Проведение горизонтальных и наклонных горных выработок в крепких однородных породах
В однородных породах проводят квершлаги, полевые штреки и штреки по полезному ископаемому. В крепких и средней крепости породах технология проведения выработок основана на применении буровзрывных работ. Под технологией проведения горной выработки понимают определенный, увязанный в пространстве и времени порядок выполнения основных и вспомогательных операций.
В состав работ по проведению горной выработки входят отдельные последовательно или параллельно выполняемые операции; буровзрывные работы, проветривание, погрузка и транспортирование горной массы, возведение временной и постоянной крепи, а также вспомогательные работы.
Буровзрывные работы
К буровзрывным работам при проведении горных выработок предъявляют следующие требования; разрушение породы в границах проектного сечения и на установленную глубину шпуров, равномерное дробление и небольшой ее отброс от забоя при взрыве. Проведение выработки осуществляют в соответствии с паспортом буровзрывных работ, в котором указываются расположение, число, диаметр и глубина шпуров, величина заряда в шпурах и очередность их взрывания, а также средства бурения шпуров.
Бурение шпуров является одним из наиболее трудоемких процессов при проведении выработок буровзрывным способом. Продолжительность и трудоемкость бурения шпуров составляет 20—35 % общей продолжительности и трудоемкости проходческого цикла.
Для бурения шпуров в горизонтальных выработках применяют бурильные установки БУЭ1, БУЭ1М, БКГ2, БУЭ3Т с электроприводом и бурильные установки БУ1, БУШ, БУР2 и 1СБУ2 с пневмоприводом и др. Эти установки оборудованы либо одной, либо двумя бурильными машинами на манипуляторе. Для установки манипуляторов с бурильными машинами используются также породопогрузочные машины 1ПНБ2Б и 2ПНБ2Б. Бурение шпуров осуществляется с промывкой.
В табл. 3.3 приведена техническая характеристика основных типов бурильных установок, применяемых для бурения шпуров по породе.
Таблица 3.3 Краткая техническая характеристика бурильных машин
| Показатели | Тип бурильной машины | |||||
| БУЭ1М | БУЭ3Т | БКГ2 | БУ1М | БУР2 | 1СБ42 | |
| Площадь поперечного сечения выработки, м2 | 6—10 | 12,8—22 | 9-22 | 6—19 | 9—25 | 6—19 |
| Режим бурения: | ||||||
| при f = 4–8 | вращательное | – | – | – | – | |
| при f = 6–16 | вращательно-ударное | |||||
| Ход подачи, мм | ||||||
| Число бурильных машин | ||||||
| Тип проводимых выработок | горизонтальные | горизонтальные, наклонные до 10° | горизонтальные | горизонтальные, наклонные до 10° | ||
| Энергия привода | электроэнергия | сжатый воздух | ||||
| Примечание. Для бурения шпуров по породе скоэффициентом крепости до 16. |
Буровзрывные работы применяют не только при проведении выработок по крепким и средней крепости породам, но и при проведении штреков по углю или с присечкой боковых пород, когда применение проходческих комбайнов по каким-либо причинам невозможно или экономически нецелесообразно. В этом случае могут применяться и другие бурильные машины (см. разд. 2.8).
Эффективность взрывных работ при проведении горных выработок во многом зависит от расположения шпуров в забое. Схему расположения шпуров в забое выбирают в зависимости от крепости и структуры пород, формы и площади поперечного сечения выработки и других факторов. Важнейшей характеристикой в схеме расположения шпуров является форма вруба.
Расстояние между соседними шпуровыми зарядами должно быть не менее 0,3 м по породе с f≥ 7 и 0,45 м по породе с f < 7, расстояние между оконтуривающими шпурами 0,6–0,8 м. Их забуривают в 10–30 см от контура выработки.
