Исходные материалы для составления проекта организации работ по углубке вертикального ствола
Углубка стволов при реконструкции шахт и строительстве новых горизонтов
0
Способы и схемы углубки вертикальных стволов
Углубка представляет собой удлинение существующего вертикального ствола для вскрытия нового горизонта шахты или рудника. Горнопроходческие работы в углубляемой части, как правило, совмещаются с выполнением в верхней части ствола эксплуатационных функций (подъемных, вентиляционных, водоотливных, закладочных и др.). Это обстоятельство значительно усложняет решение технических, организационных вопросов, а также обеспечение безопасных условий при выполнении углубочных работ.
К числу особенностей углубочных работ следует отнести сооружение (монтаж) и последующую ликвидацию (демонтаж) предохранительных устройств, обеспечивающих защиту людей в забое углубляемого ствола от возможного падения различных предметов. Кроме того, ограниченная величина шага углубки, которая находится в пределах 80—250 м, не позволяет повсеместно применять комплексы высокопроизводительного горнопроходческого оборудования, успешно используемого при проходке стволов.
Скорость углубки в 2,5—3 раза меньше скорости проходки стволов, а производительность труда ниже в 1,5—2 раза.
Различие горно-геологических условий залегания месторождений полезных ископаемых, схем вскрытия шахт и рудников порождает разнообразие способов углубки, При этом необходимо учитывать число горизонтов, с которых осуществляют углубку, их расположение относительно углубляемой части ствола, число участков, на которые делится ствол в пределах шага углубки, и место расположения горизонтов, куда выдают породу.
|
|
|
Наиболее важным классификационным признаком, но которому делят способы углубки, является направление движения забоя углубляемого ствола. Различают три способа углубки: сверху вниз; комбинированный (снизу вверх и одновременно сверху вниз); снизу вверх. Каждый способ углубки имеет различные схемы углубки, которые отличаются местами разгрузки породы из бадьи и организацией транспортирования породы.
Наибольшее распространение получил способ углубки сверху вниз. Этот способ применяют в породах с различным коэффициентом крепости, разными диаметрами стволов (от 5 до 8 м) и любой глубиной. На втором месте по частоте применения находится комбинированный способ углубки. Способ углубки снизу вверх имеет меньшее распространение.
На рис. 21.1 представлены способы и схемы углубки вертикальных стволов. В зависимости от места разгрузки породы из бадей для способа углубки сверху вниз различают три схемы углубки:
· I — породу из бадей разгружают на поверхности;
|
|
|
· II — породу разгружают на рабочем или вентиляционном горизонтах;
· III — породу разгружают из бадей на углубочном горизонте.
При комбинированном способе углубки стволов, а также при углубке стволов снизу вверх (схемы IV и V) породу из забоев опускают вниз на новый подготавливаемый горизонт.
Каждая схема углубки имеет варианты, т. е. разновидности, которые отличаются характером размещения в пространстве основных элементов технологического комплекса или элементами выполняемой технологии.
Углубка стволов способом сверху вниз (рис. 21.2, а) с разгрузкой породы на поверхности (схема I). Углубка вертикальных стволов по схеме I (разгрузка бадей на поверхности) является весьма эффективной. Для подъема бадьи, как правило, используют одну из эксплуатационных подъемных машин или предусматривают монтаж дополнительной подъемной машины.
Эксплуатационный копер усиливают, выполняют монтаж шкивов, разгрузочного комплекса бадей, подвешивают в стволе трубопроводы и кабели. В первую очередь решается вопрос о размещении бадьи в сечении ствола. Лучше всего, когда в стволе имеется бадьевое отделение, заранее предусмотренное проектом, или же бадьевое отделение оборудуется вместо лестничного отделения (после демонтажа полков, лестниц и частично расстрелов).
|
|
|
В ряде случаев бадьевое отделение размещают на месте исключения на время углубки одного или двух эксплуатационных сосудов. Освободившуюся подъемную машину используют для бадьсвого подъема.
