Сооружение технологического отхода

Под технологическим отходом понимают участок ствола, непосредственно примыкающий к устью, и часть самого устья, в котором размещают и монтируют горно-проходческое оборудование, предназначенное для проходки ствола на всю глубину. Величина технологического отхода зависит от принятой схемы проходки и при совмещенной схеме составляет 30-40 м, а при параллель­но-щитовой схеме - 50-60 м.

Для проходки технологического отхода обычно применяют то же оборудование, которое использовали для про­ходки устья.

После окончания проходки технологического отхода оснащают ствол и поверхность оборудованием, необходимым для проходки ствола на всю глубину. На поверхности монтируют проходческий или постоянный копер, подъемную машину, нулевую раму, разгрузочный станок, тихоход­ные проходческие лебедки для подвески ставов труб и оборудования, приствольный бетонорастворный узел и др.

В стволе монтируют подвесной полок, на котором крепят породо­погрузочную машину, ставы труб для вентиляции, спуска бетона, водоот­лива, подачи сжатого воздуха. В призабойной зоне монтируют опалубку, светильники, связь, сигнализацию, средства водоотлива и пр.

Оснащение ствола и промплощадки необходимым оборудованием и механизмами является наиболее ответственным моментом во всем подго­товительном периоде, от которого зависит успех строительства ствола (рудника) в целом.

Проходческий подъем

Проходческий подъем предназначен для выдачи из забоя породы, спуска и подъема людей, спуска материалов, оборудования и ин­струментов, для удаления воды, поступающей в забой.

В комплекс оборудования проходческого подъема входят подъемная машина 1 с канатом 2 (рис. 4), копер 3 со шкивами 4 и разгрузочным устройством 5, направляющие канаты 6, направляющая рама 7, прицеп­ное устройство 8, бадьи 9, подвесной полок 10.

Рис. 4. Схема оснащения проходческого подъема

Проходческий подъем в отличие от стационарного подъема при экс­плуатации шахт работает в более сложных условиях. Эта сложность обу­словливается многообразием функций и постоянно меняющейся глуби­ной подъема, а также изменением режима работы подъемной машины в течение одного цикла подъема. Кроме того, проходческий подъем отли­чается от стационарного типом подъемных сосудов (бадьи) и необходи­мостью их перецепки в забое.

Бадьи движутся по стволу по канатным направляющим, а в призабой­ной зоне - без направляющих. Скорость их движения на различных уча­стках по глубине ствола меняет­ся.

При строительстве стволов применяют одно- и двух-концевой подъемы с временными и постоянными копрами и подъемными маши­нами.

Одноконцевой подъемоснащают однобарабанной подъем­ной машиной с одним канатом, в движении по стволу находится одна бадья. Загруженную бадью поднимают на поверхность, в копре ее разгружают и затем спускают в забой.

При этом могут быть два варианта - с перецепкой бадьи в забое или без перецепки.

В первом варианте одна бадья находится в забое под погрузкой, а вторую загруженную поднимают для разгрузки. Затем порожнюю бадью спускают в забой, прицепное устрой­ство отсоединяют и перецепляют к загруженной бадье, далее цикл повто­ряют. При этом варианте погрузку породы совмещают с работой подъема.

Во втором варианте без перецепки бадей в работе находится одна ба­дья при одноконцевом подъеме, и во время движения ее по стволу, и во время разгрузки погрузочная машина простаивает.

При двухконцевом подъемеприменяют двухбарабанную подъемную машину с двумя канатами. В этом случае в работе находятся три бадьи - одну груженую поднимают, вторую порожнюю спускают, а третью в забое загружают. По прибытии порожней бадьи в забой осуществляют пе­рецепку и цикл повторяют.

Оборудование подъема

К оборудованию горно-проходческого подъема относят подъемные машины, копры, бадьи, прицепные устройства, направляю­щую рамку, подъемные канаты, направляющие и подвесные канаты, сиг­нализацию, ляды с приводом для их открывания и закрывания.