Типы врубов характеризуются схемой расположения врубовых шпуров. В породах крепких (f> 12) и вязких широкое распространение получили прямые врубы (в основном на рудниках), образованные шпурами, пробуренными под прямым углом к плоскости забоя; прямой спиральный вруб (рис. 3.23, а) из одного незаряжаемого шпура, образующего компенсационную полость в породе, и четырех заряженных шпуров, расположенных по спирали. Все шпуры имеют одинаковую глубину, заряды ВВ взрываются последовательно, распирая вруб. Призматический вруб (рис. 3.23, б) состоит из четырех заряженных шпуров одинаковой длины.
На угольных шахтах получил распространение спиралъно-шагающий вруб, в котором шесть шпуров с переменной постепенно увеличивающейся глубиной от 0,9 до 2,8 м располагают по спирали. Расстояние от центрального шпура до шпуров по спирали увеличивается от 15 до 40 см. Заряды ВВ взрывают последовательно, начиная с центра.
Из врубов, образованных наклонными шпурами, чаще всего применяют клиновые врубы, которые могут быть вертикальными (рис. 3.23, в, д) и горизонтальными, нижними (рис. 3.23, г) и верхними, центральными и боковыми.
В выработках площадью сечения более 7 м2 чаще применяют вертикальные клиновые врубы. В породах с f = 5–7 применяют двойной (рис. 3.23,д), а в породах с f = 8–12 — тройной клиновой вруб.
Призматический вруб с пробуренной в центре передовой незаряжаемой скважиной увеличенного диаметра приведен на рис. 3.23, е. Существуют и другие формы врубов.
После бурения шпуров в забое согласно утвержденному паспорту приступают к их заряжанию. Перед заряжанием шпуров проверяют состояние крепи и проветривание выработки, наличие инертной пыли, забоечного материала и пр.
При проведении взрывных работ обязательны звуковые или световые сигналы.
Первый сигнал — это предупредительный (один продолжительный); по этому сигналу все люди, не занятые на взрывных работах, удаляются в безопасное место, а у мест возможного входа в опасную зону выставляют посты охраны; по окончании заряжания шпуров и удаления связанных с этим лиц взрывники монтируют взрывную сеть;
второй сигнал — боевой (два продолжительных); по этому сигналу взрывники поджигают огнепроводные шпуры и удаляются в укрытие, а при электрическом взрывании — включают ток;
третий сигнал — отбой (три коротких) подается после осмотра места взрыва, он означает окончание взрывных работ.
На шахтах, опасных по газу и пыли, разрешается только электрическое взрывание зарядов.
Рис. 3.23. Типы врубов и схемы расположения шпуров:
а — прямой спиральный; б — призматический; в — вертикальный клиновой; г— горизонтальный нижний; д — двойной клиновой; е — призматический с передовой незаряжаемой скважиной
Электродетонаторы для каждой группы шпуров подбирают с одинаковым сопротивлением. Во врубовые шпуры помещают предохранительные электродетонаторы мгновенного действия, во вспомогательные и оконтуривающие шпуры — электродетонаторы короткозамедленного действия с различной степенью замедления. Этим достигается разновременность взрывания зарядов врубовых, отбойных и оконтуривающих шпуров.
Соединение электродетонаторов в шпурах может быть последовательным, параллельным и смешанным.
Порядок ведения взрывных работ в различных условиях устанавливается специальными правилами. Особые правила устанавливаются для шахт, опасных по газу и пыли:
• проветривание свежей струей воздуха должно осуществляться непрерывно;
• применение завес, образуемых тонкодиспергированной водой, порошкообразными ингибиторами или инертными газами и т.д.
Запрещается применение накладных зарядов и шпуров длиной менее 0,6 м.
При огневом взрывании, применяемом на рудниках, разновременность взрывания зарядов в шпурах достигается посредством изменения длины огнепроводного шпура.
Проветривание
После взрыва зарядов в шпурах из забоя должны быть удалены образовавшиеся газообразные продукты, часть из которых являются ядовитыми (оксид углерода СО, диоксид азота NО2 и др. ). В забой разрешается входить лишь после его проветривания. Проветривание выработок при их проведении может осуществляться при помощи вентиляторов местного проветривания или общешахтной струи воздуха.
