книги / Сооружение выработок приствольного комплекса

возведения постоянной крепи (цемента, песка, щебня, металла, пи­ ломатериалов).

3. Исключается необходимость установки временной крепи, так как ее функции выполняют элементы постоянной крепи при вы­ полнении I, II и III стадий ее возведения.

4.Повышается производительность труда при возведении кре­ пи, так как все основные операции механизированы.

5.Значительное количес1во анкерных болтов, установленных

на несчано-цементном растворе, укрепляют законтурный массив, что обеспечивает улучшение устойчивости сооружаемой горной вы­ работки.

6. Представляется возможность локального ремонта крепи на отдельных участках без нарушения целостности но ее периметру.

Следует отметить, что на практике и в отдельных случаях ком­ бинированная облегченная железобетонная крепь оказывалась бо­ лее экономичной и технологичной в сравнении с крепью из моно­ литного бетона.

Внедрению предлагаемой крепи предшествовали исследования, направленные на изучение законтурного массива вокруг сооружа­ емых горных выработок [10]. Как известно, вокруг каждой горной выработки, пройденной в коренных породах, формируется зона, характеризующаяся определенным напряженно-деформированным состоянием. Характер и параметры такой зоны зависят от размеров горной выработки, глубины ее заложения, горнотехнических усло­ вий и других факторов. Одним из важнейших параметров, опре­ деляющих тип и конструкцию постоянной крепи, необходимой для поддержания горной выработки, является величина зоны не­ упругих деформаций вокруг пройденной выработки. Определение величины зоны иеупругих деформаций в радиальном направлении к контуру выработки позволяет обоснованно определить один из главных параметров штанговой крепи — ее глубину. На основании проведенных исследований для конкретных условий сооружаемых выработок она была принята равной 2 м.

ГЛАВА 4. СООРУЖЕНИЕ ОКОЛОСТВОЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК В УСЛОВИЯХ РЕКОНСТРУКЦИИ ГОРНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

ПРОХОДКА И ОСНАЩЕНИЕ СЛЕПЫХ СТВОЛОВ

Слепые стволы обычно проходят с рабочего горизонта до углубочиого горизонта для углубки основных эксплуатационных стволов;, до подготовляемого горизонта для углубки основных эксплуата­ ционных стволов снизу вверх, для подготовки нового горизонта и последующего его обслуживания, для подготовки нового гори­ зонта.

Проходка слепых стволов осуществляется по технологическим схемам, применяемым при углубке стволов с рабочего или углу-

бочного горизонта. В зависимости от горнотехнических условий при проходке слепых стволов применяются следующие схемы: свер­ ху вниз с выдачей породы на горизонт, где размещается устье слепо­ го ствола; сверху вниз с уборкой породы на нижний горизонт по предварительно пробуренной скважине большого диаметра; снизу вверх с применением подвесной клети или проходческого комплекса КПВ.

При проходке слепых стволов могут применяться как постоян­ ные, так и временные подъемные машины. Наиболее сложной и трудоемкой является разработка копровой части ствола, которая может осуществляться путем проходки восстающего обычным спо­ собом или с применением комплекса КПВ и последующим расшире­ нием ствола мелкошпуровым способом или глубокими скважи­ нами.

Проходка копровой части с применением комплекса КПВ ведется в несколько стадий. Вначале проходят снизу вверх восстающий на всю длину копровой части по оси ствола. Затем в верхней части восстающий расширяют до проектной площади сечения ствола. Га коска восстающего производится мелкошпуровым способом. По мере выемки породы сверху вниз в каждой заходке возводят по­ стоянную крепь.

Одновременно с проходкой копровой части ствола проходят наклонный восстающий. После проходки копровой части ствола на 20—25 м устанавливают несколько ярусов армировки для устройства стационарных полков. Затем проходят 6—8 м ствола для размеще­ ния площадки отклоняющих шкивов и наращивания трубопрово­ дов, а также монтируются нулевая рама, загрузочное устройство и проходческие лебедки.

