Подземная геотехнология. Вскрытие и подготовка шахт учебное пособие

полнительные выработки – блоковые транспортные и вентиляционные штреки, разделяющие панель на блоки. Ширина каждого блока, измеряемая по оси блоковых штреков, равна половине ширины панели (обычно 200 м), а длина блока, определяющая длину камер, может приниматься различной и изменяться в процессе отработки панели. Обычно ширина блока и, следовательно, длина камер изменяется от 150 до 300 м.

Рис. 26. Панельно-блоковый способ подготовки: 1 – главные штреки; 2 – панельные транспортные штреки; 3 – панельные вентиляционные штреки; 4 – блоковые транспортные штреки; 5 – блоковые вентиляционные штреки; 6 – очистные камеры; 7 – сопряжения блоковых и панельных штреков; 8 – сопряжения панельных и главных штреков; 9 – отработанные блоки (стрелками показано направление транспортировки руды)

Блоковые транспортные штреки, так же, как и панельные, проводятся тремя ходами комбайна. Блоковые вентиляционные штреки обычно проводятся одним ходом комбайна. При комбайновой выемке руды в камерах и доставке ее от комбайнов самоход-

61

ными вагонами могут быть применены два варианта доставки по блоковому штреку: скребковыми конвейерами и самоходными вагонами. В последнем случае число блоковых штреков зависит от варианта панельно-блоковой подготовки. Панельно-блоковая подготовка позволяет устранить отмеченные выше недостатки панельной подготовки, однако, в свою очередь, наряду с преимуществами она имеет и недостатки. При ее применении необходимо проводить блоковые штреки.

При этом общий объем подготовительных выработок и стоимость подготовки оказываются большими, чем при панельной подготовке. Так как панельно-блоковая подготовка не лишена недостатков, то она полностью не заменила панельную. На рудниках в настоящее время применяются оба способа подготовки.

62

4.ОКОЛОСТВОЛЬНЫЙ ДВОР

4.1.Общие сведения и классификация

Околоствольным двором называется комплекс выработок, расположенных у стволов, соединяющих их с главными выработками горизонта и предназначенных для обслуживания горных работ на горизонте в соответствии с назначением стволов, а именно: приема угля и породы и перегруза их на транспортные средства стволов; приема и выдачи оборудования, материалов, людей; водоотлива, вентиляции и др.

Многообразие функций околоствольных дворов вызывает необходимость иметь в его комплексе, кроме транспортных выработок, целый ряд камер различного производственного назначения. Объемы современных околоствольных дворов достигают нескольких десятков тысяч кубических метров в свету крепи. Располагаются они в устойчивых боковых породах и крепятся, как правило, монолитным бетоном, а в местах со слабыми породами и при большой глубине разработки – железобетоном.

Основные требования, предъявляемые к околоствольным дво-

рам:

–обеспечение необходимой пропускной способности для обслуживаемого горизонта;

–минимальный штат трудящихся по их обслуживанию;

–минимальный объем выработок и камер и минимальная стоимость их сооружения;

–простота схемы движения составов во дворах и отсутствие встречных движений;

–обеспечение безопасности работ.

На выбор технологической схемы околоствольного двора влияют следующие факторы:

1)тип стволов и их количество;

2)тип подъемных средств по стволам;

3)вид транспорта в околоствольном дворе;

63

4)принцип движения и схема движения составов в околоствольном дворе;

5)схема вскрытия шахтного поля;

6)расположение ветвей околоствольного двора относительно главной примыкающей выработки.

Упрощенная классификация ОД приведена на рис. 27.

Рис. 27. Классификация околоствольных дворов

По типу стволов, вскрывающих шахтное поле, различают

околоствольные дворы при вертикальных стволах и при наклонных стволах.

В зависимости от количества вертикальных стволов, распо-

лагаемых в околоствольном дворе, различают дворы при одном,

двух и трех стволах.

64

Взависимости от типа подъемных сосудов в стволах бывают

клетевые и скипо-клетевые околоствольные дворы.

Внастоящее время, как правило, проектируются скипоклетевые дворы с выдачей угля и породы в скипах и выполнением вспомогательных операций клетевыми стволами. При блочных сдвоенных стволах могут быть клетевые околоствольные дворы.