Проветривание при помощи общешахтной струи имеет ограниченное распространение и применяется при проведении парных выработок (например, штрек с просеком) и выработок небольшой длины. Воздух в забой направляется с помощью перегородок, вентиляционных дверей, перемычек и т.п.
Проветривание тупиковых выработок осуществляется в основном вентиляторами местного проветривания. Применяют нагнетательный, всасывающий и комбинированный способы проветривания (рис. 3.24).
При нагнетательном способе (рис. 3.24, а) вентилятор засасывает воздух и нагнетает его по трубам в призабойное пространство проводимой выработки. Этот способ имеет наибольшее применение, так как достигается интенсивное проветривание забоя мощной струей свежего воздуха. При таком проветривании направление движения воздушной струи совпадает с движением вредных газов, отбрасываемых силой взрыва. Недостатком является необходимость значительных затрат времени на полное удаление газов и пыли за пределы выработки.
При всасывающем способе (рис, 3.24, б) газообразные продукты взрыва и пыль отсасываются от забоя по трубам вентилятором. При этом способе в выработке всегда находится чистый воздух. Такое проветривание необходимо для борьбы с рудничной пылью, опасной по силикозу. Имеет ограниченное применение.
Нагнетательный и всасывающий способы применяют для проветривания выработок длиной 200—300 м.
В выработках большой длины применяют комбинированное проветривание (рис. 3.24, в), при котором одним вентилятором нагнетается в призабойную зону чистый воздух, а другим — отсасывается загрязненный.
Рис. 3.24. Способы проветривания тупиковых выработок:
а — нагнетательный; б — всасывающий; в — комбинированный; 1 — вентилятор местного проветривания; 2 — вентиляционная труба
При этом возникает необходимость возведения переносной перемычки на расстоянии 30—40 м от забоя.
Этот способ обладает достоинствами нагнетательного и всасывающего способов проветривания и устраняет их недостатки.
Вентиляторы местного проветривания необходимо устанавливать не ближе 10 м от устья проветриваемой выработки. Их производительность не должна превышать 70 % количества воздуха, проходящего по выработке, где установлен вентилятор.
В тупиковых выработках применяют осевые и центробежные вентиляторы местного проветривания.
Центробежный вентилятор ВЦ-7 применяют для проветривания выработок длиной до 2500 м.
Наиболее компактными и удобными в работе являются осевые вентиляторы СВМУМ, СВМ, СВМ6М, ВМ3М, ВМ5М и др.
Вентиляторы типа ВМП3М, ВМП5М, работающие на пневматической энергии, применяют для проветривания тех тупиковых выработок, где использование электрических вентиляторов не допускается ПБ.
Вентиляционные трубопроводы монтируют из различных материалов. Матерчатые трубы изготавливают из прорезиненной ткани. Диаметр труб 500–600 мм, длина от 5 до 30 м. Соединение труб между собой осуществляется с помощью пружинных колец, заделанных в их концы. Трубы подвешивают к натянутому по выработке тросу. Металлические трубы изготавливают из листовой стали толщиной 1–3 мм. Диаметр труб до 800 мм, длина 2–3 м. Отставание вентиляционных труб от забоя на шахтах, опасных по газу и пыли, допускается не более 8 м.
Время проветривания выработки после взрыва не должно превышать 15—20 мин.
Определение количества воздуха для проветривания тупиковых выработок производят по газовыделению, расходу ВВ, числу работающих людей, минимальной скорости движения воздуха и тепловому фактору.
Выбор вентилятора для проветривания осуществляют исходя из расчета его производительности и депрессии.
Уборка горной массы
При проведении выработок буровзрывным способом возникает необходимость погрузки отбитой породы и угля в транспортные средства. Это один из наиболее трудоемких и продолжительных рабочих процессов проходческого цикла. Этот процесс механизирован с помощью различных погрузочных машин и скреперных комплексов.