Подъемные машины.При строительстве стволов применяют одно- и двухбарабанные подъемные машины с диаметром барабанов от 4 до 6 м типа ЦР и 2Ц, а при строительстве с использованием башенных копров - типа ЦШ.

Применение передвижных подъемных установок позволяет снизить продолжительность строительства ствола за счет сокращения продолжи­тельности монтажных работ по оборудованию подъема.

Рис. 5. Передвижная проходческая подъемная машина ППМ-2/1,5:

а - общий вид; б - план

Копры.При строительстве стволов используют временные проходче­ские и постоянные копры. Наибольшее распространение получили вре­менные проходческие копры конструкции ВНИИОМШСа (рис. 6.17). Эти копры изготавливают из бесшовных стальных труб, соединенных между собой на фланцах и болтах. В верхней части копра размещается под шкивная площадка, на которой монтируют шкивы для подъемных и на­правляющих канатов, а также для навески оборудования в стволе. Над подшкивной площадкой смонтирована надстройка с тельфером для уста­новки шкивов. Для подъемных канатов применяют шкивы диаметрами 1,6; 2; 2,5 и 3 м, а для подвески оборудования шкивы диаметрами 0,4; 0,6; 0,9 и 1,2 м. Внутри копра располагают лестницу, разгрузочный станок и нижнюю приемную площадку.

Бадью разгружают путем опрокидывания в станке, и порода по желобу поступает в автосамосвал и далее транспортируется в отвал. С нижней приемной площадки осуществляют спуск людей, материалов и оборудо­вания, монтаж ставов труб.

Рис. 6.17. Проходческие копры конструкции ВНИИОМШСа:а - шатровый; б — укосный; 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

Устье ствола перекрывают нулевой рамой, изготавливаемой из двутав­ровых балок № 24-40. Поверх балок настилают рифленое листовое железо с проемами для пропуска бадей, ставов труб и канатов. Бадьевые проемы перекрывают лядами с приводом для их открывания и закрывания.

Копры устанавливают на бетонных фундаментах с анкерами крепле­ния. Снаружи копры обшивают асбоцементными или специальными (утепленными) стеновыми панелями, а иногда профилированными лис­тами из легких сплавов.

Использование башенных копров при строительстве стволов может быть осуществлено по двум вариантам:

а) до начала проходки ствола за­канчивают строительство копра, монтаж многоканатной подъемной ма­шины и осуществляют подъем с помощью этой машины;

б) проходят устье ствола, сооружают фундамент копра, возводят 3-4 этажа копра на высоту до 30 м, в копре устанавливают временную подшкивную площад­ку, временную разгрузочную площадку, на нулевой отметке у копра мон­тируют одну или две подъемные машины.

Проходческие бадьи.Подъем породы на поверхность, спуск и подъем людей, материалов и инструментов при строительстве стволов выполняют с помощью бадей.

Используют два типа бадей: самоопрокидные (БПС) и несамоопрокидные (БПН).

Самоопрокидные бадьи (БПС) (рис. 219,а) представляют собой сварной металлический цилиндр 1 с шарнирно присоединенной к нему дужкой 2. На верхней кромке корпуса бадьи имеются два упора (сухаря) 3, которые предназначены для предохранения рук рабочих во время перецепки бадьи. Для опрокидывания бадьи в разгрузочном станке и фиксирования ее в направляющей рамке на корпусе приварены цапфы 4. Дужка бадьи - кованая диаметром 50-60 мм с усиливаю­щей ее перемычкой в верхней части.

Направляющие канаты.Для устранения раскачивания бадьи во время ее движения по стволу применяются направляющие канаты и направляющие рамки. Для каждой бадьи натягивается два направляющих каната, верхние концы которых закрепляются на бараба­нах специальных двух-или четырехбарабанных лебедок с электрическими приводами, устанавливае­мых около копра.

Обогнув шкивы на подшкивной площадке копра, направляющие ка­наты опускаются в ствол и закрепляются нижним концом на натяжной раме, которая выдвижными пальцами закрепляется в постоянной крепи или в породе на расстоянии не более 20 м от забоя. По мере углубления ствола натяжная рама опускается ближе к забою.

