Что такое ствол в шахте

Назначение стволов и их классификация

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СТРОИТЕЛЬСТВЕ ВЕРТИКАЛЬНЫХ СТВОЛОВ

Назначение стволов и их классификация

Вертикальные горные выработки, имеющие выход на поверхность, называют шахтными стволами (далее стволами). Вертикальные горные выработки, не имеющие выхода на поверхность, называют слепыми стволами. В зависимости от своего назначения стволы подразделяются на эксплуатационные, строительные и разведочные. Эксплуатационные стволы предназначены для обслуживания в период эксплуатации всего шахтного поля или его части: крыла, блока, горизонта. В зависимости от положения относительно шахтного поля их подразделяют на центральные, фланговые и блоковые, а от основного функционального на- значения – на главные и вспомогательные. Главные стволы служат для выдачи полезного ископаемого. В рудной промышленности и называют рудоподъемными. Вспомогательные стволы предназначены для спуска-подъема людей (людские); материалов и оборудования (грузо-людские); выдачи породы (породные); вентиляции (воздухоподающие и вентиляционные); спуска закладки (закладочные); спуска леса (лесоспускные); водопонижения (дренажные); прокладки трубопроводов и кабелей различного назначения (трубно-кабельные), обеспечения запасного выхода и др. Часто стволы выполняют несколько функций одновременно. В этом случае из называют по главной из них. Строительные стволы используют для ускорения строительства подземного комплекса горных выработок шахты (рудника). В дальнейшем они могут быть переоборудованы для выполнения одной из указанных выше функций. К таким стволам относят и углубочные стволы, служащие для углубки эксплуатационных стволов в процессе разработки шахтного поля. Разведочные стволы используют для разведки или доразведки шахтного поля перед строительством шахты (рудника) или в период ее эксплуатации. Если в дальнейшем предусматривают использование разведочных стволов для целей эксплуатации, то их называют разведочно-эксплуатационными. Стволы могут иметь круглую (рис.1.1,а), прямоугольную (рис.1.1,б), криволикую (рис.1.1,в), эллиптическую (рис.1.1,г) и прямоугольную с выпуклыми короткими сторонами (рис.1.1,д) формы. Рациональность использования поперечного сечения ствола для разме- щения подъемных сосудов, лестничного отделения, труб и кабелей характе- ризуется отношением всей площади сечения ствола к полезной. Для указанных форм сечения стволов это соотношение составляет: прямоугольная – 1, криволикая – 1,22, эллиптическая – 1,27, круглая – 1,3. Несмотря на то, что прямоугольная форма позволяет наиболее рационально использовать площадь сечения ствола, она имеет ограниченное применение, так как обладает рядом существенных недостатков: низкой несущей способности крепи; большой трудоемкости высечки углов, особенно в крепких породах; сложности обеспечения водонепроницаемости и др. Стволы эллиптической и прямоугольной с выпуклыми короткими сторонами форм применяют только при их реконструкции с заменой деревянной или металлической крепи на монолитную или железобетонную, когда необ- ходимо сократить объем выемки породы. Шахтные стволы круглой формы поперечного сечения более удобны для организации и механизации проходческих работ, обеспечивают наибольшую устойчивость вмещающего породного массива, лучше противостоят давле- нию горных пород и хорошо герметизируются. В связи с этим они получили наибольшее распространение в практике шахтного строительства, несмотря на то, что круглая площадь поперечного сечения используется наиболее нерационально по сравнению с другими формами. Размеры поперечного сечения ствола определяют графическим методом с учетом площадей, занимаемых подъемными сосудами, лестничными отделением, трубами, армировкой, с соблюдением зазоров между ними, расстрелами и крепью ствола. Графически найденную площадь поперечного сечения ствола проверяют по условиям проветривания шахты. При этом скорость движения воздушной струи не должна превышать норм, установленных Правилами безопасности. Рис. 1.1. Формы поперечного сечения стволов 7 Диаметры поперечного сечения ствола в отечественной горнодобываю- щей промышленности принимают равными от 4 до 8 м и кратными 0,5 м. В угольной промышленности установлен унифицированный ряд сечений стволов с диаметрами 6, 7 и 8 м. В случае необходимости проходят стволы с диаметром поперечного сечения в свету 8,5 м и более. В горно-химической промышленности в основном проходят стволы диаметром в свету 6,0-7,5 м. При строительстве транспортных и гидротехнических сооружений пре- дусматривают стволы с диаметром в свету 5-6 м. На гидроэлектростанциях шинные и подъемные стволы проектируют диаметром 4,5-5,5 м, уравнительные – 10-15 м. В промышленном строительстве проходят стволы диаметром 20-40 м, но небольшой глубины. Глубина стволов зависит от глубины разработки полезного ископаемого и схем вскрытия шахтного поля. Стволы по глубине классифицируют на неглубокие – до 300 м, средней глубины 300-700 м и глубокие – более 700 м. Из общего числа сооружавшихся стволов в б. СССР в 1990 году неглубокие составляли 19%, средней глубины – 44%, глубокие – 37%. Средняя глубина проходимых стволов в угольной промышленности со- ставила 648 м, в горнорудной – 596 м, горно-химической – 396 м. Угольные шахты Подмосковного бассейна имеют стволы глубиной 80- 100 м, Кузнецкого и Львовско-Волынского бассейнов – 300-500 м, Донецкого и Карагандинского – 500-1400 м. В горнорудной промышленности глубина стволов изменяется от 200 до 1600 м. Стойленский и Михайловский горно-обогатительные комбинаты имеют глубину ствола 190-245 м, Соколово-Сарбайский и Гайский горно- обогатительные комбинаты, а также Запорожский железорудный комбинат №1 имеют стволы глубиной 310-425 м, горно-обогатительные комбинаты Криворожского бассейна – до 800 м. В Норильском горно-металлургическом комбинате на руднике “Ок- тябрьский” построено 10 стволов глубиной 800-1200 м, на руднике “Таймырский” – 6 стволов глубиной 1430-1585 м. В горно-химической промышленности глубина стволов составляет 300- 700 м. Глубина стволов при строительстве транспортных и гидротехнических тоннелей колеблется в пределах 150-600 м, тоннелей метрополитена – 30-50 м, коллекторных тоннелей – 10-40 м. В практике шахтного строительства максимальная глубина проходки стволов ограничивается возможностями используемых подъемных установок. В случае, когда проходческие подъемные установки не обеспечивают проходку ствола на проектную глубину, применяют мощные постоянные подъемные установки или двухступенчатые схемы подъема со строительством промежуточных подъемных установок. В современной практике проектирования шахт (рудников) число и место заложения стволов определяют путем оптимизации проектных решений объекта в целом, включая: мощность предприятия; способ и схему вскрытия шахтного поля и его частей; системы разработки пластов; порядок отработки шахтного поля, пластов, панелей, блоков; способ и схемы проветривания шахтного поля и его частей; схемы и средства основного и вспомогательного транспорта; схемы и средства дегазации, кондиционирования, водоотлива, закладочных работ; схемы и типы подъема по стволам; расстояние между горизонтами; размеры шахтного поля, блока; число горизонтов и блоков в шахтном поле и в одновременной работе и др. Определенные в оптимальном варианте места заложения стволов уточняют с учетом следующих основных факторов: ƒ возможности отчуждения земельного участка для строительства; ƒ наличия требуемых размеров санитарно-защитной зоны; ƒ горно-геологических и гидрогеологических условий проходки; ƒ защиты стволов от влияния горных работ с минимальной консервацией запасов полезного ископаемого в охранных целиках.

