книги / Технология строительства подземных сооружений. Строительство горизонтальных и наклонных выработок
.pdfРис. 5.3. Приемная площадка уклона:
а — при транспортировании горной массы в вагонетках:
1 т- лебедки подъемные; 2 — предохранительные барьеры; 3 — вагонетки- б — при транспортировании горной массы в скипах:
1 — бункер (гезенк) ; 2 — подъемная лебедка; 3 — вагонетка; 4 — скип; в — с обгонной выработкой:
1 — подъемные лебедки; 2 — конвейеры; 3 — рельсовый путь
Для подъемных лебедок сооружается камера, которая соеди няется с уклоном канатным ходком, а с откаточной выработкой ходком.
Р а з р у ш е н и е породы. Выбор оборудования для буре ния шпуров производится в зависимости от площади попереч ного сечения и угла наклона выработки.
Основные положения по выбору оборудования в зависимости от угла наклона выработки приведены в табл. 5.1.
При проведении выработок буровзрывным способом выбор ВВ и СВ, расчет параметров буровзрывного комплекса (расход ВВ, конструкция, число, глубина и схема расположения шпу ров) производится по формулам, применяемым при расчете бу ровзрывных работ в горизонтальных выработках.
Бурение шпуров в мягких и средней крепости породах про изводится ручными электросверлами, а в крепких породах пер фораторами. В выработках с углом наклона до 10° применяют •бурильные установки БУР-2, БУЭ-2 и другие с дополнительны
ми маневровыми лебедками. |
маши |
|
П о г р у з к а п о р о д ы производится погрузочными |
||
нами |
и скреперными установками. Погрузочные машины типа |
|
.ПНБ |
с нагребающими лопатами на гусеничном ходу применя- |
|
|
Т а б л и ц а |
5.1 |
Процессы и оборудование
Б урение ш пуров электросверла лневмосверла перф о
раторы ко л о н ко в ы е электросверла Бурильны е устан о в ки Б У Р -3 с
маневровы м и л еб едкам и
По гр у з к а породы
Погрузочны е м аш ины с н агребаккци -
ми лапам и ПНб471 П Н Б -2 , zrfН Б -3
Скреперны е у ста н о в ки С К У -1 ,
СК М -6 0 0 , С П -2 /1 М
Скреперны е у стан о в ки М П Д К - 2 ,
МП Д К - 3
Транспортирование горной массы
Ваго нетки
Ски п ы
Ленточны е конвейеры
Скр е б ко в ы е конвейеры
Скр еб ко в ы й конвейер К С П -2
Са м о теко м по ж елобам
|
У го л н акл она вы работки, градус |
|
|||
5 |
10 |
' 1 5 |
18 |
2 5 |
3 5 |
* |
|
|
|
|
|
|--------------- |
1 |
|
|
|
|
—I
I
I
Н 1
|
ют в выработках с углом наклона до 10°, при наличии дополни тельных лебедок до 15°.
Для погрузки породы в выработках с углом наклона более 10° ДонУГИ и ЦНИИподземмаш произвели частичное измене ние конструкции машины I ПНБ-2, в которой введен узел при цепного устройства, увеличены борта конвейера, модернизиро ваны тормозной фрикцион и нагребающие лапы. Для удержа ния машины от сползания применена лебедка 1ЛП со скоростью каната до 0,2 м/с и тяговым усилием 20 Н. Новая машина 1ПНБ-2у позволяет проводить выработки сверху вниз с углом наклона до 18°.
