книги из ГПНТБ / Горное дело учеб. пособие для горных техникумов

кего исправлению. В это же время подготавливают к работе насосы

ипневмогрузчики. Спуск рабочих в забой разрешается только

.после устранения повреждений и удаления кусков породы, забро­ шенных взрывом на полки или подвесное проходческое оборудова­ ние.

§8. Погрузка породы прп проходке стволов

Погрузка породы является одной из наиболее трудоемких опера­ ций и занимает до 60% времени проходческого цикла. В настоящее

ляется их большой вес. Это приводит к необходимости затрачивать много физического труда на ручное вождение грузчика по забою при погрузке породы.

К погрузочным машинам тяжелого типа относится машина КС-2у/40, созданная ЦНИИподземшахтостроем. Емкость грейфера ее 0,65 м3 . Работой грейфера управляет машинист из кабины, подве­

разработаны комплексы КС-1м, КС-6, КС-8, KG-9, которые включают в себя двухэтажный натяжной полок, щнт-оболочку, грейферный

кость и сложность монтажа, обусловленные большим весом обору­ дования (140 т и более).

§9. Возведение бетонной крепи

Внашей стране для крепления стволов, проходимых буровзрыв­ ным способом, применяют бетон и значительно реже железобе­

тонные и металлические тюбинги. Монолитная бетонная крепь

Рис. 40. Схема возведения крепи.

отличается высокой прочностью, монолитностью, огнестойкостью, большой водо- и газонепроницаемостью, оказывает небольшое сопро­ тивление воздушной струе. Особенно широкое распространение моно­ литная бетонная крепь получила благодаря успешному внедрению способа доставки бетонной смеси по трубопроводам с поверхности до места укладки в стволе.

Рассмотрим возведение бетонной крепи при широко распростра­ ненной совместной схеме проходки ствола с применением пере­ движной металлической опалубки.

После взрывания шпуров и приведения забоя в безопасное со- •стояние (рис. 40, а, б) приступают к погрузке породы. Породу уби­ рают не полностью, а лишь очищая место для. опалубки. Затем опалубку отрывают от ранее забетонированного участка крепи и опускают на тщательно выровненный породный забой (рис. 40, в). Уточняют по отвесам положение опалубки на забое и после ее рас­ крепления равномерно по всему периметру ствола укладывают

—бетон (рис. 40, г).

Конструкция опалубки позволяет уменьшать, наружный диаметр ее на 120—150 мм, в результате чего она отделяется от ранее забето­ нированного кольца крепи.

В зависимости от устойчивости пород и скорости проходки высота передвижных металлических опалубок бывает 2 - 5 м.

Скорость возведения бетонной крепи зависит от технологической схемы проходки и организации работ (схемы подачи бетона за опа­ лубку, высоты опалубки и др.).

Максимальная скорость возведения крепи, достигнутая при •сооружении стволов шахт, составляет 19 м/сутки.

§ 10. Подъем п водоотлив при проходке стволов

Подъемные установки при проходке стволов существенно отли­ ваются от постоянных установок на эксплуатационных шахтах. Объясняется это спецификой работы подъема при проходке стволов: организацией погрузочных работ в забое, а также постоянным изме­ нением условий работы подъемной установки как в отношении глу­ бины и скорости подъема, так и веса поднимаемого груза.

Впрактике отечественного шахтостроения применяют двух-

иодноконцевые подъемные машины с цилиндрическими барабанами

икруглыми стальными некрутящпмися канатами. При двухконцевом подъеме в работе одновременно находятся три бадьи: груженая

.движется вверх, порожняя — вниз, третья бадья находится под загрузкой. При одноконцевом подъеме в движении находится только одна бадья, а вторую в это время загружают породой. Опущенную

взабой порожнюю бадью отцепляют и навешивают груженую.

Двухконцевой подъем при одной и той же емкости бадьи и глу­ бине ствола производительнее одноконцевого на 20—50%; произво­ дительность двухконцевого подъема растет с увеличением глубины ствола.

Одноконцевые подъемные установки целесообразно применять

.для проходки неглубоких стволов шахт, когда продолжительность полного оборота бадьи меньше времени загрузки ее в забое. Двухлсонцевые подъемные установки целесообразны для проходки стволов значительной глубины и большого диаметра.

Проходка стволов почти всегда сопровождается притоком воды, которая частично поступает в ствол непосредственно из забоя, а ча­ стично — со стен в виде капежа, просачиваясь через крепь. Значи-

тельный приток воды в забой снижает производительность труда проходчиков и скорость проходки.

Способы водоотлива зависят от величины притока воды и глубины ствола.

