Общий цикл строительства шахтных стволов

Такую крепь  применяют при проходке шурфов круглого сечения и в качестве временной  крепи при проходке круглых и  прямоугольных стволов.

В последние  годы для крепления стволов при  геологоразведочных работах стали  широко применять монолитный бетон.

Стволы при  креплении бетоном имеют круглую  форму поперечного сечения, поэтому  крепь представляет собой цилиндр  диаметром, равным диаметру ствола с  толщиной стенки 200—600 мм.

Подбором состава  бетона и тампонажем пород, прилегающих  к стволу, можно обеспечить повышенную водонепроницаемость крепи.

Первый из перечисленных  методов применяют при наличии  данных о водопритоке на действующих или закрытых шахтах; второй — в случае, когда известны величины статических запасов и динамических притоков; третий — для отдельных шахтных стволов и совокупности подземных горных выработок.

При расчете  водопритоков для шахтных стволов, как правило, пользуются данными разведочных скважин и пробных откачек из них.

При вскрытии выработок  вертикальными или наклонными стволами подъем воды на поверхность осуществляют насосами.

Переходить на ступенчатый водоотлив необходимо при глубине ствола, превосходящей  максимальную высоту подачи насосов.

При проходке вертикальных выработок и выборе средств водоотлива учитываются следующие факторы: переменный режим водоотлива, необходимость  периодического перемещения насоса по стволу из-за изменения высоты всасывания; стесненность места установки насоса, загрязненность воды и др.

При проходке вертикальных выработок водоотлив осуществляют следующим образом: непосредственный водоотлив из ствола, спуск воды в горные выработки, расположенные  ниже, или при благоприятных гидрогеологических условиях в поглощающие горные породы.

Водосбор и  водоотлив при проведении горизонтальных выработок осуществляют следующим  образом: воду со всей системы горных выработок собирают с помощью  канав и водосборников, находящихся  при насосных станциях, и удаляют  на поверхность насосами через шахтные  стволы или скважины.

При проходке вертикальных стволов в основном применяют  подвесные центробежные насосы с  электроприводом, которые подвешивают  в специально предназначенном для  этого отделении ствола шахты; для  прохода насоса в проходческой раме и подвесном полке предусматривают  отверстия.

Горизонтальные  насосы по сравнению с вертикальными занимают больше места в стволе.

В стволе шахты  водоотливные трубы крепят хомутами к канату, а также кронштейнами и хомутами, устанавливаемыми на временных  или постоянных расстрелах.

В проходческой практике предпочтение отдают монтажу  напорного трубопровода вместе с  армированием ствола, используя для  опор под трубы хомуты, кронштейны и специальные брусья-балки, устанавливаемые  через 30—40 м.

Насосы и оборудование водоотливных установок размещают  в специальных горных выработках — насосных камерах, которые наклонными ходками соединяются с околоствольным двором и трубнокабельными ходками со стволом.

Для своевременной  эвакуации людей в случае затопления насосная камера должна соединяться  со стволом шахты ходком, который  выводится в ствол на высоте не ниже 7 м от уровня пола насосной камеры, и с околоствольным двором ходком, который должен герметически закрываться.

При детальной  разведке месторождений основными  горными выработками являются штольни  и стволы шахт с комплексом других подземных выработок.

Штольни, стволы, шахты, квершлаги, штреки, рассечки и  восстающие проходят с учетом возможности  использования их при эксплуатации — впоследствии эти выработки  становятся эксплуатационными.

К наклонным  горным выработкам относят восстающие, наклонные стволы и съезды, уклоны, бремсберги, скаты, рудоспуски.

Уклоны и наклонные  стволы проходят при разведке месторождений  сравнительно редко, областью применения тех и других является соответственно предварительная или детальная  разведка неглубоко залегающих месторождений  с небольшим углом падения.

Длина уклонов  редко превышает 25—30 м, стволов — 50 м.

проходки наклонных  стволов с поверхности, уклонов, а также наклонных съездов.

Крепление наклонных  стволов, капитальных бремсбергов  и уклонов осуществляют жесткой  рамой или арочной крепью (металлической  или сборной железобетонной), а  также сплошной каменной и бетонной или смешанной.

Сопряжение и  приствольные камеры (наклонных стволов) проводят одновременно со стволом.

Перед началом  проведения сопряжения наклонная выработка (уклон, ствол) до верхней ее отметки  должна быть закреплена постоянной крепью.

Если наклонные  стволы проходят параллельным или параллельно-щитовым  способом, то пространство, не закрепленное постоянной крепью, иногда достигает  значительной высоты (до 30 м), и сопряжение в этом случае проводят после проходки наклонного ствола.

Размеры поперечных сечений стволов определяют в  зависимости от размеров и расположения подъемных сосудов, лестничного  отделения и другого оборудования, с учетом величины зазоров между  оборудованием и стенками ствола, предусмотренных соответствующими правилами безопасности, а также  подачи необходимого количества воздуха  в период эксплуатации шахты для  проветривания всех подземных выработок  и рабочих мест.

ВЫБОР ФОРМЫ  И ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ ШАХТНЫХ  СТВОЛОВ

Форму стволов  разведочных шахт обычно выбирают прямоугольной.

Стволы предназначены  для вскрытия разведуемого месторождения.

Размеры сечения  стволов шахт вчерне определяют посредством  увеличения размеров в свету на толщину  крепи и затяжки.

В отечественной  практике горно-разведочных работ  глубина стволов шахт в отдельных  случаях превышает 400—500 м; некоторые  стволы имеют круглую форму поперечного  сечения и закреплены бетоном.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ПРОХОДКИ СТВОЛОВ

Стволы в устойчивых породах с небольшим притоком воды (до 8 м3/ч) проходят обычными способами  в водоносных и неустойчивых породах  с большим притоком воды — специальными способами.