Уклонная погрузочная машина ППМ-4у (рис. 5.4) отличает ся от базовой машины ППМ-4э наличием механизма обратного хода — лебедка устанавливается в задней части рамы. На ба рабан лебедки наматывается канат, другой конец которого за креплен за якорь. Для погрузки породы при проведении наклон ных выработок сверху вниз с наклоном до 25° применяют маши ны ППИ-7 и буропогрузочный комплекс «Сибирь» (рис. 5.5), в котором механизированы бурение шпуров, погрузка породы и возведение крепи. Комплекс «Сибирь» состоит из платформы на колесно-рельсовом ходу (колея 2,1—2,7 м), двух погрузоч ных машин с боковой разгрузкой, двух бурильных машин, кре-
Рис. 5.4, Погрузочная машина |
ППМ-4у с |
предохранительной лебедкой: |
/ — механизм обратного хода; |
2 — канат; |
3 — блок; 4 — распорная стойка |
Рис. 5.5. Буропогрузочный комплекс для проведения наклонных выработок «Сибирь»
П о к а за т ел и |
1 |
2 |
3 |
1 |
|
||||
Площадь поперечного сечения: |
12,2 |
12,9 |
9,8 |
|
в сзету, м2 |
|
|||
вчерне |
15,5 |
15,5 |
12,8 |
|
Угол наклона выработки, градус, не |
13 |
13 |
25 |
|
более |
4 - 6 |
4—6 |
4 - 6 |
|
Коэффициент крепости породы |
|
|||
Постоянная крепь |
Арочная, трехцветная |
|
||
Оборудование: |
БУР-2 |
БУР-2 |
СР-3 |
|
для бурения шпуров |
|
|||
|
|
2ПНБ-2 |
ПР-24Л |
|
для погрузки породы |
2ПНБ-2 |
ГТНБ-7 |
|
|
для транспортирования породы |
Конвейер- |
Скип (6м3) |
УВГ-2,5 |
|
|
СР-70 |
|
|
|
|
1ЛУ-100 |
2,3 |
2,5 |
|
Глубина шпуров, м |
2,3 |
|
||
Подвигание забоя за цикл, м |
2,1 |
2.1 |
2,0 |
|
Число проходчиков в смену, чел. |
7 |
7 |
3—4 |
|
Продолжительность цикла, ч |
9 |
9 |
12 |
|
Скорость проведения, м/мес |
160 |
140 |
100 |
|
Производительность труда, мя/чел,- |
2,12 |
1,87 |
1,88 |
|
смену |
22 |
22 |
— |
|
Стоимость 1 м3 в свету, руб. |
|
пеукладчика и конвейера. Перемещение комплекса производит ся лебедкой. Производительность комплекса 100—120 м3/ч, дли на 14 м, ширина 2,8 м, масса 25 т.
Более широко для погрузки породы в наклонных выработках, применяют скреперные установки, техническая характеристика
которых приведена в табл. 5.2. |
производится ленточ |
Т р а н с п о р т и р о в а н и е п о р о д ы |
|
ными и скребковыми конвейерами, в вагонетках и скипах. |
|
Ленточные конвейеры применяют в выработках с углом на |
|
клона до 18° Применение ленточных |
конвейеров эффективно |
в случаях, когда они остаются для транспортирования полезно го ископаемого. В забойной части целесообразно применять пе редвижные скребковые конвейеры, что позволяет наращивать ленточный конвейер через 50—60 м. Скребковые конвейеры при меняют в выработках с углом наклона до 25°.
Транспортирование в |
вагонетках |
и |
скипах |
производится |
||
в выработках с углом |
наклона |
соответственно |
до |
25 и 35°. |
||
Спуск и подъем вагонеток (скипов) |
производится однобарабан |
|||||
ными и двухбарабанными подъемными машинами |
с диаметром |
|||||
барабана 1200—2500 мм. Тип подъемной машины |
выбирается |
|||||
в зависимости от длины |
наклонной |
выработки (канатоемкость |
||||
барабана) концевой нагрузки на канат. |
Подъемные |
машины. |
к ом п л ек сы |
|
|
|
|
|
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
12,2 |
12.2 |
12,2 |
14 |
13,8 |
6,4 |
15,9 |
15,5 |
15,7 |
16,7 |
17,8 |
7,7 |
25 |
25 |
10 |
12 |
16 |
16 |
4—6 |
4 - 6 |
7—9 |
4—6 |
10—14 |
10—14 |
|
1—J..25 рамы на |
1 м |
Монолитны» бетон |
Набрызг- |
|
|
|
|
|
|
бетон |
ПР-24Л |
«Сибирь» |
НБ-1п |
БУР-2у |
ПР-25 |
ПР-25 |
СКУ-1 |
СР-70 |
2ПНБ-2 |
2ПНБ-2 |
ПНБ-ЗК |
ППН-7 |
УВГ-2,5 |
1ЛУ-Ю0 |
УВГ-2,5 |
Скип (5 м3) |
Скип (5 м3) Скип (5м31 |
|
2,1 |
2,3 |
2,2 |
2,5 |
1,8 |
1,8 |
1,65 |
2Д |
1,85 |
6 |
1,5 |
1,5 |
6 |
4 |
4 |
7 |
5 |
|
9 |
9 |
10 |
16 |
6 |
6 |
110 |
140 |
ПО |
90 |
110 |
145 |
2,24 |
2,4 |
1,83 |
1,6 |
2,48 |
2,25 |
34,4 |
23,2 |
42,4 |
30 |
— |
— |
размещаются при проведении стволов в здании подъемной ма шины, при проведении уклонов — в камерах.
