ПРОВЕДЕНИЕ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК И СТРОИТЕЛЬСТВО ШАХТ

Главная       Учебники - Горное дело      Введение в специальность горного инженера (Савенко Ю.Ф.)

 поиск по сайту     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  ..

 

 

10. ПРОВЕДЕНИЕ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК И СТРОИТЕЛЬСТВО ШАХТ

Угольная промышленность не может развиваться без постоянного обновления шахтного фонда, т. е.  строительства новых шахт и реконструкции действующих. Этот фонд характеризуется количеством шахт (технических единиц) и их производственной мощностью. Такие предприятия проектируются, строятся,

эксплуатируются, а после извлечения всех промышленных запасов прекращают существование. Поэтому для обеспечения народного хозяйства углем в нужном количестве шахтный фонд должен непрерывно обновляться. При этом существенную роль играют горно- капитальные работы но проведению стволов, квершлагов, сооружению околоствольных дворов и т. п.  Для своевременного и качественного строительства и реконструкции угледобывающих предприятий все шахтостроительные организации переданы в распоряжение министерства угольной промышленности.

Прежде чем строить, нужно спроектировать шахту, т. е. определить основные ее параметры, разработать и изготовить чертежи, по которым будут проводиться выработки (поперечное сечение, расположение в пространстве и т. д.).

Проектированию и строительству шахт предшествуют геологоразведочные работы, с помощью которых определяют балансовые и промышленные запасы, а также выясняют элементы залегания пластов. Различают предварительную (определение элементов залегания пластов, их качественного состава и запасов), детальную (изучение условий залегания) и эксплуатационную (в процессе разработки) разведки.

Прежде чем приступить к разведке месторождения, необходимо изучить уже имеющиеся материалы поисковых работ и познакомиться с топографическим планом поверхности. Поиски должны дать предварительные количественные и качественные оценки месторождения и заключение о целесообразности разведочных работ. Первый этап — предварительное изучение района по геологической карте и на местности (осмотр естественных обнажений коренных пород, опрос старожилов и др.). Второй — количественная оценка месторождения за счет выполнения небольших разведочных работ: рытья ям, канав, колодцев, бурения скважин.

В последнее время все шире применяют геофизические методы. К ним относятся магнитометрия (на основе различной магнитной проницаемости горных пород), сейсмометрия (на базе изменения скорости распространения в земной коре упругих воли), гравиметрия (изменение силы тяжести вследствие неравномерного распределения масс в земной коре), электрометрия (на базе различной электропроводности горных пород).

Горные работы на угольных шахтах и рудниках включают следующие основные этапы: вскрытие месторождения, подготовка шахтного поля, очистные работы.

До начала строительства шахты, в период ее проектирования, разрабатывается генеральный план промплощадки (рис. 10.1).

Генеральный план — проектное решение комплексного размещения всех зданий, сооружений, транспортных и инженерно-технических коммуникаций. Здания и сооружения, предназначенные для технических и хозяйственных целей, составляют технологический комплекс поверхности шахты. В состав его входят: надшахтные здания, копры, здание для подъемных машин и т. д.

Выдаваемую из шахты пустую породу и отходы обогатительных фабрик направляют в отвал, который на равнинной поверхности имеет вид конуса-террикона. В последнее время все шире применяют плоские отвалы. При этом порода вывозится автотранспортом в балки и овраги.

Вблизи вентиляционного ствола строят здание для установки вентиляторов главного проветривания. Поступающая в шахту струя воздуха в зимнее время требует подогрева, для чего сооружают калориферы. На поверхности находится понижающая напряжение электроподстанция. На шахтах, где применяется пневматическая энергия, предусматривается компрессорная станция. Для снабжения паром и горячей водой отопительной системы и бани служит котельная. Оборудование ремонтируется в электромеханических мастерских.

