книги из ГПНТБ / Горбаткин Б.И. Проходчик механизированного забоя при проходке вертикальных стволов специальными способами

4.Проходка и крепление стволов

взатампонированных породах

Отбойка и выемка породы в затампониро­ ванных зонах, а также возведение временной и постоянной крепи производятся так же, как

же операций при проходке стволов способом искусственного замораживания пород.

Некоторые особенности производства бу­ ровзрывных работ в затампонированных по­ родах изложены в разделе VII.

VI. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОХОДКЕ СТВОЛОВ ДРУГИМИ СПЕЦИАЛЬНЫМИ СПОСОБАМИ

Кроме проходки стволов способами искус­ ственного замораживания и тампонирования горных пород, имеется еще несколько спе­ циальных способов, как, например, бурение шахтных стволов, проходка стволов под сжа­ тым' воздухом, с применением забивной и опускной крепи, смешанный способ.

Так как описание производства работ спо­ собом бурения шахтных стволов не является задачей настоящей книги, а проходка стволов с применением забивной и опускной крепи в настоящее время Почти не применяется, вкратце остановимся на редко применяемом

149

теперь способе проходки стволов под сжатым воздухом.

Проходка стволов под сжатым воздухом состоит в следующем.

В пройденном устье ствола сооружают же­ лезобетонный потолок; пространство между забоем ствола и потолком образует рабочую камеру. На потолке камеры монтируют шлю­ зовые аппараты, приспособленные для подъе­ ма породы, спуска материалов, входа и вы­ хода людей. В рабочей камере создают по­ вышенное давление воздуха, в результате че­ го из окружающих ствол пород отжимается вода и создаются благоприятные условия для проходки и крепления ствола.

Проходка стволов под сжатым воздухом может применяться в любых гидрогеологиче­ ских условиях с гидростатическим давлением воды не более 3 ат.

В горной промышленности это давление ограничено 2 ат, так как более высокое дав­ ление вредно отражается на здоровье людей.

В технике шахтостроения применяют три схемы проходки стволов под сжатым возду­ хом: с опускной рабочей камерой, с непо­ движной рабочей камерой, по комбинирован­ ной схеме.

Проходка стволов с опускной рабочей ка­ мерой. Сначала проходят устье до неустойчи­ вых пород. Диаметр устья в свету принима­ ют на 35—40 см больше проектного диаметра ствола в проходке. В устье 1 ('рис. 29) на лежнях 2 сооружают рабочую камеру 3. На потолке камеры 4 монтируют шахтные тру­ бы 5, соединенные со шлюзовым аппа­ ратом 6. После нагнетания в камеру сжа­ того воздуха лежни вынимают и приступают

150

к выемке породы. По мере выемки породы камера опускается, причем вместе с ней опу­ скается шлюзовой аппарат. Через каждые 2 м выемка породы приостанавливается для наращивания шахтных труб. Одновременно с проходкой ствола над рабочей камерой воз-

Рис. 29. Проходка стволов под сжатым воздухом с опускной рабочей камерой

водят постоянную крепь. После проходки не­ устойчивых пород сооружают опорный венец, выпускают сжатый воздух, демонтируют шлю­ зовой аппарат и разбирают потолок рабочей камеры. Дальнейшую углубку ствола произ­ водят обычным способом.

Проходка стволов с неподвижной рабочей камерой. Сначала ствол проходят обычным способом. Не доходя 1,5—2,5 м до неустойчи­ вых пород (рис. 30), проходку приостанавли­ вают и сооружают неподвижный потолок ра­ бочей камеры. На потолке 1 монтируют шахт­ ные трубы 2 и шлюзовой аппарат 3. По тру­ бопроводу 4 в рабочую камеру 5 нагнетают

151

Рис. 30. Проходка стволов под сжатым воз­ духом с неподвижной рабочей камерой

152

сжатый воздух, давление которого на 0,1— 0,5 ати больше гидростатического напора во­ ды. Выемку породы производят заходками по 1—4 м. Подъем породы и с п у с к материа­ лов осуществляют в бадье 6. Лля откачки во­ ды. скапливающейся на поточке рабочей ка­ меры, устанавливают нагое 7 и ппокладывают став труб 8. После окончания выемки по­ роды в заходке возводят постоянную крепь.

По мере углубки ствола через каждые 10— 15 м сооружают опорные венцы. Для пе­ ремещения людей в пределах рабочей каме­ ры устраивают предохранительный полок 9 и лестницы '10. При высоте рабочей камеры свыше 30 м для сокращения расхода сжато­ го воздуха следует сооружать второй рабо­ чий потолок. Схема проходки с неподвижным потолком менее совершенна, так как при этом усложняются работы по возведению крепи из камеры, а из-за увеличения объема рабочей камеры значительно возрастает расход сжа­ того воздуха.

Проходка ствола по комбинированной схе­ ме. Проходка ствола начинается с опускной камерой, а когда по причине перекоса или больших сил трения, развивающихся на бо­ ковой поверхности опускной крепи, внедре­ ние ее в породу приостанавливается, дальней­ шую проходку продолжают под неподвижным потолком опускной камеры. Для проходки стволов под сжатым воздухом применяются шлюзовые аппараты систем Н. И. Филиппо­ ва, Н. И. Крылова и Шахтспеистроя.

