Проходка вертикальных стволов ведется по различным технологическим схемам, обусловленным характером оснащения, выбором проходческого оборудования, горно-геологическими условиями и др. Наибольшее распространение имеет классификация технологического процесса проходки стволов, исходя из последовательности работ по подвиганию забоя и возведению постоянной крепи. В зависимости от этих работ выделяют следующие схемы проходки стволов: последовательную, совмещенную и параллельную.

Последовательная схема характеризуется разновременным выполнением работ по выемке породы и возведению постоянной крепи. Ствол по глубине разделяется на отдельные участки. Основным недостатком схемы является двухступенчатый порядок возведения крепи ствола, а также неустранимые перерывы в работе связанные с периодическими переходами от процессов проходки к креплению.

Совмещенная схема характеризуется производством работ по выемке породы и возведению постоянной крепи непосредственно в призабойном пространстве ствола вслед за подвиганием забоя без применения временной крепи. Эта схема является наиболее простой и универсальной, так как обеспечивает комплексную механизацию проходческих работ, высокую их экономическую эффективность. Вместе с тем наблюдаются серьезные недостатки, влияющие на технико-экономический уровень процесса. Применение совмещенной схемы проходки требует размещения передвижной опалубки в призабойной зоне. В связи с этим устья шпуров оконтуривающего ряда из-за близкого расположения от забоя ствола, крепи и опалубки закладывают на значительном расстоянии от контура ствола в проходке. Это приводит к тому, что в верхней приустьевой зоне шпуров создаются недоборы, а в нижней придонной – значительные переборы породы. Также исключается возможность эффективного применения контурного взрывания, щадящего вмещающий ствол массив. Технология ведения БВР приводит к значительному разрушению массива пород за контуром сечения ствола с возникновением систем трещин.

Параллельная схема характеризуется полным или частичным совмещением работ во времени по выемке породы и возведению постоянной крепи. Известно три варианта этой технологической схемы:
1- совмещение работ по выемке породы и возведению постоянной крепи достигается за счет применения временной крепи, промежуточного полка и подвесного полка с которого снизу вверх возводится постоянная крепь;
2- совмещение достигается применением щитовой оболочки, многоярусного полка и передвижной опалубки с поддоном;
3- совмещение работ по выемке породы и возведению постоянной крепи с многоярусного полка обеспечивается применением временной анкерной крепи или за счет устойчивости боковых пород.

Основные недостатки этой схемы: ограниченная область применения, более высокие, чем при совмещенной схеме, стоимость и продолжительность оснащения, ухудшение безопасности работ.

Анализ практики проходки вертикальных стволов позволяет выявить еще ряд «узких мест» при сооружении выработок. Коэффициент использования шпура при проходке стволов невысокий и колеблется в пределах от 0,75 до 0,85 по породам крепостью более 8, по слабым породам достигает 0,9-0,95. Кроме того одно из «узких мест» - переборы породы, которые составляют 160-280 % от предусмотренных СНиП. Перерасход бетона вследствие переборов породы достигает 3-4 м3 на 1 м ствола, а удорожание стволов по этим причинам составляет 40-60%.

Одна из основных причин ухудшения технико-экономических показателей сооружения ствола и снижения производительности труда проходчиков – наличие 2-й фазы уборки породы в проходческом цикле при буровзрывном способе проходки. Объем породы, убираемой во 2-й фазе, составляет 10-15% общего объема разрушенного массива. На уборку этой породы обычно расходуется от25 до 30% общего времени погрузки породы.

В качестве одного из способов совершенствования технологии проходки предлагается схема сооружения ствола с разделением забоя на уступы. Уступ в забое образуется в результате постепенного перехода от плоской поверхности забоя к спиральной. Шаг спирали зависит от типа проходимой породы и от диаметра ствола. Если забою ствола после начала проходки придать форму спираль, то шпуры всегда можно бурить одинаковой глубины. Плоскость забоя ствола будет сохранять свою форму.

При каждой заходке обуривается только один сектор спиральной поверхности и тогда заходки поворачиваются относительно оси ствола за каждый цикл на угол а. При спиральном способе проходки грузить необходимо только 70-80% породы. В следствии этого достигается лучшее использование производительности проходческого оборудования. Вся погрузка выполняется механизировано, без подгребания породы грейфером. Породу находящуюся в верхней части спирали не убирают, а сталкивают в нижнюю.

Таким образом, практически полностью исключается 2-я af’f уборки породы, что должно увеличить производительность труда и уменьшить время цикла.

Часть забоя, на которой производится бурение шпуров, полностью освобождается от воды, так как она скапливается в нижней части спирали. Во время бурения нижняя часть спиральной поверхности забоя покрыта остатками породы от предыдущего цикла. При взрывании большая часть породы должна быть отброшена к противоположной стене ствола, поэтому высота разлета породы будет невелика. Также происходит распыление воды находящейся внизу, что обеспечивает подавление образующейся пыли.