По принципу работы погрузочные машины для горизонтальных и слабонаклонных выработок подразделяются на машины непрерывного и периодического действия (табл. 3.4). К машинам периодического действия относятся ковшовые погрузочные машины.
Таблица 3.4 Краткая характеристика погрузочных машин
| Показатели | Тип погрузочной машины | |||||
| МПКЗ | 1ППН5 | 1ПНБ2 | 2ПНБ2 | 1ПНБ2Б | 2ПНБ2Б | |
| Производительность, м3/мин | 2,4 | 1,25 | 2,2 | 2,5 | 2,2 | 2,5 |
| Способ передвижения | гусеничный | рельсовый | гусеничный | |||
| Характеристика проводимых выработок и площадь поперечного сечения, м2 | горизонтальные, наклонные до 10° | горизонтальные | горизонтальные, наклонные до 10° | |||
| S=6,4–14,4 | S≥7,5 | S≥4,5 | S≥3,6 | S до 14 | S до 12,5 | |
| Принцип действия и оборудование | периодический | нeпpeрывный | ||||
| 1 бурильная машина | 2 бурильные машины | |||||
| глубина бурения 2,5 м |
Погрузочные машины непрерывного действия (2ПНБ2, ПНБ3Д и др.) на гусеничном ходу имеют исполнительный орган в виде нагребающих лап (рис. 3.25). Ими осуществляется непрерывный боковой захват породы или угля, которые с помощью скребкового или пластинчатого конвейера перегружаются в транспортные средства. На этих машинах часто монтируют навесное буровое оборудование (рис. 3.26).
Рис. 3.25. Погрузочная машина непрерывного действия
Рис 3.26. Буропогрузочная машина 2ПНБ2Б:
1 – система орошения; 2 – гидроразводка; 3 – бурильная электрическая машина; 4 – стрела манипулятора; 5 – опора бурильной части; 6 – пульт управления
Техническая производительность погрузочных машин типа ПНБ определяется по формуле (м3/мин)
Qt =60 nл wк hл lч bч,
где nл — число нагребающих лап; wк — частота качания лап, 1/мин (wк = 30–45); hл — высота лапы, м; lч — длина зачерпывания с учетом внедрения лапы в породу, м; bч — ширина зачерпывания, м.
Эксплуатационная производительность погрузочной машины составляет (м3/смену)
Qэ=60 Qт tм,
где tм — продолжительность работы машины по погрузке горной массы без простоев, ч/смену.
Погрузочные машины периодического действия делят на машины прямой и ступенчатой погрузки. Эти машины имеют в основном колесно-рельсовый ход.
Машины ковшового типа прямой погрузки (ПНН1С, ППН2Г и др.) осуществляют погрузку породы непосредственно в рудничные вагонетки (рис. 3.27). Ковш, находясь в опущенном поло 
жении, при движении машины на забой загружается разрушенной породой. Наполненный породой ковш, описав дугу с помощью качалки-кулисы, поднимается в крайнее верхнее положение, и порода из него разгружается в вагонетку или на конвейер.
Рис. 3.27. Погрузочная машина прямой погрузки (схема работы в забое): I— внедрение ковша в породу;II— разгрузка ковша; 1 — ковш; 2 — машина; 3 — вагонетка
Машины этого типа могут быть с пневматическим или электрическим приводом. Их преимущественно применяют на рудниках при проведении однопутных выработок высотой 2,2–2,9 м.
Погрузочные машины ковшового типа ступенчатой погрузки (1ППН5, ППМ4У и др.) на колесно-рельсовом ходу имеют перегрузочный конвейер, по которому порода транспортируется в вагонетки или на конвейер (рис. 3.28).
