книги / Технология строительства подземных сооружений. Строительство вертикальных выработок

в закрепном пространстве, размеры и конструкцию опорных венцов, имеющиеся нарушения крепи и т. п.

Составляются акты на скрытые бетонные работы, контро­ лируется качество материала крепи и т. д.; производится про­ филировка крепи, т. е. продольная съемка профиля крепи по линиям минимальных зазоров между наиболее выступающими частями подъемных сосудов и крепью; контролируется располо­ жение расстрелов и проводников при армировании.

После окончания проходки ствола' маркшейдер подготовля­ ет техническую документацию на'сдачу ствола заказчику, в со­ став которой входят: продольный разрез по стволу с указанием проектного и фактического геологического разреза, расположе­ ние и объемы вывалов породы при проходке, толщина крепи, интервалы проходки по месяцам, продольный разрез по стволу после армирования с указанием всех отклонений от проекта, поперечные .разрезы по стволу, акты на скрытые работы, дан­ ные по качеству материала крепи и другие сведения.

11. КОМПЛЕКСЫ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА стволов

Применение отдельных высокопроизводительных горнопро­ ходческих машин не может обеспечить значительного увеличе­ ния скоростей проходки. Только при комплексной механизации основных процессов проходческого цикла можно достичь высо­ ких технико-экономических показателей строительства стволов. В связи с этим научно-исследовательскими институтами совме­ стно1 с производственными организациями разработаны и про­ мышленно освоены комплексы оборудования для строительст­ ва стволов различных диаметров и глубин. В этих комплексах технологически увязано проходческое оборудование, позволяю­ щее механизировать бурение шпуров, погрузку породы, возве­ дение постоянной крепи, подъем, водоотлив, вентиляцию и дру­ гие вспомогательные процессы.

В табл. 11.1 приведена характеристика ряда комплексов, которые применяются или применялись в отечественной прак­ тике шахтостроения в последние 20 лет.

Из приведенного перечня комплексов наиболее широко при­ меняют для строитёльства стволов комплексы К.С-2у и 2КС-2у.

Однако учитывая, что применявшиеся в шахтном строитель­ стве комплексы обладают значительными резервами их даль­ нейшего совершенствования и что с их помощью были достиг­ нуты высокие технико-экономические показатели строительства стволов, ниже кратко рассмотрены схемы и принцип работы ряда таких комплексов.

11.1. КОМПЛЕКСЫ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА СТВОЛОВ ПРИ бу ро в зры в н о й тех н о л о ги и

Комплекс КС-3 (рис. 11.1) предназначен для строительства стволов глубиной до 300 м по совмещенной технологической схемё с применением монолитной бетонной крепи. В этом ком­ плексе шпуры бурят ручными перфораторами, погрузку поро­ ды производят машинами КС-3, число которых определяют из расчета 13 м*2 площади забоя на одну машину. Высота подвес­ ки грейфера при этом должна быть не менее 15 м. Породы под­ нимают в бадьях типа БПС вместимостью 1—4 м3. Монолитную бетонную крепь возводят с ииспользованием призабойной сек­ ционной или створчатой опалубки со спуском бетонной смеси в ство.л по бетонопроводу. Водоотлив осуществляется в бадьях или подвесными насосами типа ППН-50-12М.

Основными достоинствами комплекса КС-3 являются малые масса и стоимость горнопроходческого оборудования, что по­ зволяет произвести оснастку с минимальными затратами вре­ мени и средств. По существу время монтажа горнопроходче­ ского оборудования в стволе в этом комплексе сводится к сбор­ ке двухэтажного подвесного полка и навеске ставо,в труб, так как спуск в ствол и приведение в рабочее состояние бурильных и погрузочных машин занимают 1,5—2 ч. В комплексе КС-3

KG-IM/6.2

низкая стоимость эксплуатации машин и высокая надежность процесса, так. как вышедшие из строя перфораторй и машины КС-3 быстро заменяются исправными.

Недостатками комплекса КС-3 являются наличие ручного труда при бурении шпуров и погрузке породы, а также малая производительность машин, что снижает производительность труда проходчиков и скорости проходки.в целом. Производи­ тельность труда проходчиков и скорости проходки с использо­ ванием комплекса КС-3 в 1,5'—2 раза меньше, чем при проход­ ке стволов комплексами КС-2у.

