Тема 1. Горнопроходческие работы. 1. Общие сведения
 Скачать 0.92 Mb.
|
|
12. Горнопроходческие работы при строительстве вертикальных выработок. Организация и производство работ при креплении Одним из основных технологических процессов проходки вертикальных стволов является крепление. В настоящее время наибольшее распространение получила монолитная бетонная крепь стволов, возводимая с помощью передвижных металлических опалубок. К крепи ствола предъявляются следующие требования: - крепь ствола должна воспринимать нагрузку от горных пород без деформаций, разрывов, трещин и т.п. Материал крепи должен соответствовать сроку эксплуатации ствола; - отклонение стенок крепи по радиусу от вертикальной оси ствола не должно превышать для монолитной бетонной (железобетонной) крепи 50 мм, для тюбинговой крепи 30 мм, общее отклонение вертикальной оси ствола от проектной не должна превышать 1:20000; - крепь ствола должна обладать достаточной водонепронецаемостью и иметь минимальное аэродинамическое сопротивление воздушной струе ; - крепь ствола должна иметь малую толщину; - крепь ствола должна иметь минимальную стоимость и др. Анализ показывает, что стоимость крепления вертикальных стволов монолитным бетоном зависит от их диаметра, толщины крепи, технологии ее возведения и составляет от 40 до 60 % общей стоимости проходки ствола. При этом стоимость проходки стволов прямо пропорциональна толщине бетонной крепи и с увеличением на 5-7 % одновременно увеличивается объем выемки породы на 2-3 %, возрастает расход бетона на 8-15 %, а замена монолитного бетона железобетоном при том же диаметре ствола и толщине крепи приводит к увеличению стоимости и трудоемкости работ по проходке ствола на 30 %. При совмещенной технологической схеме работы по возведению монолитной бетонной крепи ведутся в следующей последовательности. Перед бурением шпуров опалубку оставляют на высоте 2-2,5 м от забоя . После взрывания шпуров разрыхленная взрывом порода занимает свободный объем в зоне забоя и частично в зоне опалубки. После завершения погрузки породы первой фазы порода в забое тщательно выравнивается. Затем опалубка отрывается от бетона и опускается на забой, и ее положение проверяется по отвесу . Опалубка временно раскрепляется в стенки ствола, под сегменты опалубки подсыпается мелкая порода для предотвращения вытекания цементного раствора из-под опалубки. После установки опалубки производится укладка бетона на высоту 1.5- 2 м. Работы в забое по уборке породы в этот период не ведутся. После набора прочности бетона приступают к погрузке породы, оставшейся в забое. Время на возведение бетонной крепи на высоту опалубки (ч.)  , (12.1)где - КИС; Sвч и Sсв - соответственно поперечного сечения ствола вчерне и в свету, м2; h0 - рабочая высота опалубки, м; Pб - производительность подачи бетона, равная 6-8 м3/ ч для одного бетонопровода и 10-12 м3/ ч - для двух бетонопроводов; tвс - продолжительность подготовительно-заключительных операций при креплении (2-4 часа). Установлено, что увеличение высоты опалубки с 2 до 4 м сокращает продолжительность и трудоемкость возведения крепи на 30-40 %. Дальнейшее увеличение высоты опалубки мало снижает затраты времени и труда, но осложняет соблюдение безопасности работ при большом обнажении боковых пород. В этом случае возведение бетонной крепи может выполняться по двум вариантам: с применением щитов-оболочек и с использованием временной крепи. Возведение бетонной крепи с применением щитов-оболочек. Работы по этой схеме ведутся с применением комплекса ДШП-1. В комплексе была принята створчатая опалубка высотой 5 м. Для ускорения и облегчения процесса центрирования опалубка имела направляющие лыжи. Опалубка подвешивается на трех канатах . Ниже опалубки расположено опорное кольцо-поддон , служащее для размещения настила в виде веера из брусьев