Для подвески проходческого оборудования лебедки устанавли­ вают на горизонте у ствола или на стационарных полках, располо­ женных в стволе выше рабочего горизонта. В зависимости от диамет­ ра ствола для установки лебедок сооружают два — четыре полка. Расстояние между ними должно быть таким, чтобы выдерживался угол девиации (2° 30' )между лебедкой, установленной на нижнем полке, и направляющим шкивом — на верхнем.

Устройство стационарных полков с лебедками позволяет сокра­ тить объем временных горных выработок при оснащении слепых стволов.

По схеме с расположением лебедок на углубочном горизонте в верхней части ствола (выше рабочего горизонта) монтируется подшкивная площадка для подъемного шкива, шкивов направляющих канатов и спасательной лестницы. Затем сооружается разгрузоч­ ное устройство для бадьи с металлическим бункером или прохо­ дится наклонный породоспуск.

Все остальное проходческое оборудование монтируется на ра­ бочем горизонте. Трубопроводы сжатого воздуха, вентиляции, во­

доотлива и подачи бетонной смеси крепятся к стенам ствола, нара­ щивают их с проходческого полка.

Рассмотрим опыт оснащения и проходки слепого ствола шахты «Слепая-14» (ПО «Кривбассруда»).

Ствол шахты «Слепая-14» диаметром в свету 4,5 м проходили с гор. 1105 до гор. 1445 м по устойчивым, слаботрещиноватым породам (сланцам, роговикам) с / = 14...16 и углом залегания 70—90°. При­ ток воды в забой не превышал 3 м3/ч.

В верхней части ствола, выше рабочего горизонта (1105 м), бы­ ли смонтированы подшкппные площадки для подъемного шкива, шкивов направляющих канатов и спасательной лестницы; сооруже­ но разгрузочное устройство для бадьи.

Порода из забоя ствола выдавалась постоянной подъемной маши­ ной Ц-3,5 X 2А, смонтированной на гор., 1105 м, в бадьях вмести­ мостью 1,5 м8 конструкции комбината «Крнвбассшахтопроходка». Бадьи разгружались в наклонный породоспуск, соединенный с об­ гонной выработкой околоствольного двора. Оборудованный вибропита гелем ВПР-5, породоспуск служил одновременно и бункером

Проходческий двухэтажный полок удерживался в стволе лебед­ кой ЛП-18/1000. Подвеска его осуществлена по полиепастной схеме, неподвижная часть каната закреплена на балке нулевой площадки. Для подвески спасательной лестницы ЛС-1 использовалась лебед­ ка ЛПК-4/1000.

Опалубка была подвешена на четырех лебедках ЛПМ-10/800. Канаты ее подвески одновременно служили направляющими для бадьи и спасательной лестницы.

Для подвески телескопического устройства, кабелей взрыва­ ния, освещения и сигнализации были смонтированы три лебедки ЛП-5/500.

Работы по проходке ствола выполнялись комплексной бригадой проходчиков в три семичасовые смены с общим выходным днем. Бри­ гада состояла из 17 чел. (гри звена по три человека, взрывник, брига­ дир и звено бурильщиков из шести человек, работающих по вызову).

Проходческий цикл начинался с приведения забоя в безопасное состояние. Для бурения шпуров применялись перфораторы ПР-22, оснащенные коронками диаметром 40 мм. В забое бурили 71 шпур глубиной 2,3—2,5 м. В качестве ВВ использовался прессованный скальный аммонит. Забойка шпуров проводилась гранулирован­ ным шлаком. Шпуры заряжали взрывник н три проходчика, имеющие «Единую книжку взрывника».

На бурение, заряжание шпуров и взрывание шпуровых зарядов ватрачивалась одна смена. Подвнгание забоя за одно взрывание составляло 2 м.

