Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Процесс выемки вертикального или почти вертикального ствола сверху вниз.
Process of excavating a vertical or near vertical tunnel from the top down
Проходка шахт или строительство шахтного ствола – это выемка шахтного ствола сверху вниз, при которой изначально нет доступа к забою. Мелкие стволы, как правило, прокладываемые для строительных проектов, значительно отличаются по методу выполнения от глубоких стволов, обычно используемых в горнодобывающей промышленности. Строительство шахтного ствола – один из самых сложных методов разработки месторождений: ограниченное пространство, сила тяжести, грунтовые воды и специализированные процедуры делают эту задачу весьма сложной. Стволы могут прокладываться традиционными буровзрывными работами или механизированными способами. Исторически, строительство шахт было одной из самых опасных профессий в горном деле и являлось прерогативой специализированных подрядчиков, называемых стволопроходчиками. Сегодня подрядчики по строительству шахт сосредоточены в Канаде, Германии, Китае и Южной Африке. Современная индустрия строительства валов постепенно переходит к большей механизации. Недавние инновации в виде проходки ствола по всей площади (аналогичной вертикальной тоннелепроходческой машине) показали обнадеживающие результаты, но использование этого метода, по состоянию на 2019 год, не получило широкого распространения.
Shaft mining or shaft sinking is the action of excavating a mine shaft from the top down, where there is initially no access to the bottom. Shallow shafts, typically sunk for civil engineering projects, differ greatly in execution method from deep shafts, typically sunk for mining projects. Shaft sinking is one of the most difficult of all mining development methods: restricted space, gravity, groundwater and specialized procedures make the task quite formidable. Shafts may be sunk by conventional drill and blast or mechanised means. Historically, mine shaft sinking has been among the most dangerous of all the mining occupations and the preserve of mining contractors called sinkers. Today shaft sinking contractors are concentrated in Canada, Germany, China and South Africa. The modern shaft sinking industry is gradually shifting further towards greater mechanisation. Recent innovations in the form of full face shaft boring (akin to a vertical tunnel boring machine) have shown promise but the use of this method is, as of 2019, not widespread.
Части шахт
Наиболее заметной особенностью традиционно построенной шахты является головная рама (или винтовая башня, кукольная голова или головка ямы), которая возвышается над шахтой. В зависимости от типа используемого подъемника (или винта), на вершине головной рамы может располагаться двигатель подъемника или шкив (при этом двигатель подъемника устанавливается на земле). В головной раме обычно также имеются бункеры для хранения руды, предназначенной для транспортировки на перерабатывающий завод. На уровне земли, под и вокруг головной рамы, находится оголовок (также называемый банком или палубой), который служит фундаментом для поддержки веса головной рамы и обеспечивает доступ рабочих, материалов и оборудования в шахту и из нее. Оголовки обычно представляют собой массивные железобетонные конструкции с несколькими уровнями. Если шахта используется для вентиляции, в оголовок включается воздушная камера или кожух для обеспечения надлежащего потока воздуха в шахту и из нее. Под оголовком часть шахты, продолжающаяся вглубь земли, называется стволом шахты. В местах соединения ствола шахты с горизонтальными выработками располагается шахтная станция (или боковая выработка), обеспечивающая доступ людей, материалов и оборудования в шахту и из нее. От станции к рудному телу расходятся туннели (штольни, галереи или уровни), протяженность которых может достигать многих километров. Самая нижняя шахтная станция чаще всего является местом, откуда горная масса поднимается из уровней шахты в ствол; в этом случае на одной стороне ствола выкапывается погрузочный карман для установки оборудования для транспортировки. Под самой нижней станцией шахта продолжается на некоторое расстояние, эта часть называется дном шахты. Туннель, называемый пандусом, обычно соединяет дно шахты с остальной частью шахты, и на этом пандусе часто располагается насосная станция для откачки воды, поскольку вода естественным образом стекается в самую низкую точку шахты.
The most visible feature of a traditionally built mine shaft is the headframe (or winding tower, poppet head or pit head) which stands above the shaft. Depending on the type of hoist (or winder) used, the top of the headframe will either house a hoist motor or a sheave wheel (with the hoist motor mounted on the ground). The headframe will also typically contain bins for storing ore being transferred to the processing facility. At ground level beneath and around the headframe is the Shaft Collar (also called the Bank or Deck), which provides the foundation necessary to support the weight of the headframe and provides a means for workers, materials and services to enter and exit the shaft. Collars are usually massive reinforced concrete structures with more than one level. If the shaft is used for mine ventilation, a plenum space or casing is incorporated into the collar to ensure the proper flow of air into and out of the mine. Beneath the collar the part of the shaft which continues into the ground is called the shaft barrel. At locations where the shaft barrel meets horizontal workings there is a shaft station (or inset) which allows men, materials and services to enter and exit the shaft. From the station tunnels (drifts, galleries or levels) extend towards the ore body, sometimes for many kilometers. The lowest shaft station is most often the point where rock leaves the mine levels and is transferred to the shaft, if so a loading pocket is excavated on one side of the shaft at this location to allow transfer facilities to be built. Beneath the lowest shaft station the shaft continues on for some distance, this area is referred to as the shaft bottom. A tunnel called a ramp typically connects the bottom of the shaft with the rest of the mine, this ramp often contains the mine's water handling facility, called the sump, as water will naturally flow to the lowest point in the mine.
