§ 3. Проведение наклонных выработок

В последние годы в горнорудной промышленности возрос объ­ем проходки наклонных стволов. Объясняется это широким приме­нением высокопроизводительного конвейерного транспорта.

Проведение наклонных выработок с точки зрения технологии выполнения основных операций и их организации во многом ана­логично проведению горизонтальных выработок и отличается лишь некоторыми особенностями.

Подготовка проходки наклонных стволов предусматривает устройство устья ствола, строительство временных и постоянных зданий и сооружений, а также специальных эстакад для разгрузки сосудов на поверхности.

Устья наклонных стволов проходят открытым способом с при­менением драглайнов, скреперных лопат, экскаваторов и авто­кранов с грейферами. При сооружении устьев стволов в неустой­чивых породах стенки котлована закрепляют временной деревян­ной распорной крепью. Постоянное крепление устьев наклонных стволов возводят из бетона, железобетона или тюбингов. После возведения постоянной крепи устьев наклонных стволов, гидро­изоляции наружных стен и перекрытия котлованы засыпают по­родой.

Проходка наклонных стволов по скальным породам осуществ­ляется с применением буровзрывных работ. Для бурения шпуров обычно применяют ручные перфораторы в комплекте с пневмопод­держивающими колонками. Уборку породы производят скрепером с погрузкой ее в скип, используя для этой цели специальный пере­движной полок. На полке располагается скреперная установка, а скип для загрузки заходит под полок. В угольной промышлен­ности накоплен опыт проходки наклонных выработок с примене­нием специальных погрузочных машин ПНБ-5, ПНБ-7 («Проход­чик») и КНС-1.

Временное крепление наклонных стволов в крепких скальных породах осуществляется штанговой крепью в сочетании с металли­ческой сеткой. В местах тектонических нарушений в качестве вре­менной крепи применяют арочную податливую крепь с затяжкой боков и кровли железобетонными плитами. Постоянную крепь

возводят после проходки ствола или на значительном расстоянии от забоя. В качестве постоянной применяется бетонная или железобетонная крепь; для крепких и устойчивых пород целесообразно применять набрызгбетон.

§ 4. Проходка вертикальных выработок

Форму поперечного сечения ствола шахты выбирают в зависимости от назначения, срока службы и физико-механических свойств пересекаемых пород. Наиболее типичными формами являются круглая и прямоугольная.

Прямоугольная форма позволяет лучше использовать площадь поперечного сечения стволов шахт, но применяют ее очень редко, так как типичным материалом крепи при этом является дерево, которое не может воспринимать большого горного давления и имеет незначительный срок службы. В горнорудной промышлен­ности эта форма сечения применяется в крепких породах при не­большой глубине ствола и малом сроке его службы.

Стволы с круглым сечением, при котором для крепления при­меняют бетон и металл, широко распространены в горной про­мышленности, так как крепь из этих материалов предохраняет стволы от нарушений в самых неблагоприятных горно-геологиче­ских условиях в течение большого срока службы.

Размеры поперечного сечения стволов шахт определя­ют графически в зависимости от числа, типа и размеров подъем­ных сосудов, расположения их в стволе, типа проводников и рас­стрелов, а также от размеров лестничного и трубного отделений.

Перед проходкой ствола выполняется большой объем подгото­вительных работ, которые заключаются в проведении линий электропередачи, связи, водоснабжения; строительстве механиче­ских мастерских, складов для хранения различных материалов, оборудования и др.

В подготовительный период строительства шахты наряду с вы­шеуказанными работами ведут проходку устья ствола с примене­нием временного или постоянного проходческого оборудования.

После выемки породы и закрепления верхней части устья мо­нолитной железобетонной крепью на глубину 4—5 м, устанавли­вают основную (нулевую) раму, которая служит для перекрытия устья ствола, устройства ляд и надежного предохранения работаю­щих в стволе людей от падения различных предметов.