1.2. Способы проходки стволов Все применяемые способы проходки стволов можно разделить на обычный, специальные и проходку бурением. При проектировании способ проходки выбирают на основании анализа горно-геологических и гидрогеологических условий шахтного поля в месте заложения ствола и технико-экономического сравнения альтернативных вариантов. Обычный способ проходки стволов применяют в породах I-III категорий устойчивости (по классификации СНиП. Нормы проектирования подземных горных выработок). Отличительной особенностью этого способа является ведение проходческих работ без предварительного водоподавления или упрочнения вмещающих пород. Этим способом проходят стволы, в основном, с помощью буровзрывных работ и в отдельных случаях – проходческими комбайнами в породах с коэффициентом крепости по шкале проф. М.М. Протодьяконова f.

Поиск по сайту:

Главная
О нас
Популярное
ТОП
Новые страницы
Случайная страница
Изречения для студентов
Пожаловаться на материал
Обратная связь
FAQ

Донецкшахтопроходка — шахтостроительная компания в г. Донецк, Украина (в настоящее время — ДНР).

ИсторияПравить

Создание специализированного треста по проходке шахтных стволов было продиктовано, в первую очередь, потребностями угольной промышленности. Её динамичное развитие и дальнейший подъем были невозможны без форсированного сооружения вертикальных стволов. Была поставлена цель: в короткие сроки обеспечить техническое перевооружение шахтного строительства и добиться высоких темпов прохождения вертикальных стволов.

В 1952 году приказом министра угольной промышленности А. Ф. Засядько начальнику комбината «Сталиншахтострой» тов. П. А. Розенко было поручено реорганизовать трест «Сталиншахтовосстановление» в трест «Сталиншахтопроходка» (ныне — «Донецкшахтопроходка»)

Перед вновь созданным специализированным трестом были поставлены сложные задачи: существенно повысить темпы прохождения вертикальных стволов и довести их в среднем до 35 м в месяц; обеспечить широкое внедрение наиболее совершенных методов организации работ, внедрить комплексную механизацию всех процессов сооружения стволов; освоить новые высокопроизводительные машины и механизмы; сформировать школу постоянной подготовки квалифицированных кадров, инженерно-технического персонала и рабочих.

Для выполнения этих поставленных правительством задач была подобрана группа инженерно-технических работников, имевших на то время наибольший опыт в организации шахтно-проходческих работ. В группу вошли: М. П. Давыдов, Д. С. Прокопьев, П. И. Горлов и другие опытные инженеры. Первым управляющим треста стал Давыдов Михаил Прокопьевич, который знал шахты Донбасса, так как руководил их восстановлением в послевоенные годы. Это был очень опытный и грамотный специалист, горняк в шестом поколении, работавший на шахтах с четырнадцати лет. В невероятно короткие сроки трестом «Донецкшахтопроходка» была разработана и освоена совмещённая технология проходки шахтных стволов. Было создано и внедрено эффективное горнопроходческое оборудование, сформированы высококвалифицированные проходческие коллективы. Такие действия в тот период оказались крайне продуктивными.

К 1959 году производительность труда донецких шахтопроходчиков увеличилась в 4 раза, значительно снизилась себестоимость, что позволило сдавать готовые стволы с опережением, обеспечивая досрочный ввод в строй новых шахт, существенно расширяя фронт угледобычи.

В первые же годы деятельности на ряде шахт г. Донецка были организованы скоростные проходки стволов. На момент создания «Донецкшахтороходки» мировой рекорд прохождения вертикальных стволов, установленный ещё в 1898 году в Южной Африке на руднике «Simmer & Jack», составлял 62 метра. И уже в 1952 году на шахте «Мушкетовская-Вертикальная» этот рекорд был повторен.

В течение пяти лет скоростным способом были пройдены стволы на шахтах «Ветка-Глубокая», им. М. И. Калинина, «Новоцентральная», «Мушкетовская-Заперевальная № 1», «Будёновская-Глубокая». На шахтах «Щегловская» и «Игнатьевская» были достигнуты показатели 120—140 м в месяц, а на шахте «Бутовская-Глубокая» в марте 1957 г. бригада проходчиков под руководством Героя Социалистического Труда Н. Н. Тихонова установила мировой рекорд — 241 м готового ствола в месяц.

