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

мерах барабанов (навивочйая' поверхность '1 диаметр барабана), скоростях движения подъ­ емных сосудов при эксплуатации и при соору­ жении ствола и от глубины ствола. Для подъ­ ема могут применяться одно- и двухбарабан­ ные подъемные машины.

П о д ъ е м н ы е к а н а т ы

В настоящее время в подъемных установ­ ках при сооружении вертикальных стволов применяют только стальные канаты круглого поперечного сечения.

Подъемные канаты должны обладать проч­ ностью, стойкостью против коррозии; они не должны раскручиваться во время подъема.

П о д ъ е м н ы е б а д ь и , п р и ц е п н ы е и н а п р а в л я ю щ и е у с т р о й с т в а

Вбадьях производится подъем из ствола

испуск в ствол людей, элементов временной крепи, а также подъем породы и воды.

Для сокращения продолжительности ма­

невров при разгрузке бадей на поверхности наибольшее распространение получили самоопрокидывающиеся бадьи (БПС) конструк­ ции ЦНИИПодземшахтостроя. Для навешива­ ния бадьи к подъемному канату применяют прицепные устройства типа ПУ (обычные) и ПУО (облегченные).

Для устранения раскачивания бадей при подъеме, столкновения их менаду собой, за ­ цепления за оборудование, находящееся в стволе, необходимо иметь специальные на­ правляющие устройства.

В стволах круглой формы поперечного се­ чения, закрепленных каменной крепью, к та-

31

ким устройствам относятся натянутые канаты (направляющие канаты, канатные проводни­ ки) , по которым скользит направляющая рам­ ка. Направляющие канаты в стволе закреп­ ляют на натяжной раме. При последователь­ ной схеме сооружения стволов натяжная рама состоит из двух продольных балок, которые при помощи выдвижных пальцев заделывают в лунки в стенках ствола.

При совмещенной и параллельной схемах сооружения ствола с целью обеспечения пол­ ной безопасности работы для рабочих, нахо­ дящихся в забое ствола, натяжная рама так­ же служит предохранительным полком.

П о д в е с н ы е п р о х о д ч е с к и е п о л к и

При проходке вертикальных стволов рабо­ ты по возведению постоянной крепи, а также работы по армированию ствола ведутся с под­ весных проходческих полков. Проходческий полок используется также как предохрани­ тельный полок, защищающий работающих в забое от предметов, случайно упавших в ствол.

В зависимости от схемы проходки приме­ няются полки двух типов: одноэтажные при последовательной схеме проходки и двух- и трехэтажные при параллельной схеме.

В полке предусмотрены проемы для про­ пуска бадей, насосов, спасательной лестницы, вентиляционных труб, труб сжатого воздуха, кабелей и центрального отвеса. Для свобод­ ного прохода полка по стволу диаметр его должен быть на 200 мм меньше внутреннего диаметра ствола, зазоры между полком и

стенками ствола перекрываются откидными фартуками.

32

Полок также снабжен выдвижными паЛьНами или шарнирными ригелями, при помощи которых его устанавливают и закрепляют.

Рис. 10. Двухэтажный подвесной проходческий полок

Двухэтажный подвесной полок, у которого прицепное устройство крепится к верхней ме­ таллической раме, отстоящей от полка на расстоянии 3,5 м, представлен на рис. 10.

Л е б е д к и д л я п о д в е с к и о б о р у д о в а н и я

При сооружении стволов шахт для под­ вески различного оборудования необходимо на

поверхности около ствола размещать боль­ шое количество лебедок.

В стволе при его сооружении подвешивает­ ся оборудование, необходимое для выполнения работ по подъему, водоотливу, вентиляции, по­ грузке породы, креплению и др. Так, для подъ­ ема необходимо иметь лебедки, при помощи которых натягиваются направляющие канаты, для водоотлива — лебедки, на которых под­ вешиваются подвесной насос, трубы и кабели, для вентиляции — лебедки, удерживающие в стволе вентиляционные трубы, для возведения постоянной крепи — лебедки для подвесного полка и т. д.

Трубопроводы для сжатого воздуха, вен­ тиляции, водоотлива, спуска бетона могут быть подвешены в стволе без применения лебедок посредством закрепления их в постоянной кре­ пи ствола.