Комплекс КС-3 может применяться в-случае, когда затраты средств и времени на приобретение и монтаж высокопроизводи­ тельных комплексов не оправдываются малым объемом работ.

Для механизации работ по бурению шпуров и погрузке породы при строительстве стволов малой глубины КузНИИшахтострой создал комплекс ОСК.

Комплекс ОСК (см. рис. 6.4). состоит из бурильной установ­ ки СМБУ-4м, многолопастного грейфера с механизмом вожде­ ния, призабойной секционной опалубки, подвесного полка и ставов труб для спуска бетона, сжатого воздуха и вентиляции. Отличительной особенностью комплекса ОСК является приме­ нение облегченной системы механизированного вождения грей-

Рис. 11.1. Комплекс КС-3:

рамка бадьи; 5 —бадья; 5 —насос Н-1м

фера по забою, основанной на способе отклонения каната под­ вески грейфера гибкой связью с помощью лебедок, установ­ ленных на каретке, перемещающейся по специальному кольцу. Управляет грейфером машинист-оператор, из кабины.

Достоинства комплекса ОСК: механизированное вождение грейфера; возможность применения грейферов повышенной вме­ стимости по сравненишо с погрузчиками КС-3; легко регули­ руемая высота подвески несущего кольца; управление всеми механизмами сосредоточено в кабине машиниста; более высо­ кая производительность по сравнению с комплексом КС-3. Не­ достатки: наличие дополнительного оборудования в. стволе (ле­ бедки для подвески несущего кольца, само кольцо с лебедка­ ми и каретками) усложняет монтажно-демонтажные работы.

Для строительства стволов глубиной от 300 до 1200 м при­ меняют комплёксы КС-2у и 2КС-2у с погрузочными машинами с механизированным вождением грейфера.

Комплекс КС-2у широко применяется в производственной практике и в настоящее время является основным горнопро­ ходческим оборудованием при строительстве стволов.

В этом комплексе (рис. 11.2) шпуры бурят установкой БУКС-1м, погрузка породы осуществляется одногрейферной машиной КСМ-2у в стволах диаметром 4—4,5 м, а в стволах диаметром 5—6,5 м — КС-2у/40, подъём породы двухконцевыми подъемными машинами — в бадьях БПС или БПСМ вмести­ мостью 3—4 м3. Монолитную бетонную крепь возводят, с ис­ пользованием призабойной опалубки и спуском бетонной смеси по трубам. Опалубку подвешивают на четырех направляющих канатах. Водоотлив осуществляют бадьями, в которые вода закачивается насосами типа Н-1м. Проветривание после взры­ ва ВВ осуществляется вентилятором ВЦ-1,5, в остальное вре­ мя— вентилятором СВМ-6. Сжатый воздух подают по ставу труб диаметром 219 мм. Трубы сжатого воздуха и вентиляции крепят к крепи ствола и наращивают с подвесного полка.

Проходческий полок-каретка имеет три этажа. Под нижним этажом подвешена: погрузочная машина. На первом и втором этажах размещены оборудование гидрораспора, пневмосистема и электрооборудование. Полок подвешен на канатах (через контргрузы) проходческих лебедок ЛПЭ-10 или 2ЛПЭ-10-И на центральном канате с лебедками ЛПЭ-25 и ЛПЭ-45. Полок рас­ крепляется восемью гидродомкратами'в крепь ствола. Домкра­ ты работают от насоса НШ-32у с давлением до 10 МПа.

Комплекс 2КС-2у отличается от КС-2у применением двух­ грейферной погрузочной машины 2КС-2у/40, что позволяет при­ менять для бурения шпуров две машины БУКС-1м и увеличить производительность погрузки породы. Породу поднимают одно­ концевыми подъемными машинами в бадьях вместимостью 3— 8 м3.

К достоинствам комплексов КС-2у и 2КС-2у относятся вы­ сокая производительность работ по бурению шпуров и погруз­ ке породы; полная механизация основных горнопроходческих работ; в забое работают три — четыре человека, которые заня­ ты обслуживанием подъема, погрузочных и бурильных машин; высокая производительность труда и высокая скорость пррходки ствола.

