Лукьянов В.Г. Горные машины и проведение горно-разведочных выработок

Подождите немного. Документ загружается.

271

Производительность труда рабочего забоя составляет при оснаще-

нии забоев погрузочными машинами КС-2у-40 2,0…2,5 м

/чел.-смену и

0,6…0,8 м

/чел.-смену при оснащении стволов погрузочными машинами

КС-3.

В Донбассе в марте 1979 г. при проходке ствола с помощью ком-

байна СК-1у достигнута производительность 15,02 м

/чел.-смену, а ско-

рость проходки ствола – 160 м/мес. На шахте им. Ленина ПО «Вороши-

ловградуголь» комбайном СК-1Д за месяц пройдено 181 м и достигнута

рекордная производительность труда 16,1 м

/чел.-смену.

§ 7. ПРОВЕДЕНИЕ СТВОЛОВ БУРЕНИЕМ

Для сооружения стволов бурением разработаны установки УЗТМ-6,2,

УЗТМ-8,75 (Уральский завод тяжелого машиностроения). Установки

предназначены для бурения стволов диаметром 6,2 и 8,75 м вчерне и

глубиной до 400 и 800 м в слабых и средней крепости породах.

Над устьем ствола монтируются на самостоятельных фундаментах

буровая вышка и постамент. Вращение бурового инструмента осущест-

вляется через буровую

колонну, через роторный привод, приводимый

во вращение электродвигателем. Буровая колонна подвешивается к та-

левой системе грузоподъемностью 250 т, состоящей из крон-блока, раз-

мещенного на вышке талевого блока, и крюка. К крюку подвешены

вертлюг и квадратная штанга, проходящая через ротор.

Ротор с редуктором и приводным двигателем располагаются на по-

стаменте. На

вышке установлены два наружных консольно-поворотных

крана, предназначенные для выполнения операций при наращивании и

разборке буровой колонны. Устье ствола перекрывается платформой.

В комплект буровой установки входят опоры для расширителей.

Бурение ствола установкой УЗТМ-6,2 на практике осуществлялось

в две-три фазы: первая – бурение передовой направляющей скважины

диаметром 1,2 м; вторая – ее расширение

до диаметра 3,6 м при пересе-

чении крепких пород либо до диаметра 6,2 м в мягких породах.

При первой фазе бурения порода из забоя ствола удаляется глини-

стым раствором по принципу прямой промывки. При расширенных

стволах применяется обратная промывка эрлифтом.

По окончаниии крепления пространство за крепью тампонируют.

Установкой УЗТМ-6,2 в Львовско-

Волынском бассейне пробурены

четыре ствола суммарной глубиной 1141 м. Скорость бурения 34,2 м/мес.

ЦНИИподземмашем разработан стволовой комбайн ПД-2, предна-

значенный для сооружения стволов диаметром вчерне 6; 6,5 и 7 м. Ком-

272

байн состоит из трехэтажного каркаса, на котором смонтированы все

основные механизмы.

Рабочий орган состоит из двух планетарных дисков, оснащенных в

зависимости от крепости пород резцами (слабые глинистые сланцы,

мергели и подобные породы) и шарошками в крепких породах.

На каждом диске располагается десять резцодержателей или пять

шарошек. Каждый диск вращается вокруг

своей оси и одновременно с

редуктором рабочего органа вращается вокруг оси ствола. Вследствие

такого вращения и сферической формы забоя порода перемещается к

центру забоя и засасывается пневматическим элеватором и через систе-

му бункеров перегружается в скипы и выдается на поверхность.

Комбайн распирается в стволе гидравлическими домкратами при

разрушении породы. Интервал

передвижки комбайна 1,5 м.

Ствол закрепляют монолитной бетонной крепью одновременно с

работой комбайна.

Комбайном ПД-2 в Караганде было пройдено три ствола суммар-

ной глубиной 1475 м со средней скоростью 45…60 м/мес и максималь-

ной – 88 м/мес.

Скважины диаметром 0,3…3,0 м бурятся для проветривания шахт, што-

лен, прокладки коммуникаций, доставки крепежных материалов и

пр. Буре-

ние скважин может вестись сплошным или кольцевым забоем. При сплош-

ном бурении применяются установки типа РТБ (реактивно-турбинные

РТБ-1,02; РТБ-1,2; РТБ-1,72; РТБ-2,08; РТБ-2,25; РТБ-2,6; РТБ-3,2; РТБ-4,3;

РТБ-6,2 и др.). Диаметр бурения скважин этими установками от 1,02 до 6 м

и глубина бурения до 1000 м. Бурение может производиться в породах с

ко-

эффициентом крепости f = 6…12. В комплект установки входит буровая

вышка, лебедка, ротор, талевая система, вертлюг и реактивно-турбинный

бур. Реактивно-турбинный бур РТБ-6М состоит из четырех параллельно

расположенных турбобуров, жестко соединенных между собой траверсой и

внизу плитой с четырьмя отверстиями. В траверсе закреплен переходник к

бурильным трубам, а в продольной

оси траверсы имеется канал, по которому

подается глинистый раствор в турбобур. На переходнике турбобура укреп-

ляют трехшарошечное долото. По окончании бурения скважины стенки ее

закрепляют металлическими обечайками, собираемыми в отдельные секции

высотой по 50 м. Технические скорости бурения скважин установками РТБ

изменяются в пределах 4…130 м/мес.

