Стволы и их сопряжения с горизонтами

Вскрытие шахтного поля рудника предусмотрено тремя вертикальными стволами, которые предназначены для обслуживания горных подземных работ. Каждый из них оборудуется в соответствии со своим функциональным назначением.

Ствол № 1 (скиповой) предназначен для выдачи руды на поверхность, для чего он оборудуется двумя двухскиповыми подъемными установками (рисунок 17). Для загрузки скипов в районе откаточного горизонта сооружается загрузочно-погрузочный комплекс, обеспечивающий загрузку скипов рудой. В общей схеме вентиляции рудника ствол является воздухоподающим, и по нему в рудник поступает свежая струя воздуха.

Рисунок 17 – Вертикальный разрез по стволу №1, сечения

Ствол № 2 (клетевой) предназначен для спуска-подъема людей, оборудования, материалов и оснащается (рисунок 18) двумя клетевыми подъемными установками. В общей схеме вентиляции он является вентиляционным, и по нему выдается из рудника исходящая струя воздуха. В стволе прокладываются трубы для гидрозакладки выработанного пространства.

Ствол № 3 (скипо-клетевой) служит для выдачи руды, спуска-подъема людей, материалов, оборудования, оборудуется двухскиповым и клетевым (клеть с противовесом) подъемами (рисунок 19). В общей схеме вентиляции ствол является воздухоподающим, и по нему поступает в рудник свежая струя воздуха.

В стволах № 1 и № 3 имеются лестничные отделения. В стволе № 1 прокладываются противопожарные трубопроводы, а в стволе № 2 – трубы для гидрозакладочного комплекса и трубы зумпфового водоотлива. Кроме того в стволах №1 и №2 предусматриваются кабели, которые с помощью специальных конструкций крепятся на тюбинговую крепь.

Стволы № 1 (скиповой) и № 3 (скипо-клетевой) имеют диаметр в свету 7,0 м, ствол №2 (клетевой) – 8,0 м, а глубину соответственно 546,94 м; 528,94 м и 473,0 м. Стволы закреплены на всю их глубину чугунными тюбингами, а затюбинговое пространство – бетоном. Армировка стволов жесткая, металлическая, шаг армировки – 3 м, сечение проводников и расстрелов – коробчатого профиля.

Полезные площади сечения стволов («живые» сечения) для расчета пропускной способности их по воздуху, определяемые как разница между полным сечением стволов в свету и площадью сечений, занимаемыми проводниками, трубопроводами, кабелями и половиной лестничного отделения, составляют: ствола № 1 – 37,04 м², ствола № 2 – 49,64 м², ствола № 3 – 37,07 м².Стволы в месте примыкания к поверхности оборудуются постоянными устьями, а в местах пересечения с соответствующими горизонтами рудника – сопряжениями.

Рисунок 18 – Вертикальный разрез по стволу №2, сечения

Рисунок 19 – Вертикальный разрез по стволу №3, сечения

Сопряжение ствола № 1 с уклоном чистки зумпфа имеет аналогичную конструкцию.

Нахождение людей в сопряжениях запрещается, и они отделяются от ствола решетчатыми перегородками с постоянно закрытыми решетчатыми дверями, чтобы исключить несанкционированный доступ людей к стволу. Габариты сопряжения ствола № 1 с горизонтом (уклоном) чистки зумпфа приняты приблизительно равными габаритам выработки, проходимой комбайном типа Урал-20Р с площадью сечения 15,6 м².

На клетевом (вентиляционном) стволе № 2 предусматриваются два сопряжения: с откаточным (транспортным) на абсолютной отметке -258,0 м и с вентиляционным на абсолютной отметке -222,0 м горизонтами. Указанные отметки сопряжений определились исходя из необходимости заложения откаточного горизонта, а, следовательно, и сопряжения этого ствола с околоствольным двором, в наиболее прочном интервале подстилающей каменной соли ниже МГ и отнесения сопряжения с вентиляционным горизонтом по длине ствола на 28 м вверх от кровли юго-западного (наиболее высокого) сопряжения ствола с околоствольным двором. Данное решение позволяет исключить влияние сопряжений друг на друга. Из ствола через сопряжение его с вентиляционным горизонтом трубы гидрозакладки выводятся на выработки указанного горизонта. Двухстороннее сопряжение ствола с откаточным горизонтом и оборудование его соответствующими механизмами обеспечивает возможность производства операций по разгрузке и загрузке крупногабаритного оборудования и материалов в большегрузную клеть.