Забой проветривали по нагпетательной схеме с помощью венти­ лятора ВЦО-1 и металлических труб диаметром 500 мм.

Все трубопроводы (сжатого воздуха, воды, бетонной смеси, вентиляции) крепились к стенкам ствола, наращивали их с проход­ ческого подвесного полка.

После проветривания и приведения забоя в безопасное состоя­ ние звено приступило к уборке породы. На погрузку 76 м3 породы грузчиком КС-3 и зачистку забоя затрачивалось две смены.

В следующую смену, как и в первую, обуривали забой, заряжа­ ли шпуры и взрывали шпуровые заряды.

В пятую смену возводили постоянную бетонную крепь ствола толщиной 300 мм с помощью призабойной секционной опалубки высотой 4 м. Благодаря использованию для подвески опалубки на­ правляющих канатов значительно сократилась продолжительность (до одного часа) и упростились операции по перегону и центрирова­ нию опалубки.

Смесь приготовляли на подземном приствольном узле, включаю­ щем в себя два бункера (для инертных материалов и цемента), пи­ татель, подающий сухие компоненты для перемешивания, двухвальный смеситель непрерывного действия и приемную воронку бетонопровода. Бетонопровод 0 168 мм вблизи подвесного полка заканчивался телескопическим устройством с гасителем скорости, откуда бетонная смесь поступала в воронку, расположенную в цен­ тральной части нижнего этажа полка, а затем с помощью центральной приемной трубы диаметром 219 мм с поворотным фланцем и рештака направлялась за опалубку.

В шестую и седьмую смены снова убирали породу и зачищали забой. Таким образом, полный цикл работ завершался за семь ра­ бочих смен, подвигание забоя за цикл составляло 4 м.

Описанные технология и организация работ позволили добиться высокой и стабильной средней скорости проходки слепого ствола (29,4 м/мес), достигнутая максимальная скорость составляла 50 м/мес. Производительность труда проходчиков равнялась 2,51 м8

готового ствола на выход, а выполнение норм выработки достигало

220,6 %.

РЕКОНСТРУКЦИЯ ШАХТ РУДНИКА им. КОМИНТЕРНА

Основными добычными стволами рудника им. Коминтерна {ПО «Кривбассруда») в настоящее время являются стволы шахт «За­ ря» и «Октябрьская».

Ствол шахты «Заря» диаметром в свету 6 м пройден до гор. 1190 м и оборудован многоканатным скиповым и клетевым (инспекторным) подъемами. В дальнейшем предусмотрена углубка ствола. Скиповая подъемная установка оснащена двумя 50-тонными скипа­

ми с донной разгрузкой. Подъемная машина — восьмиканатная со шкивами трения.

Инспекторская подъемная установка типа МК 3,25 X 2 оборудо­ вана одной двухэтажной клетью с противовесом.

Ствол шахты «Октябрьская» диаметром в свету 8 м пройден до гор. 1115 м и оборудован скиповым и клетевым подъемами. Скипо­ вая подъемная установка типа БЦКБ 8/5 х 2,2 оснащена 22-тон­ ными скипами. Клетевой подъем включает две независимые подъем­ ные установки. Каждая из них оборудована одной двухэтажной клетыо. В качестве установок приняты цилиндрические машины типа БЦКБ 8/4,5 X 2 и БЦКБ 8/5,7.

В связи с тем, что существующие подъемные машины этого ство­ ла исчерпали свои технические возможности (как по статическим нагрузкам, так и по канатоемкости), ниже гор. 1115 м они без ре­ конструкции работать не могут. Поэтому для подготовки нижележа­ щих горизонтов надо провести реконструкцию ствола шахты «Октяб­ рьская». Для этого одну из клетевых подъемных машин необходимо ваменить на многоканатную, а вторую — на одиоканатную типа БЦК с большим диаметром барабана.

