книги из ГПНТБ / Лебедкова А.А. Горное дело учеб. пособие
.pdfВсвязи со значительной глубиной, возможным наличием значительного притока воды, а также учетом подъема относи тельно большого количества горной массы, разведочные ство лы оборудуются более капитально, чем шурфы обычного типа. Разведочные стволы используют также при пробной добыче полезного ископаемого, а иногда и при дальнейших эксплуа тационных работах.
Разведочный ствол по размерам поперечного сечения,ха рактеру оборудования и приемам проходки занимает промежу точное положение между эксплуатационным стволом и шурфом.
Вотличие от эксплуатационных стволов, имеющих круг лую форму поперечного сечения и закрепленных бетоном или железобетонными тюбингами, для разведочных стволов прини мается квадратная или прямоугольная форма поперечного се чения и деревянное крепление разных видов. В зависимости от устойчивости проходимых пород применяется сплошная веыцовая крепь на стойках и подвесках венцовая крепь. Для раз двоения ствола и увеличения прочности крепи вдоль длинных сторон ствола устанавливают ряды продольных брусьез (вандрутов), соединяемых между собой в косой зуб. Между ними, через 1-2 м устанавливают расстрелы, соединяемые одним кон цом с вандрутом в шип и заводимые другим концом в вандрут, укрепленный на противоположной стенке ствола. Для этого в вандрутѳ нарезают пазы по дуге окружности, радус которой равен длине расстрела. Расстрелы соединяются с вандрутами железными скобами с заѳршенными концами. Во избежание рас качивания бадьи и задевания ее за крепь, в отделениях для подъема по всей длине ствола устанавливают направляющие (деревянные, иногда - канатные).
Влестничном отделении, отведенном для спуска и подъе ма рабочих, устраивают полки из досок, уложенных на расст релы и пришитые к срубу ствола. Полки оборудованы люками и лазами.
Назначение разведочного ствола, м е н ь ш и й объем по про ходке' допускает использование менее мощного горнопроходчес кого оборудования, применяемого при проведении эксплуата - ционных стволов. Так, проходка его устья до глубины 2,5 м ("зарезка") в мягких наносных породах проводится с помощью
кайл и лопат. Порода выбрасывается вручную за борт устья, откуда отвозится в специальный отвал.
При проведении собственно разведочного ствола в поро дах, крепость которых высока для ручных лопатных работ, но недостаточна для применения ВВ, используются пневматичес кие лопаты и тяжелые отбойные молотки, кроме того, весьма удобныепри разделке устья разведочного ствола и производ стве врубов для основных венцов крепи, когда производство взрывных работ нежелательно.
При крепости породу<2-3 выемка производится с помо
щью буровзрывных работ. |
|
Погрузка породы в бадьи грейферами и выдача ее |
на |
поверхность производится с помощью подъемных сооружений и установок меньшей мощности, чем при проходке эксплуатацион
ных стволов. Подъем породы при проходке |
неглубоких |
стволов |
||
сечением 4 и 6 м^- |
производится |
в бадьях |
(емкостью |
0,12 м3) |
с помощью конного |
двухконцевого |
ворота. |
Для ускорения подъ |
ема пользуются тремя бадьями: запасную бадью прицепляют к крюку, в то время как поднятую груженую бадью с породой от цепляют и направляют к тачке или к стволу. Подъем при про ходке разведочных стволов сечением 6-8 иг и более произво
дят механическими лебедками грузоподъемностью |
несколько |
|
тонн и емкостью бадьи 0,5 м3 . Однако, следует |
указать |
на |
аналогичность выполнения большинства процессов горнопроход ческого цикла при проходке разведочных и эксплуатационных стволов, особенно в тех условиях, когда разведочные стволы, с учетом их дальнейшего использования для целей эксплуата ции, проходятся как эксплуатационные, с применением соот ветствующего горнопроходческого оборудования и технологии работ.
Проведение околоствольных дворов
При переходе от вертикальной выработки (разведочного ствола или шурфа) и горизонтальной (квершлагу или штреку)
в месте сопряжения устраивается околоствольный двор, исполь зуемый для спуска материалов с поверхности и доставки их на горизонтальные выработки и для передачи грузов, поступающих
к стволу шахты по горизонтальным выработкам, в подъемные сосуды вертикальной.выработки / Рис. 106 / .