В целом по тресту «Донецкшахтопроходка» за период 1952—1959 гг. среднемесячные темпы прохождения вертикальных стволов шахт выросли по сравнению с 1951 г. с 12 до 51 м готового ствола, что способствовало своевременному введению в действие мощностей разработки угольных пластов общим объёмом 62 млн тонн угля в год на 117 шахтах. В короткие сроки передовой опыт донецких шахтопроходчиков был распространён в других угольных бассейнах страны и применялся горняками Германии, Польши, Чехословакии, Румынии. Это позволило успешно решать проблемы отрасли в целом, наращивать объёмы сооружения горных выработок и добычи угля.

Работники «Донецкшахтопроходки» М. П. Давыдов, Р. А. Тюркян, П. И. Горлов, И. С. Стоев за усовершенствование методов проходки вертикальных стволов шахт одними из первых в СССР были удостоены Ленинской премии.

Донецких шахтопроходчиков начали привлекать для оказания квалифицированной технической помощи на наиболее важных стройках всего Советского Союза. Летом 1959 года в Караганду приехала группа проходчиков треста «Донбассшахтопроходка» в количестве 130 человек во главе с начальником шахтостроительного управления Г. Г. Гуляевым. Для быстрого освоения Тентекского угленосного района необходимо было пройти вертикальные стволы — скважины большого диаметра. И дончане с честью выполнили возложенные на них задачи.

А в 1960 году, когда в Жезказгане оказался под угрозой срыва ввод мощностей меднорудных шахт, туда направили большую группу из четырехсот донецких шахтопроходчиков, командированных вместе со своим горнопроходческим оборудованием и механизмами. В результате было пройдено 10 вертикальных стволов на крупнейших медных рудниках бассейна, причём в отдельные месяцы темпы проходки превышали объёмы, достигнутые за предыдущие три года. Они составляли 120—140 метров в месяц, хотя ранее не превышали 4-х метров. Возглавлял работы в Жезказгане начальник шахтоуправления Маргулис Е. М., под его руководством позднее, в июле 1964, на шахте «Пролетарская-Глубокая» в Донецке было установлено фантастическое на то время достижение в мировой практике — за месяц пройдено 390,1 м готового ствола.

В итоге к началу 1964 года общая протяжённость стволов, пройденных «Донецкшахтопроходкой», уже составила около 70 километров, что, если верить советской статистике, было больше, чем пройдено США, Англией, Францией и ФРГ вместе взятыми за тот же промежуток времени.

В 1965 году за достижение высоких темпов проходки вертикальных шахтных стволов, усовершенствование технологии и организации работы трест «Донецкшахтопроходка» был удостоен высокой награды — ордена Ленина.

В 1969 г. на проходке западного вентиляционного ствола шахты № 17-17-бис (г. Донецк) параллельно-щитовым способом комплексом ДШП-1 комплексная бригада П. М. Кондратюка за месяц прошла 401,3 метра готового ствола, установив новый мировой рекорд скоростной проходки вертикальных стволов. Это была победа не только профессионализма и трудолюбия, но также разума и науки, потому что комплекс ДШП-1 был разработан именно специалистами треста «Донецкшахтопроходка» в собственном техническом отделе. Этот рекорд скорости проходки вертикальных стволов остаётся непревзойдённым до настоящего времени.

В 1979 году, успешно освоив прогрессивную комбайновую технологию проходки вертикальных стволов, донецкие шахтопроходчики за месяц прошли 160 метров комбайном СК-1у на проходке клетевого ствола № 3 шахты им. Калинина в г. Донецке. В дальнейшем был следующий рекорд: в 1982 году — 203,8 м в месяц совмещённым способом с призабойной опалубкой на воздухоподающем стволе шахты им. газеты «Социалистический Донбасс». На всех шахтах-новостройках в то время проходку стволов выполняли высокопроизводительными проходческими комплексами КС и ДШП, что позволило достичь устойчивых среднемесячных темпов — 100 м и более.

Управления треста, непосредственно сооружавшие стволы, получили легендарные названия: «4-я проходка» (руководители Э. В. Леонов, А. А. Макаров, Е. Б. Новик), «3-я проходка» (Е. М. Маргулис, В. В. Левит), «9-я проходка» (В. Г. Скороход, Л. Г. Павлюк).

Высокая квалификация донецких шахтопроходчиков подтвердилась их востребованностью военно-промышленным комплексом страны. 1 октября 1968 года 1-е шахтопроходческое строительное управление (ШПСУ-1) треста «Донецкшахтопроходка» было преобразовано в специализированную организацию по ведению строительно-монтажных работ для Министерства обороны СССР. Это единственное в СССР управление, которое Министерство угольной промышленности откомандировало в распоряжение Министерства обороны. Тогда по требованию спецслужб коллектив именовался «п/я 33». Донецкие шахтопроходчики быстро и качественно сооружали шахтные стволы для боевых ракетных комплексов, строили подземные командные пункты, штольни и стволы с металлоизоляцией для хранения жидкого топлива, строили и реконструировали подземную часть стартовых космических комплексов «Союз», «Салют», «Прогресс», «Протон», «Буран».

Наиболее серьёзные испытания на долю предприятия выпали в 90-е годы — период распада Советского Союза, когда рушились сложившиеся производственные связи, начался переход к новой экономической системе хозяйствования, резко сократились капиталовложения в угольную промышленность Украины. Строительство шахт и, в частности, вертикальных стволов — очень затратный процесс, финансировать который в нужных объёмах по силам только государству. Однако, в 90-х годах не было денег не то, что на строительство шахт, даже на зарплату. Это был период «безвременья», когда на государственном уровне не принимались принципиальные решения о дальнейшем развитии угольной отрясли, и шахтостроителям приходилось выживать самостоятельно.

