Проходка вертикальных шахтных стволов

Тампонирование  пород при проходке ведут через  скважины. Оно может быть предварительным (осуществляется с поверхности) и  последовательным. В последнем случае породы тампонируют из забоя ствола после завершения проходки каждого  его участка. Сильно трещиноватые крепкие породы тампонируют цементным растворам. При наличии в породах пустот или крупных трещин целесообразно применять для тампонирования глинистый раствор или горячий битум.  

Бурение  стволов  применяют, как правило, в мягких и средней крепости обводненных  и нередко неустойчивых породах, в которых другие способы проходки малопроизводительны и трудоемки. Затраты на бурение стволов довольно высоки, однако применение этого способа  позволяет полностью механизировать проходку и вывести людей из забоя  ствола на поверхность. В нашей стране бурением пройдены десятки километров стволов, причем наибольшая глубина  ствола, пройденного этим способом, составляет более двух километров.

Стволопроходческие  бурильные установки имеют различные  конструкции и принцип действия. В основном применяют установки  роторного, колонкового и реактивно-турбинного бурения, причем рабочим инструментом у них являются шарошечные долота. Роторными установками бурят по центру ствола опережающую скважину диаметром 600 мм (пилот-скважину), а затем разбуривают ее на полное поперечное сечение с помощью расширителей до диаметра 7,5 – 8,75 м. Скорость проходки ствола составляет до 50 м/мес. Колонковое бурение стволов осуществляют кольцевым забоем по периметру ствола, а оставшуюся нетронутой среднюю часть забоя в виде колонки, называемую керном, периодически через 3 – 5 м отрывают от массива посредством гидродомкратов и выдают на поверхность; скорость проходки при этом достигает 150 м/мес.

Довольно широкое  распространение получили установки  реактивно-турбинного бурения. Бурение  на полное поперечное сечение ствола ведут комплексом, состоящим из двух и более агрегатов, шарошечные долота которых приводятся во вращение с  помощью турбин, а турбины вращаются  под напором промывочной жидкости. Скорость проходки составляет до 10 м/мес.

Промывочную жидкость применяют при всех способах бурения  стволов. Она представляет собой  тяжелый глинистый раствор, посредством  которого выносятся на поверхность  из забоя частицы породы, разрушенной  шарошечными долотами, охлаждается  рабочий инструмент, и защищаются от обрушения стенки ствола.

Крепление ствола обычно осуществляют только по окончании  бурения на полную глубину. Однако созданы  самоходные стволопроходческие агрегаты, при использовании которых ствол  бурят секциями на полное поперечное сечение выдвижным (телескопическим) рабочим органом с опускающегося  полка, распираемого гидродомкратами в стволе на время бурения. Крепление ствола ведут с полка вслед за его проходкой. Скорость проходки готового ствола достигает 130 – 170 м/мес.

Углубка стволов. Углубку выполняют, как правило, не останавливая работы в действующей части ствола. По этой причине операции по углубке стволов труднее механизировать, и доля ручного труда здесь довольно значительна.

Для углубки стволов применяют в зависимости от условий различную технологию. При большой величине углубки, значительных водопритоках в ствол и отсутствии выработок на нижних горизонтах работы осуществляют сверху вниз под защитой предохранительного целика или искусственного перекрытия в зумпфе действующей части ствола.

При наличии  выработок на нижних горизонтах и  относительно небольшой (до 150 – 200 м) глубине  углубку ствола можно вести снизу вверх. Достоинства такого способа заключаются главным образом в том, что отбитая порода под действием собственного веса поступает вниз к местам погрузки в транспортные средства, так же как и вода из забоя, поэтому нет необходимости в специальном проходческом подъеме и водоотливе.