§ 70. Срок вскрытия, подготовки и отработки этажа. Коэффициенты опережения

При простой схеме вскрытия и подготовки этажа и последовательном разви­тии горных работ необходимо иметь один этаж в подготовке и один — в стадии вскрытия.

Коэффициенты опережения вскрытия, подготовки и суммарно вскрытия и подготовки над очистной выемкой

; (IV.9)

; (IV.10)

; (IV.11)

изменяются от 1,1 – 1,2 до 2—2,5 и более в зависимости от местных условий.

Время на вскрытие и подготовку этажа t_В.П должно быть меньше времени отработки запасов верхнего этажа t₀ , т. е.

t_В.П = t_B + t_П + t_P < t₀, (IV.12)

^{где tP= 0,25—1,0 - резервное время, принимаемое по местным условиям, доли года.}

При ярусном способе вскрытия н подготовки этажей высотой 100—200 м, когда в одном этаже возможно совмещение очистных работ с работами по вскры­тию и подготовке,

(IV.13)

§ 71. Вскрывающие выработки. Форма и размеры их поперечного сечения

Вскрывающие выработки — вертикальные и наклонные шахтные стволы, шурфы; штольни и уклоны; околоствольные выработки (околоствольные дворы, насосные камеры, водосборники, камеры электроподстанций, обгонные и соеди­нительные выработки); подземные бункера, дозаторные камеры и камеры дро­бильных установок; капитальные рудоспуски и породоспуски, обслуживающие несколько выемочных единиц, по которым производится перепуск руды и породы на концентрационные откаточные горизонты и к стволам шахт; квершлаги и штреки, проводимые для сбойки стволов или капитальных рудоспусков и вскры­тия смещенных частей рудных залежей, а также высечки из них (не более 10 м на каждую высечку) для проведения подготовительных выработок; камерные выработки специального назначения (камеры подъемных машин, электровозное депо, ремонтные и заправочные пункты, склады любого назначения, камеры ожидания, медпункты и т. д.); специальные закладочные, вентиляционные, дре­нажные и водоотливные выработки (стволы, штольни, шурфы, восстающие, ге­зенки); уклоны по доставке самоходного и другого оборудования с основного на промежуточный горизонт; все выработки концентрационного горизонта.

Работы по проведению выработок вскрытия относятся к горно-капитальным.

Форма поперечного сечения вертикальных стволов бывает прямоугольная, криволикая (прямоугольная с выпуклыми короткими стенками), эллиптическая и круглая. Наиболее распространены стволы круглого сечения, стволы прямо­угольного сечения чаще служат для целей разведки и применяются на небольших рудниках. Эллиптическая и криволикая формы стволов обусловлены разницей устойчивости массива в горизонтальных направлениях.

Стволы круглого сечения проводят в породах любой крепости и на глубину, ограниченную возможностями подъемных установок. Площадь поперечного се­чения стволов определяется их назначением. Размеры сечения материальных и вспомогательных стволов зависят от габаритов клетей, в которых будет произ­водиться спуск и подъем рабочих, материала и оборудования; вентиляционных стволов — от газового режима шахты и количества воздуха, необходимого для проветривания подземных выработок; выдачных стволов — в основном от произ­водственной мощности рудника. Для глубины разработки 600—1200 м в предва­рительном порядке площадь поперечного сечения (м²) вы дачного ствола

^{FB = 23,4 + 3,6 A, (IV. 14)}

где A — годовая производственная мощность рудника, млн. т.

Размещение оборудования и подъемных сосудов проектируется из расчета максимального использования площади сечения при соблюдении норм допусти­мых зазоров. Окончательные размеры сечения ствола определяются графическим способом.

Для рудников цветной и черной металлургии годовой производственной мощностью от 30 до 8000 тыс. т. Гипроцветмет и Кривбасспроект разработали типовые сечения стволов (табл. IV.7; рис. IV. 1).

