Тема 6 Проходка шахтных стволов.

Началу сооружения ствола предшествует подготовительный период. Этот период включает внутриплощадочные (планирование площадки; прокладка коммуникаций; устройство дорог разного назначения; сооружение технологической части стволов; возведение зданий околостольного комплекса; монтаж оборудования; оснастка стволов комплексами оборудования; строятся временные и постоянные здания и сооружения, необходимые для проходки стволов (компрессорная, котельная, электроподстанции и монтаж, в них оборудование)) и внеплощадочные работы (работы по сооружению магистральных линий: внешние подъездные железнодорожные пути; автомобильные дороги; линии связи; водопроводные линии с заборными сооружениями и др.)

Проходку устья ствола шахты начинают с укладки временной рамы-шаблона. Дальше проходку устья ведут с использованием временного передвижного оборудования или с помощью основного оборудования, предназначенного для проходки ствола. Проходка ствола включает три основных вида работ: выемка породы, возведение постоянной крепи и армирования ствола.

В зависимости от организации работ по выемке породы и способа крепления применяют следующие основные схемы проходки стволов: последовательную, параллельную и совмещенную. При последовательной схеме проходки весь ствол разбивается на участоки-звенья, высота которых зависит от вида крепи. В каждом звене (начиная с верхнего) производят сначала выемку породы, а затем снизу вверх возводят постоянную крепь на полную высоту звена. При параллельной схеме работы по выемке породы и возведению постоянной крепи совмещают во времени и ведут в двух смежных звеньях. В нижнем звене ведут работы по выемке породы и возведение временной крепи. В верхнем звене снизу вверх возводят постоянную крепь. В совмещенной схеме крепь (подвесная, тюбинговая или из монолитного бетона) устанавливается вслед за выемкой породы. В зависимости от свойств пород, которые пересекаются, и притоку воды проходку стволов ведут обычными или специальными способами.

Обычный способ проходки ствола предусматривает непосредственную выемку породы из забоя и возведение постоянной крепи на пройдених участках ствола с параллельным откачиванием воды насосами. Обычные способы проходки применяют по породам, которые мало обводны и устойчивы, когда вода из забоя может быть удалена на поверхность в бадьях или насосами, а стенки ствола до возведения постоянной крепи остаются устойчивыми.

Специальные способы проходки стволов применяют при рыхлых, неустойчивых и сильно обводненных породах, а также крепких породах, но с большим приливом воды (больше 8 м³/ч), удаление которой из забоя обычными средствами водоотлива невозможно. В обычных условиях стволы проходять с применением буровзрывных работ.

Способ проходки шахтных стволов бурениям позволяет вести проходку в породах любой прочности со скоростью, в 4-6 раз проходки, которая превышает скорость, обычными методами. Стволы, пройденные бурением, имеют правильную форму, ровную поверхность стенок, не нарушенных действием взрывных работ. По способу подачи бурового исполнительного органа на забой различают два типа буровых установок: штанговые и без штанговые.

Наиболее распространенным из специальных способов проходки стволов является проходка с предварительным закреплением пород (тампонаж) и замораживанием. Проходка стволов с предварительным замораживанием заключается в следующем. В водоносных породах вокруг места расположения будущего ствола бурят скважины, в скважины опускают замораживающие колонки и под давлением нагнетают охлажденный раствор, который, двигаясь по колонке к отводящей трубе отдает колод окружающим породам. В результате этого вокруг каждой скважины вода в трещинах и породах замерзает, и образуются ледопоридний цилиндры, которые со временем соединяются друг с другом, образовывая сплошной цилиндр вокруг ствола. Внутри такого цилиндра и проходять ствол.

Проходка стволов с тампонированием пород – поры, пустоты и трещины, в горных породах, которые окружают ствол, заполняются путем нагнетания в них под большим давлением по специальным скважинам разных твердеющих веществ. Через некоторое время после нагнетания вещества твердеют и породы становляться водонепроницаемыми. В качестве твердеющих и закрепляющих веществ применяют цементный и глинистый растворы, битум, жидкие твердеющие составы на основе синтетических смол, жидкого стекла, полиакриламида.

Проходку ствола ведут с земной поверхности, а углубку начинают с промежуточного горизонта без прекращения подъеа полезного ископаемого в верхней части ствола. Углубка стволов осуществляют, в направлении сверху вниз или снизу вверх. При углубке ствола сверху вниз на полное сечение порода выдается непосредственно на поверхность по углубочному отделению или на промежуточный горизонт с последующей перегрузкой и подъемом ее на поверхность по действующим стволам. Углубочная часть ствола защищается от той, которая действует предохранительным сооружением: защитным породным целиком или защитным (предохранительным) полком. Углубка ствола снизу вверх проводится с помощью секционного взрывания глубоких скважин на предварительно пройдений восстающий или скважину большого диаметра.

Армированием шахтного ствола называют конструкции и устройства, которые размещаются в шахтном стволе для направления движения подъемных сосудов, передвижения людей, подвески трубопроводов и кабелей. Различают временую и постоянную армировку. Временная армировка служит на период проходки ствола, а постоянная — на период его эксплуатации. Применяют деревянную, жесткую или канатную армировку: главные расстрелы закладывают в крепь обоими концами, вспомогательную – одним, к расстрелам прикрепляют проводники. Силовые и осветительные кабели подвешивают и закрепляют на специальных скобах, которые закладывают в крепь ствола. Для передвижения людей устраивают лестничные отделения.

Литература: [9], [11], [12], [18], [19], [15].

Студенты должны знать:

1. Периоды проведения шахтных стволов.

2. Из каких работ состоит подготовительный период?

3. Как проводится устье ствола?

4. Основные виды работ при проведение шахтных стволов.

5. Схемы проходки стволов.

6. Обычные и специальные способы при проведение шахтных стволов.

7. Способ проходки шахтных стволов обычными способами.

8. Способ проходки шахтных стволов бурением.

9. Проходка шахтных стволов с предыдущим замораживанием.

10. Проходка стволов с предыдущим замораживанием.

11. Что такое углубка стволов?

12. Углубка ствола сверху вниз.

13. Углубка ствола снизу вверх с помощью секционного взрывания.

14. Что такое армировка шахтного ствола?

Смысловой модуль3. ПРОЦЕССЫ ГОРНОГО ПРОИЗВОДСТВА 2.ПФ.Д.03.ПР.О.30.01

Шифр и содержание умения, которое обеспечивается: 2.ПФ.Д.03.ПР.О.30 Учитывая горно геологические условия залегания полезных ископаемых и физико-механические свойства горных пород, пользуясь знаниями по технологии горного производства и требованиями безопасности, уметь понимать в процессы горного производства в целом.

В смысловой модуль входит 10 тем.