Шахтный ствол — это вертикальная или наклонная горная выработка, которая прокладывается с поверхности земли для доступа к месторождениям полезных ископаемых, расположенным на большой глубине. Он является основной транспортной и вентиляционной артерией подземной части шахты.
Назначение шахтного ствола:
- Перевозка горняков, оборудования и материалов.
- Подъём добытой руды или угля на поверхность.
- Вентиляция подземных выработок, подача свежего воздуха.
- Размещение трубопроводов и электрокабелей.
Как проходят шахтный ствол:
Технологии проходки зависят от геологических условий, глубины и диаметра ствола.
1. Буровзрывной метод
Это самый распространённый способ, при котором работы ведутся циклично.
- Бурение шпуров: В породе на дне будущего ствола бурят скважины (шпуры).
- Взрывание: В шпуры закладывают взрывчатку и производят взрыв. Порода разрыхляется и обрушается.
- Уборка породы: Разрыхлённую породу (горную массу) убирают с помощью специальных подъёмных устройств (бадей).
- Возведение крепи: После очистки забоя устанавливают постоянную крепь (например, бетонную или железобетонную) для предотвращения обрушения стенок.
- Повторение цикла: Процесс повторяется, углубляя ствол метр за метром.
2. Механизированная проходка
Данный метод используется в более мягких породах и считается более быстрым и безопасным.
- Проходческий комбайн: Применяется специальный стволопроходческий агрегат (комбайн), который механически разрушает породу.
- Одновременная крепь: Машина может одновременно с выемкой породы устанавливать крепёжные элементы.
3. Бурение
Этот метод применяется для проходки глубоких стволов или в сложных гидрогеологических условиях.
- С поверхности: Ствол бурят с помощью мощной буровой установки, схожей с той, что используется для бурения нефтяных скважин.
- Обратная схема: Также может использоваться метод восстающего бурения, когда скважину сначала бурят снизу вверх из уже существующих выработок.
4. Специальные методы
- Замораживание: В неустойчивых и водонасыщенных грунтах вокруг будущего ствола создают замороженную зону, чтобы предотвратить приток воды и обрушение.
- Кессонный метод: Применяется в очень водонасыщенных породах. Под давлением сжатого воздуха внутри кессонной камеры проходятся выработки.