книги / Сооружение выработок приствольного комплекса

Пересекаемые камерой породы представлены среднеустойчивым гра­ нитом, трещиноватым, с включением кварцевых карбонатных, пег­ матитовых и других жил, секущих его в различных направлениях. Коэффициент крепости породы / = 15...16. Длина камер 24,3 м, ширина (вчерне) — 11,1 м, площадь поперечного сечения (вчерне) —

Рис. 10. Технологическая схема проходки камеры подъемной машины:

1 — технологическая выработка; 2 — суровая камера; 3 — смотровая камера; 4 — сква­ жины; 5 — схема забоя при проходке массива мелкошпуровым способом; 6 — анкерная крепь; 7 г—облегченная железобетонная крепь

82 ма. Объем выемки породы — 2000 м3. Проходка камеры велась способом глубоких скважин.

В технологии сооружения камеры можно выделить три основных периода:

подготовительный, куда входит проходка технологических выра­ боток (1, 2, 3);

бурение и взрывание скважин; уборка породы и крепление камеры.

В подготовительном периоде в массиве будущей камеры буро­ взрывным мелкошпуровым способом была пройдена технологичес­ кая выработка 1 длиной 24,3 м и площадью сечения вчерне 9,26 м2.

Объем выемки составил 226 м3.

Шпуры бурили буровой кареткой СБКН-2М, оснащенной двумя перфораторами ПК-60. Способ взрывания — электроогневой.

Порода убиралась погрузочной машиной ППН-ЗА. После уборки породы из технологической выработки мелкошпуровым способом были пройдены смотровая камера объемом 164 м3 2 и буровая камера 3 площадью сечения вчерне 99,5 м2 с объемом выемки 299 м3

Смотровая камера, предназначенная для контроля точности вы­ буривания скважин, пройдена в два этапа. Сначала выполнена про­ ходка сводовой части камеры площадью сечения вчерне 36 м2. Затем после взрывания скважин в первом приеме пройдена нижняя часть камеры'площадью сечения вчерне 63,5 ма.

Технологические выработки (1, 2, 3) были закреплены времен­

ным креплением — слоем торкретбетона толщиной 20 мм. Расстояние между оконтуривающимн скважинами было принято

0,6 м, отбойными — 1,2 м.

Скважины диаметром 105 мм бурились двумя станками НКР-100 м в одну 7-часовую смену. На обурнвании массива было занято 3 про­ ходчика V разряда. Всего в камере была отбурена 71 скважина, из них 45 — в сводовой части. Средняя длина скважины составила 18,5 м, суммарная длина всех скважин — 1314 м.

При обуривании скважин применялись центраторы. Максималь­ ное отклонение скважины в смотровой камере составило 260 мм.

Средняя скорость бурения была равна 9, максимальная 11 м/смен. На обуривание массива скважинами было затрачено 93 смены, из них 74 — собственно на обуривание скважин, 19 — на устройст­

во полков и подмостей в буровой камере и перестановку станков. При устройстве рабочих полков в качестве несущих конструкций применялись двутавровые балки № 30, в качестве настила подмос­ тей служил шпальный брус толщиной 140 мм.

применялся аммонит № 6 ЖВ в патронах диаметром 90 мм. В каж­ дую скважину вводили деревянный фальшпатрон длиной 500 мм. В качестве ВВ в отбойных скважинах применялся граммонит 79/21 В. В каждую скважину (контурные и отбойные) на всю ее длину заводились по две нитки ДША. Конструкции скважинных зарядов приведены на рис. 11.

Скважинные заряды взрывались электрическим способом. Соеди­ нение взрывной сети — последовательное. Для надежности к основ­ ной сети монтировалась дублирующая. Для замедления применялись следующие серии электродетонаторов: 25 мс; 75 мо; 150 мс; 0,5 с; 1,5 с; 2 с. Инициирование взрывания — прямое. Контурные скважины заряжались через одну. Механизированная зарядка от­ бойных скважин выполнялась зарядной машиной ЗМ5С-2.

