Оборудование для крепления стволов монолитным бетоном и железобетоном

Для механизации возведения постоянной монолитной бетонной крепи в вертикальных стволах применяют металлические передвижные опалубки.

Для возведения постоянной крепи применяют различные конструкции металлических опалубок. Секционная опалубка состоит из отдельных секций 1 (листовая сталь толщиной 5-6 мм), которые образуют внешнюю оболочку опалубки. Секции закреплены на двух или трех каркасах жесткости 2 (швеллерные полукольца с ребрами жесткости), которые соединены стяжными винтами (фаркопфами) 3 и вставками 4. При отрыве от крепи вставка вдвигается внутрь ствола, а винтовые стяжки сжимаются. При этом диаметр наружной поверхности уменьшается на 8-10 см. После перемещения опалубки в новое положение винтовые стяжки разжимаются, вставка устанавливается в прежнее положение. Опалубка, как правило, подвешивается на направляющих канатах бадей или, реже, на отдельных канатах, предназначенных специально для этой цели. Высота рабочей части применяемых опалубок зависит от горно-геологических условий сооружения ствола и колеблется от 2 (при проходке стволов в слабоустойчивых породах) до 4,5 м (в крепких, устойчивых породах).

Для сокращения затрат труда на отрыв применяют опалубку с механизированным отрывом типа ОМ. Она состоит из нижнего и верхнего колец 1 и 2, соединенных между собой стойками 3 и секцией 4. Секции закреплены на нижнем кольце при помощи шарниров 5 и образуют наружный контур опалубки. Секции 4 могут поворачиваться вокруг шарнира 5, что дает возможность отклонять их верхнюю часть на 30 мм.

Рисунок. Секционная опалубка

Лекция 9

ПЕРЕХОДНЫЙ ПЕРИОД ОТ ПРОХОДКИ И УГЛУБКИ СТВОЛОВ к ПРОВЕДЕНИЮ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ И НАКЛОННЫХ ВЫРАБОТОК

СОСТАВ РАБОТ И ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ПЕРЕХОДНОГО ПЕРИОДА

К числу работ для организации проведения горизонтальных: и наклонных выработок, проводимых в переходный период, от­носятся: оборудование подъема с подготовляемого горизонта; переоборудование транспорта породы и подачи к стволу обо­рудования и материалов на поверхности; организация подзем­ного транспорта, электроснабжения, водоотлива и проветрива­ния; строительство других объектов.

При проектировании горнопроходческого комплекса для про­ведения горизонтальных и наклонных выработок необходимо учитывать следующее:

обеспечение необходимой производительности подъемов для выдачи породы, спуска подъема людей, материалов и оборудо­вания;

максимальное использование для подготовки новых горизон­тов вскрывающих выработок, предусмотренных проектной схе­мой вскрытия и постоянных комплексов подъемов;

обеспечение надежного электроснабжения, проветривания и водоотлива при проведении горизонтальных и наклонных выра­боток;

при подготовке нового горизонта действующей шахты воз­можность независимой работы от эксплуатационной деятельно­сти шахты;

организацию скоростного проведения горизонтальных выра­боток на основе комплексной механизации горнопроходческих процессов.

Во многих случаях при широком фронте горных работ ско­рость проведения выработок зависит не столько от организации работ в забоях, сколько от всего горнопроходческого комплекса шахты. При этом неудовлетворительная организация подъема, откатки на поверхности и в шахте, водоотлива и проветривания являются главной причиной низких скоростей проведения выра­боток и увеличения общей продолжительности строительства и реконструкции шахты.

Переходный период строительства шахты охватывает проме­жуток времени с момента полного окончания проходки ствола с армировкой и проведения сопряжений и приствольных камер до начала проведения горных выработок на подготовляемых горизонтах.

Продолжительность переходного периода определяется глав­ным образом временем переоборудования подъема в стволе для второго периода строительства шахты, при этом все другие ра­боты горнопроходческого комплекса, как правило, совмещаются во времени с сооружением подъема.

Объем и продолжительность переоборудования ствола для проведения горизонтальных и наклонных выработок зависит от следующих основных факторов: назначения ствола при эксплуа­тации; продолжительности использования подъема в стволе для проведения горных выработок во втором периоде по проекту организации строительства шахты; принятой схемы оборудова­ния подъема в стволе для второго периода строительства шах­ты; оснащения ствола подъемно-копровым оборудованием в пе­риод проходки.