Форма и размеры поперечного сечения наклонных выработок (рис. IV.2) вы­бираются в зависимости от свойств пересекаемых пород, ожидаемого горного давления, срока службы выработки, ее конструктивных свойств материалов крепи и многих других факторов. В предварительном порядке площадь наклонного ствола определяется по формуле

F_H = 9,3 + 0,98 А. (IV.15)

Все элементы сечения ствола в масштабе 1 : 25 или 1 : 50 наносятся на чертеж с соблюдением норм допустимых зазоров по единым правилам безопасности при разработке рудных, нерудных и россыпных месторождений подземным спо­собом. Сечение стволов необходимо проверять на пропуск необходимого коли­чества воздуха с допускаемой скоростью движения воздушной струи.

Конфигурация околоствольного двора определяется рядом факторов, из кото­рых наиболее важными являются: схема вскрытия месторождения, число стволов и тип подъемов (клетевой, скипо-клетевой или скиповой), способ подачи груза на околоствольный двор (вагонетками, самоходными средствами или конвей­ерами), расположение железнодорожной станции на поверхности шахты относи­тельно подъемных сосудов в стволе.

Околоствольный двор включает в себя различные по своему назначению комплексы транспортных, камерных и вспомогательных выработок, обеспечива­ющих пропуск добытой руды и пустой породы из шахты на поверхность, посту­пающего с поверхности груза, перемещение людей, а также работу систем водо­отлива, вентиляции, энергоснабжения.

Околоствольные дворы при вертикальных стволах могут быть с кольцевым, петлевым и челночным движением поездов.

Для шахт годовой производственной мощностью 1,5—2,0 млн. т чаще при­меняется тупиковая схема откатки, свыше 3 млн. т — кольцевая.

Длину участка сопряжения клетевого околоствольного двора со стволом при­нимают до 20 м. Высота сопряжения при спуске длиномера для одноканатных и многоканатных подъемников должна быть не менее 5,5 м от головки рельсов. Если спуск длиномера не предусмотрен, то высота сопряжения определяется проектом. Переход на нормальную высоту примыкающих выработок предусма­тривается на расстоянии не менее 10 м от крепи ствола. Ширину междупутья в сопряжении околоствольного двора принимают равной расстоянию между осями клетей, проходы с каждой стороны — по 1000 мм. Крепление сопряжений околоствольного двора со стволом бетонное, железобетонное, штанговое или ком­бинированное.

Длина грузовой ветви клетевого околоствольного двора принимается равной при выдаче полезного ископаемого— 1,5 полной длины состава; при выдаче пустых пород — длине одного состава. Длина участка от места расцепки вагоне­ток до ствола. определяется в зависимости от принятого способа механизации обмена вагонеток в клетях. Длина порожняковой ветви определяется конструк­тивно с учетом самокатной откатки.

Полезная длина приемного участка грузовой ветви скипового околостволь­ного двора составляет 1,5 длины одного состава; длина тупика за опрокидыва­телем без пропуска электровоза равна длине одного состава; при использования опрокидывателя с пропуском электровоза — длине состава, включая электро­воз. Размеры порожняковой ветви определяются конструктивно.

Радиус кривых в пределах околоствольного двора для составов с электро­возами сцепной массой 3 т принимается 10 м; 5—10 т— 15 м; 14 т — 20 м и 20—28 т — 25 м.

Пропускная способность околоствольного двора определяется расчетом в соответствии с нормами движения и маневров.

При самокатной откатке в околоствольном дворе скорость движения вагоне­ток принимается в пределах от 0,5 до 2 м/с.

_{Для разгрузки} длинномеров предусматриваются специальные приспособле­ния с порожняковой стороны двора. В отдельных случаях при тупиковых около­ствольных дворах для уменьшения объема горно-капитальных работ допускается с порожняковой стороны установка перестановочной платформы.

