Проходческое оборудование и копры для проходки стволов шахт

Перед проходкой ствола выполняется большой объем подготови­тельных работ, которые заключаются в проведении линий электро­передачи, связи, водоснабжения; строительстве механических мас­терских, складов для хранения различных материалов и оборудова­ния и др.

В подготовительный период строительства шахты наряду с выше­указанными работами ведут проходку устья ствола. Устье ствола могут сооружать как с применением временного или передвижного, так и постоянного проходческого оборудования.

На рис. 34 показан комплекс передвижного оборудования КПШ-2, предназначенный для проходки устьев на глубину до 50 м.

Проходку устьев с применением комплексов КПШ-2 ведут на всю глубину устья с последующим креплением его бетоном или железо­бетоном.

После выемки породы и закрепления верхней части устья моно­литной железобетонной крепью на глубину 4—5 м устанавливают основную (нулевую) раму, которая служит для перекрытия устья ствола, устройства ляд и надежного предохранения работающих в стволе людей от падения различных предметов. Основная рама состоит из металлических балок, соединенных между собой болтами. Настил рамы делают из рифленой стали. Металлические двутавровые балки рамы соединяют штанговыми болтами с крепью устья ствола.

При сооружении устья ствола с применением постоянного про­ходческого оборудования одновременно с монтажом копра и подъем­ной машины в месте закладки ствола отрывают котлован на глубину 3—4 м для верхней части устья и сразу же возводят монолитную железобетонную крепь. Затем оборудуют основную раму и после монтажа копра иподъемной машины продолжают работы по соору­жению устья ствола.

При проходке устья, как по первой, так и по второй схеме стенки ствола закрепляют кольцами временной крепи, изготовляемой

Рис. 34. Комплекс передвижного оборудования КПШ-2.

из швеллерных балок № 18—24. Первое кольцо временной крепи подвешивают к штанговым подвескам, заделанным в верхней части постоянной крепи устья. Расстояние между кольцами обычно 1 м, между подвесками 1—1,2 м. Пространство за кольцами затягивают железобетонными затяжками или металлической сеткой, которую при возведении постоянной крепи оставляют, и она служит в качестве арматуры.

Для проходки стволов применяют обычное оборудование и спе­циальные проходческие комплексы. Обычное обо­рудование состоит

из про­ходческого копра, подъем­ной установки, лебедок, направляющих шкивов, канатов, насосов, подъем­ных сосудов и т. д.

Проходческим копром называют вышку станкового или шатрового типа, устанавливаемую над устьем ствола для подъема породы, спуска и подъема людей, материалов, ин­струмента, а также под­вески в стволе всего про­ходческого оборудования.

При проходке стволов широко применяют сборно-разборные металлические копры шатрового типа (рис. 35), основным досто­инством которых является простота сборки и разбор­ки. Такой копер имеет подшкивную 1 и прием­ную 2 площадки, разгру­зочные желоба 3 и ле­стницы 4. На подшкивной площадке размещают шкивы для под­вески различного оборудования в стволе. Внутри копра на

Рис. 135. Проходческий металлический

ко­пер шатрового типа.

высоте 5—7 м от нулевой площадки устраивают приемную площадку для разгрузки бадей. Выгруженная из бадей порода поступает в наклон­ный желоб, оканчивающийся секторным затвором. Людей, машины и оборудование спускают в бадьях с нижней — приемной (нулевой) площадки, уровень которой совпадает с уровнем основной проход­ческой рамы.

Породу на поверхность выдают бадьями. Наиболее устойчивыми и безопасными являются бадьи бочкообразной формы (рис. 36, а). Бадья состоит из металлического сварного корпуса и шарнирно

присоединенной к ней дужки. Для опрокидывания бадьи при ее разгрузке к днищу корпуса с наружной стороны прикреплены два кольца. Емкость бадей колеблется от 0,75 до 6,5 м³.