Недостатком транспортирования в вагонетках и скипах яв ляются значительные простои погрузочной машины во время подъема груженых и спуска порожних вагонеток (скипов). Для уменьшения простоя погрузочной машины в забое устраи ваются разминовки, а транспортирование производится соста вами из 2—3 вагонеток.
На рис. 5.6 приведены схемы обменных устройств при про
ведении одиночных выработок. |
При |
отсутствии |
разминовок |
||
(рис. 5.6, а) груженая вагонетка поднимается до |
откаточного |
||||
штрека, а затем спускается |
порожняя |
вагонетка. |
Во время |
||
подъема груженой и спуска |
порожней |
вагонетки |
погрузочная |
||
машина не работает. Время |
простоя погрузочной |
машины |
tn |
||
после загрузки вагонетки tn=2Lfvc+tm где L — расстояние |
от |
||||
забоя до откаточного штрека, м; |
vc— средняя скорость движе |
ния вагонетки, равная 1,5—2,5 м/с; |
tm— время замены груже |
ной вагонетки на порожнюю, равное |
60—120 м. При L= 100-5- |
-5-1000 м /пв 5—18 мин.
Общее время погрузки породы Тп при этой схеме
Тп= WCpcp [I//», + 1 / (рвК3) (2LIvc+/„,)].
Рис. 5.6, Схема обмена |
вагонеток при |
проведении наклонных выработок |
с одноконцевой откаткой: |
|
|
1— подъемная лебедка; |
2 — маневровая |
лебедка; 3 — грузовая разминовка; |
4 — порожняковая разминовка
где V — объем взорванной породы, м3; Кр— коэффициент раз рыхления; ф— коэффициент неравномерности погрузки, равный 1,1—1,2; Р э —эксплуатационная производительность погрузоч ной машины, м3/с; v — объем вагонетки, м3; Ка — коэффициент заполнения вагонетки, равный 0,9.
При наличии разминовки в забое (рис. 5.6,6) погрузка поро ды в вагонетки совмещается с движением вагонетки по выра ботке. В работе находятся две вагонетки —одна под погрузкой» а вторая спускается в забой и устанавливается на путях разми новки. Затем канат прицепляется к груженой вагонетке, груже ная вагонетка перемещается на разминовочныЗ путь, сцепляет ся с порожней и обе вагонетки перевозятся к погрузочной ма шине. После этого вагонетки расцепляются, порожняя вагонет ка загружается породой, а груженая поднимается на откаточ ный горизонт. Производится замена груженой вагонетки на по рожнюю и последняя спускается в забой.
Время простоя машины между загрузкой отдельных вагоне?- ток равно
tn= 2Uvc+ t0— vBKJP9,
где — время замены груженых вагонеток в забое (f3) и на: откаточном штреке (/ш), io®/3+*iii=180—240 с. Остальные обо-* значения прежние.