Иногда для углубочных работ представляется возможным использовать все сечение ствола, т. е. когда весь ствол временно высвобождается от эксплуатационных функций. При этом технология углубки ничем не отличается от проходки ствола. Такой вариант имеет место, когда на центральной пром-площадке пройден новый ствол, который принимает на себя функции ствола, подлежащего углубке. Нередко по такому варианту размещения бадей производят углубку фланговых вентиляционных стволов со вспомогательным клетевым подъемом.
При размещении бадьи вместо лестничного отделения или в подъемных отделениях обычно удается применить бадьи вместимостью 0,50—0,75 м3, что сдерживает работу подъема и ведет к увеличению продолжительности углубочных работ.
Достоинства углубки по схеме I — независимость углубочных работ от эксплуатационных, незначительный объем подготовительных работ. Схема I получила распространение при углубке стволов в Карагандинском и Кузнецком бассейнах, в Кривбассе после второй генеральной реконструкции рудников бассейна.
|
|
|
Углубка стволов сверху вниз (рис. 21.2, б) с разгрузкой породы на горизонте (схема II). При ведении углубочных работ по схеме II верхняя часть ствола продолжает выполнять эксплуатационные функции, а в нижней ведутся углубочные работы. Породу из забоя углубляемого ствола поднимают до отметки рабочего горизонта и из бадей разгружают в вагонетки. Размещение подъемной машины и тихоходных проходческих лебедок предусматривается на рабочем горизонте в специальной камере или в сопряжении ствола с околоствольным двором. Иногда подъемное оборудование размещают на вентиляционном горизонте. При этом схема углубочных работ остается прежней.
К числу достоинств схемы II следует отнести небольшие объемы горных работ (400—500 м3), необходимых для углубки ствола. Недостатки схемы — связь углубочных и эксплуатационных работ, стесненность при выполнении операций по спуску материалов и оборудования для углубки.
По схеме II углубку выполняют тогда, когда в силу сложившихся обстоятельств невозможно осуществить углубку по схеме I. В Криворожском железорудном бассейне объем применения углубок по схеме II составляет более 40 %.
Углубка стволов сверху вниз (рис. 21.2, в) с разгрузкой породы на углубочном горизонте (схема III). Для снижения влияния эксплуатационных работ на процессы, связанные с углубкой вертикального ствола, предусматривается сооружение специального углубочного горизонта, находящегося на 30—40 м ниже рабочего горизонта. Вскрытие углубочного горизонта осуществляют с рабочего путем проходки слепого ствола (закладываемого в 15—20 м от углубляемого) или наклонного ствола с последующим проведением подходной горизонтальной выработки. В тех случаях, когда клетевой ствол пройден на последующие горизонты, из него возможна проходка подходной выработки к углубляемому стволу.
Весь комплекс выработок, вскрывающих углубочный горизонт, предназначен для обеспечения подъемных, вентиляционных и коммуникационных функций, связанных с углубкой ствола.
Для ведения углубочных работ на углубочном горизонте проводят камеры для размещения подъемной машины, проходческих лебедок. Для подъемного каната сооружают наклонный ходок в копровую часть ствола. В копровой части ствола (15—20 м) монтируют подшкивные площадки и площадки для установки лебедок. На уровне углубочного горизонта устанавливают нулевую раму и разгрузочный станок, обеспечивающий перегрузку породы из бадей в вагонетки.
Сооружение углубочного горизонта сопряжено с выполнением большого объема горных работ (1500—3000 м3). Многие выработки имеют небольшую площадь поперечных сечении, что вызывает определенные трудности (невозможность применения высокопроизводительных проходческих машин) при их проходке. Это в конечном итоге сказывается на увеличении продолжительности подготовительного периода и повышает стоимость горных работ. Определенную трудность представляет подъем породы, подъем и спуск людей и материалов из-за ступенчатой схемы подъема.
Основное достоинство схемы III — независимость ведения углубочных работ от эксплуатационных работ действующей шахты.
В Донецком бассейне с использованием схемы III углубляют 15—20% общего числа углубляемых стволов, а в Крнвбассе около 30 %. Наибольшее распространение рассмотренная схема углубки получила при реконструкции и вскрытии новых горизонтов на угольных шахтах Печорского бассейна.
Комбинированный способ углубки (схема IV). При углубке стволов по схеме IV (рис. 21.3) предварительно должны быть пройдены горные выработки на нижележащем подготавливаемом горизонте. С этого горизонта по центру углубляемого ствола проходят восстающую выработку, которая затем служит для спуска взорванной породы при расширении ствола сверху вниз.
