Заряджання та підривання шпурів.

Після перевірки відповідності розташування та глибини шпурів паспорту буропідривних робіт (БПР) і очищення їх від бурової дрібноти підривник подає перший попереджувальний сигнал (один довгий) і робочі, що не приймають участь у заряджанні, видаляються з вибою. Другий сигнал – бойовий (два довгих). По цьому сигналу підривники запалюють шнур (при вогневому підриванні) і видаляються в укриття, а при електричному – вмикають тік. Третій сигнал – відбій (три коротких) означає закінчення підривних робіт.

В заряджанні шпурів для скорочення часу крім підривника приймають участь прохідники, які мають Єдину книжку підривника. Бойові патрони виготовляють безпосередньо у вибої в процесі заряджання шпурів. У якості внутрішньої забойки застосовують пижі з суміші глини з піском 1: 3, крупнозернистий пісок, гранульований шлак або водяна забійка.

Процес заряджання і забойки шпурів може бути механізований застосуванням пневмозарядників, пневмозабійників і механічних пристроїв для виготовлення пижів.

Провітрювання вибою.

Для створення нормальних умов роботи в підготовчому вибої виробка на всьому протязі повинна провітрюватися свіжим струменем із таким розрахунком, щоб повітря у вибої містило не менше 20 % кисню, не більше 0,5 % вуглекислого газу, причому зміст інших газів повинний бути безпечним і нешкідливим для здоров'я людей. Температура повітря не повинна перевищувати +26º С при відносній вологості до 90 %; у випадку перевищення температури повинні застосовуватися дільничні кондиціонери. Підготовчі вибої провітрюють за допомогою загальношахтної депресії або вентиляторами місцевого провітрювання (ВМП). Загальним струменем провітрюють виробки невеликої довжини або паралельні виробки. У одиночних виробках застосовують місцеве провітрювання.

ВМП за родом енергії можуть бути пневматичні й електричні, а за принципом роботи відцентрові та осьові. Відцентрові ВМП (ВЦ-7, ВЦ-9, ВЦПД-8, ВЦП-16) застосовують для проведення виробок великої довжини (1,5-2 км) і в умовах великого газовиділення, коли для провітрювання виробки потребується понад 1000 м³/хв повітря. Пневматичні ВМП застосовують на шахтах небезпечних по раптових викидах газу і вугілля.

Розрізняють три схеми провітрювання тупикових підготовчих вибоїв: нагнітальну, усмоктувальну і комбіновану (рис. 2-12).

Рис. 2‑12 – Способи провітрювання тупикових виробок:

а – нагнітальний; б – усмоктувальний; в – комбінований;

1 – нагнітальний вентилятор; 2 – усмоктувальний вентилятор; 3 – гнучкий трубопровід; 4 – жорсткий трубопровід; 5 – перемичка

Нагнітальна схема провітрювання (а) застосовується найбільше часто. При її застосуванні повітря, що виходить з відносно великою швидкістю з кінця трубопроводу, розріджує продукти вибуху і вимиває газову суміш із вибою. Водночас при нагнітальному провітрюванні продукти вибуху, що видаляються, рухаються по усієї виробці, утруднюючи виробництво робіт. Нагнітальний вентилятор установлюють на свіжому струмені на відстані не менше 10 м від місця виходу продуктів вибуху, щоб усунути їхнє засмоктування вентилятором і нагнітання у вибій разом із свіжим повітрям. Відстань від кінця трубопроводу до вибою не повинна перебільшувати 8 м.

При усмоктувальній схемі провітрювання (б) у вентиляційний трубопровід потрапляють лише гази, утворені при вибуху у вибої і знаходяться в безпосередній близькості від вхідного отвору. Перевагою даної схеми провітрювання є те, що виробка на всьому протязі залишається вільною від продуктів вибуху. Суттєвим недостатком даної схеми є те, що у вибою утворюється застійна зона, рух повітря у якій в бік трубопроводу відсутній; необхідно використовувати жорсткі трубопроводи.

Для забезпечення швидкого провітрювання виробки по всієї її довжині застосовують комбіновану схему провітрювання (в) У цьому випадку на деякій відстані від вибою встановлюють перемичку з дверима, що під час провітрювання повинні бути закриті. Через цю перемичку проходять два трубопроводи, по одному з яких повітря нагнітається до вибою, а по другому – усмоктується. Недостатком способу є необхідність мати 2 вентилятори і виконувати додаткові роботи по переносу нагнітального вентилятора і перемички.