При дальнейшей проходке устья стенки ствола закрепляют кольцами временной крепи, изготовляемой из швеллера № 16—24. Первое кольцо временной крепи подвешивают к штанговым под­вескам, заделанным в верхней части постоянной крепи устья.) Расстояние между кольцами обычно 1 м, между подвесками — 1,2—1,5 м. Пространство за кольцами затягивают досками или металлической сеткой, которую при возведении постоянной крепи оставляют и она служит в качестве арматуры.

Оборудование для проходки ствола состоит из проходческого копра, подъемном установки, лебедок, направляющих шкивов, ка­натов, насосов, подъемных сосудов и т.д.

При проходке стволов широко применяют сборнорно-разборные металлические копры шатрового типа (рис. XV.1), основным достоинством, которых является простота сборки и разборки. Такой копер имеет подшкивную 1 и приемную 2 площадки, разгрузочные желоба 3 и лестницы 4. На подшкивной площадке размещают шкивы для подписки различного оборудо­вания в стволе. Внутри коп­ра па высоте 5—7 м от ну­левой площадки устраивают приемную площадку для разгрузки бадей. Выгружен­ная из бадей порода посту­пает в наклонный желоб, оканчивающийся секторным затвором. Людей, машины и оборудование спускают в бадьях с нижней — прием­ном площадки, уровень ко­тором совпадает с уровнем основной проходческой рамы.

Породу на поверхность выдают бадьями. Наиболее устойчивыми и безопасны­ми являются бадьи бочкоо­бразной формы (рис. XV. 2,а). Бадья состоит из металлического сварного корпуса и шарнирно при­ соединенной к ней дужки. Для опрокидывания бадьи при ее разгрузке к днищу корпуса с наружной сторо-

Рис. XV.2. Проходническая бадья и прицепное

устройство.

ны прикреплены два кольца. Емкость бадей колеблется от 0,75 до 6,5 м³.

К подъемному канату бадьи подвешивают прицепным устрой­ством (рис. XV.2,б), которое состоит из крюка 1 с защелкой 2 и вертлюга 3. Предохранительная защелка на крюке надежно за­пирает в зеве крюка дужку бадьи и препятствует ее самопроиз­вольному отцеплению. Вертлюг устраняет вращение крюка и рас­кручивание бадьи в случае применения обычных крутящихся ка­натов.

Для устранения раскачивания бадьи во время ее движения по стволу навешивают направляющие канаты. Верхние концы кана­тов, пропустив через шкивы на подшкивной площадке, закрепля­ют на барабанах лебедок, а нижние концы — на подвесном полке. В качестве направляющих применяют стальные круглые канаты закрытой конструкции или спиральные из толстых проволок ди­аметром 2,8—3,5 мм. По направляющим канатам вместе с бадьей перемещается направляющая рамка, предотвращая ее раскачива­ние. Рамка снабжена зонтом из листовой стали толщиной 5—6 мм для предохранения людей, находящихся в бадье, от падающих в ствол предметов.

В зависимости от устойчивости и водообильности пересекаемых горных пород способы проходки стволов подразделяются на обыч­ные и специальные. Обычным способом проходят стволы в устой­чивых малообводненных породах, а специальным — в неустойчи­вых и сильнообводненных породах. Обычный способ проходки ствола характеризуется непосредственной выемкой породы из за­боя и последующим закреплением этого участка постоянной крепью.