Камеру проветривали вентиляторами СВМ-6 с применением ме­ таллических прорезиненных труб диаметром 500 мм. Породу уби­ рали машинами ППН-ЗА и ППН-2Г в вагоны УВГ-4. На уборке работало звено проходчиков V разряда (2 чел.). Отбитая за два

приема взрывания скважин порода (1432 м3) была убрана за 57 семи­ часовых смен. Таким образом, проходка камеры (бурение, взрыва­ ние скважин и уборка породы) была выполнена за 150 смен.

Производительность труда одного проходчика составила 3,7 м8/чел.-смен, а достигнутая при проходке мелкошпуровым спо­ собом в аналогичных условиях — 1,8 ма/чел.-смену.

Рис. 11. Конструкция зарядов для глубоких скважин:

аконтурных; б — отбойных; 1 ~ скважина; 2 —*патрон-боевик с электродетона*

По мере уборки породы камера крепилась комбинированной об­ легченной железобетонной крепыо. Основные ее элементы устанав­ ливались в такой последовательности:

анкерные болты из круглой стали периодического профиля диа­ метром 22 мм, установленные на песчаноцементном растворе, по сетке углов квадрата размером от 0,6 X 0,6 до 0,8 X 0,8 м;

металлическая рулонная сетка из проволоки диаметром 5—6 мм с ячейкой 100 X 100 мм;

стержни из стали периодического профиля диаметром 16— 18 мм, прикрепленные к анкерным болтам с помощью шайб и электро­ сварки;

слой набрызгбетона толщиной 150 мм.

Проходка остального объема в почве камеры (который невозмож­ но было обурить скважинами) и котлована под фундамент подъемной установки выполнена мелкошпуровым буровзрывным способом.

После окончания строительных работ в камере было смонтиро­ вано оборудование скиповой подъемной установки ШПМ 1 X 5 х

.X 3,8/0,6 общей массой, включая электрооборудование, 250 т. Следует отметить, что подземная подъемная машина повышенной

грузоподъемности для подъема скипов грузоподъемностью 25 т в

СССР для подземных условий изготовлена и смонтирована впервые. Пульт управления подъемной машиной смонтирован с торцевой

стороны камеры в специальной кабине.

Подъемная машина допускает максимальное статическое натяже­ ние каната 560 кН и разность статических натяжения 400 кН. Для навески использован канат диаметром 60,5 мм, в качестве привода два электродвигателя с номинальной мощностью 1600 кВт.

Заслуживает особого внимания решение ШСУ №-1 треста «Кривбассшахтопроходка» по проектированию и выполнению средств подъ­ ема оборудования, а также спуску, доставке и монтажу крупнога­ баритного, тяжеловесного оборудования.

Для монтажа оборудования подъемной машины проектом преду­ смотрены четыре электрических тали ТЭ 551 ПС, работающие син­ хронно через специальную траверсу. Для передвижения талей установлены шесть двутавровых балок № 70 с креплением их кон­ цов в лунках с глубиной заделки 1000 мм. Работниками ШСУ-1 было предложено и осуществлено крепление балок к массиву ка­ меры с помощью анкерных болтов. При этом за счет увеличения узлов крепления были установлены двутавровые балки № 45 М.

Крупногабаритные детали спускались и к месту монтажа достав­ лялись по схеме: с поверхности по стволу шахты «Вентиляционная № 3» на гор. 550 м, затем с гор. 550 м к стволу шахты «СлепаяМонтажна'я», далее по стволу шахты «Слепая-Монтажная» на гор. 700 м. Указанные стволы оборудованы стационарными подъемными лебедками грузоподъемностью 45 и 25 т с полиспастами.

Главный вал подъемной машины и якори электродвигателей до­ ставлялись к месту монтажа в контейнерах с устройствами для дви­ жения по направляющим канатам в стволах и тележками для движе­ ния по горизонтальным выработкам.

