводского пруда.

Разведки Бароцци-де-Эльс.

Весной 1843 года несколькими шурфами и разведочной шахтой были встречены пласты угля до 2-х аршин толщиной на глубине от 4 до 9 сажень. Уголь был рыхлым, глинистым, плохо горел и оставлял до 35% золы.

Разведки Граматчикова (1844-1848 гг.).

Весною 1844 года подпоручику Граматчикову было поручено произвести разведку бурением на каменный уголь в даче Каменского завода.
Бурение началось в мае 1844 из старой разведочной шахты на глубине 8 сажень. Скважиной было пройдено еще 11 сажень, где она встретила 4 угольных пласта, чередующихся с песчаниками и глинами. Уголь четвертого пласта заметно был выше по качеству, чем уголь первого пласта.
Для бурения скважины использовался обыкновенный штанговый бур. До глубины 7 сажень бурение проходило достаточно быстро, но ниже пошли вязкие глины и песчаник, что заставило подумать о замене штангового бурения китайским или веревочным.
Граматчиков модернизировал систему бурения и дальнейшие скважины проходились по измененной технологии.

Изображения буровых коронок

Китайская скважина, заложенная на месте будущей Каменской копи, пересекла до глубины 42 сажень шесть пластов угля: 1,24 м.; 1,4 м.; 1,0 м:.; 1,1 м.; 0,7 м; 0,88 м. мощности. Работы на скважине были остановлены в 1846 году.

Шахты №1 (30 сажень) и №3 (27 сажень), заложенные по реке Каменке дали отрицательные результаты. Общие результаты этих разведок признаны неудовлетворительными, и дальнейшие работы были прекращены.
В 1859 году Каменским казенным заводом было добыто 62330 пудов угля.

Разведки Тимофеева (1862-1864 гг.).

Осенью 1861 года под руководством горного инженера Тимофеева была заложена буровая скважина на правом берегу р. Исети к югу от деревни Броды. Скважина имела глубину 108 сажень (230,43 м) и пересекла несколько пластов угля незначительной мощности. 20 июня 1864 года скважина была остановлена из-за частых обвалов породы. Разведки Тимофеева никаких результатов не принесли.

На этот момент лесная дача Каменского завода была сильно истощена лесами, что грозило закрытию завода. В целях снабжения каменным углем Каменского завода были предприняты разведки для поиска месторождений каменного угля.

В 1876 году крупными разведками была охвачена вся полоса угленосных осадков на восточном склоне Среднего Урала. В 1879 году проведена так называемая VII казенная разведочная линия по угленосной полосе между р. Каменкой и р. Исетью. Эта разведочная линия дала небольшие надежды на отыскание угля.

Фрагмент карты распространения каменноугольных отложений Среднего Урала

В 1876 году правительство проводило исследования угольных месторождений восточного склона Урала. Особое внимание было обращено на Каменское месторождению, как возможную топливную базу для металлургических заводов. Общее руководство всеми работами было поручено профессору А.П. Карпинскому, производителем же работ в данном районе был горный инженер Ф.Ю. Гебауэр.

Разведки Гебауэра (1882-1886 гг.).

В целях снабжения углем Каменского завода в 1882-1886 года на средства Горного Ведомства и под руководством горного инженера Ф.Ю. Гебауэра были начаты детальные разведки. Этими разведками было обнаружено 14 пластов угля различной мощности, рабочими из которых признаны только 4 пласта – №2, №3, №4 и №6.
Разведки начались в сентябре 1882 года. В южной части отвода в крутом берегу р. Исети были заложены две штольни №1 и №2. В центральной части заложены две шахты №1 и №2. Штольни соединялись с капитальной шахтой на глубине 32 сажени.

В 1886 году приступили к очистной добыче.
Штольня №1 была пройдена 37 сажень на восток, а потом на еще более 67 сажень на северо-восток.

Отвалы углистых сланцев из штольни №1.

Обваливавшееся устье штольни №1.

Под этими завалами скрываются подземные выработки.

Из штольни вытекает ручей, местными принимаемый за родник. Судя по рыжим налетам, вода обладает слабой кислотностью.

Штольня №2 была пройдена на восток вкрест простирания пластов и имела длину 216 сажень.

Отвалы и устье штольни №2.

