книги из ГПНТБ / Горбаткин Б.И. Проходчик механизированного забоя при проходке вертикальных стволов специальными способами
.pdfВысота звена изменяется в зависимости от прочности боковых пород, угла их падения, притока воды и конструкции постоянной крепи ствола. Средняя высота звена в практике со-
Рис. 7. Схемы сооружения ствола
а — последовательная; б — параллельная
оружения стволов шахт Донбасса при поло гом залегании угольных пластов составляет 30—32 м, а при крутом падении — 24 м.
В последние годы наметилась тенденция к некоторому увеличению высоты звена. Так, например, при проходке стволов шахт «Бутов- ская-Глубокая», «Игнатьевская» и др. высо та звена достигала 40—45 м.
Высота звена увеличивается с увеличением крепости пересекаемых пород и снижением притока воды. При благоприятных гидрогео логических условиях высота звена в стволах
21
круглой формы поперечного сечения может быть принята: при пологом залегании пластов
40—50 м, при крутом — 30—40 м.
Встволах, закрепляемых деревом, высота звена принимается: при деревянной венцовой крепи 5— 10 м, при деревянной подвесной кре пи 20—30 м.
Впрактике шахтного строительства за ру бежом (Польша, Чехословакия) широкое при менение имеет схема сооружения стволов звеньями небольшой высоты (5—6 м ). При
небольшой высоте звеньев значительно упро щается оснащение стволов, отпадает необхо димость в применении временной крепи и при четком выполнении работ обеспечивается до стижение достаточно высокой скорости соору жения.
3. Параллельная схема сооружения стволов
Эта схема производства работ применяется главным образом для стволов круглого попе речного сечения большого диаметра (более 4,5 м) и значительной глубины (более 250 м). При данной схеме выемка породы и возведе ние постоянной крепи осуществляются одно временно в смежных звеньях, т. е. крепление производится с отставанием от выемки породы на одно звено (рис. 7,6).
После того как забой ствола продвинется на 10— 12 м ниже уровня, предназначенного для начала возведения постоянной крепи, вы емку породы прекращают и на границе звень ев устанавливают неподвижный предохрани тельный полок, с которого начинают возведе ние крепи. Одновременно ниже полка (в сле дующем звене) возобновляют дальнейшую вы-
22
емку породы. Работа организуется таким об разом, чтобы к моменту окончания выемки породы в .пределах данного звена возведение крепи в предыдущем звене также было закон чено.
Ввиду того, что скорость возведения посто янной крепи значительно выше скорости выем ки породы (в 2—4 раза), число рабочих смен в сутки по возведению постоянной крепи дол жно быть соответственно меньше числа рабо чих смен по выемке породы, которая во всех случаях производится непрерывно в течение суток.
К недостаткам схемы параллельного про изводства работ относятся необходимость при менения временной крепи, которая сильно тор мозит все работы по сооружению ствола; ча стые задержки, связанные с началом возведе ния постоянной крепи в каждом звене; боль шая сложность работ в организационном от ношении.
4. Совмещенная схема сооружения стволов
Совмещенная схема производства работ предусматривает выполнение ряда операций по выемке породы и возведению постоянной крепи в одном звене. Схема может быть при менена в двух вариантах:
1) выемка породы и возведение постоянной крепи осуществляются в едином цикле работ по сооружению ствола, при этом работы вы полняются последовательно и- непосредствен но на-забое— совмещенная схема при после довательном выполнении операций;
2) выемка породы и возведениепостоянной крепи осуществляются- параллельно-и незави
23
симо в организационном отношении будучи разобщенными в звене ствола — совмещенная схема при параллельном выполнении опера ций.
Рис. 8. Совмещенная схема сооружения ствола при последовательном выполнении операции
Совмещенная схема при последовательном выполнении операций характеризуется тем, что все операции осуществляются на забое. Постоянную крепь возводят отдельными заходками в направлении: снизу вверх — при
24
крепи из монолитного бетона (рис. 8, а) и сверху вниз — при сборной железобетонной крепи (рис. 8, б). Этот вариант совмещенной схемы производства работ исключает необхо димость применения временной крепи, а при
Рис. 9. Совмещенная схема соору жения ствола при параллельном выполнении операций
монолитной бетонной крепи — устройства опорных венцов.
Последовательность операций по выемке породы и возведению постоянной крепи в за бое ствола и стесненность в связи с этим ра бот являются недостатками схемы, вызывая
25
осложнения в общей организации работ, что приводит в конечном итоге к некоторому сни жению скорости сооружения стволов.
Совмещенная схема при параллельном вы полнении операций (рис. 9) исключает недо статки, свойственные последовательному вы полнению операции по выемке породы и воз ведению постоянной крепи с забоя.
Разделение операций по выемке породы к возведению постоянной крепи в звене по высо те ствола всего в пределах 4—8 м позволяет выполнять их независимо, а следовательно, и без взаимных задержек if помех----
Такая схема производства работ возможна при наличии устойчивых пород, позволяющих исключить применение временной_крепи (рис. 9, а). В забое производится шлемка породы, а выше на расстоянии 4—8 м возводится по стоянная крепь- .в направлении—еннзу вверх заходками, кратными подвиганию забоя ство ла за цикл (при монолитном бетоне), и свер ху вниз при постоянной крепи с забоя.
В породах, не допускающих ух обнажения без применения временной крепи, с целью ис ключения последней, применяют щитовую крепь-оболочку, под защитой которой произ водят выемку породы, а выше щита-оболочки с полка возводят постоянную крепь (рис. 9,6).
