Файл: Воробьев Б.М. Основы технологии горного производства. Введение в специальность учеб. пособие.pdf

собой

расширение

ствола д л я

удобства

спуска

и

подъема

по

стволу

длиномерных

предметов

(рельсы, трубы и т. п . ) . Самая н и ж н я я

часть

ствола,

р а с п о л о ж е н н а я

н и ж е у р о в н я

околоствольного

двора

(уровня

подъемного горизонта) и с л у ж а щ а я

д л я

сбора

стекающей

по

стволу

воды,

а т а к ж е

д л я з а г р у з к и

скипов

п р и

скиповом

подъеме,

назы ­

вается

з у м п ф о м .

В настоящее в р е м я наибольшее распространение п о л у ч и л и стволы

к р у г л о г о

поперечного сечения . Т а к а я

форма

б л а г о п р и я т н а

с

точки

з р е н и я

сопротивляемости к р е п и горному

дав­

л е н и ю ,

удобна

д л я

проходки

и

о к а з ы в а е т

незначительное

сопротивление

д в и ж е н и ю

воз­

д у х а .

Ш а х т н ы е

стволы

к р у г л о г о поперечного

сече­

н и я з а к р е п л я ю т

монолитной

бетонной

к р е п ь ю ,

р е ж е бетонитовой и

к и р п и ч н о й

к р е п ь ю .

Тю ­

бинговую

железобетонную

и

тюбинговую

ме­

т а л л и ч е с к у ю

к р е п и

применяют

п р и

п р о х о д к е

стволов

в с л о ж н ы х

гидрогеологических

усло­

в и я х .

П р и

ограниченных с р о к а х

с л у ж б ы

(менее

10—15

лет)

и

умеренном

горном

давлении

м о ж н о проходить

стволы п р я м о у г о л ь н о г о

попе­

речного

сечения

с

деревянной

крепью .

Стволы с эллиптической формой поперечного

сечения

встречаются

редко.

Т а к и е

стволы

кре ­

Р л с . 61.

Р а з р е з

в д о л ь

пят

каменной

бетонной

и л и

железобетонной

в е р т и к а л ь н о г о ствола:

к р е п ь ю .

1 — у с т ь е

ствола;

2 —

Р а з м е р ы

и п л о щ а д ь

поперечного

сечения

о с н о в н а я

часть

ствола;

3 — с о п р я ж е н и е

ствола

ш а х т н ы х стволов определяются

исходя из числа,

с о к о л о с т в о л ь н ы м

д в о ­

размеров

и

р а с п о л о ж е н и я

подъемных сосудов

р о м ;

4

— з у м п ф

(клетей,

скипов)

и

другого

оборудования

в стволе с учетом необходимых зазоров м е ж д у ними и

крепью

ствола,

величина

которых

регламентирована

П р а в и л а м и

безопасности.

П р и

этом т а к ж е

учитываются размеры лестничного

отделения,

по

кото ­

рому передвигаются люди, и трубно - кабельных отделений,

предназ ­

наченных

д л я

размещения

труб

и

кабелей .

Р а с с ч и т а н н у ю таким образом площадь поперечного

сечения

ствола

п р о в е р я ю т

затем

по

допустимой

скорости

воздушной

струи .

П о П р а в и л а м

безопасности

в

стволах,

по которым

производится

спуск

и подъем

людей и г р у з а ,

скорость

д в и ж е н и я

воздушной

струи

не д о л ж н а превышать 8 м/сек; в вентиляционных

стволах,

не

обору ­

дованных

подъемом, — 15

м/сек.

В

у г о л ь н о й промышленности

д л я

облегчения

п р о е к т и р о в а н и я

п р и н я т ы

типовые

сечения в е р т и к а л ь н ы х

ш а х т н ы х

стволов

к р у г л о й

формы

диаметром

от 4,5

до

8 м с интервалом через

0,5 м.

В

угольной

промышленности"

СССР

глубина

ш а х т н ы х

стволов

Способы

п р о х о д к и

ш а х т н ы х

стволов

бывают обычные

и

специ­

а л ь н ы е . О б ы ч н ы е

способы

проходки

применяют

п р и

достаточно

устойчивых горных породах и умеренном притоке воды,

а с п е ц и -

а л ь н ы е — п р и

сильно

обводненных,

трещиноватых

и

неустойчи ­

вых породах .

Н а

месте

п р о х о д к и

ствола

на

поверхности

земли

п л а н и р у е т с я

п р о м ы ш л е н н а я п л о щ а д к а

и

создается

комплекс технических

зданий

и с о о р у ж е н и й . Здевь возводят н а д ш а х т н ы й

копер

(проходческий и л и

постоянный), здания подъемных м а ш и н , компрессорную,

электро ­

подстанцию,

механические,

бурозаправочные

и

другие

мастерские .

Н а

выровненной п л о щ а д к е

с помощью

геодезических

инструмен ­

тов

н а н о с я т

оси

сечения

будущего

ствола

и

фиксируют

п о л о ж е н и е

его

центра .