Недостатки комплекса КС-2у: большая масса и высокая стоимость, значительное время его монтажа • в стволе. Стои­ мость эксплуатации машин этих комплексов в 1,5—2 раза боль­ ше, чем в комплексах КС-3.

.Комплексы КС-2у и 2КС-2у целесообразно применять в стволах глубиной 300—1200 м, где первоначальные затраты на приобретение горнопроходческого оборудования и его монтаж окупаются объемом работ по проходке ствола.

Для строительства глубоких стволов по совмещенной и па­ раллельно-щитовой схемам разработаны комплексы ДПШ-1, КС-1м/6,2, КС-8, КС-9 и КС-10.

Комплекс КС-1м/6,2 (КС-1м) разработан ЦНИИПодземмашем совместно с трестом Донецкшахтопроходка и Донгипрооргшахтостроем и предназначен для скоростной проходки глубо­ ких стволов.

В состав комплекса КС-1м/6,2 входят (рис. 11.3) двухэтаж­ ный полок 4, жестко соединенный с металлическим щитом-обо­ лочкой 5; стволовая погрузочная машина 8 с передвижной рас­ порной кареткой 6, створчатая металлическая опалубка 2, под­ вешенная на канатах к трем лебедкам с централизованным управлением; опорное кольцо (поддон) 3, подвешенное на це­ пях к талям, расположенным под верхним этажом полка /; большегрузные самоопрокидывающиеся бадьи 7 типа. БПС.

С использованием комплекса КС-1м/6,2 при проходке ство­ ла № 4 на шахте «Пролетарская — Глубокая» в Донбассе был установлен рекорд скорости проходки 390,1 м/мес.

Комплекс ДШП-2 (рис. 11.4) состоит из четырехэтажного проходческого полка-каретки 10, на нижнем этаже которого смонтирован грей’фер 1 типа КС-2у. На верхнем этаже полкй расположены гидродомкраты 9, предназначенные для центри­ рования и раскрепления полка. Второй и третий этажи полка служат для .размещения вспомогательного оборудования и об­ служивания передвижной металлической секционной опалубки. Через все этажи полка проходят сквозные раструбы 8, имею­ щие направляющие и ограждающие сетки. На уровне этажей полка в раструбах имеются проемы с открывающимися двер­ цами для выхода людей на полок. Полок подвешен на канатах 7 диаметром 50 мм к двум 45-тонным лебедкам, расположен­ ным на поверхности, через два шкива 6, закрепленных между третьим и четвертым этажами. Один конец каната подвески

полка жестко крепится к несущим балкам, расположенным па поверхности, другой — к барабану лебедки.

Ниже проходческого полка в забое размещается щит-обо­ лочка 2 высотой 11,1 м и массой 43,2 т. Щит-об.олочка подве­ шен на четырех канатах 5 к лебедкам. Эти канаты одиовремен* но являются направляющими канатами для бадей. Щит-обо­ лочка и нижний этаж полка-каретки устроены так, что при уборке взорванной породы верх щита-оболочки заходит в ко­ нус полка-каретки и они замыкаются, образуя одну конструк­ цию. В нижней части щита-оболочки закреплены три шарнир­ но-рычажных распорных устройства 14, которые расклинива­ ют щит-оболочку. В действие распорное устройство приводится при помощи канатов 13 и гидравлического цилиндра 12, за­ крепленного к конструкциям этажа полка-каретки. Таким обра­ зом, когда щит-оболочка при помощи шарнирно-рычажных рас­ порных устройств расклинен и замкнут с нижним этажом пол­ ка-каретки, а верхний этаж полка-каретки раскреплен в крепи гидравлическими домкратами, весь комплекс оборудования при­ обретает хорошую устойчивость, что обеспечивает надежную работу грейфера.