На руднике им. Коминтерна с помощью глубоких скважин (шах­

Камера вскрыта двумя горизонтальными выработками площадью сечения по 10 м2 каждая. Одну из них, проведенную у стенки каме­ ры параллельно ее оси, использовали для бурения вертикальных поперечных вееров скважин глубиной от 2,6 до 9 м с шагом между веерами 1,5— 1,6 м. По длине камеры было пробурено 10 вееров с общей протяженностью скважин 884 м.

Вторую выработку, пройденную в торцевой части камеры, рас­ ширили до полного сечения камеры и использовали в качестве ком­

пенсационной полости для отбойки на нее породы при взрывании скважин. Такая технология экономически целесообразна при соору­ жении камер большой вместимостью. Существенный недостаток ее — невозможность качественного оконтуривания стен и свода, закон­ турное разрушение массива, что вызывает дополнительные затраты труда на оборку заколов. Кроме того, из-за незначительной глубины скважин возрастает удельная продолжительность выполнения вспо­ могательных операций, что не позволяет существенно повысить производительность труда проходчиков.

Этих недостатков лишена новая технология, примененная при сооружении камеры подъемной машины шахты «Слепая-Централь- ная» № 2. Сущность ее заключается в том, что породный массив в контуре камеры разбуривается продольными веерами, а первая верхняя скважина в каждом веере оконтуривает свод камеры.

Камеру площадью сечения 75 ма и длиной 16 м вскрыли двумя горизонтальными выработками, одна из которых компенсационная, другая — буровая. Компенсационная была пройдена у стенки каме­ ры шириной 4 м и высотой до проектного свода камеры. Буровую прошли в торцевой части камеры площадью сечения 11 ма, а затем расширили до проектной высоты камеры. Шесть вееров скважин диаметром 105 мм бурили станками НКР-100 м с взорванной поро­ ды, образовавшейся при расширении буровой выработки.

Скважины в веере бурили последовательно, начиная с оконтуривающих почву. Расстояние между рядами скважин было равно

оконтуривающие свод, бурили под углом 2° к проектному контуру. Расстояние между концами скважин по торцевой стенке составляло 1— 1,5 м, по подошве — 2—2,8 м. Общая длина скважин была равна 573,2 м.

Скважины заряжали гранулитом АС-8 с помощью зарядчика. Коэффициент заполнения скважин составлял 0,6—0,8 м. Для равно­ мерного распределения ВВ по всему отбиваемому массиву в каждой третьей скважине длину заряда увеличивали, при этом коэффициент 'заполнения составил 0,85—0,9.

Скважины, оконтуривающие свод, заряжали вручную аммони­ том 6 ЖВ в патронах диаметром 90 мм по схеме патрон ВВ — фальшпатрон, что позволило уменьшить сейсмическое воздействие взры­ ва на законтурный массив. Все скважины взрывали в один прием с

После взрыва скважин был получен удовлетворительный контур, близкий к проектному, и устойчивые свод и стенки. После первой оборки заколов заколообразования не наблюдались. Выход нега­ барита был незначительный. Крепь и коммуникации от сейсмиче­ ского воздействия взрыва не были повреждены. Камеру закрепили

анкерами с сеткой и набрызгбетоном. Шпуры под крепление бурили со взорванной породы телескопическими перфораторами ПТ-36.

Такая технология проведения камерных выработок позволила упростить работы по обуриванию горного массива в контуре камеры,

пуляторы с бурильными машинами (рис. 12). Сами манипуляторы

сечением была пройдена подсводовая часть камеры высотой 3,5 м и шириной 9,1 м. Затем ее закрепили временной крепью из набрызгбетона и выставили станки НКР-100. Оконтуривающие скважины бурились через 1 м по периметру камеры, вспомогательные — через 2 м. Все скважины взрывали в два приема.

Проведение камеры дробления глубокими скважинами позво­ лило достигнуть значительных технико-экономических показателей (табл. 6).