Спуск и подъем люден, оборудования и материалов при расширении ствола производят с рабочего горизонта.
Расширение ствола до проектных размеров выполняют буровзрывным способом с использованием шпуров или скважин.
К числу достоинств комбинированного способа углубки относятся: исключение трудоемких процессов погрузки и подъема породы из забоя ствола, так как порода по восстающему спускается вниз. Одновременно обеспечиваются хорошие условия вентиляции, упрощение водоотлива и повышение безопасности работ.
Комбинированный способ углубки получил распространение при углубке вертикальных стволов шахт Центрального района Донбасса (трест «Горловскуглестрой»), где для проходки гезенка в сечении углубляемого ствола были использованы комплексы КПВ. На отдельных стволах углубка была произведена с рекордной скоростью (40—100 м/мес и более). На рис. 21.4 представлена технологическая схема углубки ствола комбинированным способом с размещением различных лебедок оснащения на полках.
Недостаток данного способа углубки — ограниченная область применения, так как при выбросоопасных пластах проходка восстающего должна осуществляться с дополнительными мероприятиями согласно Инструкции по безопасному ведению горных работ на пластах, опасных по внезапным выбросам угля, породы и газа.
Углубка стволов снизу вверх (схема V). При этом способе углубки (рис. 21.5) так же, как при углубке по схеме IV, необходимо иметь систему выработок на новом нижележащем горизонте, с которого планируется вести все углу-бочные работы. Если окружающие породы крепкие и отличаются хорошей устойчивостью, то ствол снизу вверх проходят без временной крепи. В породах недостаточно крепких и устойчивых углубку выполняют с обязательным возведением временной или постоянной крепей с временным магазинированием породы. Отделение породы от массива осуществляют шпуровым или скважинным методами.
Достоинства схемы углубки V — независимость углубочных работ от эксплуатационных, резкое снижение трудоемкости по удалению породы из забоя, более простое оснащение ствола.
Недостатки схемы — невозможность применения ее при выбросоопасности пересекаемых пластов, относительные сложности подъема в забой ствола людей и доставки материалов.
Исходные материалы для составления проекта организации работ по углубке вертикального ствола
Основные исходные материалы для разработки проекта организации работ по углубке вертикального ствола могут быть сведены в три группы:
· I — материалы, содержащие параметры углубляемого ствола и геологические условия проходки;
· II — данные, характеризующие шахту, где выполняют углубку ствола;
· III — сведения о подрядной шахтостронтельнон организации.
Материалы I группы: сечение ствола с армировкой и коммуникациями в стволе, продольный разрез углубляемой части ствола с привязкой всех балок по оборудованию зумпфа, станков в сопряжениях ствола с околоствольными дворами, подводящие выработки к стволу на горизонте и в зумпфовой части ствола, чертежи загрузочного устройства, бункера для улавливания просыпавшейся горной массы в зумпфе, горнотехнические условия углубки, гидрогеологический разрез углубляемой части ствола, прогноз газоносности и выбросоопасности угольных пластов, пересекаемых при углубке ствола.
Материалы и данные II группы: схемы вскрытия (горизонтальная и вертикальная), планы околоствольных дворов действующего и подготавливаемого горизонтов, сечения горных выработок и приствольных камер, схема вентиляции шахты, схема постоянных подъемов, схема существующего водоотлива, схема разводки сети сжатого воздуха и противопожарных трубопроводов, принципиальная схема подземной подстанции на действующем горизонте, краткие сведения о режиме работы эксплуатационной шахты, характеристика всех действующих объектов на поверхности шахты, возможность использования существующего АБК, мехмастерских, складского хозяйства, подъездных путей, сведения об источниках водоснабжения, электро- и теплоснабжения с указанием мест подсоединения к существующим сетям.
Данные III группы: наличие горнопроходческого оборудования, строительных машин и кадров в подрядной организации, которой будет поручена углубка вертикального ствола, годовая и месячная выработка одного рабочего, сроки начала строительства.
Дата добавления: 2020-11-29; просмотров: 129; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!