Время погрузки породы при 2LIvc+t0> vBKJP9 равно
Tn— VKp^f (vbK3),
при
2Ltoc+ t0< vBK3!P3
7’n = V/Cp^(l/P,+ yt;B/C3),
здесь U— время маневров вагонетки в забое, равное 1—2 мин. В это же время производится зачистка забоя.
Схема, изображенная на рис. 5.6, в, характеризуется нали чием маневровой лебедки (ППМ-10, 1ППГ, ЛВП-13 и др.), при помощи которой производится перестановка порожней вагонет ки с путей разминовки к погрузочной машине. При этой схеме сокращается простой машины за счет уменьшения времени ма невров. Простой машины и продолжительность погрузки опре деляются по формулам для схемы рис. 5.6,6. В этих формулах нужно принимать значение
На рис. 5.6,2 изображена схема с двумя разминовками в за бое и транспортирование горной массы составами из 2—3 ваго неток. При этой схеме состав порожних вагонеток устанавлива ется на первую от забоя разминовку. При помощи маневровой лебедки порожние вагонетки по одной перемещаются на рель совые пути к разминовке.
Состав груженых вагонеток поднимается к откаточному штреку, где производится их замена на порожние.
В движении находится 4—6 вагонеток. Общее время погрузки породы
где inв — время простоя погрузочной машины; *пв имеет двоякое значение. Первое — когда время подъема состава груженых вагонеток и спуск порожних меньше или равно времени загруз ки состава вагонеток, включая маневры в забое, т. е.
2L/vc + tm<,n {vBKa/P3 +t3).
В этом случае / Пв = 1-4-2 мин, а л-1.
Второе — когда время подъема груженых вагонеток и спуск порожних больше времени загрузки состава вагонеток и манев ров в забое
-*ПВ= 2Llve+ tm— n{vBK3fP3+ Q ,
:где п равно числу вагонеток в составе (л=2-*-3).
В общем случае для сокращения времени погрузки породы ’необходимо применять вагонетки (скипы) большой (4—5 м3) ^вместимости, более высокие скорости подъема и разминовки
в забое.
Производительность погрузочной машины следует прини мать в зависимости от схемы и оборудования транспорта по роды.
Применение разминовки в забое на одну вагонетку сокра щает время погрузки в 1,2—1,5 раза. Применение двух разминовок с откаткой составами в 2—3 вагонетки сокращает время погрузки в 2,5—3,5 раза.
При конвейерном транспорте погрузка породы производится непрерывно, а время погрузки зависит от производительности погрузочной машины. Доставка материалов в забой при конвейрном транспорте производится в вагонетках, для чего насти лается рельсовый путь. На отдельных проходках доставка мате риалов производится монорельсовыми дорогами ДДП-2 или во локушами.
В двухпунктных выработках спуск — подъем вагонеток про изводится при помощи двухконцевой подъемной машины, а в забое укладывается стрелочный перевод или плиты разминовки.
В о з в е д е н и е к р е п и при проведении наклонных вырабо ток сверху вниз производится аналогично креплению горизон тальных выработок.
Рамы крепи устанавливаются перпендикулярно к почве вы работки с отклонением верхней части от нормали в сторону вос стания на 150—200 мм.
В о д о о т л и в . Наличие воды в забое выработки осложняет производство горных работ, снижает скорость проведения и производительность труда. Поступление воды в забой происхо дит из водоотводной канавки откаточного штрека, из почвы и кровли водоносных пластов, находящихся выше забоя выработ ки, из забоя наклонной выработки при проведении по водонос ным пластам. Для уменьшения притока воды в забой в процессе проведения выработки выполняется ряд мероприятий. Водоот водная канавка верхнего откаточного штрека в районе сопря жения с уклоном изолируется. Изоляция водоотводной канавки производится путем бетонирования ее или улавливания воды в трубе. Вода, поступающая из почвы и кровли наклонной вы работки, улавливается поперечными водоотводными канавками, которые устраиваются через 10—15 м (см. рис. 5.7). Из попе-
Рис. 5.7. Двухступенчатая схема водо отлива:
1 — забойный |
насос; 2 — горизонталь |
|
ный насос; 3 — приемный |
колодец; 4 — |
|
водопровод; |
5 — поперечные канавки; |
|
в — продольные канавки; |
7 — водоот |
водная канавка в штреке
речных канавок вода поступает в продольную водоотводную канавку и далее в промежуточный водосборник. Из промежу точного водосборника горизонтальными насосами вода перека чивается в участковый водосборник на откаточном штреке. При значительных (15—20 м3/ч) притоках необходимо произ водить тампонаж породы в кровле и почве выработки. Удале ние воды из забоя производится с помощью вагонеток и насо сами.