При скважинном способе производят только два взрыва и за­ тем все работы ведут без применения взрывчатых веществ, что позволяет подсводовую часть подкрановой камеры крепить набрызгбетоном.

Производительность труда при скважинном способе проведе­ ния камеры составила 3,4 м3/чел.-смену и увеличилась на 18 % по. сравнению с производительностью при мелкошпуровом способе проведения. Экономический эффект составил 26,9 % стоимости со­

оружения камеры.

ПРОХОДКА КАНАТНОГО ХОДКА

Вкомплексе выработок подъемной установки шахты «СлепаяРудоподъемнап» на руднике им. С. М. Кирова в этаже гор. 700— 625 м проектом предусмотрен канатный ходок для размещения кана­ тов подъемной машины и лестничного отделения.

Вкачестве постоянного крепления применены анкерные болгы длиной 1800 мм на песчано-цементном растворе с последующим нане­ сением набрызгбетона толщиной 60 мм.

Параметры канатного ходка: длина — 75,6 м; ширина — 4,3— 5,45 м; высота — 3,7—6,45 м; площадь сечения (вчерне) — 33,06—

14,30 м2; угол наклона — 60°; объем выемки — 1680 м3.

В общем объеме горнокапитальных работ доля подобных вырабо­ ток невелика. В связи с этим в шахтостроительных организациях страны нет достаточного опыта'их проходки. Кроме того, отсутству­ ет серийно выпускаемое оборудование, обеспечивающее проходку крутопадающих наклонных выработок переменного сечения боль­ шой величины.

Существующие самоходные комплексы типа КПВ решают задачу проходки механизированным способом наклонных выработок с пло­ щадью сечения до 10 м2. Опыт проходки подобных выработок в спе­ циальной технической литературе практически не освещен.

На руднике им. С. М. Кирова была принята следующая техноло­ гическая схема проходки канатного ходка (рис. 13) на стволе 1.

До начала проходки канатного ходка 3 были пройдены и закреп­ лены камера установки шкивов 2, па гор. 625 м и камера подъемной, установки 5 на гор. 700 м. Затем с помощью комплекса КПВ-4а в се­ чении ходка был пройден разрезной восстанавливающий 4 площадью

сечения 2000 X 2000 мм с гор. 700 м на гор. 625 м. Породу от

Гор. Ь25м

Рис. 13. Технологическая

схема проходки канатно­ го ходка.

проходки восстающего в камере подъемной установки убирали ма­ шиной ПГ1Н-ЗА в вагоны УВГ-4. На этом первая стадия проходки заканчивалась.

Вторая стадия включала в себя раскоску разрезного восстаю­ щего до проектных размеров ходка сверху вниз на длину 12 м (тех­ нологический отход). Раскоска восстающего проводилась обычным способом с установкой временных деревянных полков. Участок тех­ нологического отхода на всю длину был закреплен постоянной кре­ пью с отставанием ее от забоя не более 3 м.

Для производства работ на третьей стадии проходки для до­ ставки материалов, оборудования и выполнения работ по нанесению набрызгбетонной крепи, а также монтажа лестничного отделения была использована передвижная платформа 10, перемещаемая по

направляющим, которые изготавливались из швеллера № 16 отдель­ ными секциями длиной 4000 мм. Платформа представляет собой свар­ ную металлическую конструкцию с ограждением и отсеками для материалов. На платформе установлена пневматическая лебедка ЛПТ-3 для управления решеткой 9 перекрытия разрезного восстаю­ щего. По ходку платформа передвигалась с помощью лебедки 6

типа ЛКПУ-2, установленной на гор. 625 м.

На гор. 625 м канатный ходок перекрывался полком из двутав­ ровых балок № 27, закрепленных с одной стороны на породном уступе, а с другой — прикрепленной анкерными болтами к кровле ходка.

Вслед за раскоской разрезного восстающего в лестничном отде­ лении 7 монтировалась канатная лестница 8. Отставание лестнич­

ного отделения не превышало 12 м.