Юго-западное сопряжение ствола № 2 с откаточным горизонтом оборудуется мостовым двухбалочным опорным краном грузоподъемностью 25 т, который передвигается по подкрановому пути, прокладываемому по железобетонным колоннам, и лебедкой монтажной грузоподъемностью 5 т. Длина сопряжения около 50 м, а максимальное сечение 8,5х10,0 м. Северо-восточное сопряжение оборудуется лебедкой типа ЛВ-25 и имеет длину около 20 м и сечение 6,2х6,0 м. Для сообщения между сопряжениями имеется обходная выработка вокруг ствола. Двухстороннее сопряжение ствола с вентиляционным горизонтом служит для выдачи исходящей струи воздуха в ствол.

Юго-западное сопряжение на длине 5 м и высотой 8 м от бетонной крепи ствола имеет сводчатую форму и выполнено бетоном. Часть его за обходной выработкой вокруг ствола отделена от остального сопряжения деформационным швом (доски δ = 40 мм), а по контуру бетонного крепления этой части сопряжения в кровле и боках его делается накат из бревен. За бетонной частью сопряжения участок длиной ~ 3,7 м имеет также сводчатую форму, но крепится железобетонными штангами с набрызг-бетоном по металлической сетке. Северо-восточное сопряжение на длине 5 м от ствола имеет шатровую форму и закреплено бетоном, а далее на длине ~ 3,7 м оно имеет сводчатую форму и крепится железобетонными штангами с набрызг-бетоном по металлической сетке. Шатровая часть сопряжения за обходной выработкой вокруг ствола отделена от остального сопряжения деформационным швом (доски δ = 40 мм), а по кровле и бокам за бетонной крепью выполняется накат из бревен.

Скипо-клетевой ствол № 3 имеет двухстороннее сопряжение с выработками околоствольного двора (абсолютная отметка -258,0 м), которое служит для подачи свежего воздуха на откаточный горизонт, и оно оборудовано механизмами для обеспечения операций по разгрузке-загрузке клети, а также одностороннее сопряжение (поз. 4) с горизонтом (уклоном) чистки зумпфа (абсолютная отметка -350,94 м). На сопряжении с откаточным горизонтом, так же как на стволе № 2, имеется обходная выработка вокруг ствола.

Каждое сопряжение ствола № 3 с откаточным горизонтом выполняется на длину ~ 9 м от бетонной крепи ствола. На длине 5 м от ствола оно имеет шатровую форму и крепится бетоном, а на остальной длине ~ 4 м имеет сводчатое сечение, которое крепится железобетонными штангами с набрызг-бетоном по металлической сетке. Часть его за обходной выработкой вокруг ствола отделена от остального сопряжения деформационным швом (доски δ = 40 мм), а по контуру бетонного крепления этой части сопряжения в кровле и боках его делается накат из бревен. За бетонной шатровой частью участок сопряжения длиной ~ 4 м имеет сводчатую форму сечения и крепится железобетонными штангами с набрызг-бетоном по металлической сетке.

У ствола сооружается также разгрузочно-погрузочный комплекс для загрузки скипов рудой.

Околоствольный двор

Проектом предусматривается (рис.20) строительство в руднике околоствольного двора. Располагается он в подстилающей каменной соли в 21-23 метрах ниже почвы МГ на отметке -258 м.

Указанная отметка определилась исходя из абсолютной отметки почвы МГ глины по стволу № 2 – 236,6 м и расстояния от нее до почвы околоствольного двора, равного 21,4 м, которое необходимо для размещения комплекса выработок околоствольного двора в наиболее прочном интервале подстилающей каменной соли ниже МГ.

Околоствольный двор представляет собой комплекс транспортных выработок, которые проходятся в один ход комбайна типа Урал-20Р (ширина по почве выработки 5,1 м, высота – 3,1 м). Количество транспортных выработок (ветвей) и их взаимное расположение в пределах околоствольного двора принято с учетом необходимости обеспечения маневровых работ, связанных с функциональным назначением околоствольного двора и его сопряжений со стволами и по условиям вентиляции, чтобы пропустить по ним количество свежего воздуха, подаваемого в рудник по стволам № 1 и № 3 со скоростью, не превышающей максимально допустимую (6 м/с) по ЕПБ.