сечением 1010 см и длиной от 70 см и более, в зависимости от фактического расстояния до стен ствола. Центрирование и распор опорного кольца производятся четырьмя домкратами. Цикл возведения крепи начинается с отрыва и опускания на новую заходку опорного кольца, при этом с кольца убирается настил. Опускание опорного кольца осуществляется одновременно со спуском опалубки с минимальным просветом между ними по условиям безопасности работ в пределах 0,5 м. На новой заходке опорное кольцо с помощью центрального отвеса выверяется и раскрепляется домкратами, и на кольцо укладывается настил. После этого производится спуск, установка и скрепление опалубки с опорным кольцом. Бетонная смесь за опалубку поступает по гибким хоботам. Подача бетонной смеси за опалубку ведется в две очереди. После укладки бетонной смеси слоем 1-1,5 м процесс бетонирования прерывается на 60-80 минут, в течение которых уложенный слой бетона выдерживается и набирает прочность. Последние порции бетонной смеси принимаются более пластичной консистенции, что способствует более качественному заполнению технологического шва. При применении комплексов со щитами-оболочками достигается полная независимость работ по выемке породы и возведению постоянной крепи. Возведение бетонной крепи с применением временной крепи. При ведении работ по этой схеме ствол по глубине разбивается на звенья высотой 30-45 м. Работы по выемке породы и возведению постоянной крепи производятся в двух смежных звеньях. После отхода забоя от границы верхнего звена на расстояние 8-10 м работы в стволе временно прекращаются, и на границе смежных звеньев раскрепляется натяжная рама (предохранительный полок). На натяжной раме-полке с помощью стоек монтируется из досок опорное кольцо и поддон. На опорном кольце устанавливается и закрепляется секционная опалубка для возведения бетонной крепи. Далее опускается подвесной полок, который закрепляется в стволе выше первого кольца опалубки. Этажи полка соединены между собой жестко с помощью стоек. На нижнем этаже полка установлены стойки, на которые с помощью шарниров навешена опалубка. При установке и центрировании полка он закрепляется с помощью четырех винтовых домкратов, расположенных на верхнем этаже. Со среднего этажа возводится постоянная крепь и снимаются кольца временной крепи. Бетонная смесь поступает по трубе и по металлическому рукаву направляется за опалубку. Одновременно в смежном (нижнем) звене ствола производится выемка и возведение вслед за подвиганием забоя временная крепь. Работы по последовательной схеме ведутся аналогично. Технология возведения набрызгбетонной крепи заключается в следующем. В бетономешалке приготавливают сухую смесь из цемента, песка и щебня. Сухая смесь поступает в машину набрызгбетона, из которой сжатым воздухом по шлангу перемещается в сопло. Одновременно по второму шлангу в сопло поступает вода. Из сопла бетонная смесь выходит с высокой (до 100 м/с) скоростью и наносится равномерным слоем толщиной 5-7 см на породные стенки ствола. После твердения первого слоя при необходимости наносится второй слой. Набрызгбетонная крепь может применяться с анкерной крепью и металлической сеткой. К достоинствам набрызгбетонной крепи следует отнести: - высокий уровень механизации работ, малую толщина крепи и большую механическую прочность, что позволяет снизить по сравнению с обычной бетонной крепью на 30-50 % стоимость возведения крепи, на 10-20 % объем вынимаемой породы; - при возведении набрызгбетонной крепи частицы цемента и песка проникая в трещины, восстанавливают монолитность породы приконтурного слоя. Недостатками набрызгбетонной крепи является то, что при нанесении на породные стенки часть смеси отскакивает, что приводит к потере материала в объеме до 20 %, и область применения этой крепи ограничена. Набрызгбетонную крепь либо