Перевод: Ланская Т.И.
Источник: http://www.1911encyclopedia.org/Shaft–Sinking
Проходка ствола, важная операция в горном достижении, рабочие месторождения полезных ископаемых находятся глубоко от поверхности, когда рельеф не допускает проходку штолен или тоннелей. Стволы часто проходятся также в связи с определенными строительными работами.
Если в крепкой породе, мало воды, то проходка ствола является сравнительно простой операцией. Но когда много воды, встречаются или образуются включения неустойчивых, водянистых слоев, особые формы подкладки могут стать необходимым и работа идет медленно и дорого. Шахтные стволы, часто очень глубоки, в частности, в Витватерсранде, ЮАР, района Мичиган меди в Бендиго, Австралия, и в некоторых частях Европы. Много вертикальных стволов превышает 4000 футов в глубину, по крайней мере два – ствол Уайтинг, в Калумет и Гекла шахты и шахта № 3 шахты Тамарак (оба в штате Мичиган) – более 5000 футов глубиной. Последний названный в начале 1907 года был около 5200 футов, а затем был самым глубоким в мире. Несколько наклонных шахтных стволов, в том же районе, приблизительно 6000 футов в длину.
В Европе стволы, как правило, цилиндрического, иногда эллиптического сечения, а также выложены каменной кладкой, бетоном, чугуном или сталью, а в Соединенных Штатах и других странах по всем горнодобывающим регионам мира, прямоугольные поперечные сечения. Для погружения в свободную, водоносную почву, сечение почти всегда цилиндрическое, так как эта форма лучше всего сопротивляется давлению, как тенденции вызывать дробление или обрушение стены шахты. Европейская практика погружения цилиндрического ствола в породу базируется в основном на четырех соображениях: – (1) пользовательские, (2) высокая стоимость древесины, (3) кроме вопросов себестоимости, цилиндрический ствол, облицованный каменной кладкой или железом, сильная и постоянная, а ее стоимость обслуживания низка; (4) больше стволов в сложных образованиях были потоплены в Европе, чем в других местах. Дешевле деревянной подкладки прямоугольные стволы, однако, как правило, соответствующие при нормальных условиях в скалистых слоях, в связи с временным характером горных работ. Вертикальный ствол может быть прямоугольной или цилиндрической формы, когда они наклонные, то всегда прямоугольные.
Основная целью шахты является действие подъемного и людского ходка; кстати, они служат для вентиляции, для перекачивания и для передачи силой подземного пара, сжатого воздуха или другими средствами. Прямоугольные стволы обычно делятся продольно на отсеки. Один или несколько из них в клетках или пропусках. Другой, как правило, предоставляется на лестницу и трубу, и для вентиляции. Когда много воды встречается отдельный отсек насоса. Цилиндрические стволы могут быть так же разделены на вспомогательные опалубки, хотя во многих опалубках пренебрежены и подъемные клетки ведут проволочные веревки простирающиеся сверху донизу.
Площадь поперечного сечения стволов зависит главным образом от размера клетки или пропуска – то есть подъемных нагрузок. Малый прямоугольный ствол из одного или двух отсеков внутри древесины, 4 на 6 футов до 7 на 12 футов; большие стволы из трех отсеков, от 5 до 12 футов, до 8 или 10 футов на 20 футов для четырех и пяти отсеков шахты, иногда необходимы работы больших масштабов, как в глубоком уровне шахты Витватерсранда, в диапазоне размеров от 6 до 20 футов на 6 или 8 на 30 футов, а для некоторых из Пенсильвании шахты, до 13 на 52 футов, цилиндрические стволы редко имеют больше двух отсеков подъема и, как правило, от 10 до 16 футов, иногда 20 или 21 футов в диаметре, сегментарный районах, прилегающих к подъемным способам используются для вентиляции, трубопроводов, и т.д.