Направляющая рамкапри движении бадьи скользит по направляющим канатам, направляя ее движение и предот­вращая раскачивание. Для уменьшения износа направляющие канаты применяют закрытой конструкции, имеющие гладкую поверхность, а направляющая рамка в местах прохода канатов снабжается втулками.

Направляющая рамка бадьи БПС (рис. 6.19, б) включает в себя каркас 1 из стальных уголков, на который опирается предохранительный зонт 2. Стойки каркаса имеют пазы, в которые входят цапфы бадьи. По уг­лам направляющая рамка обладает кольцевыми чугунными вкладыша­ми, через которые проходят направляющие канаты. В верхней части рамки имеется ролик 3 для подъемного каната. Зонт служит для предо­хранения рабочих, находящихся в бадье, от случайно упавших в ствол предметов.

Натяжная рама-полок.При параллельном выполнении работ по проведению ствола и возведению постоянной крепи для предохранения проходчи­ков, работающих в забое, от падения сверху различных предме­тов в стволе должен находиться предохранительный полок. В этом случае на натяжной раме делают сплошной настил, пере­крывающий весь ствол, и она получает название натяжной рамы-полка (рис. 213). Проемы для прохода бадей ограждаются ра­струбами высотой 1,2 м. Натяжная рама-полок (и натяжная рама) подвешивается в стволе на направляющих канатах.

Рис. 213. Натяжная рама-полок: 1 — раструбы для пропуска бадей 2 — направ­ляющие канаты 3 — ляда для пропуска подвесного насоса 4 — раструб для вентиляци­онных труб 5 —то же, для труб сжатого воздуха 6 — выдвижные пальцы	Рис. 214. Направляющая рамка
Рис. 6.19. Бадья БПС: а — конструкция бадьи; б - схема разгрузки бадьи	Рис. 6.20. Несамоопрокидная бадья: a - направляющая рамка; б - схема раз­грузки бадьи

Разгрузка бадьи в разгрузочном станке происходит следующим обра­зом. При выходе из ствола груженую бадью с направляющей рамкой поднимают над верхней приемной площадкой, ляды на площадке закрывают и бадью опускают на кронштейны 4. При опускании бадьи (см. рис. 6.19, б) ее цапфы входят в эксцентрические гнезда кронштейнов, и, вращаясь на цапфах, она опрокидывается. Порода из бадьи разгружается в желоб и далее в самосвал. После разгрузки породы подъемный канат натягивает­ся, бадья занимает вертикальное положение и вместе с рамкой приподни­мается над лядами на 0,5 м. Затем ляды открывают и бадью спускают в ствол.

Открывание и закрывание ляд осуществляют автоматически с помо­щью электропривода, расположенного на верхней приемной площадке. При опускании бадьи через подвесной полок направляющая рамка задер­живается на раструбе подвесного полка, и дальнейшее движение бадьи в забой происходит без направляющих канатов.

Несамоопрокидные бадьи (БПН) (рис. 6.20) по конструк­ции аналогичны бадьям БПС и отличаются отсутствием у них цапф. Эти бадьи имеют вместимость 0,75 и 1 м³. Направляющая рамка БПН (рис. 6.20, а) состоит из каркаса 1 и зонта 2. По углам каркаса вмонтированы чугунные вкладыши 3, через которые пропускают направляющие канаты, а в середине вкладыш 4 для пропуска подъемного каната.

При использовании БПН раструбы в подвесном полке должны иметь гладкую внутреннюю поверхность, на разгрузочной площадке ляды не снабжены кронштейнами. Разгрузку бадей 5 (рис. 6.20, б) осуществляют пу­тем опрокидывания с помощью крюка и троса 6, зацепляемого за кольцо на днище бадьи. При опрокидывании бадьи направляющая рамка с зонтом 2 удерживается в верхнем положении стопорным устройством 7. После раз­грузки бадью вместе с рамкой спускают в ствол по направляющим канатам.

