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

Дизъюнктивными или разрывными дисло­ кациями называют такие нарушения в залега­ нии горных пород и полезных ископаемых, ко­ торые сопровождаются разрывом их сплош-

Рис. 5. Смещения пласта

а — сброс; и — взброс; в — сдвиг

ности и перемещением разорвавшихся частей (рис. 5). Трещина, по которой происходит разрыв горных пород и перемещение разор­ ванных частей, называется трещиной смеще­ ния или сместителем.

Породы и полезные ископаемые, прилегаю­ щие к трещине смещения сверху (со стороны

И

ее висячего бока), называются ее висячим крылом, а породы и полезные ископаемые, прилегающие к трещине смещения снизу (со стороны ее лежачего бока), — лежачим кры­ лом нарушения.

При классификации смещений условно счи­ тают, что перемещение по трещине смещения осуществляется висячим крылом при непо­ движном лежачем крыле. В связи с этим раз­ личают сброс (рис. 5 ,а), образующийся при сдвижении висячего крыла вниз по сместитешо; взброс (рис. 5,6), образующийся при сдвижении висячего крыла вверх по сместителю; сдвиг (рис. 5, в), образующийся при сдвижении висячего крыла горизонтально по сместителю.

3. Свойства и классификация горных пород

Горные породы могут обладать различны­ ми физико-механическими свойствами. Следу­ ет иметь в виду, что большинство горных по­ род являются неоднородными как по химиче­ скому составу, так и по строению. Эта неод­ нородность объясняется естественными усло­ виями их образования и залегания.

К основным физико-механическим свойст­ вам горных пород относятся: твердость, вяз­ кость, хрупкость, упругость, трещиноватость, зернистость, разрыхляемость, объемный вес, пористость, пластичность, устойчивость и др.

Т в е р д о с т ь характеризует способность породы оказывать сопротивление проникнове­ нию в нее какого-либо другого тела.

В я з к о с т ь — это сопротивление, оказы­ ваемое горной породой силам, стремящимся отделить от массива отдельные ее куски.

12

Х р у п к о с т ь горных породС войство их разрушаться при статической нагрузке без за ­ метных остаточных деформаций.

У п р у г о с-т ь ю называется свойство гор­ ных пород восстанавливать свою первоначаль­ ную форму после прекращения воздействия на них внешних сил, без заметных остаточных де­ формаций.

Т р е щ и н о в а т о с т ь определяется нали­ чием в- горных породах трещин, разделяющих массив горной породы на отдельные части. Различают породы трещиноватые, средней

ных пород увеличивать свой объем при вы­ емке по сравнению с объемом, занимаемым горной породой в массиве.

ный вес горных пород в массиве и в насыпном виде.

П о р и с т о с т ь — отношение объема пор к единице объема горной породы. Если гор­ ные породы обладают способностью деформи­ роваться под влиянием внешних воздействий без разрушения, т. е. без образования трещин, го их называют п л а с т и ч н ы м и . Свойство пластичности противопоставляется свойству хрупкости. Обычно породы с большой твердо­ стью и незначительной вязкостью являются хрупкими, и, наоборот, породы весьма вязкие с небольшой твердостью — пластичны. Горные породы, которые при обнажении, т. е. при под­ работке снизу и с боков, не обрушаются, на­ зывают у с т о й ч и в ы м и . Степень добывае-

13

и их длиной можно классифицировать следу* лощим образом.

I.П о д з е м н ы е :

A. Выработки с большой длиной или глубиной по сравнению с их поперечным сечением: 1) вертикальные, 2) горизон­ тальные, 3) наклонные.

Б. Камеры (выработки, имеющие значи­ тельные поперечные размеры по сравне­

малого сечения и небольшой глубины), имею­ щая непосредственный выход на земную по­ верхность и предназначенная для разведки по­ лезных ископаемых, обслуживания подземных работ или ведения взрывных работ.

С т в о л — подземная выработка, имеющая непосредственный выход на земную поверх­ ность и предназначенная для обслуживания подземных работ. В зависимости от выполня­ емых функций различают главный и вспомога­ тельный стволы.

Главный ствол служит в основном для подъема полезного ископаемого на земную поверхность. Вспомогательный ствол исполь­ зуется для спуска и подъема людей, материа­ лов, оборудования, подъема породы, для во­ доотлива и т. д.