Шпуры при проходке стволов бурят ручными перфораторами ПР-25, ПР-ЗОЛ и др. Число бурильных машин, одновременно ра­ботающих в забое, принимают из условия 2,5—3,0 м³ площади забоя на одну машину. В стволах круглой формы шпуры распо­лагают по концентрическим окружностям, описанным из центра ствола. По первой от центра окружности бурят врубовые шпуры, по последней — периферийные. Врубовые шпуры бурят с наклоном к центру ствола с расчетом, чтобы концы их несколько не доходи­ли до центра. Наклон шпуров зависит от их глубины и крепости пород и обычно принимается в пределах 65—70°. Основную массу породы разрушают отбойные шпуры, расположенные между ок­ружностями врубовых и периферийных. В зависимости от общего числа шпуров в забое число окружностей отбойных шпуров ко­леблется от одного до четырех. Отбойные шпуры бурят вертикаль­но к плоскости забоя, а периферийные — с наклоном 85—87° в на­правлении к стенке ствола. В крепких породах нижние концы оконтуривающих шпуров располагают за проектным контуром ствола с таким расчетом, чтобы после взрыва сечение ствола со­ответствовало проектному. Соотношение числа шпуров в окружно­стях примерно 1:2:3:4.

Работы, относящиеся к заряжанию шпуров, состоят из Приго­товления патронов-боевиков, спуска ВМ в ствол, заряжания шпуров и монтажа взрывной электросети по схеме, указанной в паспорте буровзрывных работ. Патроны-боевики приготовляют на поверхности в специальном здании — зарядной будке, расположен­ной не ближе 50 м от других зданий и сооружений. Сумки _с пат­ронами-боевиками опускают в забой ствола отдельно от прочих взрывчатых материалов.

После окончания монтажа электровзрывной сети и присоеди­нения к ней магистральных проводов взрывники поднимаются на полок и с него проверяют токопроводимость взрывной сети испы­тателем ВИО-3. Затем магистральный провод с помощью Двухпо­люсного выключателя соединяют с кабелем, предназначенным только для обслуживания взрывных работ.

Для удаления из ствола вредных газов, образующихся при взрыве ВВ, забой ствола проветривают. При проходке стволов обычно применяют нагнетательную схему проветривания. Для этой цели на поверхности вблизи ствола устанавливают вентилятор подающий свежий воздух по вентиляционным трубам, провожен­ным по стволу. Нагнетательное проветривание обеспечивает более интенсивное удаление из забоя вредных газов, так как они имеют высокую температуру и отбрасываются силой взрыва вверх по стволу, а нагнетаемый в забой воздух способствует естественному движению продуктов взрыва.

Погрузка породы является одной из наиболее трудоемких операций и занимает до 60% времени проходческого цикла, в на­стоящее время погрузка породы при проходке стволов почти пол­ностью механизирована применением пневматических грейферных грузчиков КС-2у/40.

Для крепления стволов, проходимых буровзрывным способом, применяют бетон и значительно реже железобетонные и металлические тюбинги. Монолитная бетонная крепь отличается высокой прочностью, огнестойкостью, водо- и газонепроницаемостью оказывает небольшое сопротивление воздушной струе. Особенно ши­рокое распространение монолитная бетонная крепь получила бла­годаря успешному внедрению способа доставки бетонной смеси по трубопроводам с поверхности до места укладки в стволе,

Проходка шпуров. Шурфы обычно имеют небольшую площадь сечения (1,5—2,5 м²) и глубину (8—30 м). Проходят их ручным способом, механическим при помощи передвижных шурфопроходческих агрегатов и с помощью буровзрывных работ.

Ручной способ проходки применяют в слабых породах при не­большой глубине шурфа, когда не требуется применения буро­взрывных работ для разрушения горных пород и когда Работы носят единичный характер. В этом случае породу из шурфа вы­нимают при помощи кайл и лопат.

Для механизированной проходки шурфов в мягких породах, не содержащих крупных твердых включений, применяют буровые

агрегаты КШК-25 и КШК.-30. С помощью этих агрегатов проходят шурфы круглого сечения диаметром 1230—1300 мм на глубину до 30 м. Породу разрушают и удаляют из шурфа буром и расши­рителями, вращающимися с частотой 10-20 мин^-1.

При проходке весьма глубоких (свыше 30 м) шурфов применя­ют такое же проходческое оборудование, как при проходке ство­лов глубиной 200—250 м. Технология и организация работ при этом аналогичны работам при проходке стволов.