2) характеризуется  последовательным выполнением работ  по выемке породы и возведению  крепи в одном и том же  звене ствола.

Последовательная  технологическая схема проходки ствола: а — выемка породы; б —  возведение постоянной (бетонной) крепи; / — опорный венец; 2— секционная металлическая передвижная опалубка; 3 — двухэтажный подвесной полок; 4 — бето-нопровод; 5 — приемный бункер бетона; 6 — телескопический желоб для разводки бетонной смеси за опалубку висимости от устойчивости пород высота звена достигает 10-40 м (с временной крепью) и 8—15 м (без крепи).

3) характеризуется  тем, что выемку породы и  возведение постоянной крепи  проводят одновременно, но в разных  звеньях ствола.

Ее применяют  при глубине ствола более 150—200 м  и диаметре более 4,5 м.

Применяют эту  схему в тех случаях, когда  необходимо достичь высоких скоростей  проходки при сооружении глубоких стволов  в неустойчивых породах.

5) характеризуется  проведением работ по выемке  породы и возведению постоянной  крепи непосредственно в призабойном пространстве ствола

4 Параллельно-щитовая  схема проходки ствола при  движении щита-полка снизу вверх  (а) и сверху вниз (б):

Параллельная  технологическая схема проходки ствола: / — опорный венец; 2 —  натяжной полок; 3 — секционная металлическая  передвижная опалубка; 4 — двухэтажный  подвесной полок; 5—телескопический желоб для разводки бетонной смеси  за опалубку, 6 — приемный бункер бетонной смеси вслед за подвиганием забоя сверху вниз без применения временной крепи.

Однако несмотря на это, совмещенная схема получила наибольшее распространение и позволяет достигать высоких скоростей проходки глубоких стволов в неустойчивых породах.

Проходку стволов  осуществляют с обычного проходческого  или специально сконструированного легкого временного копра.

При проходке стволов  с использованием постоянного железобетонного  башенного копра или временного копра с последующим сооружением  башенного различают следующие  схемы проходки устьев: — сооружают  фундамент башенного копра, затем  проходят устье; — осуществляют проходку устья, затем сооружают фундамент  башенного копра, после чего в  пределах фундамента башенного копра  устье ствола крепят временной крепью — тюбингами, блоками; после возведения башенного копра временную крепь  разбирают; — подготавливают котлован под фундамент башенного копра  и с отметки его основания  проходят устье. 
 
 

СПОСОБЫ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ  ПРОЦЕССЫ ПРОХОДКИ СТВОЛОВ

Стволы шахт проходят сверху вниз и снизу вверх.

Обычным способом стволы проходят в устойчивых слабообводненных породах, специальным — в неустойчивых породах со значительным притоком воды, удалить которую из забоя средствами проходческого водоотлива невозможно.

Технология проходки стволов при обычных способах состоит из следующих процессов: бурения, заряжания и взрывания  шпуров, проветривания забоя, водоотлива, уборки породы (погрузка и подъем), установки  временной или постоянной крепи.

Важными факторами  при выборе способа бурения и  диаметра стволов являются: поперечное сечение ствола, физико-механические свойства пород, тип ВВ, мощность бурового оборудования и т.

В стволах с  сечением в форме окружности шпуры  располагают по окружностям, расстояние между которыми составляет 0,6—1,1 м.

Заряжание шпуров при проходке стволов — механизированное.

Целесообразная  длина шпуров при проходке стволов  считается 2,5—3,0 м при диаметре ствола 6,5 м и более и 2,0—2,5 м при  меньшем диаметре.

При меньшей  длине шпуров возрастают потери времени  и трудовые затраты на 1 м проходки ствола в общем цикле работ  за счет вспомогательных операций.

Диаметр окружности для врубовых шпуров принимают равным 0,25 -г 0,3 диаметра ствола в проходке.

Сооружение шахтного ствола начинают с выбора места заложения, проведения подготовительных работ, т.

сооружения подъездных путей, расчистки промышленной площадки от кустарников и валунов, сооружения фундаментов и зданий, проходки устья  ствола, установки копра, подвода  электроснабжения и водоснабжения, подведения коммуникаций и монтажа  поверхностного оборудования.

После инструментальной разбивки осей ствола с установкой реперов укладывают раму-шаблон и  начинают выемку породы.

Для обеспечения  надежности опоры для башмака  крепи глубина устья шахтного ствола не должна превышать 4-5 м.

Деревом, покрытым торкретбетоном, разрешается крепить  неглубокие разведочные стволы, после  чего устанавливают основную проходческую раму, которая служит для перекрытия устья и навески ляд над  проемами, устраиваемыми для пропуска бадей, а затем монтируют копер.

Для проходки разведочных  стволов рекомендуют использовать копры двух типоразмеров.

Основная проходческая рама предохраняет места работ в  стволе от падения труб, отдельных  предметов и является рабочей  площадкой при монтаже и наращивании  ставов труб сжатого воздуха, водоотливных и вентиляционных.

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ПРОХОДКЕ СТВОЛОВ

Работу по сооружению ствола проводят в соответствии с  проектом на производство работ.

Причем при  выдаче породы бадьями ствол должен открываться только в месте прохода бадьи, а ляды — на время их прохода.

Работы по армированию  стволов и перемещению подвесных  полков следует осуществлять с помощью  предохранительных поясов.

Рабочие, занятые  на выполнении операций по проходке, креплению  и армированию ствола, обязаны  знать сигналы и уметь их подавать.

Отставание вентиляционных труб от забоя ствола, определяемое расчетом, не должно превышать 15 мм, а  время на погрузку грейфером — 20 мин.