Рис. 3.28. Погрузочная машина ступенчатой погрузки 1ППН5:
1 —электрооборудование; 2 —ковш со стрелой; 3 — передняя стойка; 4— механизм управления перемещением машины; 5 — механизм подъема ковша; 6 — система управления подъемом ковша; 7 — механизм перемещения машины; 8 — тележка; 9 — рама; 10 — буферные сцепки; 11 — ленточный конвейер
Продолжительность уборки и погрузки горной массы зависит от эксплуатационной производительности погрузочной машины. Эксплуатационная производительность погрузочной машины зависит от технической производительности, надежности машины, организации маневровых операций по обмену вагонеток, разбросанности пород после взрыва и многих других факторов.
Техническую производительность ковшовой погрузочной машины типа ППН (м3/ч) можно определить по формуле
Qт = 3600 Vк Кз (tц + tп),
где Vк — вместимость ковша, м3; Кз — коэффициент заполнения ковша (для легких машин Кз = 0,7–0,9, для тяжелых Кз = 0,9 —1,15); tц — продолжительность одного цикла черпания, с (tц = 11–16 с); tп — продолжительность паузы между циклами черпания, с.
Машины ковшового типа ПНН, ППН применяются для погрузки породы в горизонтальных выработках. В наклонных выработках до 18° для этой цели применяют погрузочную машину ППМ4У, имеющую удерживающее устройство в виде лебедки.
На выбор типа погрузочной машины оказывают влияние характеристика подлежащей погрузке горной массы, размеры поперечного сечения выработки, угол наклона выработки, газовая ситуация на шахте и другие факторы.
Для проведения наклонных горных выработок буровзрывным способом в шахтах, включая опасные по газу и пыли, разработаны комплексы типа «Сибирь». Комплекс «Сибирь-1» (рис. 3.29) представляет собой систему конструктивно и технологически увязанного оборудования, имеющего колесно-рельсовый ход и перемещающегося по выработке с помощью лебедки.
Для погрузки породы применяются также скреперные погрузочно-доставочные комплексы (скреперные установки).
Рис. 3.29. Проходческий комплекс «Сибирь-1»:
1 — погрузочная машина; 2 — основная балка; 3 — направляющие; 4 — тележка; 5 — бурильная установка; 6 — система управления; 7 — площадка; 8 — насос; 9 — маслостанция; 10 — пульт управления
Скреперный погрузчик УСП1М (рис. 3.30) в сочетании с ленточным конвейером состоят из скрепера 1, погрузочного полка 2, скреперной лебедки 3, забойного блока 5, канатов 6, системы пылеподавления 4 и электрооборудования.
Рис. 3.30. Скреперный погрузчик УСП1М
Для погрузки породы применяют коробчатые и гребковые скреперы вместимостью до 0,8 м3, причем коробчатые — при равномерно и мелкораздробленной (до 200 мм) породе, а гребковые — при крупной кусковатости.
Производительность погрузки породы в значительной степени зависит от способа замены груженых вагонеток порожними, который выбирается в зависимости от организации работ в забое, механизации погрузки, ширины выработки и способа транспортирования породы. Вагонетки можно обменивать по одной и партиями.
Для обмена вагонеток в двухпутных выработках применяются врезные маневровые плиты (рис. 3.31, а), накладные стрелки, перекатные платформы (рис. 3.31, б), плиты-съезды (рис. 3.31, в), плиты-разминовки (рис. 3.31, г). Оба пути настилаются до забоя, а обменные устройства устанавливаются на расстоянии 10 м от забоя.
При работе двух погрузочных машин 1 в забое (рис. 3.31, д) непрерывность погрузки осуществляется применением конвейера 3, установленного в междупутье, на который через желоба 2 перегружается порода. Затем с помощью двустороннего металлического желоба с шибером 4 порода перегружается поочередно на два пути.
В однопутных выработках шириной до 3,5 м обмен вагонеток может производиться с помощью накладной стрелки-разминовки (рис. 3.32, а), расположенной от забоя не далее 20 м. Стрелка монтируется на плите, что облегчает ее передвижку.