Ситуация изменилась, когда шахтное строительство стал финансировать частный капитал. В 2000 году трест начал строительство воздухоподающего ствола № 2 на шахте им. Засядько. Ствол диаметром 7 м и глубиной 1265 м в сложных горногеологических условиях был пройден с месячными темпами 100 и более метров. Скоростная проходка ствола на шахте им. А. Ф. Засядько возродила славные традиции коллектива треста. В 2003—2006 гг. такими же темпами были пройдены восточные вентиляционные стволы № 2 и № 3 этой же шахты. На стволе № 2 в апреле 2003 г. за месяц было пройдено 130 м готового ствола — лучшее достижение за годы независимой Украины.

В эти же годы трестом «Донецкшахтопроходка» были сооружены два ствола для шахты «Красноармейская-Западная № 1»: воздухоподающий № 2 и скиповой № 2, которые положили начало строительству блока № 10 — по сути шахты-новостройки.

В августе 2008 года на базе треста была создана шахтостроительная компания «Донецкшахтопроходка», которая фактически явилась преемницей треста и вошла в сеть предприятий ПрАО «Донецксталь» — металлургический завод”.

Спасательно-восстановительные операцииПравить

В 1986 году донецкие шахтостроили участвовали в ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС Труднейшую и опаснейшую работу по сооружению выработки под фундаментом аварийного блока для возведения защитной плиты поручили шахтопроходчикам из Донбасса и Тулы − предприятиям «Донецкшахтопроходка» и «Мосбассшахтострой». Вслед за шахтёрами двигались бетонщики, прибывшие со строительства Рогунской ГРЭС. Работы были начаты с углубления котлована. В котловане был смонтирован проходческий щит, доставленный из Киева, и началась проходка штрека. За исключением установки железобетонных тюбингов с помощью щита, все работы велись вручную, круглосуточно в восемь трёхчасовых смен. Штрек под аварийный реактор длиной около 170 м был пройден и закреплён за 13 суток. Ещё две недели велись работы по выемке горной массы объёмом 2200 м3 под бетонную подушку, размером 30×30 метра.

Все было закончено к 28 июня, что позволило локализовать опасность попадания более 150-ти тонн остатков разогретого ядерного топлива в грунтовые воды, предотвратить загрязнение отходами водного бассейна Днепра и отвести угрозу жизни и здоровью миллионам жителей Украины и Европы.

На шахте «Южнодонбасская № 3» (2009 г.) после пожара в угольном бункере, когда перегорели головные канаты, и два 14-тонных скипа рухнули вниз, за семь с половиной часов специалисты «Донецкшахтопроходки» очистили ствол от обрывков кабелей, канатов, элементов скипа, обследовали армировку, дали разрешение на подъем породного скипа.

Для ликвидации последствий пожара на львовской шахте «Межиричанская» (2011 г.) донецким шахтостроителям необходимо было очистить ствол от засыпочного материала, которым тушили пожар, восстановить вентиляцию, армировку, дать возможность шахте возобновить добычу угля. За 100 дней было очищено 100 метров ствола, и уже в сентябре 2011 г. шахта «Межиричанская» начала добычу угля.

На шахте им. Бажанова (2011) впервые в мировой практике рухнул башенный копёр вместе с машинным залом и подъёмной машиной. Они потянули за собой 29 канатов, каждый по 10 тонн, и грузы примерно такого же веса, зависшие где-то в глубине ствола.
Специалистам «Донецкшахтопроходки» поручили подготовить ствол к восстановительным работам, а это значило: необходимо было убрать канаты, очистить ствол от арматуры, прочего материала, соорудить перекрытия на отметках −5 м и +1 м, дать возможность запустить главный вентилятор. Разобраться с канатами в той груде промышленных «останков», которые образовались после падения копра, можно было только радикальным способом — перерезать. Но тогда более 500 тонн металла грудой свалились бы в километровый ствол. Специалисты «Донецкшахтопроходки» нашли более сложное для себя, но щадящее для тех, кто придёт восстанавливать шахту за ними, решение: в ствол засыпать 600 м3 щебня, наполовину уменьшить нагрузку на канаты от висящих грузов, после этого их перерезать и по одному поднять наверх. Проходчики бригады С. А. Корзуна справились с необходимым объёмом работ на шахте им. Бажанова за три месяца.

Руководство управлений трестаПравить

• П. Н. Сердюк (1957—1985)
• И. А. Матвиенко (1985—2001)
• П. Я. Якимчук (2001—2010)

Шахтопроходческое строительное управление № 1

• С. Х. Волобуев (1952—1954)
• И. И. Каращук (1955—1960)
• А. А. Пшеничный (1961—1965)
• З. Ш. Мустафин (1969—1976)
• С. М. Кухаревский (1977—1985)
• С. В. Клевцов (1986—1998)

Шахтопроходческое строительное управление № 3

• Р. А. Тюркян (1953—1955)
• Ю. З. Заславский (1955)
• Н. А. Бабий (1955—1972)
• Е. М. Маргулис (1972—1991)
• В. В. Левит (1991—2007)

Шахтопроходческое строительное управление № 4

• Е. М. Маргулис (1962—1965)
• Э. В. Леонов (с 1965)

Шахтопроходческое строительное управление № 9

• А. А. Пшеничный (1956—1959)
• И. А. Васильковский (1959—1960)
• В. Е. Скороход (1960—1986).