Возведение постоянной крепи из монолитного бетона осуще­ ствляется при помощи передвижной металлической секцион­ ной опалубки И с поддоном 4. Общая высота опалубки 6 м, ра­ бочая высота 4,2 м. Опалубка имеет спиральные направляю­ щие для равномерного распределения бетонной смеси и обра­ зования криволинейных стыков между смежными заходками. Поддон подвешен на канатах к трем лебедкам. Опалубка сое­ динена с поддоном при помощи гидравлических домкратов. Отрыв опалубки от бетона осуществляется при помощи фаркопфов. В нижней части поддона закреплена защитная обойма 3, изготовленная из транспортерной ленты, которая располага­ ется между щитом-оболочкой и породной стенкой ствола.

Бурение шпуров в забое ствола производится установкой БУКС-1м.

Бетонная смесь с поверхности в ствол опускается по двум диаметрально расположенным толстостенным трубопроводам, закрепленным к стенке ствола на тягах. Трубы между собой соединяются при помощи быстросъемных хомутов. С целью экономии времени нижняя часть бетонопровода оборудуется телескопом. Из телескопа бетонная смесь направляется по гиб­ ким конусным трубам- в карманы опалубки, в которые встав­ ляются бронированные направляющие.

Аналогичную конструкцию имел комплекс ДШП-1. С при­ менением комплекса ДШП-1 установлен мировой рекорд ско­ рости строительства (401,3 м готовюго отвала за 31 рабочий день).

Комплексы КС-1м/6,2 и ДШП-1 обеспечивают полное совме­

щение работ по выемке породы и возведению постоянной кре­ пи, что позволяет при прочих равных условиях сократить время проходческого цикла на 25—30%; полную механизацию основ­ ных горнопроходческих работ; высокую производительность оборудования при бурении шпуров, погрузке и подъеме породы и возведении крепи. Совмещение работ и высокая производи­ тельность машин позволяют проходить стволы с высокой ско­ ростью.

Недостатком указанных комплексов является сложная тех­ нология работ, выемку породы и возведение крепи производят на разных горизонтах, необходима четкая организация этих ра­ бот; большая масса оборудования и стоимость оборудования для оснащения ствола, время монтажа 12—18 мес.

По этим причинам комплексы ДШП и КС-1м/6,2 целесооб­ разно применять при строительстве стволов по устойчивым по­ родам глубиной более 700 м, с высокой (200—300 м/мес) ско­ ростью проходки ствола, т. е. в условиях, когда большие пер­ воначальные затраты окупаются объемом работ и сокращением сроков строительства.

Комплекс КС-9 (рис. 11.5) предназначен для проходки ство­ лов диаметром 7,5—9 м, глубиной более 700 м. Он состоит из призабойной секционной опалубки 1, двухгрейферной породо­ погрузочной машины 2 типа 2КС-1МА с грейферами 3 вмести­ мостью ,1,25 м3, двухъярусного полка-каретки 4, телескопиче­ ского вспомогательного полка 5, бадей 6 вместимостью 5—8м3.

Вспомогательный полок служит для наращивания трубопро­ водов. Для полного использования производительности погру­ зочной машины комплекс оснащен двумя подъемами — одно- и двухконцевым. Бурение шпуров осуществляется двумя буриль­ ными установками типа БУКС-1м. Спуск бетонной смеси за опалубку производят по двум бетонопроводам.

Комплексы КС-8 и КС-9 при строительстве стволов глуби­ ной более 900 м целесообразно использовать с применением ба­ шенных крпров и постоянных подъемных машин.

Особенностью комплекса КС-10 является применение двух­ ступенчатого подъема. Погрузочными машинами породу грузят в контейнер вместимостью 4 м3, который двумя тельферами грузоподъемностью по 6 т поднимается в подвесной полок, вхо­ дит в направляющие и опрокидывается. При этом порода из контейнера разгружается в бункер объемом 4 м3. Управление тельфером осуществляется из кабины машиниста погрузочной машины. В работе находятся два контейнера. Каждый контей­ нер разгружается в свой бункер. Из бункера порода поднима­ ется на поверхность земли двухконцевой подъемной машиной

и т. п. Разделение подъема породы на две части — от забоя до полка и от полка до копра — и совмещение этих операций по­ зволяют увеличить общую производительность подъема в 1,3 ра­ за и повысить производительность погрузки.