Транспортирование породына поверхность

Породу от ствола в отвал обычно отвозят автосамосвалами. Этот вид транспорта обеспечивает наиболее высокую маневренность и экономичность.

Необходимое число самосвалов и их грузоподъемность определяются исходя из производительности подъемной установки, расстояния от ство­ла до породного отвала, средней скорости движения самосвала. Произво­дительность при транспортировании породы самосвалами должна быть на 10-20 % больше максимальной производительности при проходческом подъеме.

Для увеличения эффективности использования автосамосвалов, а так­же учитывая неравномерность работы подъема по выдаче породы в тече­ние суток, около копра под разгрузочным желобом сооружают заглуб­ленный аккумуляторный бункер, из которого в дневную смену породу скрепером грузят в автосамосвалы и отвозят в отвал. Вместимость бунке­ра зависит от количества выдаваемой породы из ствола и грузоподъемно­сти автосамосвалов, обычно она составляет от 30 до150 м³ в зависимости от диаметра ствола и скорости проходки.

Подвесные полки

Подвесные полки предназначены для предохранения людей, находящихся в забое, от случайно упавших предметов, для крепления направляющих канатов и подвески погрузочных ма­шин. На полках размещают светильники, шланги сжатого воз­духа, кабели и забойное оборудование для взрывных работ. Подвесные полки являются рабочей площадкой для наращива­ния ставов труб, проведения тампонажа закрепного простран­ства и армирования ствола.

Конструкция подвесных полков зависит от диаметра ствола и схемы размещения горнопроходческого оборудования в ство­ле..

Донгипрооргшахтострой предложил девять схем размеще­ния горнопроходческого оборудования для наиболее часто при­меняющихся сечений стволов и в соответствии с этим разра­ботал унифицированные конструкции подвесных проходческих полков-кареток. Размещение горнопроходческого оборудования в стволе предусматривает проходку центральных стволов с использованием постоянных копров и применением передвиж­ного проходческого оборудования, а проходку фланговых и не­глубоких стволов — с применением временных копров. Все трубо­проводы подвешивают к крепи ствола. Водоотлив предусматри­вается бадьями или подвесными насосами, для чего на полке предусматривается бак вместимостью 2—3 м³.

Направляющие канаты бадей служат одновременно для подвески опалубки. Для погрузки породы применяют машины КС-2у/40 или 2КС-2у/40, подъем с бадьями типа БПСМ.

Пример рекомендуемого размещения проходческого оборудования в стволе диаметром 6,5 м приведен на рис. 10.1.

Рис. 10.1. Схема размещения проходческого оборудования в стволе диаметром 6,5 м:

1 — бадья;

2 — вентиляционный став трубы;

3 — бетонопроводы;

4 — став труб сжатого воздуха;

5 — трубы водоотлива;

6 — спасательная лестница;

7 — канаты подвесного полка:

8 — направляющие канаты

Подвесные полки-каретки

Полками-каретками называют полки, предназначенные для подвески породопогрузочных машин.

На рис. 10.2 приведена схема унифицированного трехэтаж­ного подвесного проходческого полка-каретки конструкции Донгипрооргшахтостроя.

Проходческий полок состоит из этажных перекрытий 1 круглой формы, соединенных между собой вертикальными стойками 3, равномерно расположенными по периметру обода перекрытий, ограждений бадьевых проемов 4, ограждений 10, 11 по периметру перекрытий верхнего и среднего этажей, от­кидных щитков 5 для перекрытия зазора между ободом ниж­него этажа и крепью ствола. На среднем этаже полка распо­ложены шкивы подвески 2, а на нижнем — отклоняющие шки­вы 8 для направления проводниковых канатов бадьи, нижни­ми концами закрепленных за призабойную опалубку. В центре под нижним этажом полка размещена ось 7 для присоедине­ния центральной подвески погрузочной машины. На среднем и нижнем этажах установлены гидродомкраты 6 для распора полка в крепь и его центровки.