Дліустройства околоствольного двора проходится сопря жение вертикальной выработки с горизонтальной (рассечка). Размеры сопряжения должны обеспечить: удобный спуск наи более длинных предметов оборудования или материалов (обыч но рельсов); безопасное и рациональное маневрирование с грузом и передвижением людей. Сопряжение должно быть на дежно закреплено.
ПРОВЕДЕНИЕ ВЕРТИКАЛЬНЫХ СТВОЛОВ ШАХТ
Формы и размеры поперечного сечения вертикальных
стволов
В горной промышленности СССР приняты две основные ти повые формы поперечного сечения стволов: круглая при креп
лении бетоном иди тюбингами |
и |
прямоугольная для стволов |
с |
|
небольшим сроком службы (до |
15 |
лет) или шурфов |
ири крепле |
|
нии деревом. Диаметры стволов |
типизированы. В |
угольной |
про |
мышленности они приняты в пределах 4-8 м с интервалом в 0,5 м. В рудной промышленности имеются типоразмеры стволов прямоугольного сечения при креплении сборным железобетоном.
Типовые сечения стволов подбираются с учетом размеще ния в нем необходимого оборудования^ оставлением зазоров согласно требованиям ПБ. В качестве подъемных сосудов ис пользуются скипы и клети.
Емкость скипов определяется расчетом, методика кото рого прилагается в курсе "Стационарные установки", а габа риты клетей - размерами принятых шахтных вагонеток. Скипы и клети типизированы.
Подобранное типовое сечение ствола проверяют на
скорость |
движения воздушной струи, которая не должна пре |
||
вышать 8 |
м/сек для |
груз о - людских стволов, 12 м/сек |
|
для чисто грузовых |
и 15 м/сек - для вентиляционных, не |
||
оборудованных подъемами. Кроме того, производится |
провер |
||
ка величины вентиляционного сопротивления ствола, |
которая |
ТТТТП
Г\> PO
£ и с . 106. Околоствольный двор разведочного отвода:
I - двусторонний; П - односторонний; а - р а зр е з; б - план;
I - насосная кам ера.
не должна прѳзыиать ICO мм вод.ст.
Установив необходимые размеры сечения ствола в сзету, прибавляют толщину стенок крепи и получают размеры поперечного сечения.
Схемы проведения работ при проходке стволов
Проходка основной части ствола включает три основных вида работ: выемку породы и возведение временной крепи, возведение постоянной крепи и армирование.
Выемку породы и возведение постоянной крепи произво дят отдельными звеньями. Звено - участок ствола, располо женный между дзумя опорными венцами.
В зависимости от последовательности выполнения работ по выемке породы и возведению постоянной крепи, различают следующие технологические схемы проходки: последовательную ( разновременное ведение работ звеньями по выемке породы и возведению постоянной крепи), параллельную (одновремен ное ведение работ по выемке породы и возведению крепи в двух смежных звеньях); совмещенную (совместное проведе ние работ в одном звене по выемке породы в возведению пос тоянной крепи) / Рис. 10? / .
Сооружение устья ствола
Устье ствола - это часть его, расположенная между зем ной поверхностью и коренными породами.
•При проходке устья отзола выемку грунта производят непосредственно грейфером или отбойными молотками, подъем
грунта |
на поверхность - с |
помощью автокрана иля |
экскавато |
ра. По |
мерз выемки породы |
навешиваются кольца |
временной |
крепи, которая затем заменяется |
постоянной |
бетонной, |
желе |
||
зобетонной. толщиной ~ 1-1,5 |
м |
до глубины |
2 |
м и 0 ,5 -0 ,9 м |
|
в остальной части до первого |
опорного венца. Опорный |
венец |
|||
располагают в коренных породах |
несколько |
ниже контакта с |
|||
наносами. Бетонирование ведут |
с |
опорного |
венца снизу |
вверх. |
а. |
б |
Рис. 107. Схемы проведения стволов:
а - последовательная; б - параллельная.
Проходческие работы
Буро - взрывные работы
Комплекс буро - взрывных работ подробно рассмотрен в разделе "Буро-взрывные работы".
П р о в е т р и в а н и е
Проветривание ствола после взрывания зарядов может быть нагнетательным, всасывающим и комбинированным,
При стволах значительной глубине применяют комби нированную схему, при которой один вентилятор нагнетает воздух, а второй - всасывает. Трубопровод нагнетающего вентилятора опускается ближе к забою, а всасывающего - отстоит на 5-6 м выше.