К подъемному канату бадью подвешивают прицепным устройством (рис. 36, б), которое состоит из крюка 1 с защелкой 2 и вертлюга 3. Предохранительная защелка на крюке надежно запирает в зеве крюка дужку бадьи и препятствует ее самопроизвольному отцеплению. Вертлюг устраняет вращение крюка и раскручивание бадьи в случае применения обычных крутящихся канатов.

Для устранения раскачивания бадьи во время ее движения по

стволу натягивают направляющие канаты. Верхние концы канатов, пропустив через шкивы на подшкивной площадке, закрепляют на барабанах лебедок, а нижние кон­цы — на натяжной раме. В каче­стве направляющих применяют стальные круглые канаты закры­той конструкции или спираль­ные, свитые из толстых проволок диаметром 2,8—3,5 мм.

По направляющим канатам вместе с бадьей перемещается на­правляющая рамка, предотвра­щая раскачивание. Рамка снаб­жена зонтом из листовой стали толщиной 5—6 мм для предохра­нения людей, находящихся в бадье, от падающих в ствол пред­метов.

На случай неисправности бадьевого подъема или прекращения подачи энергии в стволе имеется разборная спасательная лестница для связи с поверхностью. Лестницу поднимают ручной лебедкой или лебедкой, имеющей привод с независимым источником питании энергией. Длину лестниц принимают из условия одновременного подъема наибольшего числа проходчиков одной смены.

Для связи между забоем ствола, подвесным полком и поверхно­стью применяют звуковую сигнализацию, а при большой глубине ствола, кроме того, — телефонную и радиосвязь. Натягиванием конца троса в забое наносят установленное число ударов молотка по звонку находящемуся на поверхности. В настоящее время на проходка стволов внедряют более совершенную электрическую сигнализацию СЭС-ЗПМ, СЭС-ЗПЛ и телефонную связь ТАС-2П. Каждая проходка должна иметь не менее двух независимых друг от друга сигнальных устройств.

§ 5. Основные способы и схемы проходки стволов шахт.

В зависимости от устойчивости и водообильности пересекаемых горных пород способы проходки стволов подразделяют на обычные и специальные. Обычным способом проходят стволы в устойчивых малообводненных породах, а специальным — в неустойчивых и сильноводоносных породах.

Обычный способ проходки ствола характеризуется непосред­ственной выемкой породы из забоя и последующим закреплением пройденных участков ствола постоянной крепью при параллельной откачке поступающей в ствол воды.

Рис. 37. Технологические схемы проходки стволов шахт: 1 — временная и 2 — постоянная крепь

В зависимости от порядка выпол­нения работ по выемке породы и возведению крепи различают три технологические схемы проходки стволов (рис. 37):

последовательная (а), при которой ствол разбивают на участки — звеньями с последовательным производством работ по выемке породы и возведению постоянной крепи в каждом;

параллельная (б) — работы по выемке породы и возве­дению постоянной крепи выполняют одновременно в смежных звеньях;

совмещенная (в) — работы по выемке породы и возведе­нию постоянной крепи в одном звене выполняют одновременно.

Недостатком первой схемы является низкая скорость проходки стволов, так как при возведении постоянной крепи работы цо вы­емке породы необходимо прекращать. Поэтому данную схему в насто­ящее время применяют очень редко.

Более широко применяют параллельную схему производства работ, но в последние годы область применения ее значительно сократилась, так как применение временной крепи значительно усложняет и удорожает проходку ствола.

§ 6. Буровзрывные работы при проходке стволов шахт

Шпуры при проходке стволов бурят ручными перфораторами ПР-19, ПР-22, ПР-24Л, ПР-ЗОЛ и др. Количество бурильных машин, одновременно работающих в забое, принимают из условия 2,5—3 м² площади забоя на одну машину.

Число шпуров и их глубину определяют по тем же формулам, что и для горизонтальных выработок.