В околоствольном дворе предусматривается строительство ряда общешахтных камер служебного назначения (КСН) с объемом их проходки:

- подземный гараж – 65028 м³;

- подземный склад горюче-смазочных материалов (ГСМ) – 12998 м³;

- подземная электромеханическая мастерская (ПЭММ) – 21996 м³;

- подземный материальный склад – 21996 м³;

- подземный склад взрывчатых материалов (ВМ) – 4238 м³;

- центральная подземная подстанция (ЦПП-1) – 1672 м³;

- подземный склад противопожарного оборудования и материалов – 1627 м³;

- подземный аварийный склад материалов и оборудования – 2 м³;

- подземный медицинский пункт – 1492 м³;

- камеры ожидания у стволов №2 и №3 – 530 м³;

- подземная насосная станция противопожарной защиты рудника – 3488 м³;

- проборазделочная – 1857 м³;

- инструментальная кладовая маркшейдеров – 142 м³;

- учебный полигон – 2929 м³;

- подземный полигон по испытанию и уничтожению ВМ – 3140 м³.

Транспортные выработки околоствольного двора и выработки камер служебного назначения разнесены между собой и друг от друга на расстояние, исключающее их взаимное влияние.

Функциональное назначение вышеперечисленных камер и их объемно-планировочные решения приведены в нижеследующих главах, а план околоствольного двора с расположением на нем КСН – на рис.21.

Все выработки околоствольного двора с камерами служебного назначения проходятся в полном объеме в составе 1-й очереди строительства. Однако с целью охраны рудника от возможных аварийных рассолопроявлений со стороны ствола № 3, входящего в состав 2-й очереди строительства, между выработками околоствольного двора, а также между выработками горизонта чистки зумпфов и этим стволом оставляются временные предохранительные целики не менее 30 м, которые могут быть извлечены только после сдачи ствола № 3 в эксплуатацию.

Рис. 20. Комплекс выработок и камер служебного назначения в районе околоствольного двора

Рис. 21.Выработки околоствольного двора

Главные выработки

В соответствии с принятой схемой вскрытие шахтного поля осуществляется главными выработками северного, южного, а также юго- и северо-западного и юго- и северо-восточного направлений.

Каждое из указанных главных направлений состоит из главных конвейерных, транспортных и вентиляционных штреков. С учетом функционального назначения выработок и по условиям вентиляции главное северное и южное направления (каждое) состоят из шести главных выработок, в том числе двух главных конвейерных штреков, двух главных транспортных штреков и двух главных вентиляционных штреков. Главные широтные юго- и северо-западные, юго- и северо-восточные направления (каждое) состоят из пяти главных выработок, в том числе одного главного конвейерного штрека, двух главных транспортных штреков и двух главных вентиляционных штреков.

По главным конвейерным штрекам всех направлений предусматривается доставка руды от добычных панелей до смесительных бункеров в районе околоствольного двора, для чего по ним прокладываются магистральные ленточные конвейера. Главные транспортные штреки всех направлений предназначены для обеспечения доставки по ним к добычным участкам людей, материалов и оборудования и других транспортных операций с помощью автотракторной техники. Они также служат для подачи свежего воздуха к добычным панелям. Главные вентиляционные штреки служат для вывода по ним исходящей струи воздуха от добычных панелей на вентиляционный клетевой ствол № 2. По ним в дальнейшем прокладываются также трубы гидрозакладки (пульпо- и рассолопроводы).

Главные транспортные, конвейерные и вентиляционные штреки всех направлений проходятся комбайном типа Урал-20Р, при этом транспортные штреки на всех главных направлениях, а также вентиляционные штреки на главном северном и южном направлениях проходятся в один ход комбайна (ширина по почве выработки 5,1 м, высота 3,1 м), а конвейерные штреки всех направлений – в два хода по ширине с наложением ходов (ширина выработки по почве 6,5 м, высота 3,1 м). Указанные размеры конвейерного штрека обеспечивают размещение в нем конвейера типа 2Л120В и проезд вдоль него погрузочно-доставочной машины типа ПД-8. Она осуществляет зачистку просыпи и доставку крупногабаритных узлов конвейеров. Указанные габариты транспортных и конвейерных выработок обеспечивают проезд автотракторной техники с требуемыми ЕПБ зазорами.

Главные вентиляционные штреки широтных направлений, расположенные на пласте КрII, проходятся двумя типами комбайнов. Первый верхний ход проходится комбайном типа Урал-61А, а нижний по высоте комбайном типа Урал-20Р, образуя в целом форму сечения выработки в виде так называемой «булочки» (ширина по почве выработки 5,1 м, высота 4,02 м). Ширина целиков между всеми главными выработками по широкой части сечения предусматривается равной 20 м, что исключает их взаимное влияние. Главные вентиляционные выработки проходятся соосно с транспортными.

Главные выработки всех направлений располагаются в подстилающей соли ниже или выше МГ (маркирующего слоя глины), за исключением главных вентиляционных штреков широтных направлений, которые проходятся по пласту КрII.