Если порода будет находится под рыхлой почвой намоченной небольшим количеством воды, раскопки начинают с киркой и лопатой, и после того, как порода поднялась продолжаются буровые и взрывные работы.. Выбор между ручным и машинным бурением зависит главным образом от типа пород, размеров и глубины шахты. Для очень тяжелых пород или при быстрой работы, желателен, бурильный станок, рекомендуются, компрессора и дополнительное время мощности котла. Высокая скорость проходки были достигнута вручную, мировой рекорд в том, что ствол Ховард, углублен ручным трудом на 203 м в месяц. Но такие скорости достижимы только в сухой или почти сухой земле.
Как правило, скорость погружения достигается в меньшей степени в зависимости от бурения в круглых отверстиях, чем от времени, необходимым для обработки и поднятия из скалы, и поэтому скорость обычно уменьшается с увеличением глубины. Кроме того, минуя стволы небольшой площади, затраты на фут глубины не преумножают на размеры поперечного сечения. Для тех же пород темпы наступления влажных образований всегда намного медленнее, чем в сухой, а стоимость выше.
Работа погружения в породу ведется следующим образом. Сверлят круглые отверстия, как правило, от 3 до 4 футов глубины, если ручным способом, или от 5 до 8 или 9 футов, если бурильным станком. Отверстия взимается с динамитом и выстрелом по взрывателю или электричество – в глубоких шахтах предпочтительно с помощью электричества, а людям, необходимо подняться на большие расстояния, чтобы добраться до места безопасности. После того, как дым расчищен, начинается работа по уборке породы, чтобы возобновить бурение как можно скорее. Для валов не более 6 или 8 футов – широкие машинные сверла, как правило, устанавливаются на горизонтальных полосах растяжения через дорогу от стены к стене, или, в более широком или цилиндрическом стволах, на штативах или специальных погруженных кадрах.
В погружении, прямоугольные вертикальные шахты при нормальных условиях раскопок через поверхность почвы обычно выстланы списыванием, внутри которых на конкретных обочинах иногда построены плотины из поверхностных вод. После достижения породы, подкладка, как правило, состоит из горизонтального подхода по 8 на 8 дюймов до 12 дюймов на 12.
Крепь для цилиндрических стволов в породе. Деревянные крепь применяется иногда в небольших шахтах, или для временной поддержки до возведения постоянной крепи, но для цилиндрических стволов применяется кирпичная кладка или железная. Специально формируются конические кирпичи удобной формы в соответствие с радиусом ствола. Бетон может так же формироваться в крупные блоки, часто весом 1200 до 1600 фунтов каждый. Толщина стенки зависит от глубины ствола и предположительного давления, она, как правило, от 13 дюймов до 2 футов, установленное на цементном растворе. Такие кладки, хотя и не полностью водонепроницаемые, но закроют многие воды, присутствующие в окружающей породе.
Железная кладка, или "водонепроницаемая крепь", используется, когда приток воды довольно большой. Она обычно состоит из чугунных фланцевых колец, каждое брошенное на одну часть для стволов малого диаметра, или в сегментах болтами вместе большого диаметра. Чтобы кольца приспособились к давлению, горизонтальные швы, редко крепят болтами, упаковывают с листовым свинцом или тонкими полосками сухой сосны, утечки появляются впоследствии остановки с помощью клиньев. Хотя желательная чугунная, водонепроницаемая крепь иногда построена из стальных колец пластины, подкрепленная в углах, или с каналами, прикованными к ним. Нерегулярный кольцевой зазор между водонепроницаемой крепью и породами–стенами впоследствии заполнены затиркой бетона или цемента. В пространство между кольцами и породой помещают деревянные длинья, которые расширяются и становятся водянистыми и тем самым создают плотную водонипроницаемую крепь с породой чуть выше месторождения полезных ископаемых. На этом пути большая часть воды может быть постоянно закрыта из шахты, и затраты на прокачку существенно снижаются.