комбинированную крепь из набрызгбетона, анкеров и металлической сетки следует применять в породах I и II категории устойчивости в стволах с гибкой армировкой, а также в вентиляционных стволах и шурфах, не оборудованных подъемными установками, в восстающих выработках и рудоспусках при отсутствии влияния очистных работ и водопонижения, где приток воды не более 8 м3/ ч. В породах первой категории устойчивости толщина набрызгбетонной крепи (dнб) на протяженных участках ствола принимается без расчета в зависимости от глубины ствола (Н) и угла залегания пород : при Н500 м и 35 , dнб =80 мм, а 35 dнб =120 мм; при Н500 м и 35 , dнб =100 мм, при 35 dнб =150 мм. В других случаях толщина набрызгбетонной крепи ствола определяется расчетом по СНиП II-94-80. Организация работ и компоновка оборудования при возведении набрызгбетонной крепи производят по трем вариантам. При первом варианте все оборудование (бункер для цемента и инертных, бетономешалка и машины для набрызгбетона) монтируют у ствола, на поверхности земли или в вентиляционном канале. Достоинство варианта заключается в том, что оборудование расположено на поверхности земли, вследствие этого упрощается его монтаж и обслуживание. Недостатком является сложное регулирование напора сухой смеси и воды, осложняется связь рабочего, обслуживающего сопло, и машиниста набрызгбетонной машины. При втором варианте на поверхности монтируют бункер для цемента и инертных и бетономешалку. Набрызгбетонную машину и бак для воды устанавливают на подвесном полке. Достоинство варианта состоит в упрощении регулирования давления сухой смеси и воды и оперативной связи между обслуживающими рабочими. Недостатки - загромождение подвесного полка и увеличение его массы. При третьем варианте пневмобетономешалку загружают сухой смесью на поверхности земли, спускают в ствол и возводят набрызгбетонную крепь. Этот вариант возможен при применении машины БМС-5. Время возведения набрызгбетонной крепи на участке ствола высотой h  , (12.2)где - коэффициент прочих работ и непредвиденных простоев, равный 1,2-1,3; - толщина набрызгбетонной крепи, м; Рт - техническая производительность машины по нанесению набрызгбетонной крепи, равная 3-4 м3/ ч; Vм - вместимость камеры машины для нанесения набрызгбетонной крепи, равная 0,25-0,5 м3; Кз - коэффициент заполнения машины, равный 0,8-0,9; tп - перерывы, связанные с загрузкой машины. При непрерывной подачи сухой смеси и механической загрузке для однокамерных машин tп=0,04-0,06 ч, для двухкамерных машин tп=0,02-0,03 ч. tпз - время подготовительно-заключительных работ, равное 2-3 ч. 12.5. В зависимости от горно-геологических условий проходки ствола и последовательности выполнения работ по возведению крепи различают следующие схемы возведения упрочняющей анкерной крепи: - из забоя ствола вслед за подвиганием забоя; - с проходческого полка в процессе проходки ствола; - после окончания проходки ствола на полную глубину при подъеме проходческого полка или армировании ствола. Установка анкерной крепи в сочетании с металлической сеткой из забоя ствола вслед за его подвиганием рекомендуется при проходке по совмещенной, последовательной и параллельной технологическим схемам при пересечении неустойчивых пород, требующих крепления заходки сразу после их обнажения. Установка анкерной крепи с проходческого полка рекомендуется заходками в период наращивания проходческих трубопроводов при проходке ствола по совмещенной технологической схеме для восприятия части нагрузок, развивающихся вследствие релаксации горных пород, рассечки приствольных выработок, влияния горных работ и других факторов. Установка анкерной крепи после окончания проходки ствола на полную глубину рекомендуется в случае, если указанные выше нагрузки развиваются после окончания строительства ствола. 