Углубка ствола

УГЛУБКА СТВОЛА (а. shaft sinking, shaft deepening; н. Schachtabteufen; ф. approfon- dissement d'un puits, avaleresse, ravalement; и. profundizacion de pozo) — увеличение глубины действующего ствола для вскрытия и подготовки шахтного поля на новых горизонтах. Углубка ствола — более трудоёмкий и сложный процесс, чем проходка нового ствола, и сопровождается проходкой к углубляемому стволу специальных подводящих выработок, созданием камер для размещения лебёдок и подъёмной машины, строительством естественных и искусственных защитных устройств и выполнением других подготовительных работ. Углубку ствола производят 3 способами: сверху вниз, снизу вверх и комбинированным (одновременно сверху вниз и снизу вверх). Каждый способ включает несколько технологических схем, отличающихся местом разгрузки породы или последовательностью производства работ по выемке породы и возведению постоянной крепи.

Углубку ствола в направлении сверху вниз осуществляют по 4 технологическим схемам.

Схема I — полным сечением с выдачей породы на поверхность или рабочий (вентиляционный) горизонт (рис. 1).

Применяется: в стволах, имеющих в сечении специальные отделения для пропуска проходческой бадьи; в стволах, если по условиям эксплуатации имеется возможность заменить один из постоянных подъёмных сосудов бадьёй, а второй — сосудом большой ёмкости; в стволах, в сечении которых располагается несколько сосудов с независимыми подъёмами и один из них можно использовать для навески проходческой бадьи; в стволах, если всё сечение выработки по условиям эксплуатации можно использовать для углубки ствола. Для предохранения работающих в углубляемой части ствола от возможного падения подъёмных сосудов оставляют породный предохранительный целик (естественное защитное устройство) или сооружают предохранительный полок (искусственное защитное устройство), если породы недостаточно устойчивые. Для пропуска канатов и бадей в предохранительном целике проходят гезенк; ниже целика гезенк расширяют до сечения ствола и проходят технологический участок, в котором монтируют проходческое оборудование. Далее углубку ствола ведут по совмещённой технологической схеме. Ствол армируют одновременно с углубкой (предпочтительнее) или после её окончания.

Схема II — полным сечением с выдачей породы на рабочий или вентиляционный горизонты (рис. 2).

Применяется в том случае, когда в углубляемом стволе имеется возможность разместить проходческие подъёмные сосуды и обеспечить на рабочем или вентиляционном горизонте приём породы и спуск материалов в ствол. Если первое условие отсутствует, увеличивают диаметр ствола. При возможности пропустить подъёмный канат по стволу подъёмную машину располагают на поверхности, при отсутствии такой возможности — на вентиляционном или рабочем горизонте. Работы ведут в такой последовательности: устанавливают над углубочным отделением искусственное защитное устройство, отшивают углубочное отделение от эксплуатационного, проходят горные выработки для размещения проходческих лебёдок, монтируют проходческое оборудование, проходят технологический участок ствола, в котором размещают нижнее защитное устройство и забойное оборудование. Дальнейшую углубку ствола ведут по совмещённой технологической схеме с последующим или одновременным армированием. Эта схема углубки ствола получила наибольшее распространение.

Схема III — полным сечением с выдачей породы на углубочный горизонт. Применяется, когда в сечении ствола выше рабочего горизонта нет места для размещения проходческой бадьи (рис. 3).

Породу с углубочного горизонта выдают: через слепой ствол или уклон на рабочий горизонт; через уклон, пройденный на рабочий горизонт непосредственно в другой ствол; через другой ствол на поверхность. После подхода выработок углубочного горизонта под ствол в контуре последнего проходят гезенк под предохранительный целик, сооружают стационарный полок, расширяют гезенк и монтируют проходческое оборудование. После проходки технологического участка монтируют в нём проходческое оборудование. Дальнейшую углубку ствола ведут по совмещённой технологической схеме с последующим армированием.

Схема IV — снизу вверх малым сечением с последующим расширением сверху вниз до полного сечения и спуском породы на подготавливаемый горизонт по гезенку или скважине большого диаметра (рис. 4).

Применяется в том случае, когда под углубляемый ствол уже пройдена выработка на подготавливаемом горизонте. Работы по углубке ствола включают 2 стадии: проходку с подготавливаемого горизонта до предохранительного целика гезенка (в породах с f>5) или скважины диаметром 800-1000 мм (в породах с f<5); расширение гезенка (скважины) сверху вниз с возведением постоянной крепи. После окончания углубки ствола демонтируют проходческое оборудование, затем с подвесного полка сверху вниз устанавливают расстрелы и проводники, которые подают на полок лебёдкой с подготавливаемого горизонта.

Углубка ствола в направлении снизу вверх применяется только в устойчивых крепких и средней крепости породах (f>6) при условии предварительного вскрытия подготавливаемого горизонта с проведением постоянной или временной выработки под центр углубляемого ствола по следующим 3 технологическим схемам.

Схема V — полным сечением с помощью подвесной клети или способом секционного взрывания глубоких скважин без временной крепи с последующим возведением постоянной крепи (рис. 5).

Применяется в стволах небольшого диаметра в весьма крепких породах (f>10).

Схема VI — полным сечением с временной крепью и магазинированием породы с последующим возведением постоянной крепи (рис. 6).

Используется в стволах различных диаметров в крепких устойчивых породах (f>10).

Схема VII — полным сечением с магазинированием породы и возведением постоянной крепи вслед за подвиганием забоя (рис. 7).

Применяется в стволах различных диаметров в породах средней крепости (f=6-8). Схемы VI-VII используют главным образом для углубки небольших участков стволов длиной 10-15 м при выполнении подготовительных работ для углубки ствола с углубочного горизонта. Углубка ствола в направлении снизу вверх характеризуется повышенной трудоёмкостью и опасностью производства работ.

Углубку ствола одновременно сверху вниз и снизу вверх (комбинированный способ) применяют в случае необходимости углубки сразу на несколько этажей одного из действующих стволов или быстрого строительства дополнительного ствола.

Схема VIII представляет собой всевозможные сочетания технологических схем I, II, III и IV со схемами V и VI (рис. 8).

Причём работы по углубке ствола могут выполняться как последовательно (сначала снизу вверх, затем сверху вниз), так и параллельно. Эта схема используется в основном на рудных шахтах, когда имеется специальный ствол для выдачи породы, опережающий другие стволы на один этаж и служащий для подготовки нового горизонта. Последовательность работ при углубке ствола по этой схеме следующая: сначала от опережающего ствола к углубляемому проходят квершлаг, затем снизу вверх по оси ствола проходят восстающий, который обратным ходом расширяют до полного сечения ствола. Нижние этажи углубляют сверху вниз полным сечением. Приём и разгрузку породы производят на подготовительном горизонте, по которому вагонетки с породой откатываются к опережающему стволу.