Предусматривалась частичная реконструкция армировки ство­ ла, включая замену проводников в скиповых отделениях с рельсо­ вых на коробчатые, а также переоборудование противовесного от­ деления для работы многоканатного подъема.

Для ускорения подготовки горизонтов следовало пройти ствол «Слепая-Центральная», расположенный у залежи вне зоны сдвижения, который оборудовался одной клетыо на Ю-тонный вагон и двумя бадьями вместимостью 1,5 м3.

Для вскрытия и подготовки гор. 1190 и 1285 м необходимо было углубить ствол шахты «Октябрьская». Предстоящая реконструкция ствола, учитывая трудоемкость и сложность замены армировки, клетевого и скипового подъемов (расположенного в одном стволе), не могла быть выполнена без остановки работы шахты «Октябрь­ ская». Других клетевых подъемов для этих глубин на руднике нет, углубка ствола в этих условиях приведет к остановке эксплуатацион­ ных работ всего рудника. Такое положение, естественно, привело бы к срыву подготовки гор. 1190 м и нижележащих горизонтов. Реконструкция стволов шахт «Заря» и «Октябрьская» также не ре­

Вот почему было принято решение пройти два слепых рудовы­ дающих ствола «Слепая-Центральная» и «Сленая-Октябрьскаи», а также слепой ствол «Слепая-Фланговая» и принять двухступен­ чатую схему выдачи полезного ископаемого. Ствол шахты «СлепаяЦентральная» диаметром 7 м в свету и 7,6 м вчерне проходился с гор. 1040 м до 1265 м вблизи рудной залежи с тем, чтобы его можно

было использовать для проходки главного квершлага, полевых от­ каточных штреков и ортов-заездов, а также для обслуживания экс­ плуатационных работ. Он оснащался двухклетевым подъемом.

Ствол «Слепая-Октябрьская» проходился с гор. 965 м до 1540 м и оснащался одной клетью и двумя скипами. Оба ствола оборудо­ ваны цилиндрическими подъемными машинами типа ШПМ 1 X 4 X X 3,9/0,45.

Ствол «Слепая-Октябрьская» диаметром 6 м в свету и 6,6 м вчер­ не располагался в непосредственной близости от ствола шахты «Заря». Камеры подъемных машин и другие выработки этого ствола находились в междукамерном целике околоствольных дворов шах­ ты «Октябрьская» и «Заря» на гор. 1040 м.

Ствол «Слепая-Октябрьская» использовался для выдачи пустых пород при подготовке гор. 1115 м, 1190 м и нижележащих горизон­ тов, а также как резервный для выдачи руды на гор. 1040 м. С этой целью на этом горизонте сооружены емкостный восстающий и камера для установки автоматизированного шахтного люка (АШЛ).

В камере АШЛ порода (руда) загружалась в вагонетки и достав­ лялась в камеру опрокидывателя ствола шахты «Заря», а затем ски­ пами выдавалась на поверхность. Ствол «Слепая-Флаиговая» диамет­ ром 5,5 м в свету и 6,1 м вчерне проходился с гор. 1040 м до 1265 м и выполнял роль вспомогательного ствола. Он оснащался одной подъемной машиной типа ШПМ-1 X 4 X 3,9/0,45 для подъема од­ ной клети.

Применение двухступенчатой схемы вскрытия с выдачей полез­ ного ископаемого с гор. 1190 м и нижележащих горизонтов позво­ лило отказаться в условиях рудника им. Коминтерна от необходи­ мости углубки ствола шахты «Октябрьская» и остановки эксплуа­ тационных работ. Наличие слепых стволов («Слепая-Центральная», «Слепая-Октябрьская» и «Слепая-Фланговая») обеспечило большую маневренность подъемных установок и тем самым уменьшило сроки подготовки глубоких горизонтов.

Основную роль при подготовке гор. 1190— 1490 м выполнял ствол «Слепая-Октябрьская». С этой целью в междукамерном целике гор.

