Строительство вертикального шахтного ствола

Горнодобывающая промышленность является одной из самых механизированных, трудоемкая выработка обеспечивается слаженной работой техники.

Шахтный ствол

Горная выработка может вестись на значительной глубине, для обеспечения нужной коммуникации между нею и поверхностью земли используются шахтные стволы, в их функцию входит:

• осуществление спуска и подъема полезных ископаемых;
• осуществление спуска и подъема рабочих в шахты;
• осуществление спуска и подъема материалов и инструментов, а также оборудования;
• проветривание шахты.

По своему назначению шахты могут быть главными (через них осуществляются основные операции по извлечению полезных ископаемых) и вспомогательные (через них может осуществляться спуск и подъем рабочих и материалов.) Стволы для проветривания называют вентиляционными.

Ствол состоит из устья (верхняя часть) и зумпфа. Форма ствола обычно круглая, реже прямоугольная и еще реже эллиптическая. Ее диаметр в среднем составляет девять метров, а глубина может достигать трех километров. Чтобы стены шахтного ствола не обваливались их закрепляют набрызгом бетона, металлическими или железобетонными конструкциями (вертикальными и горизонтальными).

Также бывают и слепые шахтные стволы, они не имеют прямого выхода на поверхность, но нужны для поэтапного перемещения полезных ископаемых с низких горизонтов на более высокие. Чтобы осуществлять погрузку и разгрузку, а также спуск и подъем необходим копер, то есть подъемная установка.

Шахтный ствол может быть как вертикальным, так и наклонным.

Рисунок 1. Шахтный ствол. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Строительство вертикального шахтного ствола

Для того, чтобы соорудить вертикальный ствол используют специальные буровые установки или прибегают к методу буровзрывных работ.

Совмещенная схема строительства предполагает выемку породы и устройство монолитной крепи вслед за забоем без устройство временных укреплений. Этот способ получил большое распространение, но скорость ведения работ в этом случае не очень высока и составляет сто тридцать-сто пятьдесят метров в месяц, поскольку операции проводятся последовательно, сначала разработка, затем армирование.

При совмещении операций и одновременном армировании за счет конструкции проходческого потолка нет необходимости переоборудовать ствол для армирования, поэтому сокращается цикл.

При параллельном методе работы разделяются по секторам, в нижней части шахтного ствола ведется разработка и установка временной крепи, а в верхнем устраивается постоянная. Максимальная скорость проходки в этом случае составляет 20 метров в месяц.

При последовательном методе сначала ведутся буровзрывные работы, затем устраивается временная крепь, а затем постоянная.

Самая высокая скорость достигается при параллельно-щитовой схеме, в этом случаеметаллическая передвижная опалубка защищает от обвала в процессе работы в забое, параллельно устанавливается постоянная крепь.

Стоит отметить, что для любого вновь вводимого комбината проходка шахтных стволов является самым дорогостоящим этапом на пути к началу функционирования и разработки (по оценкам этот этап может составлять до половины всего объема инвестиций), поэтому важна скорость и технологичность процесса. Совмещая работы по разрушению и погрузке с креплением шахтных стволов удается добиться самых эффективных показателей. Для принятия решения о способе строительства анализируются геологические данные, зоны обильных водопритоков. Основной водоносный горизонт по проекту может быть заморожен на глубину, установленную проектом. Объем работ визуализируется на схеме, на ней показывают расположение стволов, бункера, центральной подстанции.

Работы осуществляются с помощью экскаваторов подъема и крана, подъемных машин и лебедок.

Перед началом работы вся площадка проходит процесс подготовки, оснащается всей необходимой инфраструктурой, складскими и административными помещениями, вентиляционными установками, замораживающей станцией, компрессорами.