Вентиляційні груби виготовляють із металу, тканини і полімерних матеріалів. Металічні труби з листової сталі виготовляють діаметром 300—800 мм. Довжина кожної ланки 2—3 м. Окремі труби з'єднують за допомогою фланців болтами. Для ущільнення розміщують прокладки.

Труби з прорезиненої тканини довжиною ланок 5, 10 і 20 м і діаметром 300—1000 мм легкі, швидко встановлюються і мають безфланцеве поєднання ланок за допомогою пружинних кілець. Недостатками їх є відносно мала міцність і високий коефіцієнт аеродинамічного опору. Альтернативний варіант – труби з текстовініту, пластикату, капрону та ін.

Розрахунок провітрювання складається з вибору схеми і способу провітрювання гірничої виробки, розрахунку кількості повітря, подаваного у вибій або що видаляється з нього, вибору типу і діаметра труб, визначення витоків повітря, підрахунку депресії, вибору типу ВМП.

Кількість повітря, необхідна для провітрювання тупикових виробок, визначається по чотирьох факторах:

за розрідженням газу, що виділяється (СН₄ або СО₂);

за кількістю газів, що виділяються під час вибуху;

за числом людей у виробці;

за мінімальною швидкістю руху повітря;

за мінімальною швидкістю руху повітря в залежності від температури і вологості.

Після провітрювання вибій призводять у безпечний стан. При цьому гірничий майстер і підривник оглядають вибій і перевіряють, чи усі шпури вибухнули. Якщо виявлені відмови, то підривник робить їхню ліквідацію. Після цього або якщо всі шпури вибухнули, перевіряється стан кріплення, покрівлі і боків виробки. Ушкоджене кріплення виправляють. Породи покрівлі і боків обстукують оборником, тим самим, відокремлюючи шматки породи, що відшарувались.

Навантаження породи

Навантаження породи по трудомісткості і тривалості займає у прохідницькому циклі 30—40 %. Навантаження породи механізується за допомогою навантажувальних машин і скреперних комплексів.

Вибір раціонального типу навантажувальної машини відбувається в залежності від міцності підлеглої збиранню породи, розмірів поперечного перетину виробки, виду застосованої для буріння шпурів енергії і прийнятої організації робіт з таким розрахунком, щоб машини в конкретних умовах використовувалися найбільш ефективно.

Для вантаження породи в одношляхових виробках застосовують машини періодичної дії типу механічної лопати на рейковому ходу (ППН-1С, ППН-2). Вагонетка прищеплюється до машини і з опущеним ковшем машина під'їжджає до підірваної породи. Ківш, занурюючись у неї, заповнюється породою. Потім вмикається двигун підйому, що приводить у рух барабан, на який навивається ланцюг, який піднімає ківш. При крайньому верхньому положенні ковшу порода висипається з нього у вагонетку, після чого ківш опускається до підошви виробки і цикл навантаження повторюється (рис. 2-13, а).

Вантаження породи даними машинами може відбуватись на конвеєр, установлений паралельно рейковому шляху, на якому працює машина. Для цього використовується перевантажувальна вагонетка з похилим лотком, що рухається разом із машиною.

Гідність машин типу механічної лопати у простоті їх конструкції і обслуговування при роботі. Основний недостаток – обмежений фронт навантаження, що при проведенні виробок площею понад 8 м² викликає необхідність ручного підкидання породи до машини.

Навантажувальна машина 1ППН-5 конвеєрно-ковшового типу при роботі робить напірний рух опущеним ковшем у породу, потім ківш піднімається і, перевернувшись, передає захоплену їм породу на конвеєр, з якого вона потрапляє у вагонетку (рис. 2-13, б).

Рис. 2‑13 – Типи навантажувальних машин циклічної дії:

а – одноступеневого навантаження; б – двоступеневого навантаження; в – з боковим розвантаженням

В наступній час розповсюджуються ковшові машини на гусеничному ходу з боковим розвантаженням породи (МПК-3У). Такі машини найбільш продуктивні при навантаженні породи на конвеєрний транспорт. До того ж ці машини можна використовувати для допоміжних робіт з використанням навісного обладнання (рис. 2-13, в).

Крім машин періодичної дії застосовують машини безупинної дії (МП-2, 1ПНБ-2, 2ПНБ-2, ПНБ-2К, ПНБ-3Д та ін.) на гусеничному ходу (рис. 2-14). Машина 1ПНБ-2 навантажує породу у виробках з площею поперечного перетину у світлі по ширині та висоті не менше 2,5×1,8 м. Навантажувальна машина 2ПНБ-2 призначена для комплексної механізації прохідницьких робіт при проведенні горизонтальних виробок перетином від 8 м² і вище, має двобічне керування, обладнана устаткуванням для буравлення шпурів, для заряджання шпурів, підйому верхняків кріплення.

