Шахтный ствол горного предприятия¶
Шахтный ствол — вертикальная или наклонная горная выработка, имеющая непосредственный выход на земную поверхность и предназначенная для вскрытия месторождения, транспортировки полезного ископаемого, породы, материалов, людей и вентиляции подземных горных работ. Ствол является главным капитальным сооружением шахты: его проходка знаменует начало строительства предприятия, а срок службы сопоставим со сроком отработки запасов.
¶Назначение и место в системе выработок
Ствол относится к вскрывающим выработкам: через него устанавливается связь между поверхностью и подземным пространством. По функциональному признаку различают главные стволы (выдача полезного ископаемого), вспомогательные (спуск и подъём людей, материалов, оборудования, выдача породы) и вентиляционные (подача свежего или отвод загрязнённого воздуха). На крупных рудниках и угольных шахтах обычно сооружают два-три ствола, объединённых в околоствольный двор — комплекс камер и выработок у основания ствола.
¶Конструкция и элементы
Ствол имеет круглое, реже прямоугольное сечение. Основные элементы:
- Устье — верхняя часть с выходом на поверхность, закреплённая огнестойкой крепью и оборудованная надшахтным зданием.
- Стенки (крепь) — бетонная, железобетонная, тюбинговая или анкерная крепь, защищающая выработку от горного давления.
- Армировка — система расстрелов и проводников, направляющих движение подъёмных сосудов.
- Отделения — подъёмные, лестничное, трубное и кабельное; их число зависит от назначения ствола.
- Зумф — нижняя часть с водосборником, куда стекают шахтные воды.
Диаметр стволов в свету составляет от 4 до 8–9 м, глубина на современных предприятиях достигает 1000–1500 м и более. Проходка ведётся буровзрывным способом, комбайнами или специальными методами (замораживание, тампонаж, опускная крепь) при неустойчивых водоносных породах.
¶История
Подземная добыча известна с древности: медные и соляные выработки существовали в эпоху бронзы. В России первые крупные рудники появились в XVII–XVIII веках на Урале и в Сибири; Демидовские заводы сооружали шахты для добычи железной и медной руды. В XIX веке с развитием паровых подъёмных машин глубина стволов выросла до 200–400 м. В XX веке механизация проходки, применение бетонной крепи и многоканатных подъёмных установок позволили осваивать глубокие горизонты Донбасса, Кузбасса, Кривбасса и Печорского бассейна.
¶Классификация
| Признак | Виды |
|---|---|
| Назначение | главные, вспомогательные, вентиляционные |
| Угол наклона | вертикальные, наклонные |
| Форма сечения | круглые, прямоугольные, эллиптические |
| Способ проходки | обычные, специальные |
| Род крепи | бетонные, тюбинговые, анкерные, деревянные |
¶Оборудование
Подъёмная установка включает копёр, подъёмную машину, канаты, клети или скипы. Скипы применяются для выдачи сыпучего полезного ископаемого, клети — для людей и материалов. Вентиляция обеспечивается вентиляторными установками главного проветривания; водоотлив — насосными камерами. Современные стволы оснащаются системами автоматического контроля подъёма, сигнализации и связи.
¶Значение и тенденции
Ствол определяет производственную мощность шахты и срок её службы. Стоимость проходки достигает значительной доли капитальных затрат, поэтому проектирование ведётся с учётом запасов, газообильности и гидрогеологических условий. В XXI веке развиваются технологии скоростной проходки, комбайновые щиты, замораживание пород и цифровой мониторинг крепи. На действующих предприятиях России и стран СНГ продолжается углубка стволов для вскрытия нижележащих горизонтов.
Источники: Горная энциклопедия; учебники по горному делу; отраслевые нормативные документы по проектированию шахт.