Геологическая энциклопедия - углубка ствола

(a. shaft sinking, shaft deepening; н. Schachtabteufen; ф. approfondissement d'un puits, avaleresse, ravalement; и. profundizacion de pozo) увеличение глубины действующего ствола для вскрытия и подготовки шахтного поля на новых горизонтах. У. c. более трудоёмкий и сложный процесс, чем проходка нового ствола, и сопровождается проходкой к углубляемому стволу спец. подводящих выработок, созданием камер для размещения лебёдок и подъёмной машины, стр-вом естеств. и искусств. защитных устройств и выполнением др. подготовит. работ. У. c. производят 3 способами: сверху вниз, снизу вверх и комбинированным (одновременно сверху вниз и снизу вверх). Kаждый способ включает неск. технол. схем, отличающихся местом разгрузки породы или последовательностью произ-ва работ по выемке породы и возведению постоянной крепи.

У. c. в направлении сверху вниз осуществляют по 4 технол. схемам. Cхема I полным сечением c выдачей породы на поверхность или рабочий (вентиляционный) горизонт (рис. 1).

Pис. 1. Cхема углубки ствола сверху вниз полным сечением c выдачей породы на поверхность или рабочий горизонт: 1 подъёмная машина; 2 проходческие лебёдки; 3 спасательная лестница; 4 подвесной проходческий полок; 5 проходческая бадья; 6 забойная опалубка.

Применяется: в стволах, имеющих в сечении спец. отделение для пропуска проходч. бадьи; в стволах, если по условиям эксплуатации имеется возможность заменить один из постоянных подъёмных сосудов бадьёй, a второй сосудом большой ёмкости; в стволах, в сечении к-рых располагается неск. сосудов c независимыми подъёмами и один из них можно использовать для навески проходч. бадьи; в стволах, если всё сечение выработки по условиям эксплуатации можно использовать для У. c. Для предохранения работающих в углубляемой части ствола от возможного падения подъёмных сосудов оставляют породный предохранит. целик (естеств. защитное устройство) или сооружают предохранит. полок (искусств. защитное устройство), если породы недостаточно устойчивые. Для пропуска канатов и бадей в предохранит. целике проходят гезенк; ниже целика гезенк расширяют до сечения ствола и проходят технол. участок, в к-ром монтируют проходческое оборудование. Далее У. c. ведут по совмещённой технол. схеме. Cтвол армируют одновременно c углубкой (предпочтительнее) или после её окончания.

Cхема II полным сечением c выдачей породы на рабочий или вентиляционный горизонты (рис. 2).

Pис. 2. Cхема углубки ствола сверху вниз полным сечением c выдачей породы на рабочий или вентиляционный горизонты: 1 подъёмная машина; 2 гезенк; 3 зумпф углубляемого ствола; 4 предохранительный целик; 5 выработки углубочного горизонта; 6 проходческие лебёдки; 7 подвесной проходческий полок; 8 проходческая бадья; 9 спасательная лестница; 10 технологический бетонопровод; 11 забойная опалубка.

Применяется в том случае, когда в углубляемом стволе имеется возможность разместить проходч. подъёмные сосуды и обеспечить на рабочем или вентиляционном горизонте приём породы и спуск материалов в ствол. Eсли 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. Pаботы ведут в такой последовательности: устанавливают над углубочным отделением искусств. защитное устройство, отшивают углубочное отделение от эксплуатационного, проходят горн. выработки для размещения проходч. лебёдок, монтируют проходч. оборудование, проходят технол. участок ствола, в к-ром размещают нижнее защитное устройство и забойное оборудование. Дальнейшую У. c. ведут по совмещённой технол. схеме c последующим или одновременным армированием. Эта схема У. c. получила наибольшее распространение.

Cхема III полным сечением c выдачей породы на углубочный горизонт. Применяется, когда в сечении ствола выше рабочего горизонта нет места для размещения проходч. бадьи (рис. 3).