Совмещенная схема производства работ при параллельном выполнении операций при меняется при скоростном сооружении ство лов.
В СССР эта схема применяется при нали
чии щита-оболочки, а за рубежом — без не го. . . . . . . . . .
26
5. Сравнение схем производства работ по сооружению стволов
Сравнивая рассмотренные схемы производ ства работ по сооружению стволов, можно сделать следующие выводы.
Схема сооружения стволов при разновре менном (последовательном) производстве ра бот по выемке породы и возведению постоян ной крепи наименее совершенна. При после довательном производстве работ скорость со оружения ствола обычно небольшая и состав ляет (даже при хорошей организации работ) 60.—65 м в месяц.
Параллельная схема может быть рекомен дована при наличии недостаточно устойчивых пород, при их крутом падении, когда примене ние совмещенной схемы (особенно при исполь зовании щитов-оболочек) невозможно.
Схема сооружения стволов при совмещен ном производстве работ по выемке породы ■ и возведению постоянной крепи в одном звене может быть признана более совершенной. Применение такой схемы возможно при со оружении стволов различной глубины и попе речного сечения. Особенно рациональным яв ляется вариант совмещенной схемы производ ства работ при параллельном выполнении опе раций по выемке породы и возведению посто янной крепи. Эта схема при комплексной ме ханизации горных работ позволит достигнуть весьма высокой скорости сооружения стволов:
Как указывалось выше, армирование ство лов обычно осуществляется после окончания выемки породы и закрепления ствола на всю его глубину. Такая схема вызывает дополни тельные затраты времени и в некоторой сте пени снижает скорость сооружения стволов.
27
Увеличение продолжительности сооружения ствола в этом случае обусловливается после довательным выполнением работ, а также за тратами времени на переоснащение ствола для армирования, которые в среднем по Дон бассу составляют 2,5—3 месяца.
Поэтому переход на сооружение ствола с одновременным армированием является целе сообразным. Одновременное армирование обычно применяется при сооружении стволов по совмещенной схеме производства работ и осуществляется отдельными звеньями (крат ными длине проводника) последовательно с. работами по выемке породы и возведению крепи ствола.
III. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ОСНАЩЕНИИ ГОРНОПРОХОДЧЕСКИМ ОБОРУДОВАНИЕМ ПОВЕРХНОСТИ И ПРОХОДИМЫХ СТВОЛОВ
При проходке стволов используется боль шое количество горнопроходческого оборудо вания, и чем глубже ствол и больше его се чение, тем сложнее и тяжелее это оборудова ние. Проходческое оборудование состоит из проходческого копра, подъемных машин раз личной мощности, тихоходных лебедок грузо подъемностью от 3 до 5 г, подвесных насосов, вентиляторов, подвесных полков, подъемных сосудов — бадей, стальных канатов диаметром от 18 до 65 a im , труб для сжатого воздуха, во доотлива и вентиляции, электрокабеля и др.
28
К о п р ы
Для осуществления операций по подъему породы, спуску и подъему людей и материа лов, для подвешивания насосов, полков, тру бопроводов, канатов и кабелей над стволом на поверхности земли должен быть установлен копер.
При сооружении глубоких стволов чаще всего применяют временные копры шатрового типа, которые после окончания горных работ демонтируют и заменяют постоянными копра ми.
Шатровый копер оборудуют нижней (при емной), верхней (разгрузочной) и подшкизной площадками.
Нижняя приемная площадка. На площад ке настилают рельсовый путь для транспорти рования материалов к стволу и породы от ствола. Площадка также служит для спуска в ствол сегментов колец и затяжек временной крепи, материалов постоянной крепи, спуска и подъема людей, машин, оборудования и ин струментов.
С нижней приемной площадки наращивают вентиляционные и водоотливные трубопрово ды, а также трубопроводы сжатого воздуха.
Верхняя разгрузочная площадка. Верхняя разгрузочная площадка устраивается внутри копра над нижней приемной площадкой и ис пользуется для разгрузки выдаваемых из ство
ла бадей с породой.
Верхнюю разгрузочную площадку обору дуют желобом с углом наклона 35—45°. По этому желобу выгруженная из бадьи порода поступает в вагонетки или автосамосвалы, на ходящиеся на уровне нижней приемной пло щадки.
29
Подшкивная площадка. Конструкция подшкивной площадки и расположение на ней шкивов принимаются в соответствии с разме щением оборудования, подвешиваемого на канатах в стволе и располагаемого на поверх ности земли.
Размеры подшкивных площадок должны обеспечивать такую установку копровых шки вов, при которой огибающие их ветви каната приходились бы над точками подвеса соответ ствующего оборудования, а направление пло скостей шкивов отвечало бы расположению подъемного оборудования на поверхности.
В целях сокращения времени, затрачивае мого на переход от проходки вертикальных выработок к проведению горизонтальных вы работок (после окончания проходки ствола на полную его глубину), а также для сокращения затрат на строительство шахт, рудников и дру гих подземных сооружений и более быстрого их ввода в эксплуатацию, для проходки ство лов стали применять постоянные копры, кото рые монтируют на весь срок строительства и эксплуатации месторождения полезного иско паемого.
П о д ъ е м и ые м а ш и н ы
При сооружении стволов шахт применяют электрические подъемные машины с цилинд рическими барабанами для круглых канатов.
Для сооружения стволов могут использо ваться подъемные машины, предназначенные для эксплуатации данной шахты, или времен ные машины. Возможность применения посто янной или временной подъемной машины за висит от разницы в расчетных мощностях, раз-
30