13. Подъем при строительстве стволов Проходческий подъем предназначен для спуска и подъема людей, материалов, оборудования и выдачи породы. К особенностям проходческого подъема относятся: - переменная глубина подъема, требующая постоянного изменения рабочей длины подъемного каната; - сложная тахограмма работы подъема; - проходческая бадья перемещается по направляющим канатам от подвесного полка до поверхности. В зависимости от типа подъемной машины различают одноконцевой и двухконцевой подъемы. При однобарабанной подъемной машине с одним канатом применяют одноконцевой подъем, когда в движении находится только одна бадья. Применяют два варианта одноконцевого подъема - с перецепкой и без перецепки бадьи. В первом варианте в работе находятся две бадьи - одна движется, а вторую загружают породой в забое. После спуска порожней бадьи в забой прицепное устройство перецепляют на дужку загруженной бадьи, которую после этого поднимают на поверхность, разгружают и снова спускают в забой. При двухконцевом подъеме применяют одну двухбарабанную машину с двумя канатами, в движении находятся две бадьи - груженую поднимают и разгружают, порожнюю опускают в забой, где находится третья бадья под погрузкой. После спуска порожней бадьи производят перецепку прицепного устройства. За это время груженую бадью разгружают на поверхности. Производительность подъема зависит в основном от глубины ствола и скорости движения бадей. В практике строительства стволов применяют следующие варианты: - один одноконцевой подъем без перецепки бадей; - два одноконцевых подъема с перецепкой и без перецепки бадей; - один или два двухконцевых подъема с перецепкой бадей; - один двухконцевой и один одноконцевой подъем с перецепкой бадей. Выбор типа подъема и подъемной установки производят с учетом заданной скорости проходки ствола, его параметров (глубины и диаметра) и выдачи породы при проведении горизонтальных и наклонных выработок во второй период строительства горного предприятия. Выбор подъемной машины ведется по четырем факторам: - по диаметру подъемного каната; - по ширине барабана; - по расчетному максимальному статическому усилию; - по разности статических усилий. В соответствии с Правилами безопасности диаметр проходческих подъемных машин должен выбираться из соотношения Dб 60dк (dк - диаметр подъемного каната, мм). Для канатов закрытой конструкции ВНИИОМШСа, Dб 80-100dк. Требуемая ширина барабана подъемной машины  , (13.1)где H- глубина ствола, м; hр - высота разгрузки, м; hз - резерв длины каната для испытаний, равный 30-40 м; 3 - число витков трения на барабане; - зазор между витками каната, равный 2-3 мм; nс - число слоев навивки каната, nс 3. Статическое неуравновешенное окружное усилие для одноконцевых подъемных машин , (Н)  , (13.2)где  - концевая нагрузка на канат, Н;p - масса одного метра каната, кг; H0 - максимальная длина отвеса каната, м. Для двухконцевых подъемных машин  (13.3)где Qб - суммарный вес бадьи, прицепного устройства и направляющей рамки, Н; Максимальная разность статических натяжений канатов определяется для трех случаев: в начале подъема Т1, в конце подъема Т2, при смене канатов Т3. Для одноконцевого подъема  (13.4)Для двухконцевого подъема  (13.5)где Нк - высота копра, м; h1 - расстояние от нулевой отметки до отметки разгрузочной площадки, м; h2 - полная высота подъемного сосуда (до верхнего жимка каната, м). После определения максимального значения Т выбирают машину. При этом  , (13.6) где Тдоп - максимально допустимое статическое натяжение каната для конкретного типа подъемной машины. 