Обмен вагонеток при применении замкнутой разминовки (рис. 3.32, б) на одну вагонетку осуществляется с помощью маневрового электровоза 1, который, двигаясь в голове поезда через разминовку, встречает на своем пути оставленную там груженую вагонетку 2, продвигает ее перед собой и оставляет на ее месте груженую вагонетку 4. Вагонетка 2 выкатывается на основной путь и оставляется рядом с вагонеткой 3 на таком расстоянии от разминовки, чтобы последняя вагонетка 5 вышла на основной путь за стрелку разминовки. Далее, двигаясь к забою по основному пути, электровоз ставит под погрузку следующую порожнюю вагонетку 5.
При использовании тупиковой (рис. 3.32, в) разминовки на одну вагонетку маневры осуществляются также с помощью электровоза 1, который подает под погрузку по одной вагонетке. При этом сначала застопоренная в тупике, уложенном с превышением от забоя, вагонетка 2 скатывается на основной путь к вагонетке 3. Затем электровоз, двигаясь вперед, заталкивает нагруженную очередную вагонетку 4 в тупик и подает под погрузку вагонетку 5.
3.6.4 
Возведение крепи
После частичной или полной отгрузки отбитой горной массы приступают к возведению в случае необходимости временной, а затем и постоянной крепи. Вид и материал крепи принимают в зависимости от назначения и срока службы выработки. Перед возведением крепи призабойное пространство должно быть приведено в безопасное состояние.
Деревянную крепь возводят вручную непосредственно за подвиганием забоя. Заделку элементов крепежной рамы осуществляют обычно у забоя проводимой выработки. Целесообразней же заделку крепежного леса осуществлять на лесном складе.
Работа по возведению крепи включает: подготовку места для установки рамы и устройство лунок (приямков) под стойки; возведение непосредственно рамы и расклинку ее; затяжку кровли и боков выработки (если это необходимо), а также забутовку закрепного пространства (при наличии пустот).
Рамы устанавливают перпендикулярно к продольной оси выработки и на расстоянии одна от другой, соответствующем утвержденному паспорту крепления. При возведении рамы сначала в лунки ставят стойки, которые до укладки верхняка удерживают при помощи обаполов, прикрепляемых к ним и к стойкам одной-трех соседних, ранее установленных рам, а также при помощи специальных распорок, приспособлений (рис. 3.33, а). Стойки трапециевидных рам устанавливают под углом наклона 80–85°.
 |
Рис. 3.33. Схема установки деревянной рамы:
1 — поддерживающая вилка; 2 — отвесы для проверки перпендикулярного положения рамы; 3 — отвесы для контроля положения рамы относительно оси выработки; 4 — обаполы
После установки стоек накладывают сверху или заводят сбоку верхняк так, чтобы соединение его со стойкой было плотным. Для укрепления рамы верхняк сначала слегка расклинивают. По отвесу проверяют правильность установки стоек и верхняка — разнос стоек и вертикальное положение рамы.
Вертикальность крепежной рамы проверяют двумя отвесами, подвешиваемыми к середине замков. При этом отвесы и стойки должны находиться в одной плоскости (рис. 3.33, б–г). Правильность наклона стоек устанавливают по их разносу, т.е. по расстоянию стойки у почвы выработки от отвеса (при наклоне стоек 80° оно равно 0,35—0,5 м). Правильность установки рамы относительно оси выработки проверяют по трем отвесам, один из которых подвешивают к середине верхняка проверяемой рамы, а два других — к середине двух верхняков ранее установленных рам, отстоящих от проверяемой рамы на некотором расстоянии. При правильном положении устанавливаемой рамы все три отвеса должны находиться в одной вертикальной плоскости (рис. 3.33, в). После этой проверки окончательно расклинивают раму, для чего все клинья — по два у каждого замка (рис. 3.33, г) — забивают до отказа. Затем производят затяжку кровли и боков и забутовку закрепного пространства. Для затяжки кровли и боков подготовительных выработок при средней устойчивости пород обычно применяют горбыльный или дощатый обапол.