дью поперечного сечения 83,78 м2 и другими вспомогательными вы­ работками с общим объемом выемки породы 12 490 м3.

Сооружение выработок и камер околоствольного двора шахты «Слепая-Октябрьская» в этих условиях представляло технологи­ ческую трудность, связанную с обеспечиванием устойчивости междукамерных участков. С целью сокращения сроков строительства ствола «Слепая-Октябрьская» горнопроходческие работы проводи­ лись сразу на двух горизонтах (рис. 26).

Рис. 25. Околоствольный двор гор. 1040 м шахты «Слепая-Октябрьская*:

], 7 — камеры клетевой и скиповой подъемной машины; 2 — камера щитов с.*ан« дни управления; 3 — камера вентилятора; 4, 5, 6 — камеры злектроподстанций, трансформаторов и тиристорных преобразователей.

На гор. 1040 м велась проходка камер постоянных подъемных машин, постоянной копровой части ствола и выработок околоствольного двора. На гор. 1115 м сооружались камеры проходческой подъемной машины и велась проходка временной копровой части ствола высотой 37 м.

Проходка постоянной копровой части ствола с помощью глубо­ ких скважин осуществлялась с гор. 1040 м до 905 м и временной — с гор. 1115 м до 1040 м. Для обеспечения безопасности работ между гор. 1040 м и 1115 м был оставлен предохранительный целик высо­ той б м. Сам ствол с гор. 1115 м был пройден до глубины 1440 м. Одновременно с проходкой ствола были выполнены рассечки со­ пряжений околоствольных дворов на каждом горизонте, пройден емкостной восстающий, камера АШЛ на гор. 1115 м, дозатор па я камера на гор. 1490 м и комплекс выработок породоулавливающего устройства. Затем ствол был заармирован. При армировании ски­ пового отделения центральный расстрел временно не устанавли­ вался с целью расположения в нем бадьевого отделения.

Рис. 26, Ствол шахты «Слепая-Октябрьская»:

1 камера скиповой подъемной машины; 2, 9, 16 — канатные восстающие! 3, И -“'К*1* меры временных подъемных машин; 4 — полок для обслуживания подшкннной пло­

щадки; 6, 7. 0 — предохранительные полки; 6 — разгрузочный полок для бадьи; 10 **

ддеть; 12 — станок сопряжения для проходческой клети; 13 — проходческая бадья; капитальный полок; 13 — камеры постоянных подъемных машин.

После этого приступали к переоснащению ствола для подготов­ ки гор. 1190 м. Ликвидировали породный целик на гор. 1040 м, на­ вешивали клеть вместо скиповой подъемной машины и устанав­ ливали проходческую подъемную машину с бадьей БПСМ:3 для выдачи породы с гор. 1190 м.

Для отработки гор. 1190 м была сооружена камера постоянной клетевой подъемной машины ствола шахты «Слепая-Октябрьская», оборудованная машиной типа ШПМ-1 х 4 х 3,9/0,45. Камера площадью сечения 83, 78 м2 в проходке сооружалась в амфиболитах массивной текстуры с развитой трещиноватостью отдельностей с / = 15...18.

Камера проходилась с помощью скважин в три стадии. На пер­ вой стадии оформлялась отрезная щель. С этой целью шпуровым способом проходилась выработка из камеры щитов, площадью се­ чения в проходке 10 м2 и длиной 9 м. Посередине этой выработки выбивался восстающий площадью сечения 1,5 X 1,5 м до проект­ ной кровли камеры. Затем с восстающего проходилась верхняя часть этой выработки. Контур кровли выработки был завышен на 0,6 м по сравнению с проектом, с тем чтобы в дальнейшем обури-. вать оконтурнвающие скважины по кровле камеры. После взрыва­ ния скважин с породы устанавливалась анкерная крепь в кровле выработки. Взорванная порода убиралась погрузочной машиной ППН-2Г в вагон УВГ-4.

