3. Схемы проходки стволов

Технологическая схема сооружения ствола – совокупность производст­венных процессов по выемке породы, возведению постоянной крепи и армированию ствола, выполняемых в определенной последовательности во времени и пространстве.

В практике строительства стволов применяют различные технологи­ческие схемы с последовательным, параллельным (одновременным) или частично совмещенным выполнением производственных процессов. В за­висимости от последовательности работ по выемке породы и возведению постоянной крепи различают последовательную, параллельную и совме­ щенную схемы. В зависимости от последовательности работ по выемке породы и монтажу постоянной армировки различают технологическую схему с последующим армированием ствола после его проходки на полную глубину и с параллельным армированием во время проходки.

Технологические схемы подразделяют также по способу возведения постоянной крепи – сверху вниз или снизу вверх, с применением временной крепи или без нее.

Каждую технологическую схему применяют в определенных геологических условиях. Она предусматривает определенный набор проходческого оборудования в стволе и на поверхности.

Выбор той или иной технологической схемы строительства осуществляют на основании сравнения вариантов по затратам времени и средств на сооружение ствола.

На сегодня в России в практике строительства стволов преимущественно применяют совмещенную схему с комплексной механизацией основных проходческих операций. Однако при больших глубинах стволов (800–1500 м) в относительно устойчивых породах целесообразно применять параллельно-щитовую схему проходки.

Последовательную схему используют для строительства стволов небольшой глубины (до 100 м) в основном в сложных горно-геологических условиях при применении специальных способов проходки.

Перспективным направлением является использование схемы строительства стволов с параллельным армированием. Эта схема обладает рядом преимуществ, однако нуждается в дальнейшем совершенствовании организации и механизации работ.

3.1. Последовательная схема

При проходке ствол по всей глубине делят на звенья. Выемку породы и возведение постоянной крепи при последовательной схеме осуществляют в одном призабойном звене последовательно (рис. 2.3). По окончании выемки породы на принятую высоту звена сооружают опорный венец и далее снизу вверх отдельными заходками возводят постоянную крепь до слияния ее с крепью верхнего смежного звена. Возведение крепи осуществляют с подвесного полка. Высота звена зависит от устойчивости боковых пород и их угла падения. Средняя высота звена в практике строительства стволов при наличии устойчивых пород и пологом залегании составляет 30–40 м, в породах средней устойчивости и крутом залегании 15–20 м. В устойчивых породах проходку ствола по этой схеме можно вести без применения временной крепи.

Достоинствами этой схемы являются простая организация работ, минимальная потребность в оснащении ствола проходческим оборудованием.

К недостаткам относят низкую скорость проходки из–за периодической остановки работ по выемке породы и возведению крепи, значительные затраты времени на возведение, а затем на демонтаж временной крепи, потери времени на выполнение вспомогательных работ, связанных с откачкой воды, непрерывными переходами от выемки породы к возведению крепи и т.д. Последовательную схему в настоящее время применяют в основном при строительстве устьев стволов, технологических отходов, а также стволов в неустойчивых водоносных породах с применением специальных способов и стволов небольшой глубины (до 100 м) главным образом в городском подземном строительстве.

Рис. 2.3. Последовательная схема сооружения стволов: а – выемка породы; б – возведение постоянной крепи; 1 – подвесной полок; 2 – временная крепь; 3 – опорные венцы; 4 – постоянная крепь