13.2. При строительстве стволов применяют или временные проходческие, или постоянные эксплуатационные копры. Временные проходческие копры конструкции ВНИИОМШСа изготавливают из бесшовных труб, соединенных между собой на фланцах. В верхней части копра расположена подшкивная рама, на которой монтируют шкивы для подъемных и направляющих канатов и подвески оборудования в стволе. Внутри копра располагают нижнюю приемную площадку разгрузочный станок. С нижней площадки проводят спуск и подъем людей, материалов и оборудования, а также монтаж и демонтаж ставов труб и другие работы. Разгрузочный станок служит для разгрузки бадей с породой. Копры устанавливают на бетонных фундаментах с анкерным креплением. Достоинство копров данной конструкции заключается в возможности приспособления их к любой схеме расположения оборудования в стволе и на поверхности. однако необходимость сооружения монолитных фундаментов и наличие большого количества мелких элементов требует больших затрат труда и времени при монтаже и демонтаже. Крупноблочный временный проходческий копер конструкции Донгипрооргшахтостроя на поверхности земли собирают в две секции с шарнирными опорами, которые поднимают с помощью тихоходной проходческой лебедки, и соединяют болтами в одно целое. Применение данного копра позволяет сократить время монтажных работ в 3 раза (с 1950 до 600 чел.-дней). Постоянные эксплуатационные копры при строительстве стволов применяют двух типов - башенные железобетонные и металлические с укосиной. Башенные железобетонные копры с многоканатными подъемными машинами используют на шахтах большой (2,4-3 млн.т/год) производительности. Они имеют размеры в плане от 1818 до 2424 м и высоту на клетевых стволах до 65 м, а на скиповых стволах до 120 м. Масса копра достигает 30 тыс. т и более. Продолжительность его строительства с монтажем оборудования занимает 1,5-2 года. Постоянные металлические копры с укосиной при использовании их для проходки ствола усиливают и переоборудывают. Расход металла при этом составляет 4-6 % их массы. После окончания проходки и армирования ствола дополнительные конструкции демонтируют. По типам подъемные машины подразделяют на временные, постоянные и передвижные проходческие. Как правило применяются барабанные подъемные машины, которые конструктивно различаются между собой на однобарабанные, однобарабанные с разрезным барабаном, двухбарабанные. Стационарные подъемные машины с барабанными органами навивки в соответствии с ГОСТами имеют следующие обозначения: Ц - цилиндрические однобарабанные; ЦР - цилиндрические однобарабанные разрезные; 2Ц - цилиндрические двухбарабанные; Например, Ц-2,52 - цилиндрическая однобарабанная, диаметр барабана равен 2,5 м, ширина барабана - 2 м. ЦР - 63/0,6 - цилиндрическая однобарабанная, разрезная, диаметр барабана - 6 м, ширина барабана - 3 м, разрезной части барабана - 0,6 м. Передвижные подъемные машины состоят из транспортабельных блоков: МПП-6,3 - из двух, МПП-9 и МПП-17,5 - из четырех. К месту работы блоки помещения подъемных машин доставляют автомобильным или железнодорожным транспортом. Достоинством передвижных подъемных машин является малая трудоемкость работ по монтажу (72 чел.-дня для МПП-6,3), что в 10 раз меньше, чем для их аналогов стационарного использования. Тип подъемных машин выбирается в зависимости от глубины ствола, емкости бадьи. Прицепные устройства служат для подвески бадьи к подъемному канату. Они должны иметь достаточную механическую прочность и надежное крепление подъемного каната, исключать самопроизвольное отцепление бадьи и обеспечивать удобную, быструю и безопасную перецепку бадьи к подъемному канату. В производственной практике применяют два типа прицепных устройств: для прядевых канатов УПП и для закрытых канатов УПЗ. Прицепные устройства УПЗ предназначены для закрытых канатов и состоят из крюка с защелкой, вертлюга, нижней траверсы, игольчатой страхующей муфты, трех конусных клиньев, обжимающих канат и цапфовой втулки. Прицепное устройство УПП предназначено для прядевых канатов и состоит из крюка с хвостовиком и защелкой, вертлюга, траверсы, коуша. зажимов, амортизатора