По виду транспорта в околоствольном дворе последние под-

разделяются на три типа: околоствольные дворы с локомотивным, конвейерным и гидравлическим транспортом.

По принципу движения составов различают околоствольные дворы с непоточным и поточным движением составов, что оп-

ределяется типом шахтных вагонеток. При вагонетках с глухим кузовом типа ВГ разгрузка их производится в круговых опрокидывателях отдельно для угля и породы. В этом случае требуется иметь две самостоятельные ветви в околоствольном дворе – угольную и породную, а следовательно, производить расцепку вагонеток

всоставе для направления в соответствующие ветви и при этом осуществлять маневровые операции с составом, что и характеризует непоточный принцип его движения.

При вагонетках с донной разгрузкой типа ВД разгрузка их производится над ямой автоматически без остановки движения состава (на ходу), что и предопределяет поточный принцип их движения. Причем имеется только одна грузовая ветвь: вагонетки с углем разгружаются на ходу над угольной ямой, а с породой – над породной.

Взависимости от схемы движения составов различают около-

ствольные дворы с круговым движением и челноковым. Около-

ствольные дворы с круговым движением составов (как с поточным, так непоточным движением) могут быть с двусторонним (с двух крыльев) и односторонним поступлением грузов. В последнем случае такой околоствольный двор принято называть петлевым.

Околоствольные дворы с непоточным челноковым движением также могут быть односторонние и двусторонние. В первом случае они называются тупиковыми. Понятно, что одностороннее или

65

двустороннее поступление грузов в околоствольный двор определяется в основном схемой вскрытия. В зависимости от расположения грузовых ветвей относительно главной транспортной выработки, к которой они примыкают, различают околоствольные дворы параллельные, перпендикулярные и диагональные. В свою оче-

редь, расположение ветвей околоствольного двора определяется ориентировкой осей подъемов (главным образом клетевого) на поверхности.

4.2. Технологические схемы околоствольных дворов

На рис. 28–30 представлены технологические схемы околоствольных дворов с непоточным движением составов. На примере кругового околоствольного двора (рис. 28, а) рассмотрим схемы маневровых операций с гружеными и порожними вагонетками. Возьмем самый сложный случай, когда состав смешанный, т. е. в нем имеются вагонетки с углем, породой и материалами.

Поезд, прибывающий с грузом с правого крыла, проходит по нижнему пути выработки 13, устанавливает состав на верхнем пути разминовки 3, а затем заталкивает его задним ходом на соответствующие ветви, последовательно отцепляя вагонетки с углем, породой, материалами и производя необходимые маневры, заталкивает их на соответствующие ветви околоствольного двора 4, 7 и 10. Согласно ПБ (§ 321) скорость движения при заталкивании грузов не должна превышать 2 м/с.

Затолкнув вагонетки по соответствующим ветвям, электровоз возвращается на главную примыкающую выработку 13 и по верхнему пути ее, а затем по обходной выработке 12 направляется на порожняковые ветви 6 и 9 скипового ствола или в выходную ветвь 11 клетевого ствола за порожняком или материалами. Взяв последние, электровоз отправляется, пользуясь закруглением, на рабочие участки правого или левого крыла шахты. Поезд, прибывающий с левого крыла по верхнему пути, останавливается на разминовке 3, электровоз отцепляется от состава, через стрелки заходит в его хвост, прицепляется к составу и выполняет операции в порядке, описанном выше.

66

В рассмотренной схеме околоствольного двора (а) имеется недостаток: что возможны встречные движения электровозов на обходной выработке. Чтобы избежать этого, один из электровозов вынужден простаивать в ожидании, пока другой электровоз осуществляет прицепку вагонеток на порожняковых ветвях, а это увеличивает время пребывания электровоза в околоствольном дворе и в конечном счете снижает его пропускную способность.

Рис. 28. Технологические схемы околоствольных дворов с круговым движением составов: а – круговой; б – петлевой; 1 – скиповый ствол; 2 – клетевой ствол; 3 – разминовка; 4 – грузовая угольная ветвь скипового ствола; 5 – угольный опрокидыватель; 6 – порожняковая угольная ветвь скипового ствола; 7 – грузовая породная ветвь скипового ствола; 8 – породный опрокидыватель; 9 – порожняковая породная ветвь скипового ствола; 10 – входная ветвь клетевого ствола; 11 – выходная ветвь клетевого ствола; 12 – обходная выработка; 13 – главная примыкающая выработка околоствольного двора; 14 – обгонный путь

Для устранения этого недостатка в одной из ветвей скипового ствола устраивается второй, обгонный путь, по которому электро-

67

воз по завершении маневровых операций переходит на порожняковые ветви околоствольного двора, устраняя встречные движения.