Кроме того, как главный, так и вспомога­ тельный стволы служат для проветривания подземных выработок.

Форма поперечного сечения вертикальных стволов может быть прямоугольная (рлс. 6,а), круглая (рис. 6,6), эллиптическая (pic. 6, в).

15

Наибольшее распространение получила круглая форма поперечного сечения верти­ кальных ств<злов. Диаметр круглых стволов составляет от 4 до 12 м.

С л е п о й с т в о л — подземная выработка, не имеющая непосредственного выхода на по­ верхность, предназначенная для обслуживания подземных работ.

К горизонтальным выработкам относятся штольня, квершлаг, штрек, просек.

Ш т о л ь н я — подземная выработка, име­ ющая непосредственный выход на земную по­ верхность и предназначенная для обслужива­

имеющая непосредственного выхода на зем­ ную поверхность и проводимая по пустым по­ родам под углом к простиранию пород.

Ш т р е к — подземная выработка, не име­ ющая непосредственного выхода на земную поверхность, проводимая при пологом, наклон­ ном и крутом залегании по простиранию ме­ сторождения, а при горизонтальном залега­ нии— по любому направлению.

П р о с е к — вспомогательная выработка, проводимая по простиранию в толще полезно­ го ископаемого, не имеющая непосредственно­ го выхода на земную поверхность и предназ­ наченная для проветривания или соединения горных выработок в процессе их проходки.

К наклонным выработкам относятся на­ клонный шурф, наклонный ствол, бремсберг, уклон, скат, ходок, печь.

Наклонный шурф, наклонный ствол имеют то же назначение и те же основные признаки, что и одноименные вертикальные выработки.

Б р е м с б е р г — подземная выработка, не

Открытая горная выработка имеет контур поперечного сечения незамкнутый вследствие примыкания ее к земной поверхности.

II.ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ О СПОСОБАХ

ИСХЕМАХ ПРОХОДКИ СТВОЛОВ

I.Способы и схемы производства работ

Сооружение ствола включает три основных вида, работ: выемку породы, возведение посто­ янной крепи и армирование. В зависимости от последовательности выполнения работ по вы­ емке породы и возведению крепи применяют следующие технологические схемы:

1) разновременное производство работ звеньями по выемке породы и возведению по­ стоянной крепи (последовательная схема ра­ бот) ;

2)одновременное производство работ по выемке породы и возведению постоянной кре­ пи в двух смежных звеньях (параллельная схема работ) ;

3)совмещенное (в одном звене) производ­ ство работ по выемке породы и возведению по­ стоянной крепи (совмещенная схема работ).

Армирование ствола, т. е. установка рас­ стрелов, навеска проводников, прокладка труб

икабелей, а также оборудование лестничного отделения могут быть осуществлены по двум схемам:

1) после окончания работ по выемке поро­ ды и возведению постоянной крепи на полную глубину ствола (последовательная схема ар­ мирования ствола);

2) отдельными звеньями совместно с выем­ кой породы и возведением постоянной крепи (сооружение ствола с одновременным арми­ рованием).

2. Последовательная схема сооружения стволов

Ствол по глубине разделяют на участки или звенья. В каждом звене сначала вынима­ ют породу, а затем возводят постоянную крепь. Во время работ по креплению выемку поро­ ды в забое ствола не производят. По мере вы­ емки породы в звене устанавливают времен­ ную крепь, т. е. звено до окончания выемки породы на всю его глубину остается неза­ крепленным постоянной крепью. После за ­ крепления очередного звена постоянной кре­ пью начинают выемку породы в следующем звене и т. д. (рис. 7, а).

Таким образом, при рассматриваемой схе­ ме производства работ непосредственная углубка ствола периодически приостанавливает­ ся на время, необходимое для возведения по­ стоянной крепи. Каждое переключение работ с выемки породы на возведение постоянной крепи требует времени, затрачиваемого на устройство опорных венцов, что удлиняет сро­ ки сооружения ствола.

Разбивку ствола на звенья производят на основании геологического разреза, причем обычно стремятся располагать опорные венцы звеньев в устойчивых, крепких и по возмож­ ности водонепроницаемых породах.

20