На рис. 64 приведена классификация оборудования стволов различных назначений и схем оснащения подъемами для вто­рого периода строительства шахт.

В том случае, когда по проекту шахты в стволе предусмотре­но оборудование постоянного подъема, а для проведения горных выработок во втором периоде оборудуется временный подъем то перед сдачей шахты в эксплуатацию его останавливают для: выполнения перехода на постоянный комплекс подъема.

Поэтому в проекте организации строительства шахты долж­но четко определяться время использования подъемов в стволах различного назначения во втором периоде строительства шахты, чтобы не прерывать работы на подготовляемых горизонтах, которые обычно выполняются до последнего момента сдачш шахты в эксплуатацию.

Так, с целью сокращения переходного периода в некоторых случаях при проходке клетевых стволов с временной схемой оснащения (проходческий копер и временная подъемная маши­на) или с комбинированной схемой (различное сочетание вре­менных и постоянных копров и подъемных машин) для прове­дения выработок во втором периоде оборудуют временный клетевой подъем. Такое оснащение, кроме снижения производи­тельности по сравнению с постоянным комплексом подъема и ухудшения условий выполнения большого объема горных ра­бот, во многих случаях приводит к увеличению общего срока строительства шахты в связи с необходимостью переключения проведения горных выработок на подъем в другом стволе или сооружения постоянного комплекса подъема после полного окон­чания горных работ.

Поэтому наиболее целесообразно для проведения выработок во втором периоде строительства и реконструкции шахт для условий Кузнецкого и Карагандинского бассейнов оборудовать- постоянный двухклетевой подъем в клетевом стволе на цен­тральной площадке и постоянный или временный клетовой подъ­ем (при отсутствии в проекте постоянного) на фланговых ство­лах.

При реконструкции шахт в Прокопьевско-Киселевском райо­не Кузбасса со вскрытием шахтного поля тремя сближенными стволами, когда в распоряжение шахтостроителей для подго­товки нового горизонта передается скипо-клетевой (породоуглу- бочный) ствол, его целесообразно оборудовать двумя постоян­ными подъемами: одноклетевым для вспомогательных функций и односкиповым для выдачи породы.

В некоторых случаях до оборудования постоянного клете­вого подъема в клетевом стволе для ускорения переходного пе­риода и создания широкого фронта горных работ целесообразно использовать скиповой ствол с оборудованием временного двух­клетевого подъема с движением клетей по постоянной армиров- ке, как было выполнено на реконструкции шахты «Капиталь­ная» (см. рис. 60).

В скиповых стволах временные скиповые или бадьевые- подъемы, как правило, не оборудуются, так как во всех случаях необходим другой подъем для спуска-подъема людей.

Использование постоянного двухскипового угольного подъе­ма для проведения горных выработок, как было сказано выше,, возможно к концу строительства шахты в связи с большим объемом строительно-монтажных работ по сооружению такого комплекса.

Из изложенного следует, что сокращение общего срока строительства шахты предопределяется максимальным исполь­зованием постоянного комплекса подъема в первом и втором периодах строительства шахты.

В то же время объем и продолжительность собственно пере­ходного периода определяется принятой схемой оборудования подъема в стволе, который определен для подготовки горизонта, и оснащением этого ствола подъемно-копровым оборудованием при проходке.

В переходный период при оборудовании постоянного двух­клетевого подъема в клетевом стволе, когда проходка ствола осуществляется с использованием постоянных копра и подъем­ной машины, работы выполняют в следующей последовательно­сти: демонтируют временное проходческое оборудование в ство­ле и копре; восстанавливают отдельные элементы постоянного металлического копра и его отшивки, нарушенные в связи с его использованием для проходки ствола; выполняют армировку в пределах копра и установку подъемных шкивов; устанавливают посадочные балки, кулаки, ограждения на устье ствола и го­ризонтах; навешивают подъемные и парашютные канаты, заво­дят клети в станок копра и испытывают их; выполняют наладку постоянной подъемной машины; организуют откатку вагонеток по постоянной схеме или временной, когда по проекту не пре­дусмотрена выдача породы через клетевой ствол. Продолжительность такого перехода составляет в среднем 1,5-2 мес.

При оборудовании постоянного клетевого подъема в клете­вом стволе, когда проходка его осуществлялась с применением проходческого копра и временной подъемной машины, к пе­речисленным работам в переходный период добавляются: де­монтаж проходческого копра и временной подъемной машины; монтаж постоянного металлического копра; строительство зда­ния подъема и монтаж постоянной подъемной машины; строи­тельство надшахтного здания.