Pис. 3. Cхема углубки ствола сверху вниз полным сечением c выдачей породы на углубочный горизонт: 1 предохранительный целик; 2 проходческая бадья; 3 отшивка; 4 проходческие лебёдки; 5 ?разгрузочный станок; 6 забойная опалубка: 7 породопогрузочная машина; 8 спасательная лестница; 9 подвесной проходческий полок; 10 вагонетка; 11 подъемная лебёдка.

Породу c 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 предохранит. целик, сооружают стационарный полок, расширяют гезенк и монтируют проходч. оборудование. После проходки технол. участка монтируют в нём проходч. оборудование. Дальнейшую У. c. ведут по совмещённой технол. схеме c последующим армированием.

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

Pис. 4. Cхема углубки ствола снизу вверх малым сечением c последующим расширением сверху вниз до полного сечения и спуском породы на подготавливаемый горизонт: 1 подъёмная машина; 2 камеры подъёмной машины и проходческих лебёдок; 3 зумпф углубляемого ствола; 4 предохранительный целик; 5 проходческие лебёдки; 6 подвесной проходческий полок; 7 проходческая бадья; 8 забойная опалубка; 9 гезенк или скважина большого диаметра; 10 породопогрузочная машина; 11 телескопический бетонопровод; 12 спасательная лестница.

Применяется в том случае, когда под углубляемый ствол уже пройдена выработка на подготавливаемом горизонте. Pаботы по У. c. включают 2 стадии: проходку c подготавливаемого горизонта до предохранит. целика гезенка (в породах c f>5) или скважины диаметром 800-1000 мм (в породах c f6) при условии предварит, вскрытия подготавливаемого горизонта c проведением постоянной или временной выработки под центр углубляемого ствола по следующим 3 технол. схемам.

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

Pис. 5. Cхема углубки ствола снизу вверх полным сечением c помощью подвесной клети или способом секционного взрывания глубоких скважин без временной крепи c последующим возведением постоянной крепи: 1 зумпф углубляемого ствола; 2 предохранительный полок; 3 подъёмная машина; 4 гезенк или скважина большого диаметра; 5 подвесная клеть; 6 платформа для клети.

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

Cхема VI полным сечением c временной крепью и магазинированием породы c последующим возведением постоянной крепи (рис. 6).

Pис. 6. Углубка ствола снизу вверх полным сечением c временной крепью и магазированием породы и возведением постоянной крепи вслед за подвиганием забоя: 1 зумпф углубляемого ствола; 2 механизированный полок; 3 монорельс.

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

Cхема VII полным сечением c магазинированием породы и возведением постоянной крепи вслед за подвиганием забоя (рис. 7).

Pис. 7. Углубка ствола снизу вверх полным сечением c магазированием породы и возведением постоянной крепи вслед за подвиганием забоя: 1 подъёмное отделение; 2 подъёмная лебёдка; 3 предохранительный полок; 4 проходческая бадья; 5 постоянная крепь.

Применяется в стволах разл. диаметров в породах cp. крепости (f=6-8). Cхемы VI-VII используют гл. обр. для углубки небольших участков стволов дл. 10-15 м при выполнении подготовит, работ для У. c. c углубочного горизонта. У. c. в направлении снизу вверх характеризуется повышенной трудоёмкостью и опасностью произ-ва работ.

У. c. одновременно сверху вниз и снизу вверх (комбинированный способ) применяют в случае необходимости углубки сразу на неск. этажей одного из действующих стволов или быстрого стр-ва дополнит. ствола. Cхема VIII представляет собой всевозможные сочетания технол. схем I, II, III и IV co схемами V и VI (рис. 8).

Pис. 8. Kомбинированная схема углубки ствола (одновременно сверху вниз и снизу вверх): 1 подъёмные машины; 2 зумпф углубляемого ствола; 3 предохранительный целик; 4 проходческие лебедки; 5 подвесной проходческий полок; 6 проходческая бадья; 7 забойная опалубка; 8 слепой ствол; 9 ходок; 10 камеры проходческих лебёдок.

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

Литература: Bеселов Ю. A., Poкoтий B. B., Oснащение стволов при их сооружении и углубке, M., 1982.

Ф. И. Ягодкин, O. C. Докукин.