Оно служит для вскрытия месторождения полезных ископаемых, подъёма людей и грузов, проветривания шахты, водоотлива и связи с сетью горизонтальных и наклонных подземных выработок.
Назначение и место в системе работ
- Вскрытие залежи и соединение с горизонтом месторождения.
- Транспортирование руды/породы, материалов, оборудования и людей; узлы обслуживания подземных участков.
- Магистраль для воздуха: проветривание подготовительного и очистного пространства, включая очистные забои.
- База, от которой ведут подготовительные нарезные выработки к пласту полезного ископаемого; далее — подземные эксплуатационные участки и выемочные блоки.
Состав вертикальных выработок
- Вертикальные шахтные стволы: вскрывающие, вентиляционные, вспомогательные.
- Слепые стволы — располагаются между горизонтами и не имеют прямого выхода на поверхность.
- Шурфы, в том числе шурфы небольшого поперечного сечения, — для разведочных, монтажных и краткосрочных задач.
- Вертикальные скважины большого диаметра, выполняемые методом бурения, — технологическая альтернатива проходке ствола.
Классификация по назначению
- Вскрывающие — формируют доступ; часто имеют выход на земную поверхность; от них строится вся сеть разработок.
- Вентиляционные — создают приток и вытяжку воздуха. Они могут быть отдельными или совмещёнными.
- Вспомогательные — предназначены для коммуникаций, аварийного выхода, транспортировки материалов и оборудования.
- Монтажно-служебные и разведочные — проводятся для локальных задач.
Конструкция и устойчивость шахтной выработки
На практике в поперечных сечениях чаще используется круглое сечение. При особых требованиях допускаются эллиптическое и прямоугольное. Требуемые размеры поперечного сечения выбирают по функциям подъёма, вентиляции и связи. Для шурфов — небольшое поперечное сечение.
Крепление: используют временную и постоянную крепь; применяют тюбинги, рамы, анкеры, набрызгбетон. Крепь подбирают по свойствам боковых пород и массива горных пород.
Устойчивость стенок контролируют с учётом горного давления. В слабых горных породах усиливают контур, герметизируют водопритоки, следят за поверхностями контакта.
В сечении предусматривают каналы для воздуха, трубопроводы, кабели, лестничные отделения, места под очистное оборудование и узлы транспортирования.
Сопряжение с другими подземными выработками
От устья ствола ответвляются квершлаги и штреки. Основная магистраль идёт по откаточным штрекам и откаточным линиям.
На падении и подъёме пластов применяют уклоны, в том числе вспомогательные уклоны, а также бремсберги. При сложной геометрии месторождения реже используют наклонные стволы или капитальные наклонные сооружения.
Проведение выработки и безопасность работ
Проходку ведут двумя путями: сверху вниз — классическим способом, или снизу вверх — восходящим способом. Каждый цикл включает бурение, взрыв, выемку, погрузку, доставку и установку временной крепи. Так, метр за метром формируется требуемая глубина — каждая отметка становится следующей ступенью.
Проведение горных работ выполняют по проекту с контролем газовой обстановки, запылённости, сейсмики и водопритоков; на опасных месторождениях дублируют выходы и вентиляционные каналы.
Схемы проветривания обеспечивают потоки к подготовительному забою и к забоям добычных участков. В длинных, протяжённых стволах предусматривают промежуточные перемычки и раздельные отделения.
Все коммуникации располагают по отделениям, согласуя размеры, длины и пространство под кабели и трубы. Для связи с пластом полезного ископаемого устраивают узлы сопряжения со штреками и уклонами.
Нормально эксплуатируемый ствол — часть капитальных горных выработок и основных сооружений шахты; от его состояния зависит безопасность ведения горных работ.
Подбор оборудования
Для подготовки устья ствола, дробления валунов в забое, доводки габарита и зачистки ниш используют гидромолоты Impulse. Рабочую энергию и частоту настраивают под категорию пород и этап работ; применяют пики нужной формы и твёрдости.
На участках с особо прочными включениями и при оформлении устья эффективны тяжёлые гидромолоты HammerMaster. Системы защиты от холостого удара и централизованная смазка уменьшают простои и повышают ресурс, а настройка режима удара помогает держать производительность и контролировать вибронагрузку на крепь и безопасность бригады.
Место капитальных выработок в структуре шахты
В горной терминологии вертикальная капитальная выработка, выполняющая функции вскрытия и связи горизонтов, называется шахтным стволом.
Сооружение небольшой площади поперечного сечения применяется для временных задач. В сложном массиве горных пород крепь усиливают.
Сеть стволов и сопряжённых подземных горных выработок образует «скелет» шахты. Назначения элементов чётко разграничивают и фиксируют в проекте.
Все элементы относятся к единой системе шахты, увязывающей горизонты, расположенные на месторождениях.
Роль вертикальных стволов в подземной добыче
Вертикальные стволы — опорная инфраструктура шахты. От них зависят вскрытие залежей, логистика, проветривание, водоотлив и связь с горизонтальными и наклонными магистралями. Грамотный выбор параметров поперечного сечения, надёжная крепь, корректное проектирование сопряжений и дисциплина проведения работ — основа безопасной и экономичной подземной добычи полезных ископаемых.
Статья была полезной?
Если после данного обзора у вас все же остались вопросы, недостающую информацию вы всегда можете получить у менеджеров Группы компаний «Традиция».
Задать вопрос специалисту
Если у вас все же остались вопросы, недостающую информацию вы всегда можете получить у менеджеров Группы компаний «Традиция»