Металлическую трапециевидную крепь возводят в том же порядке, что и деревянную.
Наиболее распространенную металлическую арочную крепь из специального взаимозаменяемого профиля (СВП) устанавливают в такой последовательности. После осмотра забоя и оборки заколов породы по закрепному периметру выработки под стойки крепи разделывают лунки с применением отбойных молотков, лункобура Л1 или вручную. В лунки устанавливают стойки крепи и ниже соединительных узлов скрепляют их двумя межрамными стяжками с предыдущей рамой. Затем с рабочего полка устанавливают в проектное положение верхняк и скрепляют его со стойками с помощью скоб, планок и гаек. После установки верхняк соединяют одной или двумя межрамными стяжками (распорками) с ранее установленной рамой. Проверяют правильность возведения рамы по отвесам и расклинивают ее в замках. Затем затягивают кровлю, потом бока выработки и, по мере установки затяжек, пространство между породой и затяжками забучивают мелкой породой или другими забутовочными материалами.
При проведении выработок на выдвижные балки временной предохранительной консольной крепи, применяемой для крепления призабойного пространства, зачастую навешивают верхняки постоянной крепи очередного цикла и перетягивают кровлю, В этом случае после погрузки породы подготавливают лунки под стойки очередной рамы, устанавливают в лунки стойки и присоединяют их к верхняку, уложенному на прогонах. Далее работы по креплению проводят в последовательности, описанной выше.
В выработках значительной высоты (обычно более 2,5 м) крепь возводят с использованием рабочих полков различных конструкций. Наиболее часто в выработках большой площади поперечного сечения устраивают подвесные рабочие полки. На шахтах Кузбасса довольно широко пользуются подвесными полками, состоящими из двух пар раздвижных металлических труб, подвесных крючьев и настила из плах.
Работы по возведению металлических крепей мало механизированы и выполняются в основном вручную. В небольшом объеме применяются различные крепеустановщики, подъемники и другие средства. Иногда для подъема верхняков арочной крепи используют стрелу проходческого комбайна со специальным приспособлением.
Монолитную бетонную и железобетонную крепь возводят с применением разборной или передвижной (механизированной) опалубки. После устройства разборной опалубки приступают к укладке бетона стен слоями толщиной 100—150 мм. Каждый слой бетона тщательно уплотняют вибраторами или трамбовками (механическими или ручными) до появления на поверхности воды. Опалубку целесообразно возводить сначала на высоту не более 1 м, чтобы было удобно забрасывать за нее бетонную смесь. При высоких стенах, а также при укладке бетона в свод необходимо устраивать надежный полок или подмости.
По окончании бетонирования стен устанавливают кружала и приступают к возведению свода крепи. Во избежание перекоса кружал свод крепи возводят одновременно и равномерно с обеих сторон выработки в направлении от пят к замку, т.е. к вершине свода. По мере укладки бетона наращивают опалубку. Бетон непосредственно в замок свода укладывают за опалубку с торца.
Возведение сборных сплошных бетонных и железобетонных крепей представляет собой монтаж блочной арочной крепи. Монтаж начинается с укладки на очищенную почву фундаментных блоков. В зависимости от ширины блоков одновременно возводят одну-две арки. По мере укладки блоков и размещения между ними податливых прокладок тщательно забучивают закрепное пространство мелкой породой или другими закладочными материалами. Блоки возводят равномерно по обе стороны выработки.
Последним в арке устанавливают замковый блок. При креплении выработки замкнутой блочной крепью сначала возводят обратный свод. Блоки обратного свода укладывают от центра его к бокам выработки. Последними в обратном своде укладывают фундаментные блоки. Затем проверяют правильность установки фундаментных блоков и возводят блоки в боках и кровле, выработки. По мере их укладки и податливых прокладок забучивают закрепное пространство. Последним в кольце устанавливают замковый блок.