П р о х о д к у ствола

начинают

с самой

верхней его части, п р и м ы к а ­

ющей к поверхности, — у с т ь я . Устье чаще

приходится

проходить

по

наносам .

Д л я

п р е д о т в р а щ е н и я

о б р у ш е н и я

в е р т и к а л ь н ы х

стенок

ствола

п р и

выемке породы

к

раме - шаблону

•— деревянной

восьми­

у г о л ь н о й

раме,

у л о ж е н н о й

на

поверхности,

подвешивают

кольца

временной крепи . Стенки ствола

затягивают

досками .

П о р о д у из забоя ствола поднимают в

бадьях

п е р е д в и ж н ы м и

автомобильными к р а н а м и и л и с помощью д р у г и х подъемных

приспо ­

соблений

(кран - укосина,

треноги

с

электрическими

лебедками) .

К возведению постоянной к р е п и у с т ь я приступают после полной

его проходки . Временную к р е п ь снимают, а

на

ее

месте

возводят

постоянную

прочную

монолитную

бетонную

к р е п ь .

Т а к

к а к к р е п ь

устья

ствола

с л у ж и т

опорой к о п р а , то ее выполняют

более

прочной,

чем

к р е п ь

остальной

части

ствола. П р и

возведении

бетонной

крепи

в

лей

оставляют

необходимые

проемы

д л я

п р и м ы к а н и я

к а н а л о в

и

ходков

различного

н а з н а ч е н и я (трубно - кабельных,

вентиляцион ­

н ы х , к а л о р и ф е р н ы х и др . ) .

После

возведения

постоянной

к р е п и

устье

ствола

на

уровне по­

оставляют проемы д л я

прохода бадей, насосов и другого проход ­

ческого оборудования .

Проемы имеют з а к р ы в а ю щ и е с я л я д ы .

поверхности

ведут

монтаж проходческого

оборудования

(рис. 62).

Н а д

устьем

ствола

у с т а н а в л и в а е т с я

проходческий

копер,

который

с л у ж и т

д л я

подвески оборудования

(проходческих

насосов,

п о л к о в ,

к а н а т о в ,

кабелей и

др . ),

д л я

спуска и

подъема

бадей с породой из

забоя

ствола,

а т а к ж е

рабочих

и

материалов

в

период

проходки

ствола .

После

з а в е р ш е н и я

проходки

ствола

проходческий

копер

демонтируют и на его месте устанавливают

постоянный

копер .

Иногда возводят постоянный копер к н а ч а л у

проходки ствола, тогда

надобность

во

временном копре

отпадает.

П р о в е д е н ие вертикальных

шахтных

стволов

обычным способом

П р и

проведении

стволов обычным

способом

выполняется три

основных

комплекса

проходческих

процессов:

выемка породы и возведение временной крепи;

возведение

постоянной

крепи;

армирование

ствола.

В зависимости

от

порядка и

последовательности выполнения

изводства

работ п р и проведении

вертикальных ш а х т н ы х стволов.

П р и всех

схемах стволы

проходят

отдельными

участками,

называ ­

емыми звеньями .

П о с л е д о в а т е л ь н а я

с х е м а

п р о и з в о д с т в а

р а б о т

(рис. 63,

а). По

данной

схеме в пределах звена

сначала

производят только

выемку породы с установкой временной

к р е п и

возводят постоянную крепь . В к а ж д ы й

период работы ведут

только

в одном звене. После з а к р е п л е н и я

звена

постоянной крепью

в той ж е

последовательности начинают

работы в следующем звене. Последова­

т е л ь н а я

схема я в л я е т с я наиболее

простой и

применяется

довольно

часто, особенно нри глубине ш а х т н ы х

стволов

не более

200

м. Недо ­

статком

последовательной

схемы

я в л я ю т с я сравнительно

н и з к и е

скорости, а

следовательно,

и

более

продолжительные

сроки про­

ходки

стволов.

П а р а л л е л ь н а я

с х е м а

п р о и з в о д с т в а

р а б о т

(рис. 63, б)

х а р а к т е р и з у е т с я

одновременным

выполнением

в

смеж­

ных звеньях работ по выемке породы и по возведению

постоянной

крепи .

К а к

показано на схеме, в

верхнем (первом) звене

возводят

постоянную

к р е п ь в н а п р а в л е н и и

снизу

вверх, а в нижнем

(втором)

проведения стволов. Однако

при

этой схеме у с л о ж н я е т с я

организа ­

ц и я работ. П а р а л л е л ь н у ю схему

целесообразно

применять

п р и

зна­

чительной глубине стволов (свыше 200—300 м).

Схема

проходки

ствола

с п о п у т н ы м

з а к р е п л е н и е м

е г о

постоянной

крепью — совместная схема

(рис. 63, в)

отли­

чается

от

предыдущих тем,

что

постоянную

крепь (деревянную

подвесную

и л и тюбинговую) возводят сверху вниз .

В ы е м к у

породы

и

крепление производят одновременно в одном и том

ж е звене.