На всех стадиях проходки канатного ходка работы велись в три смены по графику прерывной рабочей недели. На первой стадии проходки в смену работало 2 чел., на второй и третьей — 3.

В связи с тем, что объем раскоски по всей длине канатного ход­ ка (75,6 м) являлся величиной переменной, для определения пара­ метров буровзрывных работ ходок был разделен на отдельные участки длиной 2—2,5 м, для которых определялись среднее коли­ чество шпуров, конструкция и величина зарядов. Шпуры бурились перфораторами ПР-25М. Способ взрывания — электроогневой от взрывной машинки КПМ-1а. В качестве ВВ применялся аммонит № 6 ЖВ.

Забой проветривался за счет общешахтной депрессии, а также по нагнетательной схеме проветривания с установкой вентилятора СВМ-6 на гор. 625 м и прокладкой прорезиненных труб диаметром 500 мм. Нагнетательная схема проветривания использовалась толь­ ко в том случае, когда разрезной восстающий после взрывов был засыпан породой.

Отбитая взрывами порода под действием силы тяжести падала на гор. 700 м в камеру подъемной машины, где погрузочной маши­

ной ППН-ЗА загружалась в вагоны УВГ-4. Груженные породой ваго­ ны доставлялись электровозом 14КР на разгрузку в круговой опро­ кидыватель подземного породного бункера шахты № 1 им. Артема.

Шпуры под анкерное крепление бурились с передвижной плат­ формы по мере раскоски восстающего. Набрызгбетон наносился ма­ шиной БМ-60, установленной на гор. 625 м. Сухая смесь от машины до места укладки подавалась по шлангам диаметром 65 мм.

Лестничное отделение монтировалось с передвижной платформы 10, конструкция которой позволяла безопасно вести работы на го­

товом участке канатного ходка.

ТЕХНОЛОГИЯ И МЕХАНИЗАЦИЯ ПРОХОДКИ ОСОБО КРУПНЫХ ПОДЗЕМНЫХ БУНКЕРОВ

Вобщем объеме подземного строительства наиболее сложными

иответственными являются работы по сооружению бункеров. В со­ став бункеров входят самые различные по назначению и форме ка­ меры и емкостные части.

По форме примыкания к стволам можно выделить два основных типа бункеров: I — примыкающих к вертикальном устволу; II —- примыкающих к наклонным стволам.

Как правило, более трудоемкими в период строительства явля­ ются бункера II типа. На шахте № 2 им. Артема построены и дейст­

вуют два особо крупных бункера I и II очередей строительства в этажах 625—775 и 775—955 м. Достаточно сказать, что объем выемки бункера II очереди составляет 104000 м8 (вместе с разгру­ зочными околоствольными дворами гор. 775 м, 865 м и погрузочны­ ми узлами).

По бункерному комплексу объем выемки составил 62236 м8, масса железобетона была равна 10 209 м3, общая масса закладных деталей и армировки — 2128 т. Было пройдено 818 м камер, восста­ ющих и кабельных ходков. Большинство камер бункеров имели площадь сечения более 25 м2. Десять опрокидывателей на две деся­ титонные вагонетки каждый, пять щековых дробилок ШДК-12 х X 15 мм для первичного дробления железной руды, пятнадцать пластинчатых питателей для передачи железной руды на промежу­ точных горизонтах и погрузке на транспортеры наклонных стволов, две конусные дробилки КСД-2200 Б для вторичного дробления же­ лезной руды, четырнадцать мостовых кранов, четыре из которых грузоподъемностью более 30 т, двенадцать аспирационных устано­ вок, восемь электроподстанций и распредпунктов — вот далеко не полный перечень оборудования бункера II очереди строительства. Масса всего оборудования II очереди строительства вместе с обору­ дованием наклонных стволов составляет 8000 т.

С увеличением глубины горных работ до 1000 м и более (в евяаи с чем возникает необходимость ступенчатых подъемов для выда-