При притоке воды до 5 м3 /ч наиболее простым способом водоот­ лива является выдача воды в бадьях одновременно с породой. Воду из забоя в бадью перекачивают легкими пневматическими насосами

При большем притоке воды для откачки ее из забоя применяют

Подвесные насосы вместе с водоотливными ставами труб подвеши­ вают в стволе на канате. Один конец каната огибает шкив на раме и закрепляется на подшкивной площадке проходческого копра, а дру­ гой огибает направляющий шкив на копре и навивается на барабан тихоходной лебедки. Насос размещают от забоя на расстоянии, не превышающем его предельной высоты всасывания (5—6 м).

Если глубина ствола больше высоты нагнетания насоса, приме­ няют многоступенчатую схему водоотлива. Для этого по всей вы­ соте ствола устанавливают промежуточные перекачные насосные станции, оборудованные горизонтальными насосами типа МС. Такая схема водоотлива позволяет откачивать воду при проходке глубоких стволов шахт. К недостаткам ее следует отнести необходимость подъ­ ема и спуска подвесных насосов при взрывных работах, а также загроможденность ствола вблизи забоя, что значительно осложняет работу по проходке. Поэтому в последнее время широко применяют двухступенчатый водоотлив, при котором вода из забоя подается пневматическим погружным насосом во всас подвесного насоса или в специальный бак, подвешенный к насосу.

Напорный став собирают из стальных бесшовных труб диаметром 100—150 мм, длиной 9 м, соединяемых фланцами и болтами.

§ 11. Организация проходческих работ при проходке стволов

Наиболее трудоемкими операциями, определяющими скорость проходки ствола, являются буровзрывные работы и погрузка породы. Трудоемкость их составляет около 58% от всех работ по сооружению ствола (возведение крепи — 30% и армирование — 12%). Поэтому четкая организация работ при проходке стволов имеет очень важное значение. Присутствие в забое большого числа рабочих, различных машин и механизмов, одновременное выполнение проходческих операций в забое и на различных горизонтах по стволу значительно усложняет организацию проходческих работ.

К основным операциям проходческого цикла относят бурение, заряжание и взрывание шпуров, проветривание забоя, приведение забоя в безопасное состояние и погрузку породы. Одновременно

с основными выполняют вспомогательные операции: водоотлив, уста­ новку временной (а при совместной схеме и постоянной) крепи и др.

Работы по проходке ствола выполняют по заранее разработанным графикам цикличности. Продолжительность цикла определяется главным образом временем на выполнение основных проходческих операции и находится в прямой зависимости от производительности принятого оборудования, физико-механических свойств пересека­ емых стволом пород, их обводненности, а также от четкости органи­ зации всех работ но проходке ствола.

Все виды работ выполняют комплексные бригады. Бригадиром назначают наиболее опытного квалифицированного рабочего, кото­ рый может правильно организовать работу проходчиков. Бригаду разбивают на звенья по числу рабочих смен в сутки.

При шестичасовой рабочей смене приняты следующие графики работ: один, два и четыре цикла в сутки. Организация работ по гра­

по графику два и четыре цикла в сутки, которая при совместной схеме работ может обеспечить скорость проходки до 400 м/мес и более.

§12. Скоростная проходка стволов шахт

Скорость проходки стволов является основным показателем организации работ и использования проходческого оборудования. За последние годы в результате коренного усовершенствования тех­ ники и организации труда были достигнуты высокие скорости про­ ходки, которые превосходят лучшие показатели зарубежной прак­ тики (табл. 4).

В 1963 г. на шахте № 29 треста Рутченковуголь бригада Героя Социалистического Труда Н. Н. Тихонова за 31 день прошла 290,5 м готового ствола диаметром 6,2 м. В 1964 г. бригада Героя Социали­ стического Труда Н. М. Карева на шахте «Пролетарская-Глубокая» за 31 рабочий день прошла 390,1 м готового ствола диаметром 6,2 м в свету. В 1969 г. бригадой П. М. Кондратюка из комбината Донецкшахтострой при проходке ствола шахты № 17—17-бис было пройдено 401,3 м вертикального ствола диаметром 5,5 м, что является новым мировым рекордом скорости проходки стволов.

Скорости, достигнутые в СССР, могут быть сопоставлены лишь с отдельными лучшими достижениями на урановых и золотых рудни­ ках ЮАР, где в 1962 г. на проходке вентиляционного ствола шахты «Буффельсфонтейн» была достигнута скорость 381,55 м/мес.

На проходке ствола шахты № 17—17-бис применялся новый ком­ плекс ДШП-1, созданный инженерами треста Донецкшахтопроходка.

Комплекс предназначен для проходки глубоких стволов диамет­ ром в свету более 5,5 м по совместной схеме производства работ. Внутристволовое оборудование комплекса ДШП-1 состоит из трех основных узлов: призабойного щита высотой 10 м, передвижной ме-

ханнзированпоп опалубки и подвесного многоэтажного полка с по­ родопогрузочной машиной КС-1м с емкостью грейфера 1,25 м3 .