На второй стадии с целью механизации бурения скважин в от­ резной щели выполнялся монтаж и крепление двух рам из спецпрофиля. К этим рамам крепилась металлическая плита вместе со стан­ ком НКР-ЮОМ, а сама плита перемещалась по раме с помощью лебедки. После монтажа станка НКР-ЮОМ по контуру камеры бу­ рились скважины. Затем оборудование демонтировалось и забой взрывался.

На третьей стадии камера проходилась со стороны щитов. Для механизации буровых работ станок НКР-ЮОМ монтировался на хо­ довой части погрузочной машины ППН-Ю0М, чтобы его молено бы­ ло перемещать I о камере. Скважины бурились веерами, расстояния между рядами вееров и скважинами принимались равными 1,0— 1,2 м. Скважины взрывались не все сразу, а по частям, с тем чтобы была возможность с породы крепить кровлю выработки.

В качестве временной крепи применялись железобетонные ан­ керы. Затем они заключались в арматуру, на которую с помощью машины БМ-60 наносился торкретбетон толщиной 80 мм. На про­ ходке камеры работало звено проходчиков из 3 чел. в три смены с двумя выходными днями. При проходке камеры было вынуто 1391 м* пород, уложено 150 м8 бетона, установлено 398 шт. железо­ бетонных анкеров и израсходовано 3100 кг арматуры.

Для проходки ствола шахты «Слепая-Октябрьская» на гор. 1040 м была сооружена камера проходческой подъемной машины типа

Ц2-1.5, с помощью которой проходили ствол с выдачей породы на гор. 1115 м бадьями вместимостью 1,5 м3. Камера проходилась в гранитах со средней трещиноватостью и / = 15...17.

Камера размером 4,9 X 9 X 15 м проходилась со стороны вос­ точного околоствольного двора шахты «Слепая-Октябрьская». Из-за большой площади сечения проходка осуществлялась заходками. Ширина заходки по длинной стороне камеры принималась рав­ ной 3,5 м, высота — 3,3 м. Количество заходок по низу равнялось

ППН-3. Взорванная порода с помощью вагонов ВГ-4 и электро­ воза доставлялась на опрокидыватель гор. 1115 м шахты «Заря». Необходимые для работы в камере материал и оборудование доставлялись от ствола шахты «Октябрьская» в вагонах и на платформах; В качестве временной крепи применялись железобе­ тонные анкеры в комбинации с торкретбетоном. Порода в пятой заходке вынималась шпурами глубиной до 2 м. Анкеры устанавли­ вались после раскоски пятой заходки. Отставание крепи от забоя составляло не более 3 м. Бурение шпуров под анкеры и установка их проводились со взорванной породы. Анкеры устанавливались на глубину до 1,8 м в шахматном порядке по сетке 0,8 X 0,8 м.

После полной проходки камеры на стенки выработки с помощью машины БМ-60 наносился торкретбетон толщиной 100 мм. Проход­ ка и крепление камеры осуществлялись в три смены звеном про­ ходчиков в составе 2 чел.

Проходка комплекса камер чистки зумпфа шахты «Слепая-Ок­ тябрьская» на отметке 1518 м осуществлялась, по гранитам темно­ серого цвета с интенсивной трещиноватостью и / = 16...17.

Комплекс (рис. 27) предназначен для сбора просыпи породы (ру­ ды) и воды, поступающей по стволу шахты «Слепая-Октябрьская».Ка- меры сооружались после проходки ствола «Слепая-Октябрьская» с использованием стволопроходческого оборудования, подъемной ма­ шины Ц2 X 1,5, подвесного проходческого полка, бадей БПСМ-1,5, породопогрузочного комплекса КС-2у/40. Камеры проходились мелкошпуровым способом. Со ствола на отметке 1518 м засекалась