Продолжительность проветривания не должна превышать 30 мин.
Для проветривания применяют осевые и центробежные вентиляторы. На одном вентиляционном трубопроводе устанаваливают два вентилятора: мощный / типа ЦАГИ/ для удале ния продуктов взрыва (первый режим) и небольшой мощности ("Проходка - 500") - для текущего проветривания (второй режим).
Вентиляционные трубы бывают металлические диаметром О,5-1,0 м и длиной секции 3-4 м и текстолитовые - диамет
ром 0 ,5 -0 ,7 м и длиной секции 5-10 м. Их подвешивают |
в |
стволе на канате или крепят к расстрелам. |
|
Расчет вентиляции производится так же как для |
гори |
зонтальных и наклонных выработок. |
|
Погрузка породы и возведение временной крепи |
|
Для погрузки взорванной породы' в бадьи в забое- |
при |
меняются грейферные грузчики различных конструкций:БЧ-Іу, КС-Зм, ППП-І5 - с ручным вождением и КС-2у - с механичес ким вождением / Рис. 108 / .
Производительность грейферного грузчика определяется
р _ Vf S6ÛÛ
|
|
|
} |
и3/ч а с, |
|
где |
Vf |
- |
емкость бадьи, н3 ; |
|
|
|
Ѵг |
- |
емкость грейфера, м3; |
|
|
|
t, |
- |
время на зачерпывание, перевод грузчика к ба |
||
|
|
|
дье и разгрузки его в бадью |
( t , |
= 40-50), |
|
|
|
сек; |
|
|
Рис. 108. Грейферный грузчик КС-Зм.
t g - |
время на смену |
бадьи, |
сек; |
С - |
коэффициент разрыхления породы. |
||
При однобадьевом |
подъеме |
|
|
|
+~t^f + t g + |
2-/ |
|
|
|
|
сек. |
При двухбадьевом |
подъеме |
|
сѳк,
где |
t s |
|
|
|
tu t s |
|
% |
- |
время на перецепку бадьи ( t j |
40-50), |
сек; |
||
- |
время подъема и опускания по стволу, |
сев; |
|||
- |
время |
разгрузки на поверхности |
( |
= 70 - |
|
|
120) |
сек. |
|
|
|
Перецепка бадьи обычно совпадает с разгрузкой второй на поверхности, а опускание - с подъемом. В работе в этом
случае находится три бадьи: одна - в забое, две - в дви жении.
В качестве временного крепления применяют металличес кие кольца из швеллерных балок К? 16-20, нодвѳшиваѳьше на
Ж - образных подвесках друг к другу, с деревянными за - тяжками. В комплексе КС-2у временной крепью служит спѳ - циалъный щит - оболочка.
П о д ъ е м
Подъемные установки при проходке стволов предназна чены для выдачи породы, спуска и подъема людей и материалов,
а в |
отдельных случаях (при небольших притоках) - для выдачи |
из |
забоя воды. |
Комплекс оборудования проходческой подъемной установ ки состоит из подъемной машины, подъемных сосудов (бадьи и скипов), прицепных устройств, направляющих рамок, натяжных рам, подъемных канатов, канатных проводников и шкивов / Рис. 109 / .
Над устьем ствола сооружаются надшахтные копры, в ко торых устанавливаются шкивы для пропуска канатов подъемных сосудов, полков, труб к оборудуются приемные площадки.
Возведение постоянной крепи а. Бетонная крепь
При последовательной и параллельной схемах проходки воз ведение бетонной крепи в звене начинается с устройства опор ного венца и ведется снизу вверх. Сначала, с помощью буро взрывных работ или отбойных молотков (при слабых породах), устраивается кольцевой вруб для опорного венца, затем в за бое ствола на взорванной породе или на стойках устанавливает ся помост, на котором размещается опалубка. Возведение пос тоянной крепи проводится с подвесного металлического двух этажного полка (нижний этаж - рабочий, верхний этаж - предо хранительный), раскрепляемого в стволе во время работы вы движными пальцами, заводимыми в лунки (в крепи или в породе)
Рнс. 109. Комплекс подъемного оборудования:
I - подъемная машина; 2 - подъемный канав; 3 - при цепное усвройсвво ; 4 - подъемный сосуд; 5 - шкязы;
6 |
- к а п р а в і і Е Щ И в к а н а в ы ; 7 - н а п р а в л я ю щ а я р а м к а ; |
8 |
- натядыак рама. |