Знаменитые шахтопроходчикиПравить

• Тюркян Раффи Арменакович (1929—2004 гг.) — советский учёный, доктор технических наук, профессор, действительный член трёх академий: Академии горных наук Украины, Академии строительства Украины и Нью-Йоркской Академии наук США. Лауреат Ленинской премии в области науки и техники (1957), заслуженный шахтёр Украины (1969), Почётный строитель Байконура.
• Тихонов Николай Никифорович. Звание Героя Социалистического Труда получил за рекордные показатели при проходке ствола шахты «Бутовская-Глубокая». В этот год его бригада показала поистине фантастический тогда результат — 241 м готового ствола в месяц.
• Пилипенко Иван Васильевич. Герой Социалистического Труда (1957). Его бригада поставила несколько мировых рекордов скоростной проходки вертикальных стволов (до 202 м в месяц), в 5-6 раз превзойдя средние показатели.
• Карев Николай Михайлович, Герой Социалистического Труда (1965)
• Кондратюк Пётр Моисеевич, Герой Социалистического Труда (1971)
• Прокопьев Дмитрий Степанович, Герой Социалистического Труда (1957)
• Пшеничный Александр Андреевич, Герой Социалистического Труда (1957)
• Горлов П. И. Лауреат Ленинской премии, заслуженный изобретатель СССР
• Стоев И. С. Лауреата Ленинской премии

СсылкиПравить

Шахтный ствол — вертикальная (реже наклонная) капитальная горная выработка, имеющая непосредственный выход на земную поверхность и предназначенная для обслуживания подземных горных работ. Через шахтные стволы осуществляется спуск и подъём полезного ископаемого, породы, материалов, оборудования, людей и осуществляют проветривание шахты.

В зависимости от основного назначения, шахтные стволы разделяют на главные и вспомогательные. Главный ствол служит для подъёма на поверхность полезных ископаемых. Вспомогательные стволы в соответствии с их функциями подразделяются на грузо-людские — для спуска и подъёма людей (клетевые стволы), материалов, оборудования и вентиляционные — для проветривания с выдачей исходящей струи воздуха (ствол для подачи свежей струи называют воздухоподающим). Клетевой ствол одновременно бывает воздухоподающим, но никогда — вентиляционным.

Верхняя часть ствола, выходящая на земную поверхность, называется устьем; нижняя (ниже горизонта околоствольного двора) — зумпфом. Поперечное сечение шахтных стволов бывает круглым, иногда — прямоугольным (шурфы), реже — эллиптическим. Диаметр вертикальных стволов достигает 9 м, глубина 3-3,5 км. Стенки стволов закрепляют бетоном, железобетоном и металлическими или железобетонными тюбингами; в крепких устойчивых породах — набрызг-бетоном. Армировка ствола включает обычно металлические горизонтальные элементы (расстрелы) и вертикальные элементы (проводники), в виде деревянных балок или натянутых стальных канатов, обеспечивающие плавное движение скипов и клетей. Сооружают стволы с помощью буровзрывных работ, бурильных установок и стволопроходческих агрегатов.

Слепой шахтный ствол — вертикальная горная выработка, не имеющая выхода на поверхность и предназначенная для транспортировки полезных ископаемых, людей, грузов с нижележащих горизонтов на более высокие, по ним осуществляют проветривание шахты.

Способы проходки вертикальных шахтных стволов.

Общее понятие о вертикальных шахтных стволах.

2. Способы проходки вертикальных шахтных стволов

3. Технология проходки вертикальных шахтных стволов.

4. Техника безопасности при проходке вертикальных шахтных стволов.

Список использованной литературы. 1. Общее понятие о вертикальных шахтных стволах.

Вертикальным шахтным стволом называют горную выработку, соединяющую тоннель с поверхностью земли и предназначенную для обслуживания подземных работ в период строительства. Через ствол шахты осуществляют подъем на дневную поверхность грунта, спуск и подъем людей, он также служит для целей энергоснабжения, вентиляции и водоотлива.

Места расположения стволов обязательно увязывают с принятой системой вентиляции тоннелей для рационального их использования в качестве постоянных сооружений. При строительстве горных тоннелей стремятся использовать площадки с удобным подъемом, при строительстве метрополитенов выбирают места, наиболее свободные от городской застройки.

Материалом для обделки стволов шахт круглого поперечного сечения в зависимости от горно-геологических условий может быть монолитный бетон, сборный железобетон и в тяжелых горно-геологических условиях – чугунные тюбинги. При прямоугольном сечении в качестве материала используют дерево, иногда сборный железобетон.

Основными элементами шахтного ствола являются (рис. 1.1): устье ствола (оголовник) (1), вертикальный ствол (2), сопряжение ствола с околоствольным двором (3), водосборник (зумпф) (5), околоствольный двор (4). Устье ствола обычно сооружается в малоустойчивых грунтах, поэтому оно должно иметь достаточно надежную крепь, которая наряду с восприятием горного давления будет также воспринимать давление от копра, крана и других механизмов и машин.

Рис. 1.1 – Конструкция шахтного ствола

При проходке ствола в слабых грунтах (рис. 1.2, а) применяется конструкция устья с воротником (1) в виде железобетонной плиты. Цилиндрическая часть (2) устья при сборной обделке бетонируется вместе с первым кольцом тюбингов (3). В более крепких грунтах (рис. 6.2, б) устраивается устье из нескольких тюбинговых колец (6) обделки ствола, прикрепленных болтами к верхнему кольцу (4), которое опирается на бетонную подушку (5).

Рис. 1.2 – Конструкции устьев ствола: а – с воротником; б – из тюбинговых колец; в – из монолитного бетона

При монолитной обделке (рис. 1.2, в) сооружается опорный венец (башмак) (8) в виде уступа, выше которого располагается устье (7).

Околоствольным двором называют горизонтальную выработку, примыкающую к стволу и расположенную на уровне сооружаемых тоннелей, предназначенную для пропуска грузов, передаваемых – с горизонтальных выработок в ствол шахты, а также для вентиляции, водоотлива и др.