В поверхностный комплекс шахты также входят склады лесных, горючих и смазочных материалов, материальных ценностей, строительных материалов. Железнодорожная ветка соединяет шахту с ближайшей станцией. Для каждой шахты сооружают административно-бытовой комбинат.

 

Начиная с 1953 г., при строительстве новых шахт используют типовые проекты поверхностных комплексов, предусматривающие объединение всех зданий и сооружений в три крупных блока: главного и вспомогательного стволов, административно-бытового комбината.

Раньше горно-капитальные работы осуществлялись вручную. Теперь машинами и механизмами. Однако возведение крепи, вспомогательные работы все еще выполняются вручную. В недалеком будущем горно-капитальные работы будут вестись проходческими автоматизированными агрегатами.

К основным процессам при проведении горных выработок относятся: разрушение массива, погрузка и уборка горной массы, возведение крепи, проветривание забоев. К вспомогательным—установка временной крепи, настилка рельсовых путей, устройство водоотводной канавки, обмен вагонеток и переноска маневровых приспособлений, наращивание трубопровода сжатого воздуха и вентиляционного става, навеска кабелей и др.

Различают механический, гидравлический, механо-гидравлическнй, буровзрывной способы разрушения горных пород. Наиболее широко применяется буровзрывной. При этом погрузка в вагонеткл или на конвейер осуществляется различными типами породопогрузочных машин.

При коэффициенте крепости пород А<=6 (  Осж= 100, где Осж — предел прочности пород на сжатие, при проведении горизонтальных и слабонаклонных выработок используют проходческие комбайны, которые отделяют породу от массива механическим способом. В последние годы начинают применяться проходческие комбайны для пород с А до 10.

Во время проведения горной выработки нарушается первоначальное напряженно-равновесное состояние пород и они могут обрушаться во внутрь. Чтобы избежать этого, необходимо возводить крепь. Она препятствует перемещению пород. Горное давление на крепь растет до тех пор, пока система «порода—крепь» не придет в состояние равновесия или крепь будет разрушена, а выработка завалена. Этого не случится, если крепь изготовлена с учетом величины и режима нарастания горного давления. Величина и характер давления зависят от расположения выработок относительно очистных работ, способа их охраны и конструкции крепи. В качестве основных материалов для •изготовления крепи применяют дерево, металл, бетон, железобетон, естественные и искусственные Камни.

Ежегодно на угольных шахтах страны проводится около 10 000 км горных выработок, или 22 м на 1000 т добычи. Чтобы сократить их число и уменьшить количество оборудования, необходимо увеличивать темпы проведения горных выработок. В настоящее время месячная скорость достигает 100—150 м, а в отдельных бригадах за счет совершенствования технологии проходческих работ и рациональной организации труда еще выше — 500—600 м. Это свидетельствует о  больших резервах повышения эффективности проходческих работ.

В СССР, начиная с 1960 г., в основном проектируются и строятся крупные и глубокие шахты. Это требует решения проблем проветривания сильногазовых шахт, охлаждения воздуха, поступающего в забой, охраны горных выработок, предотвращения вне-земных выбросов угля и газа и др. Для решения к указанных проблем осуществляют блочное вскрытие

 вертикальными стволами большого диаметра (поряд-1ка 9 м), строят на поверхности или в шахте холодильные установки, переходят на бесцелнковую охрану I горных выработок, производят гидрорасчленение пластов.

Технический прогресс в шахтном строительстве заключается в типизации проектных решении, в индустриальных методах строительства поверхностных и подземных сооружений, интенсификации и концентрации работ. В результате сокращается срок проектирования и строительства шахт, уменьшаются капитальные затраты.

Проведение и крепление горных выработок, проектирование и строительство шахт изучают на старших курсах. Хорошо знать эти вопросы необходимо и для ; технолога и для шахтостроителя. Довольно часто  горный инженер специальности 0202 работает на строительстве шахты, а инженер-шахтостроитель — на эксплуатации, начальником добычного участка, например.