Оборудование при проходке стволов

В обыкновенных горно-геологических условиях для проходки устьев и неглубоких стволов применяется передвижное оборудование – комплексы КПШ, «Темп», КС – 14, разработанные ЦНИИ подземмашем.

Комплекс КПШ предназначен для проходки устьев и шахтных стволов глубиной до 50 м.

В состав комплекса КПШ входит:

· автокран 1 К-161 или МКП-25,

· пневмопогрузчик 6 КС-ЗМ,

· подвесная опалубка 5,

· проходческие лебедки 7, предназначенные для подвески опалубки,

· экскаватор 3 ЭШ-1514,

· бадья 4, универсальная рама 2 с деревянным или металлическим настилом,

· лоток 9 для бетонной смеси,

· перегрузочный бункер 8 составом труб для подачи бетона в заопалубочное пространство.

Комплексы оборудования «Темп-1» и «Темп-2» предназначены для проходки устьев и неглубоких стволов без предварительного рыхления плотно связанных грунтов, а также в плывущих и неустойчивых грунтах.

«Темп-1» состоит из каретки, поворотного блока, вертлюга с дужкой, штанги с буфером, роликов направляющих челюстей, нижней и верхней траверс, тяг. Подвешивается к стреле подъёмного крана грузоподъемностью 16 т.

Канатный грейфер «Темп-2» предназначен для проходки устьев и неглубоких стволов в сыпучих, а так же в нарушенных породах. Отличается от «Темп-1» устройством для разгрузки (таблица 1.2).

Таблица - Техническая характеристика комплексов «Темп-1» и «Темп-2»

Комплекс оборудования КС-14 предназначен для проходки устьев и неглубоких стволов с полной механизацией основных операций проходческого цикла и возведением постоянной крепи из сборных элементов или монолитного бетона.

Комплекс КС-14 применяется при проходке стволов в наносных отложениях и может быть также использован при проходке стволов в коренных породах с помощью буровзрывных работ.

Комплекс КС-14 состоит из породопогрузочной машины с ковшёвым исполнительным органом, монорельса для перемещения породопогрузочной машины, подъемной установки, включающей копёр с разгрузочными кривыми, самоопрокидную клеть или опрокидную клеть, проводники, подъёмную машину, кран для монтажа крепи, подвесного предохранительного полка и оборудования для задавливания крепи.

Коперслужит для установки направляющего шкива, направляющих, по которым движется скипо-клеть или опрокидная клеть, разгрузочных кривых, площадок для рукоятчика и посадки людей в клеть.

Направляющие крепятся к тюбингам. По ним движется скипо-клеть или опрокидная клеть. Секции направляющих между собой крепятся болтами.

Скипо-клеть служит для подъёма в скипе породы из забоя, для спуска и подъема в клети проходчиков и инструмента.

Предохранительный полок с проёмами для пропуска породопогрузочной машины и другого оборудования служит для защиты проходчиков, работающих в забое, от случайно падающих сверху предметов и для проведения работ по креплению ствола тюбингами, имеется

Оборудование для задавливания крепи служит для погружения тюбинговой крепи с помощью шести домкратов, развивающих общее усилие 6000 кН при давлении жидкости 30 МПа. Домкраты закреплены на шести анкерных балках, закрепленных в опорном бетонном воротнике.

Комплексом КС-14 можно проходить стволы диаметром в свету 5-12 м, вчерне 5,5-12,5 м и глубиной до 40 м.

Для оснащения поверхности при проходке стволов может использоваться оборудование, входящее в состав постоянного комплекса шахты, а также временное в передвижном или стационарном исполнении. Из передвижного проходческого оборудования для оснащения проходки стволов рекомендуется применять:

- подъёмные машины;

- проходческие лебедки;

- компрессорные станции;

- котельные и вентиляторные установки;

- электроподстанции;

- высоковольтные распределительные устройства;

- здания и сооружения из элементов блочно-контейнерного типа;

- административно-бытовые комбинаты (АБК);

- станции технического обслуживания бурильного оборудования;

- здания приготовления патронов-боевиков;

- резервуары противопожарного запаса воды;

- отстойники шахтных вод.