Рис. 2‑14 – Навантажувальна машина безупинної дії

Для навантаження породи застосовують також скреперні навантажувально-доставочні комплекси і скреперні установки. Для навантаження породи застосовують коробчасті і гребкові скрепери вмістом до 0,8 м³, причому коробчасті – при рівномірній і дрібній породі (до 200 мм), а гребкові при крупній кусковатості. Полки використовують зварних конструкцій з похилим помостом і вікном для розвантаження скрепера.

Скреперні установки застосовують у виробках різних перетинів. Вони прості у експлуатації і не потребують значних матеріальних витрат. До їх недостатків можна віднести швидкий знос канатів, складності зачистки підошви у боків виробки, неможливість роботи при слабкій підошві виробки.

Допоміжні роботи

Зведення тимчасовогокріплення. Тимчасове кріплення, установлюване для безпечного ведення робіт у привибійному просторі до зведення постійного кріплення, повинне бути надійне, просте у виготовленні і зручне при установці і заміні постійним кріпленням.

В якості підтримуючого використовується аркове жорстке або податливе кріплення зі спецпрофілю. Зводять таке кріплення як постійне. Застосовується також анкерне кріплення у чистому вигляді, або у комбінації з верхняком металевої арки (рис. 2-15).

Рис. 2‑15 – Тимчасове огороджувальне кріплення:

1 – висувна балка; 2 – настил; 3 – підвіска

Якщо породи стійкі, але схильні до відшарування, а постійне кріплення зводиться вслід за посуванням вибою, то застосовують привибійне огороджуюче висувне кріплення і підвісні дерев'яні або металеві верхняки з затягуванням.

Устрій водовідливних канавок. Вода, що надходить у виробку, відводиться самопливом по водовідливній канавці до центрального або дільничного водозбірника. Форми і розміри перетину водовідливних канавок вибираються в залежності від величини притоку води, властивостей порід, типу кріплення, розмірів і терміну служби виробок (рис. 2-16).

Рис. 2‑16 – Кріплення водовідливних канавок

У міцних породах одночасно з підриванням шпурів у вибої в підошві виробки підривають один-два шпури, які пробурюються у місті розташування канавки. Після вбирання породи канавку оформлюють до проектних розмірів відбійними молотками. У породах з f > 10 і при притоках до 100 м³/годину канавки звичайно не кріплять (а). У породах із f < 10 канавки закріплюють: при дерев'яному кріплення і важкорозмиваємих породах – деревом (б); при монолітному бетонному кріпленні – монолітним бетоном (в); при збірному з/б та металевому кріпленні – з/б або азбоцементними лотками. Кріплення канавки ведеться в міру посування вибою виробки. Поверх канавку накривають настилом.

Настілка рейкового шляху. При проведенні горизонтальних виробок для безперебійної роботи прохідницьких машин на рейковому ходу поблизу від вибою настилають тимчасовий рейковий шлях, що у міру посування вибою заміняють постійним.

Рис. 2‑17 – Будова рейкового шляху:

а – верхня будова; б – шляховий шаблон; в – ватерпас

1 – рейка; 2 – костиль; 3 – робочий кант рейки; 4 – шпала; 5 – підкладка; 6 – баласт; 7 – горизонтальна рейка; 8 – нашивка; 9 – відвіс

На шахтах застосовується два типорозміри ширини рейкового шляху: 600 і 900 мм. Постійний рейковий шлях настилають ділянками довжиною, кратною довжині рейок (8 та 12 м). Рейковий шлях складається з основи і верхньої будівлі. Основою шляху служить підошва виробки. Верхня будівля складається з баластового прошарку, шпал, рейок, підкладок, накладок і з'єднувальних болтів (рис. 2-17). У шахтах застосовують рейки двох типорозмірів Р24 і Р33. Рейки Р24 в основному застосовують у дільничних виробках (штреках), рейки Р33 – у капітальних (квершлагах, приствольному дворі, корінних штреках, вантажних і людських ходках).

Настілку тимчасового шляху роблять без баластового прошарку, окремими ланками у вигляді відрізків рейки довжиною 1—2 м, приварених до металевих шпал зі швелеру № 16—20, або застосовуються висувні рейки довжиною 4—8 м (рис. 2-18). Коли сумарна довжина ланки тимчасового шляху досягає стандартної довжини рейки, його знімають і настилають постійний шлях.

