Основные положения проектирования околоствольных дворов и узлов сопряжений горных выработок

 

Важнейшими задачами проектирования околоствольных дворов являются определение их пропускной способности, выбор технологической схемы, места расположения и ориентирования, выбор способов проведения и крепления основных горных выработок и камер.

Эти и другие задачи решаются исходя из мощности шахты, схем вскрытия, количества и взаимного расположения стволов и генерального плана на поверхности, вида транспорта горной массы на шахте и др. Следует применять типовые технологические схемы околоствольных дворов. Применение типовых схем упрощает процесс проектирования околоствольных дворов. Типовые схемы для конкретных условий корректируются (определяются длины ветвей, изменяются профили путей и пр.) при сохранении основных принципов размещения выработок и механизмов.

В случае вскрытия одиночного пологого пласта с прочными боковыми породами целесообразен круговой околоствольный двор с главными ветвями, расположенными по простиранию, одной из которых является главная выработка, пройденная по пласту.

При аналогичной схеме вскрытия и непрочных боковых породах может оказаться, что целесообразно применить петлевой или круговой околоствольный двор с ветвями, расположенными в крест простирания пород.

Главные откаточные выработки должны быть сориентированы по направлению осей подъема, ориентировка последних определяется компоновочными решениями поверхностного комплекса и расположением железнодорожных путей.

После ориентировки и определения характера движения локомотивных составов разрабатывается схема околоствольного двора. Определяется схема откатки, которая зависит от количества стволов и подъемов (при возрастании числа подъемов увеличивается число путей и выработок), типа откаточных сосудов (наилучшая компоновка двора обеспечивается при вагонетках, разгружающихся через дно), взаимного расположения стволов (наиболее рациональное размещение поверхностных сооружений и устойчивость выработок обеспечивается при расстоянии между стволами 70— 80 м).

Суточная пропускная способность околоствольного двора определяется при колесном транспорте с учетом грузоподъемности вагонеток и составов и интервалов поступления составов в околоствольный двор.

Пропускная способность околоствольного двора и его перегрузочных узлов при конвейерном транспорте определяется суммарным грузопотоком всех магистральных конвейеров.

Пропускная способность околоствольного двора должна превышать производительность шахты с тем, чтобы компенсировать неравномерность работы очистных забоев и системы подземного транспорта, при этом коэффициент неравномерности принимается равным 1.5.

В околоствольном дворе осуществляются большинство важнейших процессов производства:

· прием, перегрузка и подъем угля и породы;

· водоотлив, электроснабжение, распределение воздуха;

· складирование материалов и др.

Производительное, надежное их выполнение, удобное и безопасное участие людей в различных работах и службах в околоствольном дворе требуют соответствующих объемов подземных горных выработок и камер.

Для ориентировочного определения объема околоствольного двора (м³) можно использовать формулы:

для колесного транспорта

;

для конвейерного транспорта

,

где А_ст - суточная мощность шахты, т;
q - относительная газообильность, м³/т;
V_в - водоприток воды в шахту, м³/час.

Выработки в околоствольном дворе следует сопрягать между собой под углом не более 45°. Минимальные радиусы закругления выработок с рельсовым транспортом должны составлять не менее десятикратной величины жесткой базы подвижного состава, но не менее 20 м для колеи 900 мм и 12 м для колеи 600 мм.

Размеры камер главного водоотлива принимаются: длина 15..60 м, высота 2,8..5,2 м, ширина 3..4 м, площадь поперечного сечения 7..20 м². Камеры центральной электронодстанции сооружаются площадью поперечного сечения 11..15 м². Площадь поперечного сечения электровозного депо около 14 м², длина — 20..100 м. Для противопожарного поезда устраивается депо площадью поперечного сечения 17..19 м² и длиной 30..50 м. Камеры ожидания у клетевого ствола в зависимости от мощности шахты устраиваются длиной до 25 м, на 40..100 чел. Ширина камер ожидания 2,6 м, высота — 2,2 м. В околоствольном дворе размещается медпункт длиной 7..8 м, шириной 3 м и высотой 2,3 м.

Сложной и ответственной в околоствольном дворе является загрузочная камера скипового ствола объемом до 800 м³. Объем околоствольных дворов высокопроизводительных шахт достигает 25 тыс. м³.

Объемы сопряжений по сравнению с объемами стволов шахт незначительны, однако вследствие некоторых специфических особенностей рассечка сопряжения занимает от 1 до 3 мес. Затраты труда на 1 м³ сопряжения в свету в 10—12 раз больше, чем затраты труда на 1 м³ ствола.

Наибольшее применение в отечественной практике шахтного строительства имеют схемы рассечки сопряжения:

· сплошным забоем;

· с выемкой породы слоями снизу вверх или сверху вниз;

· с выемкой породы независимыми забоями.

Со скиповым стволом сопрягается ряд выработок малых и больших поперечных сечений. Выработки малого сечения (например, вентиляционный канал, ходок для чистки зумпфа) без особых затруднений проходят одновременно со стволом на длину не менее 3 м. Большие затруднения возникают при проходке приствольных камер загрузочных станций, в которых размещаются устройства для загрузки скипов углем или породой. В плане размеры этих камер достигают 6 х 7 м, а по высоте до 17 м.