и клина коуша, при помощи которого в коуше происходит самозаклинивание каната. Дополнительно канат закрепляют нижним жимком. Направляющая рамка служит для предотвращения вращения и раскачивания бадьи. Перемещается по направляющим канатам и состоит из каркаса и предохранительного зонта. Тип направляющей рамки и прицепного устройства принимается исходя из применяемой бадьи. Проходческие бадьи предназначены для подъема породы, спуска и подъема людей, оборудования и материалов. Основными параметрами проходческих бадей являются их вместимость, диаметр и высота. Отношение диаметра бадьи dб к диаметру грейфера dг в раскрытом состоянии определяется из выражения  При меньшем соотношении увеличивается просыпание породы при разгрузке грейфера в бадью. Устойчивость бадьи зависит от отношения ее высоты к диаметру, который принимаю равным 0,9-1,3. Применяют два типа бадей - несамоопрокидные БПН и самоопрокидные БПС, которые имеют несколько разновидностей: БПСД, БПСМ, БПСК. Бадьи БПС (Рис.10.5) используются очень часто и представляют собой сварной металлический цилиндр с шарнирно подсоединенной к нему дужкой. Цапфы предназначены для разворота бадьи в раструбе и фиксирования ее в направляющей рамке. Упоры предохраняют руки рабочих от ушиба дужкой во время перецепки. Вместимость бадьи (м3) определим по формуле  , (13.7)где V1 - объем взорванной породы, убираемой в первой фазе, м3; Кн - коэффициент неравномерности работы подъема, равный 1,3-1,5; Т1ф - продолжительность уборки породы в первой фазе,  ;Рр - эксплуатационная производительность машины, м3/ ч; К1 - коэффициент перехода от максимальной производительности к средней в первой фазе, равный 0,7-0,85. n-число подъемов в час,  ;Тц - продолжительность цикла подъема (с). При совмещенной схеме строительства ствола (один полок в стволе): одноконцевой подъем  двухконцевой подъем  При параллельной схеме строительства ствола (в стволе два полка): одноконцевой подъем  двухконцевой подъем  где Н - глубина ствола, м; V - скорость подъема, м/с. Кб - коэффициент заполнения бадьи, равный 0,9-0,95. При проходке стволов применяют подъемные направляющие и поддерживающие канаты. Для проходческого подъема в стволах глубиной до 700 м используют некрутящиеся (малокрутящиеся) круглопрядные стальные канаты (разработка ВНИИОМШС), а более 700 м - стальные канаты закрытой конструкции. Диаметр подъемных канатов - 25-43,5 мм. Для направляющих применяют многопрядные некрутящиеся (малокрутящиеся) канаты. Диаметр направляющих канатов должен быть не менее 21 мм, коэффициент запаса прочности m5. Натяжение принимается 10кН на 100 м ствола. К поддерживающимся относятся канаты, предназначенные для подвески полков, ставов труб вентиляции, сжатого воздуха, водоотлива и т.п., m6. Для подвески грейферов m7,5. Подъемные канаты в соответствии с ПБ должны иметь следующие запасы прочности. При глубине ствола до 600 м: - на людских подъемах - не ниже 9; - на грузо-людских - не менее 7,5; - на грузовых - не ниже 6,5. При глубине ствола более 600 м: - на грузолюдских - не ниже 5; - на грузовых - не ниже 4,5. Порядок расчета и выбора каната При глубине ствола до 600 м. Расчетный вес 1 м каната (Н) определяется по формуле  , (13.8)где  - концевая нагрузка на канат, Н;- временное сопротивление каната разрыву, Па;  - фиктивный удельный вес каната, Н/м2; m - запас прочности, равный 7,5 для бадьевого подъема; H - конечная глубина ствола, м ; h - расстояние от нулевой рамы до оси шкива, м. По расчетному весу 1 м каната согласно ГОСТу подбирают его диаметр. Действительный запас прочности принятого каната определяется по формуле  , (13.9)где  - суммарное разрывное усилие всех проволок каната, Н;- максимальная длина отвеса, м. При глубине ствола больше 600 м выбор подъемного каната ведется по расчетному разрывному усилию всех проволок каната  (13.10)где - эмпирический коэффициент принимаемый равным =13 - для людских подъемов; =10 - для грузо-людских подъемов; =8,5 - для грузовых подъемов; По ГОСТу принимается канат со значением близким  .