Т а б л и ц а IV.7

Типовые сечения стволов для рудников черной и цветной металлургии

Схема размещения оборудования в стволе	Размер сечения ствола в свету, м	Тип подъемного оборудования	Схема подвески сосудов	Емкость скипа или вагонетки, м3	Полезная грузоподъ-емность скипа или вагонетки, т
Стволы прямоугольной формы
	3,5X3,5	Грузолюдская клеть, одно- или двухэтажная	Клеть с противовесом	0,7	1,5 – 1,8
	3,5X5,5	То же	Две зависимые клети	1,2	3 - 3,5
Стволы круглой формы
		Грузолюдская клеть, одно- или двухэтажная	Клеть с противовесом	0,7	1,5 – 1,8
		Грузолюдская клеть, одно- или двухэтажная Скип	Клеть с противовесом Скип с противовесом	1,2 2,3 - 4	3 – 3,5 5 – 10
		Грузолюдская клеть, одно- или двухэтажная	Две зависимые клети	1,2	3 – 3,5
		То же Скипы	Клеть с противовесом Два зависимых скипа	1,2 2,3 - 4	3 – 3,5 5 – 10
		Грузолюдская клеть, двухэтажная Скипоклеть для углубочных работ	Клеть с противовесом Скипоклеть с противовесом	2,2 – 4,0 2,3 - 4	4,8 – 10,0 4 – 7,2
		Грузолюдская клеть, двухэтажная Скипы	Клеть с противовесом Два зависимых скипа	2,2 – 4,0 2,3 – 4,0	4,8 – 10 4,0 – 10,0
		Грузолюдская клеть, двухэтажная Скипы	Клеть с противовесом Два зависимых скипа	4,0 9,5 - 11	10,0 22 – 25
		Грузолюдская клеть, двухэтажная Скипоклеть для спуска-подъема людей и выдачи породы	Клеть с противовесом Две зависимые скипоклети	4,0 2,3 - 4	10,0 4 – 7,2

		Скипы »	Две пары зависимых скипов То же	9,5 – 11 15,0	22 – 25 35
		Грузолюдская клеть, одноэтажная Скипы Грузолюдская клеть, двухэтажная Скипы » Грузолюдская клеть, одноэтажная Скипы »	Клеть с противовесом Два зависимых скипа
		Грузолюдская клеть, двухэтажная Скипы Скипоклеть для инспекторского подъема и выдачи породы	Две зависимые клети Два зависимых скипа Скипоклеть с противовесом	2,2 5 – 7 2,3 – 4,7	4,8 11 – 16 4 – 7,2
		Клети грузовые, двухэтажные Скип Скипоклети для спуска-подъема людей и выдачи породы	Две зависимые клети Скип с противовесом Две зависимые скипоклети	2,2 – 4,0 9,5 – 11 2,3 – 4,0	5 – 10 22 – 25 4 – 7,2
		Клети грузовые, двухэтажные Скипоклети для спуска-подъема людей и выдачи породы	Две клети с противовесом Две зависимые скипоклети	4,0 2,3 – 4,0	10,0 7,2
		Клеть грузолюдская, двухэтажная Скипы	Клеть с противовесом Два зависимых скипа	4,0 17 - 20	10,0 40 – 48

*В числители указана емкость вагонетки, в знаменателе емкость скипа

Рис. IV.1. Примеры поперечного сечения стволов в

рудной промышленности и их оснащение:

а – скипоклетевой с производительностью до 6 млн. т в

год (клеть с противовесом и два зависимых скипа); б –

с двумя зависимыми клетями на вагонетку 3,3 м³; в – клеть

с противовесом на вагонетку 4 м³; г – рудные скипы

емкостью по 17 м³ и породный скип емкостью 4 м³ с

противовесом; д – зависимый скипоклетевой подъем

на производительность до 200 тыс. т в год (проект);

е – клеть с противовесом на производительность 65

тыс. т в год (проект).

Размеры околоствольных дворов при наклонных стволах определяются проектом.

Подземные сооружения и камеры. При необходимости раз­дельной выдачи двух сортов руды бункер предусматривается двухрукавным.

Приемная воронка, разгру­зочная щель под питателем и дробилкой, а также сопряжение емкостных частей бункера с ка­мерой распределительной во-* ронки футеруются марганцови­стой сталью или другими изно­состойкими материалами незави­симо от крепости пород.

Для доставки и монтажа оборудования дробильной уста­новки предусматривается ком­плекс специальных выработок и приспособлений.

Размер выпускных отверстий бункеров при наличии подземного дробления принимается не менее 700 X 800 мм, в остальных случаях — равным 3-кратному размеру кондиционного куска руды. Для монтажа и ремонта опрокидывателей в скиповых околоствольных дворах предусматривается установка грузоподъем­ных средств с механизированным приводом.

В местах примыкания рудоспусков, служащих для перепуска руды с верх­них горизонтов, к скиповым околоствольным дворам для регулирования потока руды и полной его приостановки предусматриваются пластинчатые питатели или пальцевые затворы.