Копры предназначены для размещения направляющих (копровых) шкивов, крепления направляющих проводников и разгрузочных кривых для скипов и опрокидных клетей, а также для расположения на них многоканатных подъемных машин. Копры воспринимают нагрузку от натяжения подъемных канатов, давления ветра, массы оборудования, расположенного на копре.

При строительстве стволов применяют временные проходческие и постоянные эксплуатационные копры. Временные проходческие копры конструкции ВНИИОМШСа изготовляются из бесшовных труб, соединяемых между собой на фланцах или болтах. Характеристика копров приведена в таблице.

Таблица – Проходческие копры

Примечание. Копры III и IV типа имеют укосину. Копры I и II типа - шатровой формы. «Север-1» и «Север-2» предназначены для северных районов страны. Изготовляются из металла, неподверженного хладоломкости при низких температурах. Эти копры имеют утепленную обшивку и отапливаются.

Проходческие копры шатрового типа. В верхней части копра расположена подшкивная рама, на которой монтируются шкивы для подъемных и направляющих канатов и для подвески оборудования в стволе. На подшкивной раме установлена надстройка для защиты от атмосферных осадков. В надстройке смонтирован монорельс с талью для монтажа шкивов.

1 – надстройка; 2 – тельфер; 3 – подшкивная площадка; 4 – шкив; 5 – ноги копра; 6 – лестница; 7 – разгрузочный станок; 8 – желоб; 9 – нижняя приемная площадка;

10 - укосина

Внутри копра располагаются нижняя приемная площадка и разгрузочный станок. С нижней приемной площадки производится спуск и подъем людей, материалов, оборудования, монтаж и демонтаж ставов труб и другие работы. Устье ствола перекрывается нулевой рамой, изготовляемой из двутавровых балок № 24-40 и покрываемой рифленой листовой сталью (тёсом, плахами). В настиле имеются проемы для бадей, ставов труб и канатов. Бадьевые проемы перекрыты лядами. Нулевую раму крепят к оголовку устья болтами.

Разгрузочный станок служит для разгрузки бадей с породой. Верхняя часть станка (верхняя приёмная площадка) оборудована лядами для перекрытия бадьевого проёма. Ляды имеют привод (электрическая лебедка с тросом) для их открывания и закрывания.

Копры устанавливают на бетонных фундаментах с анкерным креплением. Их рассчитывают на подвеску трёх бадей, подвесного полка, насоса, опалубки, погрузочной машины, спасательной лестницы, кабелей и направляющих канатов. Копры готовятся на заводе укрупненными блоками с ограниченными размерами и массой, с учётом возможности перевозки с завода к месту монтажа автомобильным или железнодорожным транспортом. Высота копра 30,5 м, расстояние между секциями 15 м (между ногами понизу).

Постоянные эксплутационные копры при проходке стволов применяют двух типов – башенные железобетонные и металлические с укосиной. Башенные железобетонные копры с многоканатным подъездом применяют на шахтах с большой производительностью – 2,5-3 млн.т/год. Эти копры имеют размеры в плане от 18×18 до 24×24 м и высоту на клетевых стволах до 65 м, а на скиповых стволах - до 120 м. Масса копра достигает 30 тыс.т и более. Продолжительность строительства копра с монтажом оборудования занимает 1,5-2 года.

Постоянные металлические копры с укосиной при использовании их на проходке ствола подвергаются усилению и переоборудуются:

- на головке копра устанавливаются дополнительные шкивы для проходческого подъема и направляющих канатов;

- монтируется дополнительная подшкивная площадка для шкивов подвесного полка и ставов труб;

- сооружается разгрузочный станок с одним или двумя лотками;

- производится усиление копра.

Проходческие полки.Проходческий полок является главным грузонесущим элементом в стволе. К нему прикрепляются породопогрузочные и бурильные машины. На полок осуществляется посадка направляющих рамок проходческих бадей. Полок служит защитой для проходчиков, работающих в забое.

Конструктивно проходческий полок выполняют из крупных блоков, составляющих его рабочие площадки — этажи. Число этажей полков, исходя из условия расположения оборудования, зависит от диаметра проходимых стволов. Так, для стволов диаметром более 6,5 м полки должны иметь два этажа, а для стволов диаметром до 6,5 м — три этажа.