Определяем действительный коэффициент запаса прочности  (13.11)Основным принципом установления производительности подъема является следующее. Производительность подъема Рпод должна быть больше или равна производительности погрузки породы Рп в первой фазе на конечной глубине ствола, так как Рпод Рп. Однако могут быть и отклонения от этого принципа. При работе без перецепки бадей возможны случаи, когда Рпод Рп. Для ориентировочных подсчетов суммарную производительность подъема (м3/ ч) можно определить по формуле  (13.12)где Vм - месячная скорость проходки ствола, м/ мес; t - продолжительность работы подъемной установки в сутки, равная 13-15 часам; m - количество рабочих дней в месяце по проходке ствола. Продолжительность цикла подъема зависит от глубины и оснащения ствола, технологической схемы проходки, типа подъемной машины и скорости подъема, тахограммы подъема и других факторов. Тахограмма - изменение скорости движения бадьи по стволу. При составлении тахограммы руководствуются следующими положениями. Движение бадьи без направляющих канатов допускается на участке не более 20 м, а при применении погрузочных машин - 40 м. Максимальная скорость движения бадей не должна превышать при подъеме и спуске людей по направляющим канатам - 8 м/с, без них - 1 м/с, грузов по направляющим канатам - не более 12 м/с, без них - 2 м/с. При спуске бадьи останавливаются на расстоянии 5 м до полка и забоя. Подъем бадей из забоя осуществляют только после их успокаивания и оборки днища на высоте 1,5- 2 м от забоя. Скорость движения бадьи при спускании на забой, подъем ее для успокаивания, выбор напуска каната не должен превышать 0,3 м/с. Скорость движения бадьи при проходе через проемы натяжного полка не должна превышать 0,7 м/с, подвесного полка 1м/с, через нулевую раму 2 м/с. 14. Горнопроходческие работы при строительстве вертикальных выработок. Проветривание стволов Проветривание ствола осуществляют для обеспечения нормального состава воздуха и температуры воздуха не более 26С при влажности до 90 %. По ПБ состав воздуха должен иметь по объему не менее 20 % кислорода и углекислого газа не более 0,5 %. После взрыва ВВ перед допуском людей в забой содержание ядовитых газов (%) должно быть не более: - окиси углерода - 24  ;- окиси азота - 1 ;- сернистого ангидрида -35  ;- сероводорода - 66 .При проходке устьев стволов допускается естественное проветривание: на негазовых шахтах - до 10 м, на газовых - до 6 м. При дальнейшей проходке и укладке нулевой рамы применяется искусственное проветривание с применением вентилятора и трубопровода, опущенного в ствол. В соответствии с ПБ вентилятор должен находиться на расстоянии не ближе 20 м от ствола и работать непрерывно. Отставание вентиляционных труб от забоя должно быть не более 15 м, а во время погрузки породы грейфером - не более 20 м. Стволы при проходке, как правило, проветривают нагнетательным способом по трем схемам, при которых свежий воздух с поверхности земли вентилятором нагнетается в забой ствола и вместе с продуктами взрыва поднимается по нему на поверхность земли. По схеме с подачей свежего воздуха по трубам после взрыва ВВ газы под действием первоначального толчка и высокой температуры поднимаются вверх, а нагнетаемый свежий воздух поступает в призабойную часть ствола и интенсивно удаляет продукты взрыва. Достоинством данной схемы является простота оснащения, интенсивное проветривание забоя. Недостатком схемы является то, что в стволах большой глубины (700-1000 м) резко увеличивается аэродинамическое сопротивление вентиляционных труб, а масса става труб диаметром 0,6-1,2 м достигает 40-60 т и