Продолжительность такого периода составляет 8-12 мес.

Сокращение продолжительности переходного периода в этом случае возможно за счет предварительного монтажа постоянно­го металлического копра с армировкой, подъемными шкивами, заведенными в станок клетями и надвижки его на ствол после демонтажа проходческого копра, а также совмещение во време­ни строительства здания подъемной машины и ее монтажа.

В этом случае продолжительность переходного периода мо­жет составить 3-4 мес.

При оборудовании постоянного клетевого подъема, когда проходку ствола выполняют по комбинированной схеме, про­должительность и объем переходного периода зависят от соче­тания постоянных копров и подъемных машин.

Так, при проходке ствола с использованием постоянного ме­таллического копра и временной подъемной машины продолжи­тельность перехода на постоянный клетевой подъем может быть осуществлена в то же время (1,5-2 мес.). что и при проходке ствола по постоянной схеме оснащения при условии совмещения строительства здания постоянного подъема и его монтажа с окончанием к моменту завершения работ в стволе.

При проходке ствола по комбинированной схеме оснащения с использованием проходческого копра и постоянной подъемной машины продолжительность перехода увеличивается на время демонтажа проходческого копра и монтажа постоянного копра, примерно так же, как и при проходке ствола по временной схе­ме оснащения.

Для ускорения обмена вагонеток, в переходный период на поверхности рекомендуется в период проходки ствола выполнить строительство надшахтного здания, что возможно при осна­щении ствола с использованием постоянного копра или фун­даментов надшахтного здания при применении проходческого копра.

ПРИМЕРЫ ОРГАНИЗАЦИИ ПЕРЕХОДНОГО ПЕРИОДА

При строительстве ряда шахт в Кузнецком и Карагандинском бассейнах при проходке клетевых стволов, расположенных на центральной площадке, применялись постоянные копры и подъемные машины, что позволило выпол­нить переход на постоянные клетевые комплексы для проведения горизонталь­ных и наклонных выработок в короткие сроки, без остановки работы стволов перед сдачей шахт в эксплуатацию.

Проходку клетевых стволов при строительстве гидрошахт «Байдаевская- Северная» № 1 и № 2, позже объединенных в одну гидрошахту «Юбилей­ная», выполняли с использованием постоянных металлических копров и подъ­емных машин. К началу проходки стволов также были сооружены блоки по­стоянных надшахтных зданий.

После проходки и армирования клетевого ствола гидрошахты «Байдаев- ская-Северная» № 1 были выполнены следующие работы: последующая це­ментация ствола, герметизация надшахтного здания, демонтаж бадьевого подъема, монтаж постоянного клетевого подъема, оборудование комплекса откатки вагонеток с монтажом временного бокового опрокидывателя (выда­ча породы в вагонетках не предусматривалась проектом). Продолжительность перехода от окончания армирования ствола до начала проведения горизон­тальных выработок составила 5 мес.

Проходку клетевого ствола гидрошахты «Байдаевская-Северная» № 2 выполняли одновременно с армированием, после работ по предварительной цементации горных пород, что позволило выполнить переход на постоянный клетевой комплекс для проведения горизонтальных выработок за 1,5 мес.

При строительстве шахты «Первомайская» клетевой ствол на центральной площадке был пройден с использованием постоянного металлического копра, надшахтного здания и подъемной машины типа 2Ц-5Х2.7. Продолжитель­ность перехода на постоянный клетевой комплекс составила 2 мес.

Поле шахты «Распадская», как было сказано выше (см. рис. 1), вскрыто тремя вертикальными клетевыми стволами: блока № 4 на центральной пло­щадке, блоков № 3 и 5 на флангах.

Проходку клетевого ствола блока № 4 выполняли с использованием про­ходческого копра и двух временных подъемных машин типа 2БМ-3000/1500.

После окончания проходки ствола до гор. +70 м, разработки пяти сопря­жений на пересечении с рабочими пластами и армирования, проходческий копер и временные подъемные машины были демонтированы, чтобы создать

условия для сооружения постоянного клетевого комплекса со значительным объемом подземной части (примыкание вентиляционного канала, сооружение разгрузочного бункера с тоннелем для выдачи породы и др.).

Полная продолжительность от окончания армирования ствола до начала работы постоянного клетевого комплекса составила 26 мес.