Главные северные и южные конвейерные штреки на всей длине располагаются в подстилающей каменной соли примерно в 20 м ниже МГ и проходятся согласно залеганию пластов от околоствольного двора в южном направлении под углом 0^о 27′ вверх, а в северном под углом 0^о 45′ вниз. В районе околоствольного двора с целью создания необходимого перепада высот между ними и передаточными выработками на приствольные бункера для устройства смесительных бункеров , конвейерные штреки подняты вверх под углом 6^о и выведены на отметку -259,74 м. Здесь предусматривается строительство двух перегрузочных узлов с конвейеров типа 2Л120В в смесительные бункера, через которые осуществляется передача руды с главных конвейерных штреков на передаточные конвейерные выработки.

Учитывая длину главных южного (~ 2,3 км) и северного (~ 2 км) конвейерных штреков, на каждом из них укладывается по два конвейера типа 2Л120В. Для перегрузки руды с одного конвейера на другой предусматриваются соответствующие узлы перегрузки. В южном конце главного южного конвейерного штрека и в северном конце главного северного конвейерного штрека располагаются камеры натяжных станций конвейеров типа 2Л120В, которые соединяются вентиляционными скважинами с панельными вентиляционными штреками 1ЮЗП и 1СВП. В вертикальном разрезе перегрузочные узлы выполнены в одном уровне (прямая перегрузка) и расположены под углом 0^о 45′ на северном направлении и под углом 0^о 27′ на южном. Обслуживание узлов перегрузки осуществляется с рядом и параллельно расположенных главных южного и северного транспортных штреков с помощью заездов.

Главные северные и южные транспортные штреки, начиная от околоствольного двора, располагаются так же, как и конвейерные, примерно в 20 м ниже МГ, проходятся параллельно с ними практически на всем их протяжении. Главные южные и северные вентиляционные штреки располагаются соосно с главными транспортными штреками и проходятся выше МГ примерно в 18 м ниже почвы пласта КрIII_а-б. Не доходя до северного и южного перегрузочных узлов (поз. 19, 20)~ 670-570 м на юге и ~ 500-450 м на севере, транспортные штреки под углом 6^о, а вентиляционные штреки под углом 8^о поднимаются вверх, пересекают МГ и с разворотом на 90^о в плане выходят на широтные направления (запад – восток) в проектное положение: вентиляционные – на пласте КрII, транспортные – в 18 м ниже пласта КрIII_а-б.

В районе пересечения главных выработок северного направления с главными северо-западными и северо-восточными выработками проектом предусматривается строительство северного перегрузочного узла, а на южном направлении аналогичного южного перегрузочного узла. Они обеспечивают передачу руды с главных конвейерных выработок широтных направлений на главные северные и южные конвейерные штреки через рудоспуски.

Оба перегрузочных узла выполнены в одинаковых конструктивных решениях. В каждом из них главные южный и северный конвейерные штреки в месте перегрузки в смесительный бункер выведены на отм. -259,74 м и в этом месте разделывается камера выносных головок конвейеров. Приводные станции конвейеров для обеспечения бόльшей устойчивости перегрузочных узлов отнесены от камеры выносных головок приблизительно на 100 м. Приводные станции размещены в камерах, в каждой из которых находится по два привода. Для обслуживания выносной головки и приводных станций предусматриваются соответствующие грузоподъемные механизмы: таль ручная червячная передвижная грузоподъемностью 8 т в камере выносной головки и кран ручной подвесной однобалочный грузоподъемностью 5 т в камерах приводов. Передвижение указанных механизмов осуществляется по монорельсам.

Смесительные бункера служат для усреднения качества руды и как промежуточная емкость на стыке главных и передаточных конвейерных линий. Оба бункера круглого сечения, диаметром в свету 6,0 м, закреплены бетоном, с футеровкой внутренней поверхности стальными тюбингами. Проходка бункера осуществляется бурением снизу вверх скважины и последующим расширением ее сверху вниз буровзрывным способом до проектных размеров бункера. Высота бункеров примерно 15 м.

Узлы перегрузки с конвейера типа 2Л120В на конвейер типа 2Л120В на главном северном и южном направлениях имеют одинаковые объемно-планировочные решения. Для размещения выносной головки конвейера предусматривается камера, а для приводной станции две камеры, в каждой из которых находится по два привода. Для обслуживания выносной головки и приводных станций предусмотрены соответствующие грузоподъемные механизмы. Для обслуживания выносной головки предусматривается таль (ручная) грузоподъемностью 8 т, а в камере приводов кран подъемный однобалочный грузоподъемностью 5 т. Таль и кран перемещаются по монорельсам.