В зависимости от расположения относительно ствола шахты различают односторонний и двусторонний околоствольные дворы (рис. 1.3). Односторонний околоствольный двор представляет собой выработку диаметром 5–6 м (она может быть сводчатой формы), располагаемую с одной стороны шахтного ствола. Двусторонний околоствольный двор сооружается с обеих сторон ствола шахты. Длина одностороннего околоствольного двора составляет 18–20 м, а при двустороннем дворе с противоположной стороны добавляется еще 12–15 м.

Рис. 1.3 – Схемы околоствольных дворов: а – односторонний (тупиковый) околоствольный двор; б – двусторонний околоствольный двор; 1 – клетевой подъем; 2 – шахтный ствол; 3 – лесоспуск; 4 – ходок в насосную камеру, 5 – путевые съезды; 6 – рельсовые пути; 7 – подходная штольня; 8 – обходная штольня

Двусторонний околоствольный двор сооружают при больших грузопотоках, что соответствует проходке четырех-пяти тоннельных забоев диаметром до 6 м. Такие дворы устраивают у стволов шахт, обслуживающих сооружение станций метрополитенов.

До проходки ствола производится уточнение геологических и гидрогеологических условий сооружения ствола шахты, физико-механических свойств грунта, определение возможной величины притока воды. Для этой цели бурят три добавочные разведочные скважины по вершинам равностороннего треугольника, описанного вокруг сечения проектируемого ствола.

Место заложения шахтного ствола и способ его проходки выбирают с учетом инженерно-геологических условий по трассе тоннеля, рельефа местности, наличия и расположения наземных и подземных сооружений. В подготовительный период строительства маркшейдерская служба производит разбивку и вынесение оси ствола.

В случае сооружения ствола в затопляемый паводковыми водами зоне создают незатопляемую площадку, на которой предусматривается размещение всех необходимых устройств и обеспечение транспортной и телефонной связи. При невозможности устройства такой площадки устье шахты поднимают на 1 м выше максимального горизонта паводковых вод.

До начала сооружения ствола в зависимости от принятого способа проходки надо выполнить следующие работы: сделать устье ствола (воротник), соорудить участок ствола для монтажа проходческого оборудования (подвесного полка, устройств для монтажа обделки и погрузки грунта) и смонтировать это оборудование.

Сооружение устья (воротника) и верхнего участка ствола следует осуществлять в открытом котловане. Котлован разрабатывают с помощью грейфера и пневматических инструментов. Возведение сборной или монолитной обделки на всю высоту устья необходимо производить с использованием подвижного кранового оборудования.

Способы проходки вертикальных шахтных стволов.

В зависимости от устойчивости и водообильности грунтового массива различают обычные и специальные способы сооружения стволов.

Обычные способы проходки стволов глубиной до 50 м применяют в устойчивых грунтах: глинистых, гравиино-галечниковых, щебенистых и песчаных, расположенных выше уровня капиллярного поднятия воды, а также в крепких скальных грунтах при ожидаемом притоке воды в забое до 50 м3/ч.

Проходку стволов обычными способами глубиной более 50 м в устойчивых грунтах следует производить при притоках воды в забой до 8 м3/ч. При соответствующем технико-экономическом обосновании можно производить проходку стволов обычным способом при притоках воды в забой до 20 м3/ч с последующим подавлением и доведением притока до 8 м3/ч. Обычные способы являются основными и наиболее распространенными.

Специальные способы сооружения стволов шахт применяют в рыхлых, неустойчивых или плывунных грунтах, а также при пересечении крепких, трещиноватых водоносных грунтов. Выбор способа проходки стволов шахт специальным способом следует осуществлять на основании сопоставления технико-экономических показателей с учетом данных согласно СНиПа.

При обычных способах проходки различают проходку в крепких грунтах с применением буровзрывных работ и проходку в мягких грунтах, где разработку ведут с применением отбойных молотков или пневмоломов.

По глубине шахтный ствол разбивается на звенья, длина которых в зависимости от устойчивости грунтов принимается от нескольких метров до нескольких десятков метров. В зависимости от очередности производства работ в звеньях различают технологические схемы: последовательную, параллельную, параллельно-щитовую и совмещенную.

При последовательной схеме в каждом звене сначала производят выемку грунта, а затем возводят обделку. По окончании производят аналогичные работы в нижнем звене и т. д. Такая схема сооружения стволов шахт может быть рекомендована для стволов глубиной до 100 м, а также в неустойчивых и водоносных грунтах с применением специальных способов.

При параллельной схеме работы ведут в двух звеньях, в нижнем производят выемку грунта в направлении сверху вниз и при необходимости устанавливают временную крепь, в верхнем смежном звене с подвесного полка снизу вверх возводят обделку. Эту схему применяют при диаметре стволов более 4,5 м и глубине ствола более 250 м. Однако, в связи со сложностью работ, применение такой схемы ограничено.

При совмещенной схеме возведение сборной обделки входит в проходческий цикл. По этой схеме очередное кольцо обделки монтируют одновременно с уборкой грунта из забоя. Простота организации работ позволяет достигнуть высоких скоростей проходки. Совмещенная схема получила небольшое распространение и может быть рекомендована для сооружения стволов любых размеров поперечного сечения и глубины.

Сущность параллельно-щитовой схемы заключается в том, что обделка ствола возводится одновременно с выемкой грунта сверху вниз. Вместо временной крепи применяют щит из листовой стали толщиной 10–20 мм, высотой от 5 до 18 м, который по мере выемки грунта опускают. Обделку возводят сверху вниз с подвесного трехэтажного полка. Эта схема сооружения стволов может быть рекомендована только при достаточно устойчивых грунтах. Основным недостатком этой схемы является большая масса проходческого оборудования (150–180 т) и значительный срок его монтажа (5–6 месяцев и больше).

Общие сведения о стволах

Ствол шахтный (С.ш.) — вертикальная горная выработка, имеющая выход на поверхность.