Водоотлив вагонетками может производиться в исключитель ных случаях при небольших притоках воды. Вода из забоя
ввагонетки перекачивается пневматическими насосами Н-1 м, «Байкал-2», НЗУ-1, УВН-20 и др.
Водоотлив насосами производится по одноступенчатой и двухступенчатой схемам.
При одноступенчатой схеме вода из забоя откачивается на сосом, установленным на раме в призабойной части выработ ки. Насос перекачивает воду из забоя на откаточный горизонт
вводоотводную канавку или приемный колодец участкового водоотлива. По мере проведения выработки насос периодически передвигается к забою. Максимальная длина по наклонной выработке, на которую насос может откачать воду;
L = (Hl)lsin а,
где H — напор насоса, м; | — коэффициент, учитывающий поте
ри напора на преодоление воды в трубах, |
равный |
0,9—0,95; |
а — угол наклона выработки. |
|
|
Подача насоса QHпринимается из условия |
|
|
где q — приток воды, м3/с; К — коэффициент |
неравномерности |
|
притока, равный 1,5—2. Недостаток схемы — в забое |
выработ |
ки размещается всас насоса, который стесняет работу, сложно
.регулировать подачу насоса по притоку воды. Многоступенчатый водоотлив производится по двум схемам. П е р в а я — из забоя вода откачивается пневматическим за
бойным насосом в бак, из которого горизонтальным насосом во
да перекачивается на откаточный |
горизонт, |
в т о р а я |
(см. |
рис. 5.7) — забойным пневматическим |
насосом |
вода из |
забоя |
перекачивается в приемный колодец |
насоса, |
установленного |
в сбойке. Далее вода перекачивается на откаточный горизонт. Забойные насосы «Байкал-2 и Н-1М с напором до 10 м обеспе чивают откачку воды по наклонной выработке с углом наклона 5—15° на расстояние до 100 м.
При выборе схемы водоотлива предпочтение следуетотдать второй схеме, при которой выработка не загромождается перекачным насосом с баками, расположение насоса в сбойке улуч шает условия его эксплуатации и ремонта. В однопутных выра ботках перекачной насос располагается в специальных камерах.
П р о в е т р и в а н и е о д и н о ч н ы х н а к л о н н ы х |
в ы |
р а б о т о к производится по нагнетательной схеме при |
помощи |
вентиляторов местного проветривания (ВМП) по металличе ским или прорезиненным трубам. Вентиляторы устанавливают на расстоянии 10—15 м от устья наклонной выработки.
При проведении наклонных стволов вентиляция может про изводиться через вертикальные скважины, пробуренные с по верхности земли (рис. 5.8,а).
При параллельной схеме проведения наклонного ствола или
уклона |
с ходком |
для вентиляции используют |
сбойки |
|
(рис. 5.8,6). |
|
|
|
|
При небольшой длине ствола или уклона ВМП устанавлива |
||||
ется на |
поверхности |
земли у устья наклонного |
ствола |
или на |
откаточном горизонте у сопряжения с уклоном |
(рис. 5.8,в). |
Предохранительные устройства. При проведении наклонных выработок, работающих в забое, люди должны быть защищены от опасности падения сверху вагонеток и других предметов. Согласно ПБ в наклонных выработках должно быть установле но не менее двух прочных заграждений (барьеров) — одно в устье выработки, другое не далее 20 м от забоя.
Барьеры (рис. 5.9) изготовляют из рельсов или бревен, шар нирно закрепленных к верхняку рамы и нижним концом упи-