Отделы вала
Если шахтный ствол предназначен для подъема, он часто разделяется на несколько отсеков шахтными крепами, которые могут быть изготовлены из дерева или стали. Вертикальные элементы крепа называются направляющими, а горизонтальные – бутонами. Для стальных направляющих существуют два основных варианта: полые профили и профили типа «шляпа». Профили типа «шляпа» обладают рядом преимуществ по сравнению с полыми профилями, включая более простой монтаж, повышенную коррозионную стойкость и увеличенную жесткость. Шахтные вагонетки движутся по направляющим аналогично тому, как стальные американские горки движутся по своим рельсам, обе имеют колеса, которые надежно удерживают их на месте. Некоторые шахтные стволы не используют направляющие балки, а вместо этого используют стальной трос (называемый направляющим тросом), который поддерживается в натяжении массивными противовесами на дне ствола, называемыми «сырными головками» (из-за их сходства с головкой сыра), поскольку их легче обслуживать и заменять. Самый большой отсек обычно используется для шахтной клети – транспортного средства для перемещения рабочих и материалов под землей, которая подвешена к подъемной машине на стальном тросе. Она функционирует аналогично лифту. Клетки могут быть одно-, двух- или, реже, трехъярусными, всегда имея несколько резервных систем безопасности на случай неожиданной поломки. Второй отсек используется для одного или нескольких скипов, предназначенных для подъема руды на поверхность. Небольшие горные предприятия используют скип, установленный под клеткой, вместо отдельного устройства, в то время как на некоторых крупных шахтах есть отдельные стволы для клети и скипов. Третий отсек используется для аварийного выхода; в нем может быть вспомогательная клетка или система лестниц. Дополнительный отсек предназначен для размещения шахтных служб, таких как высоковольтные кабели и трубопроводы для транспортировки воды, сжатого воздуха или дизельного топлива. Вторая причина разделения шахтного ствола – вентиляция. Один или несколько из вышеупомянутых отсеков могут использоваться для притока воздуха, а другие – для вытяжки. В этом случае между двумя отсеками устанавливается стальная или бетонная стена, называемая бра́ттисом, для разделения воздушных потоков. На многих шахтах имеются один или несколько дополнительных, полностью отдельных вспомогательных стволов с отдельными подъемными механизмами и клетями.
Where the shaft is to be used for hoisting it is frequently split into multiple compartments by shaft sets, these may be made of either timber or steel. Vertical members in a shaft set are called guides, horizontal members are called buntons. For steel shaft guides, the main two options are hollow structural sections and top hat sections. Top hat sections offer a number of advantages over hollow structural sections including simpler installation, improved corrosion resistance and increased stiffness. Mine conveyances run on the guides in a similar way to how a steel roller coaster runs on its rails, both having wheels which keep them securely in place. Some shafts do not use guide beams but instead utilize steel wire rope (called guide rope) kept in tension by massive weights at shaft bottom called cheese weights (because of their resemblance to a truckle or wheel of cheese) as these are easier to maintain and replace. The largest compartment is typically used for the mine cage, a conveyance used for moving workers and supplies below the surface, which is suspended from the hoist on steel wire rope. It functions in a similar manner to an elevator. Cages may be single , double , or rarely triple deck, always having multiple redundant safety systems in case of unexpected failure. The second compartment is used for one or more skips, used to hoist ore to the surface. Smaller mining operations use a skip mounted underneath the cage, rather than a separate device, while some large mines have separate shafts for the cage and skips. The third compartment is used for an emergency exit; it may house an auxiliary cage or a system of ladders. An additional compartment houses mine services such as high voltage cables and pipes for transfer of water, compressed air or diesel fuel. A second reason to divide the shaft is for ventilation. One or more of the compartments discussed above may be used for air intake, while others may be used for exhaust. Where this is the case a steel or concrete wall called a brattice is installed between the two compartments to separate the air flow. At many mines there are one or more complete additional separate auxiliary shafts with separate head gear and cages.