Институтом ВНИИБТ создана буровая установка

УРТБ-6,2 для бу-

рения стволов диаметром 6,2 и на глубину до 1000 м. Техническая ско-

рость бурения 100 м/мес. Установленная мощность двигателей 4160 кВт.

Масса установки 785 т.

273

Контрольные вопросы

1. Технология сооружения устья разведочных шахт.

2. Технологические схемы проходки вертикальных стволов.

3. Процессы проходческого цикла при проведении стволов шахт

обычным способом.

4. Средства механизации проходки стволов шахт буровзрывным спо-

собом.

5. Грейферные погрузочные машины: виды, производительность.

6. Крепление шахтных стволов.

7. Армирование ствола шахт.

8. Методика расчета скорости проведения ствола шахт.

9. Машины и

оборудование для сооружения стволов бурением.

274

ГЛАВА 20. ПРОВЕДЕНИЕ ВОССТАЮЩИХ ВЫРАБОТОК

§ 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Восстающие выработки проходят снизу вверх при разведке и экс-

плуатации месторождений для выполнения одной или одновременно не-

скольких функций: разведки верхнего контура тела полезного ископае-

мого или залежи, расположенной выше горизонта горных выработок или

между горизонтами; обеспечения прохода людей (ходовой); вентиляции

(вентиляционный); спуска, перепуска или выпуска руды (рудоспускной,

рудовыпускной) или

породы (породоспуск); подачи закладочного мате-

риала (закладочный); доставки в забои крепежных и других материалов

(материальный и хозяйственный); подведения в забой сжатого воздуха,

воды, электроэнергии; создания дополнительной обнаженной поверхно-

сти в виде разрезной (в центральной части блока) или отрезной (на флан-

ге) щели (разрезной, отрезной); разграничения блоков (междублоковый).

Восстающие могут проводиться

по руде (рудные восстающие) или

породе (полевые).

Восстающие, проходимые по полезному ископаемому, задают по

следу ранее пробуренной скважины для целей как разведки, так и свер-

ки геологических данных, полученных по скважине.

Восстающие по углу наклона делятся на вертикальные (α = 90°),

наклонные (65° ≤ α ≤ 90°), слабонаклонные (45° ≤ α ≤ 65°).

Форма поперечного

сечения восстающих обычно прямоугольная.

При проходке восстающих буро-сбоечными машинами форма попереч-

ного сечения круглая.

Площадь поперечного сечения разведочных восстающих изменяется от

1,2 до 4 м

(иногда до 6 м

), эксплуатационных – 10…5 м

; длина от несколь-

ких до сотен метров; при разведке месторождений – от 3 до 100 м.

Число отделений может быть два (породное и лестничное) или три

(породное, лестничное и подъемное). Подъемное отделение служит для

доставки материалов и инструмента и сооружается в случае большой про-

тяженности выработок. При отсутствии подъемного отделения доставка

материалов

и инструментов производится по породному отделению.

Восстающие крепят деревянной крепью, сплошной венцовой – в не-

устойчивых породах, венцовой крепью на стойках с затяжкой стенок – в

породах средней устойчивости, распорной цепью – в устойчивых, крепких

породах.

С увеличением длины резко возрастают трудозатраты на проведе-

ние 1 м восстающего.

275

§ 2. ПРОХОДКА ВОССТАЮЩИХ ОБЫЧНЫМ СПОСОБОМ

Проходка восстающих обычным способом состоит из двух стадий –

подготовительной и основной (собственно проходки).

В подготовительную стадию входят следующие работы: выбивка

старой крепи и расширение горизонтальной выработки на сопряжении

ее с восстающим или проходка камеры (при проходке разведочного вос-

стающего из тупиковой выработки, работы в которой прекращены, рас-

ширение этой выработки

может и не производиться); засечка и крепле-

ние камеры сопряжения (рис. 99); укладка основного венца и устройст-

во люка для выпуска отбитой породы; врезка, проходка нескольких

метров восстающего выше кровли горизонтальной выработки.

В основной стадии осуществляется проходка остальной части вос-

стающего на его полную проектную высоту в одно, два или три

отделения.