Камеры дробильных и дозаторных устройств оборудуются грузоподъемными средствами с механизированным приводом, выбранными по весу наиболее тяжелого неразборного узла. В камерах питателей предусматривается установка монорельсовых путей для грузоподъемных механизмов как над приводами питателей, так и в хвостовой их части для монтажа и демонтажа пластин.

Для увеличения производительности дробилок перед ними устанавливаются грохоты, в камере дробильных установок необходимо иметь специальное место для складирования запасных частей и производства мелкого ремонта.

В скиповых рудничных дворах, дробильных дозаторных и специальных камерах для очистки загрязненного воздуха от пыли устанавливаются аспирационные устройства.

Проветривание камеры дробления осуществляется вентиляционными установками местного проветривания с пылеосадочными устройствами.

При возможности выдачи воздуха от аспирационных установок в исходящую струю очистка воздуха производится с помощью мокрых пылеуловителей; если возможности выдачи воздуха в исходящую струю нет, то предусматривается рециркуляция воздуха с одноступенчатой очисткой (рукавные фильтры) или двухступенчатой (рукавные фильтры — электрофильтры; мокрые пылеулови­тели — электрофильтры и др.) — в зависимости от предельно допустимой кон­центрации пыли в рабочей зоне, требований санитарных норм и ЕПБ.

Размеры и вид крепи камер дробилки, питателя и дозаторных устройств устанавливаются проектом. Камера дробилки должна иметь два выхода.

Необходимость устройства контрольных ходков при рудоспусках решается в проекте в зависимости от слеживаемости и кусковатости отбитой руды. По­перечные размеры рудоспуска должны обеспечивать безопасность проходки его и пропуск кусков.

Камеры главных незаглубленных и заглубленных водоотливных установок надлежит проектировать с двумя выходами (ходками), расположенными в про­тивоположных концах камеры, независимо от того, размещена камера главной водоотливной установки совместно с электроподстанцией или отдельно.

В ходках камер главных водоотливных установок, пересекающихся с гори­зонтальными выработками, и.в ходке примыкающей камеры электроподстанции устанавливаются герметические водонепроницаемые и решетчатые несгораемые двери, открывающиеся наружу. Свод водосборника располагается ниже уровня или на уровне самой низкой отметки головок рельсов околоствольного двора.

Устройство и оборудование прочих камер (общего назначения, механических и электротехнических установок) производится согласно требованиям СНиП и ЕПБ.

При проектировании камер для машин с двигателями внутреннего сгорания необходимо пользоваться «Инструкцией по безопасному применению самоход­ного (нерельсового) оборудования в подземных рудниках» (М. «Недра, 1973), утвержденной Госгортехнадзором СССР 20 июня 1972 г.

При выборе дробилок, высоты рудоспусков и перепускных выработок не­обходимо стремиться к тому, чтобы не было переизмельчения руды.

Площадь поперечного сечения квершлага в предварительном порядке опреде­ляется по формуле

F_КВ = 4,2 + 5,4 А. (IV.16) ( (IV. 16)

О кончательное сечение квершлагов, штреков, ортов и наклонных съездов определяется с учетом габаритов подвижных составов и транспортных механиз­мов, необходимых зазоров по ЕПБ, запасов на осадку крепи, размещения в поперечном сечении коммуникаций и ограничений по скорости движения воздуха. Разработаны типовые проекты сечения горных выработок с креплением различ­ным материалом: деревом, бетоном, торкретбетоном, штангами, комбинированным металлом (типовые паспорта крепления горных выработок для рудников цветной металлургии СССР, срок введения 1 июля 1976 г.; типовые проекты, утвержденные Госстроем СССР 9 августа 1978 г.: с введением в действие с 1 января 1979 г., серий. 403-3-46; 403-3-47; 403-3-58; 403-3-44; 403-3-48).

Сечения выработок должны удовлетворять не только свободному передвижению (с допустимыми зазорами) эксплуатационного горнотранспортного оборудования и пропуски необходимого количества воздуха с допустимыми скоростями, но и габаритами проходческого оборудования, а также оборудования для механизированной очистки выработок, в том числе водоотливных канавок.