Строительство устьев стволов

 

Строительство устьев стволов является одной из сложных работ при проходке стволов -  темпы проходки их низкие, что от­рицательно влияет на сроки строительства стволов.

После проходки устья ствола проходится участок технологи­ческого отхода для размещения проходческого оборудования. Глу­бина технологического отхода принимается при совмещенной схе­ме проходки и использовании породопогрузочных машин с механи­ческим вождением не менее 30 м, при параллельно-щитовой схе­ме и наборе соответствующего комплекта проходческого оборудо­вания - 70 м.

Проходка устья ствола и технологического отхода при бла­гоприятных горно-геологических условиях осуществляется по двум схемам:

- с применением передвижного проходческого оборудования;

- с применением постоянного проходческого оборудования.

Выемку породы и возведение постоянной крепи при проход­ке устья ствола производят на всю глубину или звеньями. Оче­редность работ следующая:

- выемку породы на глубину оголовка выполняют с помощью экскаватора;

- возводят оголовок из монолитного бетона или железобето­на. В нижнем обрезе оголовка заделывают анкерные крючья для подвески временной крепи.

После выполнения этих работ устанавливают раму-шаблон, монтируют все проходческое оборудование, располагая его вок­руг ствола. Затем производят выемку породы на всю глубину устья ствола (при небольшой мощности наносов) или звена с возведени­ем временной крепи вслед за продвиганием забоя. Разделывают вруб под опорный венец, возводят его и от опорного венца сни­зу вверх возводят постоянную крепь. Временную крепь, если поз­воляют условия, демонтируют. После окончания работ по устью ствола раму-шаблон заменяют на основную проходческую (нулевую) раму.

Достоинства этой схемы:

- устье проходится в подготовительный период;

- можно применять при слабых наносах;

- малый объём подготовительных работ.

Недостатки:

- перерыв в работе на замену временного проходческого оборудования на постоянное;

- невысокие технико-экономические показатели.

Проходку устьев с применением проходческого оборудования используемого для проходки основной части ствола, возможно вы­полнять по двум схемам:

- с использованием временных проходческих копров и подъ­ёмных машин;

- с применением копров и подъёмных машин, используемых в

дальнейшем при эксплуатации шахты.

В каждой из этих схем выемка породы и возведение постоянной крепи могут выполняться как по последовательной, так и по сов­мещенной схемам. Выбор схемы производят, исходя из физико-меха­нических свойств горных пород и технико-экономического анали­за.

Схему с применением временного проходческого оборудования целесообразно применять в тех случаях, когда это оборудование может быть использовано для проходки основной части ствола и постоянной эксплуатации (вентиляционные и фланговые стволы). Проходку устья ствола с применением постоянных копров и подъ­ёмных машин целесообразно применять, когда для приспособления постоянного копра к проходке и после проходки к эксплуатации требуются минимальные затраты средств и времени и при наличии устойчивых наносов. При данной схеме оснащения необходимо до начала монтажа постоянного копра пройти 5-6 м устья, закрепить оголовок и установить подкопровую раму. Эта схема считает­ся наиболее прогрессивной, так как к окончанию оснащения про­ходки ствола на строительной площадке бывают возведены необхо­димые сооружения и проложены коммуникации, что позволяет наибо­лее полно механизировать основные процессы, повысить скорость строительства и снизить стоимость проходки устья и всего ствола.

Достоинства схемы:

- минимальная продолжительность переходного периода (от схемы с временным оборудованием на схему с постоянным);

- максимальная общая скорость строительства;

- более высокие технико-экономические показатели;

 - наилучшая организация работ и технологичность.

Окончательный выбор технологической схемы проходки устья

ствола и схемы оснащения производят по наименьшей общей продолжительности, стоимости, трудозатратам и наибольшей скорости строительства ствола.

Отбойка породы в зависимости от ее физико-механических свойств может производиться (в слабых породах) отбойными мо­лотками или пневмоломами слоями толщиной 0,4-0,6 м от центра ствола к стенкам. Породы средней крепости и крепкие отбивают с помощью буровзрывных работ. Глубина шпуров 1,0-1,3 м, ве­личина заряда 0,2-0,4 кг.