Рис. 3.34. ТюбингоукладчикТУ3
Монтаж сплошной бетонной крепи осуществляется специальными крепеукладчиками (тюбингоукладчиками). Тюбингоукладчик ТУ3 (рис. 3.34) предназначен для возведения тюбинговой крепи ГТК в горизонтальных выработках площадью сечения от 8 до 22 м2 в шахтах, опасных по газу и пыли. Он состоит из самоходной тележки 1 на колесно-рельсовом ходу с приводом на оба полуската, полноповоротной платформы 2, телескопической подъемной стрелы 5, пульта управления 4, противовеса 3 и монтажной площадки 6. Стрела снабжена полуавтоматическим прицепным устройством с присоединительной рамкой 7 на круглозвенной цепи, обеспечивающим возможность присоединять тюбинг, доставленный в вагонетке, извлекать его из вагонетки и автоматически переворачивать в проектное положение. Монтажная площадка всегда находится в горизонтальном положении независимо от угла наклона стрелы. Тюбингоукладчик имеет освещение и сигнализацию.
Вспомогательные процессы
При проведении горных выработок выполняется ряд вспомогательных процессов, сопутствующих основным и создающих условия для их успешного осуществления. Главным образом вспомогательные процессы выполняют одновременно с основными. К вспомогательным процессам относится возведение временной крепи, настилка пути, устройство водоотводной канавки, переноска маневровых приспособлений и др.
Временная крепь предназначена для ограждения призабойного пространства со стороны кровли проводимой выработки с целью обеспечения безопасных условий работы при погрузке породы. В случае необходимости ее возводят перед уборкой породы после взрывных работ. Существуют различные конструкции временной крепи. Она может быть в виде быстроразъемных элементов из трубчатых раздвижных стоек и кронштейнов или выдвижных консолей из двутавровых балок (см. разд. 3.3.12).
По мере подвигания забоя настилают временный рельсовый путь из отдельных звеньев, длина которых должна быть кратна длине стандартных рудничных рельсов. Отрезки рельсов приваривают к металлическим шпалам. Звенья временной крепи соединяют между собой с помощью простейших приспособлений. Временный путь заменяют постоянным после того, как его длина станет равной длине рельсов. Шпалы постоянного пути укладывают на балластный слой. Рельсовый путь укладывают с уклоном в сторону околоствольного двора для обеспечения стока воды и облегчения транспортирования горной массы.
Сток воды осуществляется по водоотводным канавкам, обычно оборудуемым у одного из боков выработки (рис. 3.35). Форму и размеры поперечного сечения канавок выбирают в зависимости от величины притока воды, свойств пород, типа крепи, ее размеров и срока службы.
В крепких породах в месте расположения канавки бурят один-два шпура.
Взрывание зарядов в них осуществляют при ведении взрывных работ в забое. После уборки породы канавку оформляют до проектного сечения отбойным молотком. В породах с f > 10 и притоке воды до 100 м3/ч канавки не крепят (рис. 3.35, а). В породах с f < 10 канавки закрепляют при деревянной крепи деревом, при монолитной бетонной крепи выработок — монолитным бетоном, при металлической и сборной железобетонной крепи — железобетонными или асбоцементными лотками. Сверху канавку перекрывают деревянными щитами или железобетонными плитами (рис. 3.35, б).
В выработках в соответствии с существующими требованиями прокладывают трубы и кабели. Их обычно подвешивают в верхней части боков выработки.
При уборке породы важное значение имеют работы по обмену груженых вагонеток на порожние. Для этой цели применяют различные маневровые приспособления. В однопутных выработках могут быть применены накладные разминовки, монтируемые из рельсов легкого типа на металлических листах, роликовые платформы и другое оборудование. В двухпутных выработках в качестве маневровых устройств применяют симметричные разминовки, плиты-разминовки и др.