IV. ПРОХОДКА СТВОЛОВ СПОСОБОМ ИСКУССТВЕННОГО ЗАМОРАЖИВАНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД

1.Общие сведения об искусственном замораживании горных пород

Сущность искусственного замораживания горных пород, применяемого для проходки стволов шахт, заключается в том, что в во­ доносных породах в месте расположения буду-

34

охлаждают на замораживающей станции и насосом через прямой рассолопровод нагнета­ ют в распределитель. Отсюда рассол поступа­ ет в питающие трубы замораживающих коло­ нок. По достижении основания колонки рас­ сол под давлением, создаваемым насосом, поднимается по кольцевому пространству меж­ ду питающей и замораживающей трубами. Во время этого движения происходит теплообмен между рассолом и замораживаемыми поро­ дами: рассол отнимает тепло от пород, окру­ жающих замораживающую колонку, и пони­ жает их температуру. По выходе из замора­ живающей колонки рассол поступает в кол­ лектор, а из последнего через обратный рассо­

лажденного рассола и теплообмена, происхо­ дящего между ним и горными породами, во­ круг замораживающих колонок образуются цилиндры из замороженных пород, которые с течением времени увеличиваются и, наконец, соединяются, образуя сплошной кольцеобраз­ ный цилиндр. Время, необходимое для образо­ вания ледогрунтового цилиндра, зависит от водоносности, термофизических свойств гор­ ных пород, расстояния между замораживаю­ щими колонками, холодопроизводительности замораживающей станции и температуры ох­ лаждения рассола.

Рассол выполняет функции посредника: в замораживающих колонках он отнимает теп­ ло от пород, таким образом охлаждая их, а на замораживающей станции отдает тепло, охлаждаясь сам. Холод получают на замора­ живающей станции. Рассол, охлажденный на

36

замораживающей станции и нагнетаемый на­ сосом' в рассольную сеть, называют «прямым», а рассол, прошедший через замораживающие колонки и возвратившийся на замораживаю­ щую станцию, называют «обратным».

Замораживающая станция состоит из ком­ прессора, конденсатора, испарителя, грязе­ уловителя, маслоотделителя, регулирующей и манометровой станций и трубопроводов. Из указанного оборудования в здании обязатель­ но устанавливают компрессор, грязеуловитель, манометровую и регулирующую станции. Кон­ денсаторы оросительного типа и испарители размещают вне здания, причем для защиты испарителей от солнечных лучей и атмосфер­ ных осадков над ними устраивают навесы. Стенки бака испарителя тщательно изолиру­ ют. Маслоотделители устанавливают в непо­ средственной близости от конденсаторов — вне здания станции. Центробежные насосы для рассола и воды помещают внутри здания за­ мораживающей станции.

Схема работы замораживающей станции представлена на рис. 11.

Сжатые в компрессоре 1 до 8— 12 ати го­ рячие пары аммиака с температурой около 100 °С, проходя через маслоотделитель 2 по нагнетательному трубопроводу, поступают в конденсатор 3, где сжижаясь, отдают тепло воде, непрерывно омывающей трубы конден­ сатора. От конденсатора жидкий аммиак про­ ходит через ресивер 4. Ресивер разгружает конденсатор от жидкого аммиака и аккумули­ рует его для создания равномерного потока к регулирующей станции. Из ресивера аммиак поступает к регулирующей станции 5, где про­ исходит процесс мятия (дросселирования) ам­ миака от давления конденсации до давления

37

Вода из водопровода

Рис. 11. Схема работы замораживающей станции

испарения. Для получения температуры испа­ рения —25° С давление жидкого аммиака должно быть понижено от 8— 12 до 1,546 ат. Вследствие понижения давления при непре­ рывно всасывающем действии компрессора, а

жидкого состояния в газообразное. Переход аммиака из жидкого состояния в газообраз­ ное осуществляется в испарителе 6 и сопро­ вождается затратой 250—270 ккал тепла на 1 кг аммиака. Тепло сообщается аммиаку рас­ солом, непрерывно омывающим змеевики ис­ парителя. Температура рассола при этом сни­ жается. Пары аммиака по мере испарения под­ нимаются в змеевиках испарителя вверх и снова засасываются компрессором по трубо­ проводу 7.

Рассол, охлажденный до температуры —20, —22° С, из испарителя всасывается центро­ бежным насосом 8 и нагнетается через замо­ раживающие колонки 9, откуда по трубам снова возвращается в испаритель. Проходя по замораживающим колонкам, рассол отни­ мает у горных пород 10 тепло. В испарителе тепло рассола расходуется на испарение ам­ миака, и в дальнейшем цикл повторяется.

Таким образом, в холодильной установке имеются три самостоятельных цикла: аммиач­ ный, рассольный и водяной.

Тип и количество компрессоров заморажи­ вающей станции выбирают в соответствии с количеством холода, требующегося для созда­ ния надежного ледогрунтового цилиндра. Ра­ боты по замораживанию горных пород состоят из следующих основных этапов:

а) бурения замораживающих скважин и монтажа замораживающих колонок;

39