Строительство новой шахты начинается с проходки стволов, глубина которых определяется глубиной залегания каменноугольных пластов. Обычно угольная шахта имеет несколько стволов, необходимых для спуска и подъема людей, доставки различных материалов, для выдачи добытого угля на поверхность, вентиляции и т. д.

Проходка стволов — наиболее трудоемкая часть строительства шахты, она отнимает очень много времени. В наши дни наиболее распространенный способ проходки—буровзрывной. В дне ствола бурят ряд отверстий, закладывают в них взрывчатку, взрывают породу и потом поднимают ее на поверхность. Способ этот, несмотря на различные усовершенствования, медленный и дорогой.

По-новому решила трудную задачу группа инженеров института «Гипрошахтостроймаш». Для проходки стволов диаметром 3,6 м они создали установку колонкового бурения УКБ-3,6.

Принцип действия ее легче понять, если вспомнить детскую игру в «куличики». Малыш берет деревянный или жестяной стаканчик, опрокидывает его вверх дном и вдавливает в сырой песок. Затем переносит стаканчик с набитым в него песком на другое место И вытряхивает из него готовый «куличик».

Основная часть новой установки — колонковый бур — тоже представляет собою перевернутый вверх дном стальной стакан. Высота его —10 м, а диаметр — 3,5 м. Механизмами установки стакан приводится во вращение и постепенно углубляется в породу. На нижней части бура по окружности расположены 12 шарошек — зубчатых колес. Они при качении разрушают породу, дробя ее зубьями.

На месте работы установки в глаза прежде всего бросается ажурная 40-метровая вышка. Рядом с ней на платформе возвышается 90-тонный бур. Второй, работающий, находится в стволе. На крюке к вышке подвешена квадратная штанга. Она вращается при помощи специального механизма — ротора, соединенного с электроприводом. Снизу к штанге привинчены трубы, они соединяются с буром и передают ему вращение. Под вышкой и вокруг нее расположено вспомогательное оборудование установки.

Все управление во время работы осуществляется с центрального пульта, находящегося на поверхности земли. Здесь сменный инженер и мастер наблюдают за показывающими и самопишущими приборами, которые контролируют режим работы механизмов. В случае перегрузки того или иного узла специальные приспособления автоматически останавливают работу установки.

Внимательно присмотревшись, можно заметить, что квадратная штанга медленно погружается в ствол, — это видно по нанесенным на ней делениям. Когда штанга доходит до определенной отметки, мастер выключает автомат подачи. Керн обурен, начинается его подрезка.

Не пробуйте заглянуть сверху в ствол и рассмотреть что-нибудь

УКБ-3,6

В. СОНИН, инженер

в глубине его. Пробуренная часть ствола до самой поверхности заполнена водой. Если при проходке стволов прежними способами и вообще при любом подземном строительстве вода является злейшим врагом и на удаление ее тратится много усилий, то здесь она, наоборот, необходима для нормальной работы установки. Вода в стволе используется, как и в земснарядах при намывке плотин, для транспортирования выбуренной породы. Вырезая в массиве керн, колонковый бур размельчает вокруг него слой породы. Вот эти частицы ее и выносятся на поверхность водой. Поэтому два мощных насоса нагнетают в ствол целую реку воды.

Но вода требуется не только для выноса частиц породы, она одновременно выполняет и другую важную роль. Все знают, что, например, тоннели метро облицованы бетоном или чугунными тюбингами. Всю тяжесть вышележащей толщи породы — так называемое горное давление — принимает на себя мощная бетонная или металлическая труба, образующая стенку тоннеля. Стенки ствола, где работает буровая установка, также необходимо крепить, чтобы предохранить от обвала. Вода, заполняющая ствол доверху, и выполняет роль крепления. На глубине 100 м давление воды на стенки ствола достигает 100 т на каждый квадратный метр поверхности. Этого более чем достаточно для того, чтобы предотвратить обрушивание породы.

Роль воды, или, как ее здесь называют, промывочной жидкости, этим не исчерпывается. В буре она используется для приведения в действие механизма подрезки керна.

Но вот подрезка закончена, и бур с керном, весящие вместе 180 т, подняты на поверхность и установлены на платформу, подведенную под вышку. Домкраты механизма подрезки включены на обратный ход, рычаги уходят в свои ниши. Бур поднимают, и керн остается на платформе. Его отвозят в отвал, а тем временем начинается новый цикл, продолжающийся ровно сутки. За сутки ствол шахты углубляется на 5 м.

Второй бур установки по внешнему виду ничем не отличается от описанного. Но у него имеется два механизма подрезки.

Один механизм рассчитан для работы в слабой породе и состоит из стальных канатов, на которые надеты дисковые резцы. Во время подрезки канаты окружают керн петлей и, затягиваясь, прорезают в нем щель. При подъеме керна на поверхность он оказывается как бы лежащим в стальной «авоське».

Другой «механизм», рассчитанный на крепкую породу, состоит из зарядов. Примерно на расстоянии 1 м от нижнего края бура по всей окружности его расположены отверстия, куда вставляются кумулятивные заряды. Направленный взрыв их обладает огромной силой. Это наиболее перспективный способ подрезки, позволяющий мгновенно отделить обуренный керн от массива.

Бур с керном, подрезанным кумулятивными зарядами, показан на первой странице обложки.

Но вот шахтный ствол пробурен до проектной глубины. Теперь его надо закрепить уже не водой, а постоянной крепью — железобетонными трубами диаметром 3,5 м. Их опускают одну за другой. Они образуют надежную водонепроницаемую рубашку. Остается откачать воду, заполнить пустоты между бетонной трубой и породой цементным раствором, и шахтный ствол готов.

Фото в заголовке: вверху — бур поднят на поверхность. Снизу хорошо видны подрезные рычаги, на которых покоится керн; внизу — 90-тонный керн выгружен на платформу.

19