Ствол шахтный слепой (С.ш.с.) — вертикальная горная выработка, не имеющая выхода на поверхность.

С.ш. в зависимости от своего назначения подразделяют на эксплуатационные (С. ш. э.), строительные (С. ш. ст.) и разведочные (С. ш. р.).

С.ш.э. предназначены для обслуживания в период эксплуатации всего шахтного поля или его части: крыла, блока, горизонта. В зависимости от положения относительно шахтного поля С.ш.э. подразделяют на центральные, фланговые и блоковые. а от основного функционального назначения — на главные и вспомогательные.

С.ш.э. служат для выдачи полезного ископаемого. В рудной промышленности их называют рудоподъемными.

С.ш.э. вспомогательные предназначены для спуска — подъема людей (людские); спуска — подъема людей, материалов и оборудования (грузо-людскне); выдачи породы (породные); вентиляции (воздухоподающие и воздуховыдающие); спуска закладки (закладочные); спуска леса (лесоспускные); водопони-жения (дренажные); прокладки трубопроводов и кабелей различного назначения (трубокабельные), обеспечения запасного выхода и др.

Часто С.ш. выполняют несколько функций одновременно. В этом случае их называют по главной из них.

С. ш. ст. используют для ускорения строительства подземного комплекса горных выработок шахты (рудника). В дальнейшем они могут быть переоборудованы для выполнения одной из указанных выше функций. К С. ш. ст. относят и углубочные стволы, служащие для углубки С.ш.э. в процессе разработки шахтного поля.

С.ш.р. используют для разведки или доразведкн шахтного поля перед строительством шахты (рудника) или в период ее эксплуатации. Если в дальнейшем предусматривают использование С.ш.р. для целей эксплуатации, то их называют разведочно-эксплуатационными.

С. ш. могут иметь круглую (рис. 1.1, а), прямоугольную (рис. 1.1, б), криволикую (1.1, в), эллиптическую (рис. 1.1, г) и прямоугольную с выпуклыми короткими сторонами (рис. 1.1, д) формы.

Рациональность использования поперечного сечения С.ш. для размещения подъемных сосудов, лестничного отделения, труб и кабелей характеризуется отношением всей площади сечения ствола к полезной.

Для указанных форм сечения С.ш. это соотношение составляет: прямоугольная 1, криволикая 1,22, эллиптическая 1,27, круглая 1,3.

Несмотря на то, что прямоугольная форма позволяет наиболее рационально использовать площадь сечения С.ш., она имеет ограниченное применение, так как обладает рядом существенных недостатков: низкой несущей способностью крепи; большой трудоемкостью высечки углов, особенно в крепких породах; сложностью обеспечения водонепроницаемости и др.

С.ш. эллиптической, криволикой и прямоугольной с выпуклыми короткими сторонами форм применяют только при реконструкции стволов с заменой деревянной или металлической крепи на монолитную бетонную или железобетонную, когда необходимо сократить объем выемки породы.

С.ш. круглой формы поперечного сечения более удобны для организации и механизации проходческих работ, обеспечивают наибольшую устойчивость вмещающего породного массива, лучше противостоят давлению горных пород, более удобны для герметизации крепи. В связи с этим они получили наибольшее распространение в практике шахтного строительства, несмотря на то. что круглая площадь поперечного сечения используется наиболее нерационально по сравнению с другими формами.

Размеры поперечного сечения С.ш. определяют графическим методом с учетом площадей, занимаемых подъемными сосудами, лестничным отделением, трубами, армировкой с соблюдением зазоров между ними, расстрелами и крепью ствола.

Диаметры поперечного сечения С.ш. в отечественной горнодобывающей промышленности принимают равными от 4 до 8 м и кратными 0,5 м. В угольной промышленности установлен унифицированный ряд сечений С.ш. с диаметрами 6, 7 и 8 м. В случае необходимости проходят С.ш. с диаметром поперечного сечения в свету 8,5 м и более.

В горно-химической промышленности в основном проходят стволы диаметром в свету 6,0—7,5 м.

При строительстве транспортных и гидротехнических сооружений предусматривают стволы с диаметром в свету 5—6 м. На гидроэлектростанциях шинные и подъемные стволы проектируют диаметром 4,5—5,5 м, уравнительные — 10—15 м.

В промышленном строительстве проходят стволы диаметром 20—40 м, но небольшой глубины.

Глубина стволов

Глубина С.ш. зависит от глубины разработки полезного ископаемого и схем вскрытия шахтного поля.

С.ш. по глубине классифицируют на неглубокие — до 300 м, средней глубины 300—700 м и глубокие — более 700 м.

В двенадцатой пятилетке из общего числа сооружаемых стволов составляли: неглубокие — 19 %, средней глубины — 44 %, глубокие — 37 %.

Средняя глубина проходимых стволов в угольной промышленности составила 648 м, в горнорудной — 596 м, горно-химической 396 м.

Угольные шахты Подмосковного бассейна имеют С.ш. глубиной 80—100 м, Кузнецкого и Львовско-Волынского бассейнов — 300—500 м, Донецкого и Карагандинского — 500—1400 м.

В горнорудной промышленности глубина стволов изменяется от 200 до 1600 м. Стойленский и Михайловский горно-обогатительные комбинаты имеют глубину С.ш. 190—245 м, Соколово-Сарбайский и Гайский горно-обогатительные комбинаты, а также Запорожский железорудный комбинат № 1 имеют С.ш. глубиной 310—425 м, горно-обогатительные комбинаты Криворожского бассейна — до 800 м.

В Норильском горно-металлургическом комбинате на руднике «Октябрьский» построено 10 С.ш. глубиной 800—1200 м, на руднике «Таймырский» — 6 С.ш. глубиной 1430—1585 м.

В горно-химической промышленности глубина С.ш. составляет 500—700 м.