Каменный уголь отличался мягкостью и давал много мелочи (65-75%). По этой причине уголь совсем не годился для перевозок.
Первое испытание угля для топки паровозов было в июне 1886 года управлением Екатеринбургско-Тюменской железной дороги Первоначальные опыты не дали удовлетворительных результатов, поэтому уголь был признан непригодным для железной дороги. В 1893 году инженер-технолог фон-Дрейер по поручению Министерства Финансов производил целый ряд опытов Каменского угля для выяснения наилучшего сгорания. Эти опыты закончились вполне успешно при сжигании угля на решетке паровозов с качающимися колесниками.

Уголь пробовали применять на Каменском заводе для доменной плавки. Успехом это не кончилось и работы были признаны непроизводительною затратой.
По 1 марта 1886 года при разведочных работах было добыто 62.919 пудов каменного угля. Из этого числа на отопление паровых котлов было израсходовано 18119 пудов, в кузнице – 4040 пудов, на отопление жилых помещений 1787 пудов, на производство опытов — 8370 пудов, продано заводам, железной дороге и частным лицам – 29.270 пудов.
Уголь с 2-го и 3-го пластов особенно подходил для кузнечных работ. 110 пудов Каменского угля заменяли 67 пудов соснового угля.
Подсчитанные запасы по трем пластам до глубины 27 сажень определялись Гебауэром в 22041510 пудов угля. Горный инженер Кихлер определял запас в 7,7 млн пудов.

Рапортом №51 он доносил горному департаменту, что после производства подготовительных работ, ежегодная производительность Каменской копи может быть доведена до 3 миллионов пудов угля. Но из-за высокой себестоимости добываемого угля и отсутствия возможности его коксования, работы на копи были прекращены.

В 1890 году на Баранчинском заводе производилось испытание Каменского кокса в количестве 1200 пудов. Кокс не горел и забивал фурмы и вагранки, поэтому опыты были признаны неудачными.
При производстве опытов в Нижне-Исетском заводе к Каменскому коксу примешивали древесный уголь, при этом результаты были удовлетворительными.
На пермские заводы было отправлено 600 пудов кокса для постановки опытов. Результатом опытов явилось засорение вагранок шлаками и золой.
На Каменском заводе при доменной плавке успешно использовали кокс с древесным углем.

Горный ученый комитет в журнале за 23 июля 1891 года №126 пришел к заключению: «Очистную добычу угля следует приостановить впредь до окончательного вырешения вопроса и возможности обогащения Каменского угля и получения из него кокса удовлетворительных качеств, так как произведенные до сих пор с этой целью опыты нельзя считать достаточными и окончательными».
С 29 сентября 1891 года горный инженер Ф.Ю. Гебауэр, согласно постановлению Горного Ученого Комитета, производил опыты промывки и коксования 14 вагонов Каменского угля на промывальной фабрике и коксовальных печах Луньевской копи. Эти опыты дали неудовлетворительные результаты.
После этих неудачных опытов, горный инженер Ф.Ю. Гебауэр был командирован Горным Комитетом в Бельгию и Францию для изучения способов коксования углей подобных Каменскому и способах воздушного обогащения (на тот момент еще не применяемого в России). По возвращению Гебауэра оказалось, что для обогащения и коксования угля требуется постройка на Каменской копи дорогостоящих и сложных устройств, что при незначительных запасах угля признано не целесообразным.
1 мая 1893 года по приказу министра Государственных Имуществ М.Н. Островского дальнейшие работы на Каменской копи были прекращены, а имущество копи – ликвидировано.
За период с 1887 года по 1 мая 1893 года при разведочных, подготовительных и очистных работ было добыто 771000 пудов каменного угля.
На разведки Гебауэра в период 1882-1893 годов было израсходовано 227450 рублей 6 копеек.

С 1893 года месторождение разрабатывалось частным предпринимателем через Ивано-Павловскую шахту.
Запасы месторождения в 1909 году на Совещании Углепромышленников определялись в 26 млн пудов.

В 1918 году под руководством профессора Н.Н. Яковлева приступили к глубокому бурению, вскоре прекращенному из-за близости фронта гражданской войны. Во время гражданской войны Каменская копь была затоплена и законсервирована.

За все время работ на Каменской копи было добыто 800000 пудов угля, преимущественно из пласта №2, частью из пластов №3 и №6.
Главной проблемой использования Каменского угля были трудности обогащения и коксования угля.
В очередной раз детальные разведки глубоким бурением были начаты в 1928 году, теперь уже трестом «Уралуголь».

