Проведение вертикальных выработок
Проходку вертикальных стволов, как правило, ведут в несколько этапов. Над устьем ствола устанавливают временный проходческий копер, с которого проходят ствол на глубину около 60 – 80 м, чтобы разместить в стволе комплексы проходческого оборудования. Затем временный копер разбирают, а на его место устанавливают основной проходческий копер и в стволе монтируют проходческий полок, подвешенный к мощной лебедке и снабженный гидравлическими домкратами для фиксации его в стволе. Под полком над забоем подвешивают агрегаты для погрузки горной массы в бадьи, шланги сжатого воздуха для ручных перфораторов, светильники. Проходческий цикл включает бурение шпуров, заряжание и взрывание, проветривание, уборку породы и крепление ствола (рис. 4.10).
Шпуры для отбойки располагают по нескольким концентрическим окружностям вокруг центрального вруба. Перед взрывом все механизмы поднимают от забоя к проходческому полку.
В стволах небольшого диаметра для погрузки породы в бадьи используют небольшие грейферные грузчики с ручным управлением, подвешиваемые к пневмолебедке, установленной на полке.
Для возведения бетонной крепи применяют передвижную металлическую опалубку (кольцо) высотой до 4 м, подвешенную под проходческим полком. Бетон подают за опалубку по трубам.
Процесс проходки ствола завершается его армировкой: монтажом расстрелов (поперечных распорок), прикрепленных к ним проводников – вертикальных направляющих для подъемных сосудов (клетей или скипов), трубопроводов и кабелей, устройством лестничного отделения.
Рис. 4.10. Стадии проходки вертикальных стволов: а) возведение бетонной крепи; б) бурение шпуров; в) уборка породы и установка опалубки для бетонной крепи; 1 – проходческая бадья; 2 – подвесной полок; 3 – бетонная крепь; 4 – бетоновод; 5 – передвижная опалубка; 6 – отбитая порода; 7 – грейферный погрузчик; 8 – перфоратор; 9 - шпуры
Проходку восстающих ведут снизу вверх или с предохранительных деревянных полков (при высоте выработки менее 10÷15 м), или с помощью механизированных проходческих комплексов типа КПН (для наклонных выработок) и КПВ (для вертикальных), или методом выбуривания (установки КВ-2, «Robbins»).
Механизированный проходческий комплекс (рис. 4.11) представляет собой самоходный полок (1), которые по наращиваемому монорельсу (3), закрепленному штангами (4) на стенке восстающего, может подниматься к забою (положение 2) и опускаться вниз в монтажную камеру (положение 5), расположенную сбоку от устья восстающего. Бурение шпуров производят с рабочей платформы полка телескопными перфораторами (6).
Рис. 4.11. Схема проведения восстающего с использованием КПВ
После заряжания шпуров самоходный полок опускается в монтажную камеру и производится взрыв. Отбитая порода ссыпается вниз и убирается с помощью погрузочно-доставочных машин.
Система бурения восстающих, разработанная фирмой «Robbins», позволяет осуществлять проходку вертикальных или наклонных восстающих, длиной до 1000 м, диаметром от 0,6 м до 6,0 м (рис. 4.12). После установки бурового станка производится бурение пилотной скважины, в которую опускается буровой став, на который закрепляется расширитель. За счет высокого крутящего момента и большого напорного усилия бурового станка осуществляется разрушение породы шарошками расширителя. На уборке горной массы, как правило, применяется ПДМ. Скорость проходки восстающих методом выбуривания достигает 3÷8 м/смену.
К преимуществам метода выбуривания следует отнести: высокую скорость проходки за счет непрерывности процесса бурения; повышенную безопасность работ; ровные стенки образуемой выработки, что обеспечивает лучшую устойчивость и пропускную способность.
Рис. 4.12. Схема проведения восстающего методом выбуривания (1 – бурение пилотной скважины; 2 – выбуривание восстающего с использованием расширителя)
Недостатками метода выбуривания являются: возможность бурения исключительно прямых выработок; невозможность крепления выработки во время проходки, поэтому данный метод применяется в условиях пород средней и высокой устойчивости.
Контрольные вопросы
1. Что понимают под технологической схемой проведения горной выработки? Способы проходки выработок?
2. Чем определяются форма и размеры проходческих выработок?
3. Каковы принципы буровзрывной технологии проведения горизонтальных выработок?
4. Приведите примеры оборудования для бурения шпуров и уборки горной массы на проходческих работах.
5. Что понимают под горной крепью? Перечислите основные разновидности крепи.
6. Особенности проведения вертикальных проходческих выработок?