В околоствольном дворе петлевого типа (рис. 28, б) поезд, прибывающий из рабочих участков (одностороннее поступление грузов) по нижнему пути, останавливается на разминовке 3. Электровоз, отцепившись, заходит в хвост состава и заталкивает вагонетки по соответствующим ветвям, а затем по обгонному пути 14 выходит на порожняковую сторону двора и по обходной выработке и главной примыкающей отправляется на участки.

Преимущества круговых и петлевых околоствольных дворов:

–сравнительно простая схема движения составов;

–высокая пропускная способность по сравнению с околоствольными дворами с челноковым движением составов;

–простая привязка к примыкающим выработкам различного вида (квершлаг, штрек).

Недостатки:

–большое число закруглений пути и криволинейных выработок, а отсюда более сложное проведение и эксплуатация их;

–недостаточное использование главной примыкающей выработки. Однако при параллельных околоствольных дворах этот недостаток смягчается.

Применяются на шахтах, использующих вагонетки с глухим кузовом.

Схема маневров в околоствольном дворе челнокового типа (рис. 29, а) следующая. Состав, прибывающий с правого крыла по нижнему пути выработки 13, останавливается на разминовке 3 и задним ходом заталкивает вагонетки по ветвям 4, 7 и 10. Затем электровоз переходит на порожняковую сторону околоствольного двора, забирает порожние вагонетки и с материалами и уходит на участки правого крыла по верхнему пути выработки 13. Если необходимо направить состав на левое крыло, то электровоз вывозит партию на порожняковую разминовку 3, отцепляется от состава, переходит через стрелки на другую сторону состава, прицепляется

кнему и уходит по нижнему пути на левое крыло.

68

Рис. 29. Технологические схемы околоствольных дворов: а – челнокового; б – тупикового; 3 – разминовка на порожняковом пути; остальные позиции те же, что и на рис. 28

Если грузы в околоствольный двор прибывают с левого крыла, то состав устанавливается на разминовке 3, электровоз заходит в хвост состава и заталкивает вагонетки по ветвям. Дальше маневры производятся описанными выше способами.

Достоинства челнокового околоствольного двора:

–прямолинейность выработок;

–меньшее количество узлов сопряжений;

–максимальноеиспользованиеглавнойпримыкающейвыработки. Недостатки – сложность маневров и, как следствие, меньшая

пропускная способность. Условия применения: шахты небольшой производственной мощности (в основном старые); двустороннее поступление грузов в околоствольный двор; значительная длина примыкающей выработки и параллельное расположение грузовых ветвей околоствольного двора.

У тупиковых околоствольных дворов (рис. 29, б) схема маневров такая же, как и у челноковых, с той лишь особенностью, что грузы поступают только с одного крыла, что упрощает маневры, а следовательно, обеспечивается более высокая пропускная способность двора.

69

Недостатками тупиковых дворов являются:

–наличие тупиковой выработки, для проветривания которой требуется проведение вентиляционной сбойки к скиповому стволу. Однако этот недостаток может смягчаться, если вблизи имеется какая-либо вентиляционная выработка, например сбойка для проветривания склада ВМ, гаража и др.;

–ограниченная область применения, а именно: при расположении вскрывающего пласты квершлага в лежачем или висячем боку свит, предопределяющее одностороннее поступление грузов в околоствольный двор.

Технологические схемы околоствольных дворов с поточным движением составов показаны на рис. 30.

Рис. 30. Технологические схемы околоствольных дворов с поточным движением составов: а – кругового; б – петлевого; 1, 2 – ствол скиповый и клетевой; 3 – главная примыкающая выработка; 4 – грузовая ветвь скипового ствола; 5 – породная разгрузочная яма; 6 – угольная разгрузочная яма; 7 – угольный бункер; 8 – порожняковая ветвь скипового ствола; 9 – входная ветвь клетевого ствола; 10 – выходная ветвь клетевого ствола; 11 – обгонный путь

70