В связи со строительством Уральского Алюминиевого Комбината, Северского Трубного Завода и ТЭЦ снова встал вопрос о местной топливной базе.
В 1930-1931 годах Каменская копь восстанавливалась трестом «Уралуголь». Для последующей добычи требовались серьезные и дорогостоящие работы по реконструкции старых выработок. К этому прибавлялась и невозможность механизации добычи угля.
Летом 1931 год в Свердловск было доставлено 70 тонн угля для проведения опытов по сжиганию на колосниковых решетках паровых котлов. Высокая зольность и низкая механическая прочность определили Каменский уголь как не транспортабельный.
Испытания по сжиганию были произведены в котельных завода «Металлист», Свердловской городской бани и прокатного цеха завода «Красная Кровля». Уголь трудно зажигался и оставлял много золы. Исходя из этого, Каменский уголь мог служить топливом лишь для местной топливной промышленности в радиусе 100 км.
В 1932 году, после осмотра Каменской копи представителями Уралугля, Горного Надзора и Всекопромсовета, разработки угля были прекращены.
В 1943 году разведки были возобновлены.
С 1946 года началась добыча угля шахтой «Красный Горняк» Свердловского Облтопуправления. Работы велись на трех горизонтах: -30, -60, и -120 метров. Главный контингент подземных рабочих составляли спецпереселенцы и военнопленные.
Добываемый уголь использовался исключительно для местного потребления на предприятиях города Каменск-Уральского.
В 1951 году шахта «Красный Горняк» была закрыта и ликвидирована.

С углем Каменского месторождения производились многочисленные опыты с целью выяснения его применения для нужд железных дорог и металлургической промышленности. Эти опыты, приводили к самым разнообразным противоречивым результатам, что в значительной степени зависело от правильности постановки опытов.
При правильной постановке опытов на железной дороге результаты получились вполне удовлетворительные, также пригодным он оказался и для кузнечных работ. Попытки применить кокс для плавки в вагранках на одних заводах (Баранчинский, Пермский) оказались неудачными, на других же (Нижне-Исетский, Каменский) дали положительные результаты, что в значительной степени зависело от качества кокса, который приготовлялся из угля, обогащенного довольно примитивным способом, и отличался большим непостоянством в смысле содержания золы.
Крупным недостатком угля Каменского месторождения, помимо его высокой зольности, являлся большой выход мелочи (65-80%) и быстрая разрушаемость при хранении и перевозках.
Но при поставленной технологии обогащения и коксования, уголь успешно применялся в качестве местного топлива на крупных предприятиях г. Каменск-Уральского.

Каменское месторождение входит в Егоршино-Каменский угленосный район и расположено на Каменско-Сухоложской синклинали, которая заключает в себя три месторождения каменных углей визейского возраста: Каменское и Полдневское.

Использованная литература:
О каменном угле, найденном в Каменском заводе Екатеринбургского округа. Горный Журнал. 1843, IV.
Граматчиков Г. Разведка каменного угля в округе Каменского завода. Горный Журнал. 1845, I.
Граматчиков Г. Геогностическое описание округа Каменского завода. Горный Журнал. 1845, I.
Граматчиков Г. Геогностическое описание дачи Каменского казенного завода. Горный Журнал. 1850, I.
Об открытии каменного угля в даче Каменского завода. Горный Журнал. 1863, IV.
Бай-Балаев Ф.Ф. Каменское каменноугольное месторождение. ГГГГУ. 1933, вып. 284.
Забытые каменноугольные копи на Урале. Уральский Техник. 1916, №10-12.
Нестеровский Н.Я. Егоршинское каменноугольное месторождение. Уральское горное обозрение. 1910, №13.
Забытое каменноугольное месторождение на Урале. Уральское горное обозрение. 1910, №40.
Кандыкин Ф. Ископаемые угли нижнекаменноугольных отложений на восточном склоне Урала. Уральский Техник.
Кандыкин Ф. О Каменской каменноугольной копи. Уральский Техник.
Материалы к совещаниям углепромышленников восточного склона Урала. Уральский Техник.
Тимофеев А.А. Каменные угли восточного склона Урала. Обзор главных месторождений углей и горючих сланцев СССР.
Жуков О.В. Коксующиеся угли Сухоложско-Каменской синклинали в Свердловской области. Известия высших учебных заведений. Геология и разведка. 1969, №10.