В этот период (в течение 20 мес) одновременно со строительством по­верхности проводились выработки околостволвного двора гор. —|—70 м с вы­дачей породы клетевым стволом по бескопровой схеме временным двухкле­тевым подъемом на двухтонную вагонетку до горизонта пл. 7, 7^а с после­дующей передачей породы на поверхность конвейером КЛ-150 по уклону, пройденному по пл. 7, 7^а. Ступенчатая схема выдачи породы и особенно спуска материалов и оборудования сдерживала разворот горнопроходческих работ и не обеспечивала высоких темпов.

Проходку клетевого ствола блока № 3, выполняли с использованием по­стоянного металлического копра, блока надшахтного здания и подъемной машины типа 2Ц-5х2,3. После окончания армирования ствола с монтажом углеспуска были выполнены работы по оборудованию постоянного комплекса подъема — два одноклетевых подъема с противовесами. Для приема породы на поверхности был установлен боковой опрокидыватель, так как проектом не предусматривалась выдача породы через ствол. Общее время перехода составило 2 мес.

В связи с несвоевременной поставкой постоянного копра и подъемной ма­шины проходку клетевого ствола блока № б выполняли с использованием двух проходческих агрегатов ПА-2.

После окончания проходки и армирования ствола демонтировали проход­ческое оборудование и был выполнен монтаж постоянного металлического копра методом надвижки, строительство надшахтного здания и монтаж noj стоянной подъемной машины. Общее время перехода на постоянный клетевой комплекс составило 9 мес.

При реконструкции шахты «Шушталепская» проходку клетевого ствола на центральной площадке выполняли с применением проходческого копра и временной подъемной машины, которые были использованы для подготовки гор. —|—60 м. После проходки и армирования ствола были выполнены следую­щие работы: демонтаж бадьевого подъема, породного бункера и другого про­ходческого оборудования; произведено армирование внутри копра; переобору­дована.подшкивная площадка; выполнен монтаж временного двухклетевого подъема на вагонетку 'ВГ-2,5; строительство временного надшахтного здания с оборудованием временного комплекса обмена вагонеток и монтажом ба­шенного опрокидывателя и другого оборудования (см. рис. 62). Продолжи­тельность работы от момента окончания армирования ствола до начала про­ведения горизонтальных выработок составила 7 мес.

По такой же схеме выполнены работы по оборудованию временного кле­тевого комплекса на реконструкции шахты «Октябрьская» при подготовке _ГОр. —юо м с нового клетевого ствола, при этом продолжительность перехо­да составила 8 мес.

Перед окончанием работ по реконструкции шахт такие временные клете­вые комплексы подлежат демонтажу и сооружаются постоянные клетевые комплексы, что по времени составляет 10—12 мес.

Как видно, клетевые стволы при строительстве и реконструкции шахт наиболее целесообразно к началу проведения выработок околоствольного дво­ра оборудовать постоянными клетевыми комплексами с максимальным исполь­зованием постоянной схемы откатки вагонеток в надшахтном здании, что создает благоприятные условия ведения горнопроходческих работ и исклю­чает длительную остановку ствола перед сдачей в эксплуатацию.

В Прокопьевско-Киселевском районе Кузбасса при выполнении работ по реконструкции и углубке шахт сложилась.практика передачи в распоряжение шахтостроителей для подготовки нижних горизонтов одного из трех углуб­ляемых стволов, породо-углубочного, оборудованного одноклетевым и одно­скиповым подъемами, или клетевого, оборудованного двухклетевым подъемом.

Так, дважды ори подготовке нижних горизонтов шахты «Тайбинская» в распоряжение шахтостроителей передавался клетевой ствол, а его функции по спуску-подъему людей, материалов и оборудования выполнял породо- углубочный ствол с одноклетевым подъемом.

После окончания работ по углубке ствола по схеме с выдачей породы на поверхность и использованием постоянных копра, подъемной машины и армировки, переход на постоянный клетевой подъем для подготовки нового горизонта составлял до 2 мес.

В случае использования породоуглубочного ствола для подготовки но­вого горизонта, что является основным вариантом для большинства шахт района, после окончания работ по углубке и армированию переход на по­стоянные подъемы выполняется в два этапа. Переход на постоянный одно­клетевой подъем с противовесом выполняется за 1,5-2 мес, а постоянный одноклетевой подъем для выдачи породы оборудуется после выполнения ком­плекса выработок по разгрузке вагонеток на подготовляемом горизонте через 8-9 месяцев.

 

Лекция 10. Углубка стволов.