При изготовлении полков учитывается также возможность использования их при армировании ствола. Проходческий двухэтажный полок состоит из нижнего 2 и верхнего 7 этажей, соединенных между собой междуэтажными стойками 6, выполняющими одновременно роль направляющих лыж. На этажах полка расположены бадейные проемы, имеющие ограждения 9. Расстояния между этажами полка определяют с учетом шага установки расстрелов в стволе. Канаты 10, по которым перемешаются направляющие рамки бадей, одновременно используются для подвески забойной опалубки. Бадейные проемы снабжены направляющими стойками 5 для предотвращения раскачивания бадей при их движении через этажи полка. Шкивы 3 служат для отклонения направляющих канатов 10. Они располагаются под верхним этажом 7 на направляющих стойках 4 и на периферии нижнего этажа. Под нижним этажом 2 прикреплен монорельс 1 для установки на нем грейферной породопогрузочной машины. Соединение секций этажей между собой осуществляют с помощью четырех-пяти осей и шести-восьми болтов. Гидросистема полка предназначена для создания гидрораспора полка и обеспечения его устойчивого положения с целью восприятия реактивных и опрокидывающих моментов, возникающих во время работы породопогрузочной машины. В состав гидросистемы входят восемь распорных домкратов 8 (по 4 шт. на двух этажах полка), гидростанция и разводка трубопроводов. Рабочее давление в гидросистеме составляет 0,5-8,0 МПа.
Пневмосистема полка предназначена для подачи сжатого воздуха от става труб, подвешенного в стволе, к механизмам породопогрузочной машины, бурильной установки, молоткам и насосам..

Электрооборудование проходческих полков состоит из пяти систем: стволовой сигнализации, телефонной связи, газовой защиты, освещения и блокировки от столкновений бадей с погрузчиком.

По периметру нижнего этажа 2 полка расположены защитные щитки 12, предотвращающие падение предметов вниз.

Для подвески оборудования и коммуникаций в стволе используют проходческие лебедки, которые могут быть с электрическим или пневматическим приводом, в стационарном (транспортируемые к месту установки в разобранном виде и монтируемые на монолитном фундаменте в помещениях) или передвижном исполнении на базе лебедок.

Шагающий полок

Шагающий полок предназначен для проходки неглубоких стволов.

Он состоит из двух этажей — нижнего 15 и верхнего 8. На этих этажах в жестких направляющих установлено по три опорных ригеля 1, выдвигаемых с помощью пневмоцилиндров 2, и по четыре винтовых домкрата 14, предназначенных для центрирования и распора полка в стволе.
На этажах полка располагаются верхний 6 и нижний 12 раструбы бадьевых проемов, ограждения трубы вентиляции 5, направляющие лыжи 7, а также светильники для освещения этажей и забоя ствола. Раструб 6 верхнего этажа отличается от раструба 12 нижнего этажа наличием в нем устройств для крепления нижних концов двух направляющих канатов. Под верхним этажом прикреплена междуэтажная лестница 10, верхняя часть которой выполнена жесткой, а нижняя гибкой. При минимальном расстоянии между этажами гибкая часть лестницы складывается на нижнем этаже полка.

Для погрузки породы в стволе применяется машина КС-2у/40, которая состоит из грейфера 9, подвешенного на двух ветвях каната к тельферу 7, который при помощи лебедки 3 радиально перемещается по раме 6. Рама одним концом шарнирно соединена с двухъярусной центральной подвеской 5, другой се конец прикреплен к тележке поворота 2, имеющей пневмопривод для перемещения по кольцевому монорельсу 1.

Кольцевой монорельс и центральная подвеска прикрепляются к нижнему этажу подвесного проходческого полка. Благодаря радиальному перемещению тельфера по раме и повороту рамы вокруг центральной опоры грейфер обеспечивает погрузку породы по всему забою ствола. Рабочим органом машины является шестилопастный пневматический грейфер 9. Управление грейфером и механизмами его перемещения осуществляется машинистом из кабины 8, которая шарнирно закреплена на раме и посредством ролика опирается на монорельс. Вход в кабину машиниста - через проем в верхней части кабины, перекрываемый двустворчатой крышкой. Раскрепление полка в стволе, восприятие динамических нагрузок, возникающих при работе машины, а также центрирование полка относительно оси ствола выполняются гидросистемой, состоящей из гидростанции и восьми распорных домкратов, расположенных по четыре штуки на двух этажах проходческого полка.