Шахтные вертикальные стволы являются уникальными инженерными сооружениями. Поиск и разработка эффективных решений по интенсификации строительства вертикальных стволов является актуальной научно-технической проблемой развития угольной промышленности Украины.

Наибольшее снижение устойчивости вмещающих пород и ухудшение условий строительства и эксплуатации стволов Донбасса, наблюдается в Красноармейском угленосном районе.

В геологическом строении принимают участие отложения свит С14 и С15 нижнего карбона. Залегание пород моноклинальное с простиранием 5-315° и восточно-северо-восточным падением под углами 3-6°. Отложения карбона представлены часто переслаивающимися слоями известняков, песчаников, алевролитов и аргиллитов с преобладанием алевролитов (49,9%). Условия проходки стволов усложняются не только низкопрочностными параметрами перечисленных пород, но и большими водопритоками, резко снижающими темпы проходки по геомеханическим и организационным причинам. Это явилось одной из причин того, что за последние 25 лет в Красноармейском районе было пройдено всего около 3800м стволов. А темпы их прохождения были значительно ниже темпов проходки в Шахтерском и центральном районах Донбасса. На шахтах Донецка, Шахтерска, Тореза протяженность участков стволов, пройденных с месячными темпами до 100 м, достигала 40%, в Красноармейском районе скоростные проходки (1,5 нормативной скорости) практически отсутствовали. Стволы Красноармейского региона сооружаются в худших условиях и это объясняется, прежде всего, ухудшением прочностных характеристик вмещающих пород, т.к. водопритоки в стволы Красноармейского региона в 3-6 раз выше и прочность обнажаемых пород при водонасыщении резко падает. Таким образом, рассматриваемые далее технические решения и рекомендации по улучшению ТЭП проходки могут быть использованы и для стволов других районов Донбасса, при этом создавая больший запас надежности их эксплуатации.

В мире ежегодно вводится в эксплуатацию до 20 километровых вертикальных стволов. Интенсивное развитие угольной промышленности нашей страны всегда характеризовалось ежегодным ростом протяженности стволов и скважин.

За 60 лет холдингом «Спецшахтобурение» пробурено более 500 стволов. Отток кадров, уменьшение числа задействованных буровых установок, снижение производительности труда, уменьшение сооружаемых объектов, четко коррелируют с падением добычи угля. Уход кадров, износ фондов, потеря подсобных производств усугубились не всегда правильным выбором способа прохождения ствола. Так, например, выгода, получаемая при бурении вертикальных стволов, достигается в регионах с породами крепостью до восьми по Протодьяконову. На остальной же территории предпочтительнее буровзрывной способ.

И все же мировая тенденция - это безлюдная проходка, т. е. бурение стволов из забоя, с поверхности, с передовой скважиной и пр.

Проектировщики специализированного института ОАО «Донгипрооргшахтострой» на основании многолетнего опыта проектирования шахтных объектов предложил ряд технических новшеств по оснащению проходки и реконструкции фланговых стволов, а также в большинстве приемлемых и для центральных. Это прежде всего широкое использование передвижного проходческого оборудования, зданий и сооружений в блочно-контейнерном и сборно-разборном исполнении и унифицированных проходческих копровых и стволовых комплексов. Проведение монтажных работ уменьшает оснащение фланговых стволов до 5 мес., а трудоемкость работ по оснащению - в 1,2-1,4 раза.

Нормативные требования по проектированию вертикальных стволов и их оборудования. Требования должны соблюдаться при разработке проектов, как новых стволов, так и реконструируемых. В проектах шахтного подъемного комплекса должна быть обеспечена максимальная унификация подъемных сосудов, элементов и схем армировки, а также вспомогательного оборудования для технического обслуживания и ремонта.

Для выдачи полезного ископаемого в зависимости от требуемой производительности в одном стволе должны приниматься следующие виды подъемов:

- двухскиповой,

- двухскиповой и односкиповой с противовесом,

- два двухскиповых.

Применение одного односкипового подъема допускается при соответствующей требуемой производительности. Применение двух односкиповых подъемов вместо одного двухскипового допускается при:

- многогоризонтной работе,

- многоканатном подъеме, если двухскиповой подъем не обеспечивает нескольжение канатов.