Преимущество такой схемы — это

отсутствие

временной

Рассмотрим

основные проходческие процессы при проходке

вер­

т и к а л ь н ы х ш а х т н ы х

стволов.

Б у р е н и е

ш п у р о в —• один из

наиболее трудоемких

про­

цессов проходческого

ц и к л а . В зависимости от площади

поперечного

сечения ствола

и крепости пород в забое

пробуривают

от 50 до

110

ш п у р о в и

более глубиной

2—3,5

м.

П р и к р у г л о м поперечном сече­

н и и ствола ш п у р ы

располагают

по

концентрическим

о к р у ж н о с т я м

(рис. 64);

врубовые

ш п у р ы

— по о к р у ж н о с т и наименьшего

диаметра,

затем по

следующей о к р у ж н о с т и

— вспомогательные

и

по

самой

большой о к р у ж н о с т и — отбойные

(оконтуривающие) ш п у р ы .

Ш п у р ы

б у р я т т я ж е л ы м и

ручными

пневматическими

молотками .

Ч и с л о

одновременно работающих

в

забое

ствола

б у р и л ь н ы х

молотков

п р и н и м а е т ся из расчета 2,5—3 м а площади

забоя на один

б у р и л ь н ы й

молоток .

Б у р о в у ю

мелочь

у д а л я ю т

из ш п у р о в

продувкой

сжатым

воздухом

(в ш п у р

вводят

металлическую

т р у б к у ,

присоединенную

к трубопроводу сжатого

воздуха) .

Д л я

механизированного

комплектного

бурения

ш п у р о в

в

вер­

т и к а л ь н ы х

стволах

созданы специальные

бурильные у с т а н о в к и на

несколько

(две — четыре)

б у р и л ь н ы х

машин . Одна

из

т а к и х

уста­

новок

на четыре бурильные м а ш и н ы

приведена

на

рис . 65.

З а р я ж а н и е ш п у р о в и в з р ы в а н и е В В в ш п у ­

р а х .

П р и проходке в е р т и к а л ь н ы х

ш а х т н ы х

стволов

применяют

щено п р а в и л а м и безопасности). Причем

взрывание ш п у р о в ведут

с поверхности . Перед

з а р я ж а н и е м

ш п у р о в

на поверхности пригота ­

вливают боевые п а т р о

н ы , которые

затем спускают в забой. Во врубо ­

ш п у р а х — замедленного

действия .

Перед взрыванием все проходческое оборудование из з а б о я под­

нимают на

безопасную

высоту.

П р о в е т р и в а н и е

с т в о л а

осуществляется

нагнетанием

свежего

воздуха

с поверхности

специальными

проходческими вен­

т и л я т о р а м и .

В е н т и л я ц и о н н ы е трубы диаметром

0,5—0,9 м — метал­

л и ч е с к и е ил и из капроновой т к а н и . Д и а м е т р вентиляционного

трубо ­

провода принимают в зависимости от диаметра

проходимого

ствола

и

его г л у б и н ы . В е н т и л я ц и о н н ы й

трубопровод подвешивают

в

стволе

на

к а н а т а х ,

а конец его размещают на расстоянии 12—17 м от

забоя

ствола и

с н а б ж а ю т конической

насадкой .

П р о д о л ж и т е л ь н о с т ь

п р о в е т р и в а н и я

забоя ствола после

взрывных

работ не

д о л ж н а

п р е в ы ш а т ь 20—30

мин.

После

о к о н ч а н и я п р о в е т р и в а н и я забой осматривают

и

приводят

в безопасное состояние (сбрасывают застрявшие к у с к и породы,

испра ­

приступают

к

п о г р у з к е

породы .

П о г р у з к а

п о р о д ы

в забое ствола в проходческие

б а д ь и —

один из наиболее длительных и трудоемких процессов

проходческого

ц и к л а . Н а п о г р у з к у породы приходится 60—70%

времени от общего

времени ц и к л а .

В

настоящее

время

п о г р у з к а

породы в

стволах

полностью м е х а н и з и р о в а н а и осуществляется с помощью

грейфер ­

ных г р у з ч и к о в ,

которые

я в л я ю т с я самостоятельными

проходческими

м а ш и н а м и ил и

входят в состав

проходческих

комплексов

и

агре ­

гатов,

-ц

Н а и б о л ь ш е е распространение

п о л у ч и л и

пневматические

грейфер ­

ные г р у з ч и к и с механическим

ил и ручным

вождением .

Пневматический

г р у з ч и к с механическим

вождением

(рис. 66)

подвешивают в стволе к н и ж н е м у

э т а ж у подвесного п о л к а .

Грейфер

зачерпывает

в з о р в а н н у ю

породу

и грузит

ее в

бадью.

П о г р у з ч и к о м

у п р а в л я е т из к а б и н ы один проходчик .

Е м к о с т ь

грейферного

ковша

до 1 м 3 . Средняя

производительность г р у з ч и к а

16—18 м 3 /ч . В

ство-