Глубина С.ш. при строительстве транспортных и гидротехнических тоннелей 150—600 м, тоннелей метрополитена — 30—50 м, коллекторных тоннелей — 10—40 м.

В практике шахтного строительства максимальная глубина проходки С.ш. ограничивается возможностями используемых подъемных установок.

Выбор места заложения стволов

В современной практике проектирования шахт (рудников) число и место заложения С.ш. определяют путем оптимизации проектных решений объекта в целом, включая: мощность предприятия; способ и схему вскрытия шахтного поля и его частей; системы разработки пластов; порядок отработки шахтного поля, пластов, панелей, блоков; способ и схемы проветривания шахтного поля и его частей; схемы и средства основного и вспомогательного транспорта; схемы и средства дегазации, кондиционирования, водоотлива, закладочных работ; схемы и типы подъема по стволам; расстояние между горизонтами; размеры шахтного поля, блока; число горизонтов и блоков в шахтном поле и в одновременной работе и др.

• возможности отчуждения земельного участка для строительства;
• наличия требуемых размеров санитарно-защитной зоны;
• горно-геологических и гидрогеологических условий проходки;
• защиты С.ш. от влияния горных работ с минимальной консервацией запасов полезного ископаемого в охранных целиках.

Современное состояние строительства вертикальных стволов в СССР

В горнодобывающей промышленности СССР в одиннадцатой — двенадцатой пятилетках ежегодно проходили в среднем 22000 м С.ш., из которых 80—90 % составляла проходка новых стволов и 10—20% — углубка.

Наибольшее распространение получил буровзрывной способ проходки по совмещенной технологической схеме (95—98%) с последующим армированием.

Эта схема является наиболее простой, универсальной и обеспечивает, в основном, комплексную механизацию проходческих работ на базе имеющегося оборудования.

Объемы механизации работ по погрузке породы в С. ш. с механическим вождением грейфера и бурением шпуров механизированными установками достигли соответственно в угольной промышленности 93 и 89%; в горнорудной промышленности — 87 и 77 %.

Подавляющее большинство С.ш. (более 90%) крепили монолитным бетоном и железобетоном с помощью передвижных металлических опалубок сверху вниз вслед за подвиганием забоя со спуском бетонной смеси по трубам с поверхности.

Комбайновый способ проходки достигал 10—15% общего объема С. ш., проходимых в угольной промышленности. При комбайновом способе средняя техническая скорость проходки С. ш. достигала 57,7 м/мес, а производительность труда проходчиков — 5,74 м3/чел.-смену. Однако стоимость проходки в 2—3 раза превышала среднюю ее стоимость, полученную при буровзрывном способе.

Оценивая сложившееся состояние дел со стволопроходческими комбайнами и бурением скважин большого диаметра, следует сделать вывод, что в ближайшие 10—15 лет в нашей стране основной объем проходки С.ш. будет приходиться на буровзрывной способ.

Анализ динамики изменения технико-экономических показателей проходки С.ш. на примере угольной промышленности свидетельствует, что существенного улучшения их средних показателей за последние 20 лет не наблюдается (1968 г.— средняя скорость проходки 49,6 м/мес, производительность труда проходчиков 1,55 м3/чел.-смену, 1988 г. — соответственно — 51,1 м/мес и 2.08 м3/чел.-смену). Одновременно возросли стоимость, материалоемкость и продолжительность строительства.

Сложившаяся ситуация не может быть объяснена исключительно возросшими средними величинами глубины (на 10%) и диаметра в свету (на 8 %) проходимых стволов и свидетельствует о необходимости решения ряда организационно-экономических проблем, общих для народного хозяйства страны.

Продолжительность строительства стволов

Продолжительность строительства С.ш. составляет 30—60 % обшей продолжительности строительства горнодобывающего предприятия (60—90 мес) в зависимости от горно-геологических условий, параметров и назначения.

При этом продолжительность отдельных этапов и работ составляет: оснащение — 32—42 %, проведение и крепление — 24—25 %, проходка приствольных камер и сопряжений — 8—18%, армирование —7—8 %, переоснащение — 2—25 %.

Различают среднемесячную техническую, среднемесячную календарную скорости проходки и календарную скорость строительства ствола в целом.

Среднмесячную техническую скорость определяют делением общего объема проходки ствола за истекший период на суммарное число забоев-месяцев.

К учету принимают дни простоя забоя по следующим причинам: проходка ствола начата или полностью закончена в отчетном месяце; из-за остановки забоя по причине внезапного выброса воды и плывуна; из-за проведения мероприятий по вскрытию и пересечению выбросоопасных пластов угля и газа; из-за остановки забоя для монтажа стволовых комплексов и других работ, предусмотренных проектом организации строительства.

Среднемесячную календарную скорость проходки ствола (м/мес) определяют делением общей глубины ствола Н на суммарное число календарных месяцев ∑n, затраченных на его сооружение, без учета простоев (м/мес)

Календарная скорость строительства ствола характеризует общий уровень техники, технологии и организации всех работ, связанных с его строительством: технологического отхода, монтажа горнопроходческого оборудования, проходки ствола до проектной глубины, рассечки сопряжений, камер и армирования.

Календарная скорость строительства без подготовительного периода

где to — продолжительность оснащения ствола к проходке, проходки технологического отхода и монтажа оборудования в стволе, мес; h0 — глубина технологического отхода, м; Vc — объем сопряжении ствола с выработками и камер, м3; vn — скорость проходки ствола, м/мес; vc — скорость проходки сопряжений и камер, м3/мес; va — скорость армирования, м/мес; tпс, tпа — продолжительность подготовки к подготовительным работам по рассечке сопряжений и армированию, мес.

Обратите внимание: Ни для кого не секрет, что секс с шлюхами может хорошо сказаться на всех моментах существования. На веб-ресурсе http://novosibirsk.prostitutkica.com вы можете отыскать себе самых прекрасных шлюх со всего двора .