21.2. Технологические схемы проходки вертикальных стволов

21.2. Технологические схемы проходки вертикальных стволов

Различают обычные и специальные способы проходки. Обычные способы проходки применяют по малообводненным и устойчивым породам, когда вода из забоя может быть удалена на поверхность в проходческих бадьях вместе с породой или насосами, а стенки ствола до возведения постоянной крепи остаются устойчивыми. Специальные способы проходки рекомендуется применять в рыхлых и неустойчивых породах при притоках воды более 8 м3/ч.

Проходка ствола включает три основных вида работ: выемку породы, возведение постоянной крепи и устройство армировки.

В зависимости от средств выемки породы при обычных способах проходки различают: проходку в крепких породах с применением буровзрывных работ и стволопроходческими комбайнами типа ПК, а также проходку в мягких породах, где выемку породы ведут механическими инструментами (отбойными молотками, пневмоломами) или бурением стволов на полное сечение. При проходке геологоразведочных стволов получили распространение два способа выемки породы: буровзрывной и механическим инструментом.

Проектом проходки ствола предусматривают деление всей его глубины на звенья. Длина звена определяется устойчивостью пород, зависит от схемы проходки и составляет от нескольких до десятков метров. В зависимости от последовательности работ в звеньях по выемке породы и возведению постоянной крепи различают следующие технологические схемы проходки: последовательную, совмещенную, параллельную и
параллельно-щитовую (рис. 21.1). Поскольку стволы разведочных шахт редко превышают глубины 400—500 м, то наибольшее распространение получили последовательная (до 100 м) и совмещенная схема проходки.

Рис. 21.1. Схемы проходки вертикальных стволов:
а — последовательная, б — совмещенная с бетонной крепью; в — совмещенная с тюбинговой крепью; г — параллельная, д — параллельно-щитовая, 1 — временная крепь, 2 — двухэтажной проходческой полок, 3 — опорный венец, 4 — створчатая опалубка; 5 — труба для спуска бетона, б - тюбинги; 7 — щитовая оболочка

Последовательная технологическая схема проходки (см. рис. 21.1, а) характерна для неглубоких стволов с деревянной венцовой крепью и заключается в последовательном выполнении работ по выемке породы и возведению постоянной крепи в одном и том же звене ствола. Максимальная скорость проходки при этом достигает не более 35 м/мес.
В зависимости от устойчивости стенок ствола длина звена до возведения опорного венца колеблется от 2 до 10 м. Поскольку временную крепь в забое не применяют, то чаще всего длина звена редко превышает 3—4 м. Сплошную венцовую крепь возводят от опорного венца снизу вверх. Если встречается участок крайне неустойчивых пород, то после установки опорного венца (в крепких породах) к нему подвешивают на строительных скобах рядовые венцы. Длина такого участка должна быть не более 2—3 м. Выемку породы ведут с помощью отбойных молотков или вручную на глубину, равную толщине одного венца. Элементы венца заводят поочередно и расклинивают со стороны забоя перед забиванием скоб. Кроме скоб, венцы сшиваются металлическими планками толщиной 10 м и длиной 1—1,5 м со штырями через каждые 20 см, чтобы подвеска была более надежной.
Существенным недостатком этой технологической схемы при деревянной крепи является трудность механизации ее возведения. Последовательная схема проходки ранее применялась при тюбинговой и каменной крепях.

Совмещенная схема проходки получила наибольшее распространение во всех горнодобывающих районах страны, в том числе при сооружении геологоразведочных стволов диаметром 4 м и более. Работы по выемке породы и возведению постоянной крепи производят непосредственно в призабойном пространстве вслед за подвиганием забоя без применения временной крепи. При применении этой схемы проходки обеспечивается комплексная механизация, высокая экономическая эффективность и безопасность работ. По сравнению с параллельной и параллельно-щитовой схемами улучшаются технология и организация работ, уменьшается число лебедок на поверхности. При совмещенной схеме наибольшее применение находит монолитная бетонная крепь, которая возводится с помощью передвижной опалубки. Временная крепь отсутствует. Последовательность работ заключается в следующем. После буровзрывных работ и проветривания забоя начинают уборку породы в стволе на высоту металлической передвижной опалубки. Опалубку устанавливают на поверхности оставшейся в стволе породы и за опалубку укладывают бетонную смесь. После укладки бетона возобновляют уборку породы.
Средние скорости проходки по совмещенной схеме составляют 60—75 м/мес. Максимальные скорости достигнуты на стволе № 4 шахты «Красноармейская-Капитальная» (200,3 м/мес) и в ЧССР (321 м/мес). Эта схема может применяться при любой глубине ствола.

Параллельная технологическая схема (см. рис. 21.1,г) характеризуется тем, что возведение постоянной креки и выемку породы ведут одновременно, но в смежных звеньях. В нижнем звене ведут работы по подвиганию забоя с последовательным возведением временной крепи под защитой натяжного предохранительного полка, а в верхнем звене снимают временную крепь и возводят постоянную монолитную бетонную или тюбинговую крепь. Параллельная схема применяется редко в связи с определенными трудностями оснащения ствола и сложностями организации работ. Ее применяют на стволах диаметром более 5 м и глубиной более 300—400 м.

Параллельно-щитовая технологическая схема проходки (см. рис. 21.1,д) отличается от параллельной тем, что в забое роль временной крепи выполняет металлический щит-оболочка. В отличие от временной крепи щит не раскрепляет боковых пород и не исключает возможности их обрушения, так как между щитом и стенками ствола имеется зазор 150—200 мм. Схема применима в относительно устойчивых породах в стволах глубиной свыше 700 м и имеет более длительный подготовительный период по сравнению с совмещенной технологической схемой в связи с монтажом и демонтажом оборудования.

содержание .. 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 ..