Источник: info.donntu.ru/el_izdan/geolog/arhiv.php
Развитие угольной отрасли требует запуска новых лав, а для их проветривания и обслужи-вания необходимо быстро, качественно и с минимальными затратами проходить шахтные ство¬лы различного диаметра и назначения.
При современном состоянии дел в капитальном строительстве темпы проходки стволов буровзрывным способом опережают темпы их бурения [1]. Скорость проходки отдельных стволов при БВР не такая уж высокая. Это, в первую очередь, связано с длительностью осна¬щения стволов и поверхности для проходки ( 11-41 мес), а во вторую, с затруднениями при проходке устья и техотходов из-за необходимости укрепления неустойчивых пород до возведе¬ния постоянной крепи в верхней части стволов, в отдельных случаях до глубины 100-150м.. При этом сроки прохождения начальных метров даже на скоростных проходках составляют от 4-х до 12 мес. [2].
Проходка верхней части ствола осуществляется в основном в неустойчивых, малой крепо¬сти породах, зачастую обладающих плывунными свойствами.
Для прохождения стволов в этой зоне используются спецспособы, основными из которых являются методы заморозки, тампонажа и использование опускной крепи. Каждый из перечис-ленных способов обладает рядом недостатков. Отметим также, что проходка с использованием этих технологий дорога, требует специального оборудования, не гарантирует отсутствие оста-точных притоков в ствол при его эксплуатации.
Таким образом, в настоящее время нет универсальных для всех пород эффективных ско-ростных специальных способов проходки стволов в верхней их части.
В тоже время указанные геологические затруднения не являются таковыми при бурении стволов. Неустойчивость пород компенсируется параметрами специально подобранных буро¬вых растворов, повышенные водопритоки при бурении не имеют большого значения, конст¬рукция традиционной металлобетонной крепи гарантирует водонепроницаемсть оболочки ствола на десятки лет.
Как и любая другая технология, бурение имеет свои недостатки: ограничение по крепости проходимых пород (до 10-12 по шкале проф. Протодьяконова), возможные отклонения по вер-тикали, особенно на крутом залегании, отсутствие доступа к забою, что затрудняет контроль.
В рыночных условиях бурение стволов имеет и ряд преимуществ. Возможность быстрого разворота работ связана с низкими требованиями к благоустройству в начальном периоде строительства и модульной конструкцией буровых установок. Требуемая, по сравнению с буро-взрывным способом, малая энергоемкость (до 1000 квт) позволяет начать работы на временном энергоснабжении. Малое количество людей (до 40 чел) упрощает бытовое обустройство.
Такой способ позволяет сравнительно быстро сооружать стволы требуемой вертикально¬сти, но эффективен только в породах до 5-6 категории по буримости. В более крепких породах скорость бурения резко снижается из-за отсутствия надежного породоразрушающего инстру¬мента большого диаметра, способного выдерживать значительные осевые нагрузки.
Напомним, что породы подобной крепости встречаются, в основном, на глубинах более 200м.
В настоящее время шахтостроители Донбасса бурят стволы диаметром 2-4,2м установка¬ми типа L-35 фирмы «Вирт» (роторное бурение) или «Уралмаш-4Э»(реактивно-турбинный спо¬соб) [1].
Исходя из изложенного нами, с целью повышения эффективности сооружения шахтных стволов, предлагается принципиально новая технология проходки стволов, в условиях, где раньше применялись только спецспособы. Это комбинированный способ сооружения стволов с использованием преимуществ бурения и буровзрывных работ. Суть способа заключается в про¬странственном и временном совмещении двух технологий.
Интервал до глубины 100-150м в неустой¬чивых мягких породах и средней крепости про¬ходится буровыми установками с помощью фазо¬вого бурения, а дальше по крепким поро-дам используется традиционный буровзрывной способ.
Пробуренный интервал неустойчивых пород крепится сталебетонной крепью, секции которой стыкуются в устье ствола и опускаются на плаву . После спуска «стакана» в основании или вверху его сооружается опорный башмак, а сфе¬рическое днище демонтируется.
В период бурения на поверхности готовятся секции-кольца указанного типа крепи.
Данная технология позволит «уйти» от до¬рогих спецспособов проходки, отказаться от чугунных тюбингов, обеспечить водоизоляционную крепь.
Кроме того, параллельно с бурением первых 100-150м. ствола, строители и монтажники смогут строить поверхностный комплекс по постоянной схеме, избавляясь от временных, но, тем не менее, дорогих сооружений. Разворот строительства, привлечение материальных и люд¬ских ресурсов будет производиться постепенно, не отражаясь на сроках строительства.