Полок в стволе подвешен по полиспастной схеме на кана­тах 12, идущих к проходческим лебедкам на поверхности. Пе­реход с этажа на этаж осуществляется по лестницам 9 через ляды. На нижнем этаже находится ляда, через проем которой осуществляется спуск машиниста в кабину погрузочной ма­шины.

Рис. 10.2. Схема трехэтажного полка-каретки

Рис. Рис. 10.3. Схема подвесного двухэтажного проходческого полка: 1 — этажные площадки; 2 — направляющие лыжи; 3 — подвесное устройство; 4 — раструб, 5 — распорные домкраты; 6 — лестница

Трехэтажный проходческий полок(рис. 10.2)состоит из этажных перекрытий 1 круглой формы, соединенных между собой вертикальными стойками 3, равномерно расположенными по периметру обода перекрытий, ограждений бадьевых проемов 4, ограждений 10, 11 по периметру перекрытий верхнего и среднего этажей, от­кидных щитков 5 для перекрытия зазора между ободом ниж­него этажа и крепью ствола. На среднем этаже полка распо­ложены шкивы подвески 2, а на нижнем — отклоняющие шки­вы 8 для направления проводниковых канатов бадьи, нижни­ми концами закрепленных за призабойную опалубку. В центре под нижним этажом полка размещена ось 7 для присоедине­ния центральной подвески погрузочной машины. На среднем и нижнем этажах установлены гидродомкраты 6 для распора полка в крепь и его центровки.

Полок в стволе подвешен по полиспастной схеме на канатах 12, идущих к проходческим лебедкам на поверхности. Пе­реход с этажа на этаж осуществляется по лестницам 9 через ляды. Верхний этаж служит для наращивания трубопроводов и за­щиты рабочих от случайно падающих сверху предметов. Ограждения верхнего и среднего этажей представляют собой сварные решетчатые металлоконструкции высотой 1,4 м, ниж­няя часть которых выполнена в виде сплошного листа высотой 300 мм. Конструкции этажей цельносварные, зашитые сверху сплошным настилом, а нижний этаж зашит сверху и снизу для повышения жесткости.

Для пере­говоров полкового с рукоятчиком на полке установлен теле­фонный аппарат и предусмотрена громкоговорящая связь.

Двухэтажный подвесной полок (рис. 10.3) применяют при использовании для погрузки породы грейферов с ручным вождением КС-3. На нижнем этаже располагают лебедки для подвески грейферных грузчиков, верхний этаж служит предо­хранительным и для крепления подвесных канатов, выполняю­щих одновременно функции направляющих. Полок в стволе раскрепляют с помощью выдвижных пальцев.

Сборка подвесных полков производится двумя способами — в стволе или на поверхности земли.

При первом способе в забой спускают отдельные узлы полка, которые собирают в общую конструкцию. Большое количество отдельных узлов с болтовым соединением и стесненные условия работ обусловливают значительную (до 300 чел.-смен) трудоемкость работ. При этом способе все остальные работы в стволе прекращаются.

При втором способе сборка полка производится на площадке у копра с использованием автомобильного крана.

БВР при проходке стволов

Бурение шпуров может производиться после окончания уборки породы или частично совмещаться с ней.

Разметка расположения концентрических окружностей в первом случае проще и производится при помощи шаблона, пово­рачиваемого вокруг кола, забиваемого в шпур, пробуриваемый в центре забоя.

При совмещении бурения шпуров с погрузкой породы бурение ведут в направлении от стенок к центру ствола. Разметка шпу­ров в этом случае производится при помощи шаблонов относи­тельно отвесов, опускаемых вдоль стен.

Для бурения шпуров применяют переносные бурильные машины ударно-вращательного действия: ПП-50В1, ПП-63В, ПП-63С и бурильные установки БУКС-1м, СМБУ-4м и др.

Спуск переносных бурильных машин (перфораторов) и штанг осуществ­ляют в бадьях, а бурильные установки (БУКС, СМБУ) спускают отдельно на канате проходческого подъема.