В стволах круглой формы шпуры располагают по концентрическим окружностям, описанным из центра ствола (рис. 38). По первой от центра ок­ружности бурят врубовые шпуры, по последней — периферийные. Врубовые шпуры бурят с наклоном к центру ствола с расчетом, чтобы концы их не­сколько не доходили до центра. Наклон шпуров зависит от их глубины и крепости пород и обычно принимается в пределах 65—70°. Основ­ную массу породы разрушают отбойные шпуры, расположенные между окружностями врубовых и периферийных. В зависимости от общего коли­чества шпуров в забое число окружностей отбой­ных шпуров колеблется от одного до четырех. Отбойные шпуры бурят вертикально к плоскости забоя, а периферийные — с наклоном 85—87° в направлении к стенке ствола. В крепких поро­дах нижние концы оконтуривающих шпуров рас­полагают за проектным контуром ствола с таким расчетом, чтобы после взрыва сечение ствола со­ответствовало проектному. Соотношение числа шпуров в окруж­ностях примерно 1 : 2 : 3 : 4 и т. д. соответственно числу концен­трических окружностей.

Для механизации бурения шпуров ЦНИИподземшахтострой разработал буровые установки БУС-1м и БУКС-1м, оборудованные соответственно тремя и четырьмя бурильными машинами вращательно-ударного действия. Применение этих установок позволяет сни­зить трудоемкость бурения шпуров, повысить скорость проходки стволов и значительно улучшить условия труда проходчиков.

После окончания бурения шпуров поднимают буровое оборудова­ние на безопасную высоту и приступают к их заряжанию.

ВВ выбирают в зависимости от крепости пород, их газоносности, притока воды. При крепких и обводненных породах применяют скальный аммонит № 1, аммонит водоустойчивый № 7-ЖВ, в сухих забоях — аммонит № 6-ЖВ, динафталит, в газоносных породах применяют предохранительные ВВ. В качестве средств взрывания применяют электродетонаторы мгновенного и короткозамедленного действия.

Работы, относящиеся к заряжанию шпуров, состоят из пригото­вления патронов-боевиков, спуска ВМ в ствол, заряжания шпуров и монтажа взрывной электросети по схеме, указанной в паспорте буровзрывных работ. Патроны-боевики приготовляют на поверх­ности в специальном здании — зарядных будках, расположенных не ближе 50 м от других зданий и сооружений. Сумки с патронами-боевиками опускают в забой ствола отдельно от прочих взрывчатых материалов. При этом скорость движения бадьи должна быть не бо­лее 1 м/сек, а при спуске бадей по направляющим — 2 м/сек.

После окончания монтажа электровзрывной сети и присоединения к ней магистральных проводов взрывники поднимаются на пред­охранительный полок и с него проверяют токопроводимость взрыв­ной сети испытателем ВИО-3. Затем магистральный провод с по­мощью двухполюсного выключателя соединяют с кабелем, предна­значенным только для обслуживания взрывных работ.

При проходке стволов разрешается применять электрический способ взрывания. Во избежание преждевременного взрыва от блу­ждающих токов копер, все прилегающие к стволу рельсовые пути, канатные проводники, лебедки, трубы, канаты, кабель для взрыва­ния, выключатель и другое оборудование должны быть заземлены, провода электродетонаторов до момента присоединения их к маги­стральным проводам должны быть замкнуты накоротко.

§ 7. Проветривание и приведение забоя в безопасное состояние

Для удаления из ствола вредных газов, образующихся при взрыве ВВ, забой ствола проветривают. При проходке стволов обычно применяют нагнетательную схему проветривания. Для этой цели на поверхности вблизи ствола устанавливают вентилятор, пода­ющий свежий воздух по вентиляционным трубам, проложенным по стволу.

Нагнетательное проветривание обеспечивает более интенсивное удаление из забоя вредных газон, Так как они имеют высокую тем­пературу и отбрасываются силой взрыва вверх по стволу, а нагне­таемый в забой воздух способствует естественному движению про­дуктов взрыва.

Перед уборкой породы представитель технического надзора и бри­гадир должны осмотреть все оборудование, находящееся вблизи забоя. Если имеются повреждения оборудования, то принимают меры

к его исправлению. В это же время подготавливают к работе насосы и пневмогрузчики. Спуск рабочих в забой разрешается только после устранения повреждений и удаления кусков породы, забро­шенных взрывом на полки или подвесное проходческое оборудова­ние.