Работы велись по многоцикличному скользящему графику при средней продолжительности цикла 7 ч. Уход забоя за цикл составлял

окружностям составляла 1,5; 2,6 и 5 м, а отбойных и периферийных 4,5 м. В качестве ВВ применяли скальный прессованный аммонит № 1 в патронах диаметром 45 мм. Всего по забою располагали 48 шпуров. При изменении крепости пересекаемых пород число шпуров оставалось постоянным, а изменяли удельный расход ВВ, который составлял для сланцев 1,8 кг и для песчаников 2 кг на 1 м 3 обуренной породы.

Одновременно с проходкой ствола возводили постоянную крепь из монолитного быстротвердеющего бетона марки 200. Бетонную смесь в ствол подавали по двум металлическим трубопроводам диаметром 150 мм. На крепление одной заходки высотой 5 м затрачивали в сред­ нем 9 ч.

Затраты времени на выполнение основных проходческих операций составляли: на уборку породы, включая перемещение щита и полка в новое рабочее положение, 3,5—4 ч; бурение 1 ч 10 мин — 1 ч 30 мин (в зависимости от крепости пород); заряжание и взрывание шпуров, а также подъем полка на взрывобезопасную высоту 1 ч.

Как видно из данных табл. 4, технико-экономические показатели отечественных скоростных проходок лучше зарубежных и достигнуты за счет более полной механизации всех работ и применения более производительного проходческого оборудования, тогда как на руд­ никах ЮАР высокие скорости достигались за счет интенсификации ручного труда и увеличения численности рабочих.

§13. Специальные способы проходки стволов шахт

Всложных горно-геологических условиях (повышенная неустой­ чивость, обводненность пород и т. д.) применяют специальные способы проходки.

З а б и в н у ю к р е п ь применяют при проходке стволов в рых­

мак должен опережать забой на 0,5—0,8 м. Крепь опускают до тех пор, пока ее режущее кольцо не внедрится в мягкие водоупорные породы.

контролируют замером температуры раствора, входящего в скважину и выходящего из нее, а также температуры пород в контрольных сква­ жинах и др.

Ствол проходят с применением буровзрывных работ. При этом необходимо следить за тем, чтобы взрыв' не нарушал стенок полого ледопородного цилиндра. Поэтому шпуры применяют короткие, удельный расход ВВ обычно не превышает 0,25—0,5 кг на 1 м 3 взры­ ваемой породы.

По сравнению с ранее рассмотренными специальными способами, данный способ обеспечивает более высокую скорость и более низкую стоимость проходки 1 м ствола.

П р о х о д к у с т в о л о в с т а м п о н и р о в а н и е м г о р ­ н ы х п о р о д применяют при пересечении крепких трещиноватых и спльнообводненных пород с притоком воды более 25—30 м3 /ч. Сущность этого способа заключается в предварительном заполнении трещин и пустот в горных породах вяжущими веществами, которые нагнетают в породу по скважинам под большим давлением.

В зависимости от применяемого вяжущего вещества различают три способа тампонирования — цементацию, глинизацию и битуми­ зацию.

При небольшой глубине залегания и незначительной мощности водоносного пласта породы тампонируют с поверхности земли, в ос­ тальных случаях — непосредственно из забоя ствола.

При тампонировании с поверхностп (рис. 43, а) тампонажные скважины располагают по окружности, диаметр которой на 3—4 м больше диаметра ствола в проходке. Расстояние между скважинами по окружности 2—3 м. Скважины в неустойчивых породах крепят обсаднымп трубами, оставляя незакрепленным участок, подлежащий тампонированию.

Из забоя ствола (рис. 43,6) горные породы тампонируют заходками глубиной 12—20 м. В качестве нагнетаемого раствора наиболее часто применяют цементный. Перед началом бурения скважин в забое ствола сооружают тампонажные подушки для предотвращения выхода раствора в забой при нагнетании. В подушке монтируют направля­ ющие трубы длиной не менее 1,5—2 м, через которые бурят тампонаж­ ные скважины.

Затем насосами, находящимися в забое ствола, в скважины нагне­ тают цементный раствор под давлением от 7 до 20 кгс/см2 . По окон­ чании цементации скважину оставляют для твердения цемента в тече­ ние 10—15 ч, после чего ее разбуривают. Если в скважину проры­ вается вода, то раствор нагнетают повторно при большем давлении. Качество тампонажных работ проверяют пробуриванием контроль­ ной скважины на величину тампонажной заходки. Цементацию счи­ тают оконченной, если вода не поступает через контрольную скважи­ ну. После этого цементационную подушку разрушают и приступают к проходке ствола обычным способом на глубину тампонажной заходки.

Для тампонирования пород с большими трещинами или кар­ стовыми пустотами в целях экономии дорогостоящего цемента це-