В качестве примера ниже приводится опи­ сание производства работ при проходке ство­ лов под сжатым воздухом с опускной рабо­ чей камерой.

153

Сначала проходят устье ствола. Затем в забое укладывают настил и на нем собирают режущий нож башмака рабочей камеры. Д а­ лее устанавливают внешнюю и внутреннюю опалубку и возводят железобетонные стены рабочей камеры. Сверху камеры укладывают потолочные балки, необходимые патрубки, и после установки опалубки бетонируют пото­ лок. Затем приступают к возведению стен ствола и оштукатуривают рабочую камеру. После схватывания бетона приступают к мон­ тажным работам по установке шлюзового оборудования, труб сжатого воздуха и др. По окончании монтажа проверяют герметич­ ность соединений.

Работы в забое начинают с удаления настила из-под ножа. В первое время камера опускается без применения сжатого воздуха. При подходе забоя к уровню грунтовых вод в камеру подают сжатый воздух. Если ' для опускания собственного веса камеры недоста­ точно, можно применить дополнительную на­ грузку на потолок камеры или уменьшить давление сжатого воздуха в камере. Чаще всего для искусственного опускания камеры уменьшают давление сжатого воздуха, для чего часть воздуха выпускают в атмосферу. При уменьшении давления воздуха противо­ давление с низа потолка уменьшается и каме­ ра плавно опускается, внедряясь ножом в по­ роду забоя. Во время этой операции рабочие из камеры должны быть выведены на по­ верхность. При опускании камеры необходи­ мо непрерывно следить за ее вертикально­ стью. Одновременно с проходкой над потол­ ком камеры возводят постоянную крепь.

Выемка породы начинается в центральной части забоя, а затем вблизи ножа. По мере

154

VII. ПРОИЗВОДСТВО БУРОВЗРЫВНЫХ РАБОТ В СТВОЛАХ,

ПРОХОДИМЫХ СПЕЦИАЛЬНЫМИ СПОСОБАМИ

Буровзрывные работы в стволах, проходи­ мых специальными способами, несколько от­ личаются от тех же работ при проходке ство­ лов обычным способом. Поэтому будут рас­ смотрены только отличительные особенности производства буровзрывных работ при про­ ходке стволов специальными способами.

При разработке крепких замороженных известняков, песчаников и т. п. взрывные ра­ боты неизбежны. Взрывные работы в замо­ роженных породах следует выполнять с со­ блюдением мер предосторожности во избежа­ ние деформации ледогрунтовой стены и замо­ раживающих колонок при сотрясении. Особую осторожность необходимо проявлять при ве­ дении буровзрывных работ по известнякам во избежание затопления ствола при неожидан­ ном вскрытии водопроводящих трещин.

Периферийные шпуры (по внешней окруж­ ности), в зависимости от крепости пересекае­ мых замороженных пород, надлежит распо­ лагать на расстоянии не менее 300 мм от стенки ствола в проходке. Количество шпуров зависит от характера замороженных пород. В породах четвертичных отложений количе­ ство шпуров принимают из расчета 0,4—0,5 м на 1 м3 породы, в известняках— 1,5 м на 1 м3 породы в целике. Глубина шпуров должна быть не более 1,5 м.

Шлам из шпура удаляют сжатым возду­ хом или слабым раствором хлористого каль­ ция. Крепость рассола принимается в зависи-

156

мости от температуры замороженных пород. При обычном замораживании пород, когда температура их достигает —8-н —10° С, доста­ точно применять рассол крепостью 20° Be, за­ мерзающий лишь при температуре — 14,2° С. Промывочный раствор не должен содержать взвешенных твердых или глинистых частиц.

Приведенные выше данные в каждом от­ дельном случае должны корректироваться в зависимости от специфических условий про­ ходки.

Для взрывных работ в замороженных по­ родах следует применять взрывчатые веще­ ства типа аммонитов, которые не чувствитель­ ны к ударам, трению и низкой температуре. Нитроглицериновые взрывчатые вещества (ди­ намиты, гризутины), как замерзающие при температуре — 10° С, для взрывания мерзлых пород не допускаются.

Расход аммонитов при разработке мёрз­ лых пород четвертичных отложений можно принимать в среднем 0,25—0,5 кг на 1 м3 по­ роды, в песчаниках и известняках 1— 1,4 кг на 1 м3 породы в целике.

Паспорт на буровзрывные работы при проходке выработок в замороженных породах необходимо составлять с учетом предотвра­ щения механических повреждений заморажи­ вающих колонок и собственно ледогрунтовой стенки. Как правило, надлежит применять мелкошпуровой способ взрывания, не доби­ ваясь мелкого дробления породы, а только ее рыхления.

Одновременно (в каждой очереди) не сле­ дует взрывать более 10 кг ВВ.

При производстве буровзрывных работ в затампонированных породах во избежание их

157