Рис. 2‑18 – Тимчасовий рейковий шлях

Настілку рейкового шляху починають із розбивки осі шляху на підошві виробки і встановлення на її стінах реперів з відміткою проектного положення головки рейки. Рейки костилями пришивають до дерев'яних шпал через підкладку, а з залізобетонними шпалами з'єднують болтами.

Шпали вкладаються через 700 мм одна від одної на баласті з гравію розміром 3—20 мм або зі щебеню 20—40 мм. Допускається використання породи, що не розмокає, з f > 5 розміром до 70 мм.

Товщину баласту приймають рівною 200 мм при рейках Р-33 і 190 мм при рейках Р-24. Шпали занурюють у баласт на 2/3 їх висоти.

Рейковий шлях укладається з нахилом в бік приствольного двора, рівним 0,003—0,005 і контролюється ватерпасом.

Прокладка труб і кабелів. Труби і кабелі прокладають у виробках таким чином, що б їх не міг ушкодити рухомий состав не тільки при нормальному русі, але й у випадку його сходу з рейок; щоб вони не мішали проходу людей і щоб зручно було їх обслуговувати.

Доцільно прокладати труби і кабелі у верхній частині виробки. Вентиляційні сталеві труби в залежності від типу кріплення можна підвішувати за допомогою металевих хомутів і крючків (рис. 2-19, а), підвісок (б) або металевих штирів (г), зароблюємих у кріплення. Прогумовані вентиляційні труби підвішують на крюччях до туго натягнутого троса діаметром 5-6 мм.

Рис. 2‑19 – Способи підвішування труб

Водопровідні труби можна прокладати по підошві виробки, але так, що б вони не заважали руху людей.

Силові кабелі підвішують до дерев'яного і металевого кріплення еластично на брезентовій або гумовій стрічці (рис. 2-20, а) або на дерев'яних кронштейнах (б), у такому місці виробки, де б у випадку обриву підвіски кабель не потрапляв на рейки або конвеєр. Відстань між підвісками не більше 3 м. Жорстке закріплення силового кабелю (в) допускається тільки у виробках закріплених бетонним та монолітним залізобетонним кріпленням або проведених у міцних породах без закріплення. При прокладці кабелю по підошві виробки його захищають від механічних пошкоджень вогнестійким матеріалом (залізобетонні жолоба, фасонна сталь та ін.) (г).

Рис. 2‑20 – Способи прокладки кабелів

Доставка матеріалів та обладнання. Доставку матеріалів та обладнання у вибій виробок виконують у пакетах, контейнерах або на спеціальних платформах. На ряді шахт для транспортування матеріалів, обладнання та людей по дільничним безрейковим і конвеєрним виробкам з кутом нахилу до 18º використовують монорейкові канатні дороги 4ДМК і 6ДМК (У) з максимальною довжиною транспортування відповідно 1200 і 1600 м. Застосування монорейкових доріг, як свідчить досвід, дозволяє в 3—4 рази знизити трудомісткість робіт.

Для транспортування на довжину до 1500 м матеріалів, обладнання і гірничої маси по рейковим виробкам з завищеним або тяжким профілем, в яких утруднюється або неможлива електровозна або канатна відкатка, застосовують ґрунтову канатну дорогу типа ДКН.

Освітлення. Для освітлення виробок услід за посуванням вибою нарощують з відставанням 10—20 м постійну освітлювальну мережу. Там, де проектом не передбачається постійне освітлення, встановлюють тимчасове.

Сучасні навантажувальні машини і бурильні установки обладнані прожекторами для освітлення місця роботи. Дільниця виробки у вибою освітлюється також електричними світильниками РП-100 і РП-200, які підвішуються через 4—6 м. Також кожен з прохідників має індивідуальний акумуляторний світильник.

Маркшейдерське обслуговування. Контроль за проведенням виробок виконується маркшейдерською службою підприємства. Маркшейдер дає направлення виробки, а у процесі її проведення перевіряє його. Направлення виробки у горизонтальній площині задають теодолітом і позначають отвісами або за допомогою світового прибору УНС. Отвісів беруть не менше трьох через 1—3 м.

Для визначення напрямку виробки, а також при настиланні рейкових шляхів, контролю кріплення і інших роботах може використовуватись лазерна установка ЛУН-2, розроблена ВНДМІ, яка кріпиться на спеціальному кронштейні до стінки або покрівлі виробки утворює потужний світловий потік, видний на відстані до 1000 м.