более. При проветривании по схеме сквозной струи между стволами проводят сбойку, в которой устанавливают два вентилятора. Свежий воздух поступает по стволу А и одним вентилятором нагнетается в забой ствола А, а другим - в забой ствола Б. На поверхность земли воздух поднимается по стволу Б. Эту схему можно применять при одновременной проходке двух глубоких стволов, находящихся на небольшом расстоянии. Недостаток схемы - необходимость проходить сбойку между стволами. Проветривание по схеме с использованием продольной перемычки применяют в зарубежной практике при проходке весьма глубоких стволов большого диаметра (9-10 м). Продольная железобетонная перемычка разделяет ствол на две части: в одной располагают подъемные сосуды, а вторая свободная служит только для вентиляции. Расход воздуха определяется по следующим факторам: - по количеству ядовитых газов ВВ; - наибольшему числу работающих в стволе людей; - по метановыделению; - по минимально допустимой скорости движения воздуха. Количество воздуха по фактору взрывания (м3/мин)  (14.1)где Sсв - площадь поперечного сечения ствола в ствету, м2; t - время проветривания ствола, мин; В - количество одновременно взрываемого ВВ, кг; Iвв - газовость ВВ, равное 100 л/кг при взрывании по углю, 40 л/кг при взрывании по породе; Hств - глубина ствола, м; Кобв - коэффициент, учитывающий обводненность ствола. Стволы сухие любой глубины (приток 10 м3/ч), и обводненные Нств 200 м - Кобв 0,8. Стволы обводненные (приток 6 м3/ч) глубиной Нств > 200 м 0,6 Кобв 0,8. Стволы обводненные (приток 6...15 м3/ч), капеж в виде дождя 0,3 Kобв 0,6. Стволы обводненные (приток > 15 м3/x), капеж в виде ливня 0,15Кобв<0,3.  Ку - коэффициент удельной стыковой воздухопроницаемости, равный 0,0006 для резиновых прокладок; 0,0003 для промасленных пенькового каната или картона; dтр - диаметр трубопровода, м; lзв - длина звена трубопровода, м; R - аэродинамическое сопротивление трубопровода,  , - коэффициент аэродинамического сопротивления. В том случае, если глубина ствола значительна, в формулу для определения количества воздуха вводится не полная глубина ствола (Нств), а критическая глубина трубопровода (Lкр), т. е. длина, на которой концентрация ядовитых газов взрывных работ снизится до допустимой нормы  (14.2)где Кт - коэффициент турбулентной диффузии, определяется в зависимости от  ;lз.тр - расстояние от забоя до конца трубопровода, равное 15 м; dпр - приведенный диаметр трубопровода; dпр = 2dтр - при расположении трубопровода в центре ствола, dпр =1,5dтр - у стенок ствола. Количество воздуха по наибольшему числу работающих в стволе людей (м3/мин) Qл=6nл (14.3) где nл - количество людей в смену. Количество воздуха по метановыделению (м3/мин)  (14.4)где с -максимально допустимое содержание метана в исходящей струе, не более 1 %; - для стволов равно нулю; Iп - метановыделение в стволе, м3/мин. Количество воздуха по пылевому фактору определяется исходя из минимальной скорости движения воздушной струи, равной Vmin = 0,3 м/с, оптимальная скорость Vопт = 0,6 м/с. В случае проведения мероприятий, обеспечивающих содержание пыли в допустимых пределах, скорость воздуха в соответствии с ПБ принимается равной Vmin = 0,15 м/с. Qv=60VminSсв (14.5) Из полученных значений количества воздуха для дальнейших расчетов принимают максимальное значение. Подача вентилятора определяется по формуле  (14.6)Депрессия вентилятора при применении жесткого трубопровода  (14.7)где  - потеря давления в местах сопротивления.Для каждого поворота трубопровода =0,352 (14.8)где  - угол поворота, радиан;- угол поворота трубопровода, град;  - средняя скорость движения воздуха на прямолинейном участке, м/с. По расчетным параметрам Qв и hв по справочникам подбирается вентилятор. При необходимости присоединяется несколько вентиляторов последовательно или параллельно. |