Погрузку отбитой породы в бадьи производят грейферами типа КС-3 вместимостью 0,22 м³ или 0,65 м³ от погрузочной машины КС-2У/40. Гружёные бадьи поднимают автомобильными кранами или лебедками. Разгружают бадьи в бункеры, а из бункеров автосамосвалами отвозят в отвал или используют для планировки террито­рии. Работы по проходке устья в крепких породах начинают с пла­нировки участка заложения ствола и укладки рамы-шаблона, изго­товляемой, как правило, из стальных прокатных профилей (рисунок 2.3).

 

 

Рисунок 2.3 - Рама-шаблон:

а - из деревянных брусьев; б - металлическая

 

Раму-шаблон устанавливают на столбчатые бетонные фундаменты. На балки рамы-шаблона укладывают кольцо из швеллеров, собираемое в зависимости от диаметра устья из 5-10 сегментов, которые сое­диняют между собой при помощи накладок и конусных штырей. Коль­цо к балкам крепят при помощи металлических скоб, планок и гаек.

К раме-шаблону подвешивают кольца временной крепи на z-об­разных подвесках из круглой стали диаметром 30-32 мм. Кольца временной крепи изготовляют из швеллерного профиля  № 16 - 22 в зависимости от диаметра ствола, устойчивости пород и расстояния между кольцами. Каждое кольцо собирается из отдельных сегментов весом не более 60 кг, длиной 2,5-3,0 м. Наружный диаметр кольца должен быть на 150-200 мм меньше диаметра устья вчерне. Расстоя­ние между кольцами по высоте 0,5-1,0 м. Подвески по периметру кольца ставятся через 1,0-2,0 м. Сегменты между собой соединя­ются накладками и штырями.

Между кольцами временной крепи для придания жёсткости в вер­тикальном направлении устанавливаются трубчатые распорки диамет­ром 100-120 мм. Распорки устанавливают около каждой подвески или через одну. Пространство между кольцами и породной стенкой затя­гивают досками толщиной 40-50 мм, шириной 150-200 мм и длиной на 200-300 мм больше расстояния между кольцами.

Временную крепь устья возводят в следующем порядке:

- после выемки породы на величину заходки, равную расстоянию между кольцами, в забой опускают подвески и подвешивают их по периметру на вышерасположенное кольцо временной крепи;

- спускают сегменты, укладывая их на крючья, и соединяют между собой в кольцо;

- кольца центрируют относительно осевого отвеса и расклини­вают;

- устанавливают затяжки и распорки и заполняют закрепленное про­странство породой.

Протяженность участка из временной крепи составляет 8-10 м.

Постоянную крепь возводят от опорного венца. Бетон уклады­вают слоями высотой 30-40 см за деревянную или инвентарную ме­таллическую опалубку. Подают бетон с поверхности по трубам. Для уплотнения уложенного за опалубку бетона его вибрируют с помощью вибраторов.

Деревянная опалубка (при глубине устья до 10 м) состоит из кружал и досок. Металлическая опалубка (при глубине устья больше 10 м) сос­тоит из отдельных сегментов высотой 0,75-1,5 м и длиной по дуге 1,5-2,0 м. Сегменты готовят из листовой стали толщиной 3-5 мм, усиленными по периметру уголками. Между собой сегменты соединяют болтами через отверстия в уголках.

Выбор средств механизации для проходки устья ствола зави­сит от глубины, диаметра, горно-геологических условий, вида пос­тоянной крепи и других факторов. В практике шахтного строитель­ства для этой цели применяют краны К-161, МПК-25, ПК-1, уста­новки ППУ-1, агрегаты ПА-2, КЛШ-3, экскаваторы и другое оборудование.

После окончания всех работ по проходке устья ствола раму-шаблон меняют на основную проходческую (нулевую) раму, с по­мощью которой перекрывается устье ствола (рисунок 2.4). На нуле­вой раме производится посадка и высадка людей в бадьи, загруз­ка и разгрузка бадьи материалами и оборудованием при спуске в ствол и подъеме из ствола.

 

1 – шкив; 2 – проём для бадей; 3 – раструб для вентиляции

Рисунок  2.4 -  Нулевая рама