Рис. 99. Сопряжение нижней части восстающего

с горизонтальной выработкой

276

Рис. 100. Схема восстающего в процессе проходки: 1 – выпускной люк;

2 – лестничное отделение; 3 – материальное отделение; 4 – рабочий полок;

5 – предохранительный полок; 6 – наклонный отбойный полок; 7 – ляда;

8 – породное отделение

277

Бурение шпуров производится телескопными перфораторами с

временного рабочего полка. Рабочий полок устраивают на расстоянии

1,8…2,0 м от забоя, а ниже него на 1,2…1,5 м – предохранительный по-

лок (рис. 100). Материалы и инструмент доставляют в забой при помо-

щи лебедки, устанавливаемой на почве горизонтальной выработки. Го-

ловной блок прикрепляют к расстрелу ниже предохранительного полка.

Перед взрывом рабочий полок убирается. При наличии подъемного и

лестничного отделений они на время взрыва перекрываются (рис. 101).

Взрывание зарядов электрическое или электроогневое.

Порода по мере накопления из породного отделения выпускается

через люк. При проведении разведочных восстающих люк зачастую не

устраивается и порода поступает на почву камеры (ниши) и по мере

ее

заполнения погружается в транспортные средства.

Следует отметить, что первые 5…7 м восстающего проходят с вре-

менных полков без разделения его на отделения, а затем независимо от

назначения восстающего в нем на время проходки оборудуют отделения.

Рис. 101. Проходка восстающего обычным способом в два отделения:

1 – отбойный полок; 2 – лестничное отделение; 3 – люк; 4 – блок

Проветривание восстающего осуществляется вентиляторами мест-

ного проветривания типа СВМ в основном по нагнетательной схеме.

Допускается проветривание восстающего посредством эжектора с ис-

пользованием сжатого воздуха. По мере увеличения глубины восстаю-

щего резко возрастает время проветривания. Сокращения времени про-

278

ветривания в таких условиях можно достигнуть за счет предварительно-

го (перед началом проходки восстающего) бурения разрезной скважи-

ны. Через нее можно непрерывно подавать свежий воздух. Кроме того,

разрезная скважина, являясь дополнительной обнаженной плоскостью,

позволяет увеличить показатели действия взрыва.

На металлическом руднике в Казахстане разрезная скважина диа-

метром 200 мм позволила сократить

время проветривания до 20 мин.

Одновременно был достигнут к. и. ш. 0,95.

На Зыряновском свинцово-цинковом руднике восстающие проходили

обычным способом с разрезной скважиной диаметром 150 мм. Около устья

скважины устанавливали вентилятор, работавший на всасывание. Время

проветривания составляло 10…20 мин. Затраты труда на бурение шпуров

уменьшились на 33,2 % по сравнению с проходкой восстающих без разрез-

ных скважин. Затраты по расходам на сжатый воздух снизились на 43,5 %.

Обычный способ проходки восстающих очень трудоемок, так как

здесь после каждого взрывания нужно переносить рабочий и отбойный

полки. Трудно передвигаться по ходовому отделению (особенно при

значительной длине выработки), затруднена вентиляция. Большая опас-

ность при подъеме в забой после взрыва.

§ 3. МЕХАНИЗИРОВАННАЯ ПРОХОДКА ВОССТАЮЩИХ

В последнее время, в целях повышения скорости проходки, безо-

пасности, удобства работ, снижения трудоемкости, применяются спосо-

бы проходки восстающих с частичной или комплексной механизацией.

Способы механизации проходок восстающих (рис. 102) по призна-

ку «безлюдной выемки» могут быть не полностью и полностью устра-

няющими необходимость присутствия людей в забое.

Большинство примеров проведения

восстающих относятся к пер-

вому случаю.

Первые способы можно разделить на два класса:

1) с применением временных полков;

2) с применением постоянных полков.

К первому классу относятся способы проходки по обычной технологии.

Вторые способы по принципу разрушения горной породы разделе-

ны также на два класса:

1) с комбинированным разрушением горной

породы разными родами

энергии;

2) с разрушением горной породы одним родом энергии.

279

Выдвижные лестницы, шагающие полки и щиты относятся к пер-

вой группе класса II способов механизации. Применение этих конст-

рукций не полностью механизирует подъемно-транспортные операции.

При применении разборных полков и выдвижных лестниц время на

подготовку забоя сокращалось с 2,5 до 1,5 ч.

В Германии успешно была применена металлическая разборная крепь

в сочетании с

частично механизированным рабочим полком (рис. 103).

Полок монтировался на металлической раме, которую собирали из де-

монтированных воздухопроводных труб. Длина вылета отрезков труб

принималась равной величине подвигания забоя.

Рис. 102. Способы механизации проходки восстающих

временных

постоянных

280

Рабочий полок с помощью телескопических стоек может устанав-

ливаться под любым углом. Для предохранения полка от повреждений

кусками взорванной породы его обшивали прорезиненной конвейерной

лентой. Между лежачими и висячими боками полок раскреплялся раз-

движными (распорными) стальными колонками.

Рис. 103. Проходка восстающего с металлической разборной крепью

и частично механизированным полком

Гипроникелем был разработан шагающий полок ПШВ-4, предна-

значенный для проведения вертикальных восстающих в крепких устой-

чивых породах. Конструкция полка показана на рис. 104.