Горные машины

Проходка выработки по многозабойной схеме при правильной организации работ дает результаты лучше, чем при однозабойной схеме. Появляется реальная возможность совмещения основных и вспомогательных процессов. Это особенно относится к тем процессам, выполнение которых требует остановки всех работ в забое (заряжание, взрывание, проветривание, наращивание коммуникаций).

В отечественной практике горно-разведочных работ глубина стволов шахт в отдельных случаях превышает 400…500 м.

Средняя глубина стволов в горнодобывающих отраслях промышленно-

сти составляла: до 1940 г. – 104 м; до 1960 г. – 305 м; до 1970 г. – 480 м; до 1975 г. – 500 м; до1980 г. – 590 м; до1985 г. – 620 м; до1990 г. – 670 м. Око-

ло 70 % стволов имеют глубину более 500 м, 16 % стволов – 1000…1200 м. В Криворожском бассейне стволы имеют глубину до 800 м, на Текелийском руднике – до 950 м, на Норильском ГОКе (горно-обогатительном комбинате) им. А.П. Завенягина на руднике «Октябрьский» построено 10 стволов глубиной до 1200 м.

§ 2. ПАРАМЕТРЫ ВЫРАБОТОК

Под параметрами горно-разведочных выработок понимаются форма, линейные размеры, площадь поперечного сечения выработок, число откаточных путей в них и их вентиляционные характеристики.

Форма поперечного сечения выработки отражает конфигурацию ее элементов, угол наклона стенок (боков).

Параметры поперечного сечения выработки – это размеры поперечного сечения горной выработки, определяемые горнотехническими условиями и правилами безопасности ведения горнопроходческих работ.

Одним из основных параметров горно-разведочных выработок является площадь поперечного сечения. Выделяют площадь поперечного сечения в свету, вчерне, в проходке.

Площадь поперечного сечения горно-разведочной выработки в свету –

это площадь поперечного сечения, ограниченная внутренним контуром крепи (для вертикальных выработок) и поверхностью балластного слоя рельсовогопути.

Площадь поперечного сечения горно-разведочной выработки вчерне –

площадь, ограниченная проектным контуром выработки.

Площадь поперечного сечения горно-разведочной выработки в про-

ходке – это площадь, ограниченная ее контуром в забое.

Площадь сечения в проходке может отличаться от площади вчерне на величину излишка или занижения сечения выработки в пределах допуска.

Продольный уклон выработки – это уклон выработки в сторону транспортирования горной массы, поперечный уклон – это уклон почвы в сторону водоотводной канавки.

193

§ 3. ВЫБОР ФОРМЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ ВЫРАБОТОК

Форму поперечного сечения выработки (рис. 69) выбирают с учетом свойств пересекаемых ею пород, величины и характера проявлений горного давления, принятой конструкции крепи, назначения и срока службы выработки, а также способа ее проведения. В прочных, устойчивых породах, когда применения несущей крепи не требуется, выработке может быть придана любая форма. Чаще всего в этих условиях горно-разведочным выработкампридается прямоугольно-сводчатая. Всреднеустойчивых породахипри ожидаемом небольшом давлении на крепь (до 30…50 кПа) форму сечения выработки выбирают преимущественно с учетом типа крепи. При проведении горно-разведочных выработок применяется деревянная крепь (крепежная рама), выработке придают трапециевидную, а иногда прямоугольную форму. В неустойчивых породах в кровле и стенках выработки применяют сводчатые и подковообразные крепи из металла. Форма выработки соответствуетвэтомслучаеконфигурациикрепи.

Вертикальные стволы разведочных шахт имеют прямоугольное сечение. В последнее время в связи с применением для проходки шахт стволовых комплексов форму сечения стволам придают круглую.

Размеры поперечных сечений в свету определяются исходя из габаритов, используемого транспортного и технологического оборудования (электровозов, погрузочных машин, вагонов, конвейеров, скреперов и пр.) и величин зазоров, предусмотренных Едиными правилами безопасности. Размеры выработок вчерне определяют с учетом площади выработки, занимаемой крепью.

На закруглениях предусматриваются расширения в зависимости от радиуса кривизны, величины жесткой базы и длины подвижного состава. Для различных площадей сечений принимаются следующие коэффициенты: площадь сечения в проходке 4 м2 – 1,25; 5,1 м2 – 1,22; 5,8 м2 – 1,2 и 6,4 м2 – 1,16.

Правилами безопасности предусматриваются следующие зазоры: высота выработки от головки рельсового пути (или трапа) до верхняка крепи при ручной откатке или при откатке аккумуляторными электровозами должна быть не менее 1800 мм; при откатке контактными электровозами и при отсутствии специального отшитого прохода для людей высота выработки от головки рельсового пути до контактного провода должна быть не менее 2000 мм. Расстояние между наиболее выступающей частью подвижного состава и крепью (стенкой) выработки с одной стороны не менее

194

250 мм, а с другой (со стороны прохода людей) – не менее 700 мм на уровне 1800 мм от трапа. При двухпутной откатке расстояние между наиболее выступающими частями подвижного состава не менее 200 мм.

Рис. 69. Формы поперечного сечения выработок: а – прямоугольная;

б, в – трапециевидная; г – полигональная; д – бочкообразная; е, ж – трехцентровой пониженный и полуциркульный свод

с вертикальными стенками; з – циркульный пониженный свод с наклонными стенками; и – полуциркульный свод; к, л, м – подковообразные; н – круговая; о, п – эллиптическая

Остальные данные для расчета размеров выработок трапециевидной формы приведены ниже и показаны на рис. 70.

195

Рис. 70. Продолжение

197

198

Примечание. В скобках приведены данные для расчета поперечного сечения выработок прямоугольно-сводчатой формы.

Наиболее распространенной формой поперечного сечения вертикальных стволов горнодобывающих предприятий является круглая, реже – прямоугольная. Разведочные стволы имеют в основном прямоугольную форму по причинеприменениядеревяннойкрепиинебольшогосрокаслужбыстволов.

Размеры поперечного сечения стволов обусловливаются их назначением и зависят от проектной мощности шахты, размеров шахтного поля, глубины ствола, размеров и расположения подъемных сосудов; разведочных – от глубины, применяемого оборудования, размеров рудного поля, перспектив использования ствола при эксплуатации месторождения.

Рекомендуемые типовые сечения стволов разведочных шахт приведены в табл. 22.

Площадь поперечного сечения ствола в свету (рис. 71) рассчитывается по формуле

Sсв = А1В1,

где A1 = 600 + 700 или А1 = 2с + lп + ∆l – ширина ствола в свету; 600 – расстояние между основанием лестницы и крепью, мм; 700 – длина лаза лестничного отделения, мм; с – зазор между подъемным сосудом и крепью; lп – диаметр (длина) подъемного сосуда (бадья, скип, клеть); ∆l – длина отделения для прокладки коммуникаций (кабели, трубы сжатого воздуха, вентиляционные трубы и пр.); В1 – длина стенки ствола в свету:

199

В1 = 2n1с + dп + (2n – 1)Z + b + Ш + K + 2d,

где dп – диаметр (ширина) подъемного сосуда; n1 – количество подъемных отделений; п – количество отделений в стволе; Z – ширина расстрела; b – ширина противовеса или второго подъемного сосуда; Ш – ширина лестничного отделения; K – ширина отделения под коммуникации; d – диаметр венца.

200