Лекции_ВСЕ. Геотехнология строительная
 Скачать 1.71 Mb.
|
|
Временная схема оснащения. Данная схема имеет различные арианты в зависимости от типа постоянного копра, предусмотренного проектом на период эксплуатации шахты. При использовании в дальнейшем башенного копра схема оснащенияствола к проходке сводится к следующему. На промышленной площадке сооружают проходческий копер, монтируют временные подъемные машины (передвижные или стационарные), возводят комплекс зданий, сооружений устанавливают проходческое оборудование. После проходки ствола временный копер демонтируют, возводят постоянный башенный копер и монтируют многоканатные подъемные машины. Армирование ствола по этой схеме целесообразно вести во время монтажа многоканатных подъемных машин с использованием временных подъемных машин и проходческих лебедок. После этого навешивают подъемные сосуды, монтируют обменные и загрузочные устройства, проводят горизонтальные и наклонные горные выработки. Недостатком этого варианта временной схемы является большая длительность строительства ствола. Такой вариант имеет ограниченное распространение и может быть рекомендован для применения только в случаях, когда по условиям строительства не допускается возведение башенного копра до проходки ствола, например, при специальных способах проходки верхней части ствола. Разновидностью временной схемы является схема оснащения с использованием временного проходческого копра с последующей надвижкой постоянного металлического башенного копра. Технологическая последовательность работ по оснащению и проходке ствола соответствует последовательности первого варианта, за исключением армирования, которое выполняют с временного копра. Во время проходки и армирования ствола в стороне от ствола на монтажной площадке сооружают постоянный башенный копер, который после проходки ствола по накаточным путям надвигают в проектное положение. По продолжительность строительства ствола эта схема является наиболее эффективной. К недостаткам схемы относится необходимость дополнительных затрат на усиление элементов копра для надвижки и устройство накаточных путей. В случае, когда на период эксплуатации шахты предусмотрено использование постоянного металлического копра, временная схема оснащения ствола к проходке состоит в следующем. Аналогично описанным вариантам, в подготовительном периоде над стволом сооружают временный проходческий копер, возводят здания, сооружения и монтируют проходческое оборудование, используемое при проходке ствола. Во время проходки ствола в стороне от него монтируют постоянный металлический копер, который после проходки и армирования ствола надвигают в проектное положение. К этому моменту должны быть смонтированы постоянные подъемные машины. Проведение горизонтальных и наклонных горных выработок осуществляют с использованием постоянных подъемных машин. Если по производительности постоянные подъемные машины не могут обеспечить проведение горных выработок в установленные сроки, то их проводят с использованием временного копра и временных подъемных машин. Переход на постоянные подъемные машины в этом случае производят перед сдачей шахты в эксплуатацию. При массовом применении проходческих копров из крупноразмерных элементов, передвижного проходческого оборудования и мобильных зданий эта схема по продолжительности строительства ствола, стоимости и трудоемкости строительно-монтажных работ по оснащению является наиболее предпочтительной по сравнению со всеми остальными схемами. Благодаря сокращению сроков оснащения до 5-6 месяцев временная схема оснащения с использованием блочно-передвижного оборудования получила в настоящее время широкое распространение. Эта схема успешно используется повсеместно. Главным недостатком этой схемы является увеличение стоимости оснащения и продолжительности переходного периода на переоснащение с бадей на клети. Комбинированная схема оснащения стволов с использованием временных или постоянных копров и подъемных машин в различных сочетаниях довольно широко применяется на практике. Примером комбинированной схемы может быть схема оснащения с использованием постоянного башенного копра и временных подъемных машин. Оснащение по данной схеме производится в следующей последовательности. После выполнения первоочередных работ на промышленной площадке по подготовке к строительству возводят постоянный башенный копер (железобетонный или металлический), монтируют в нем проходческое оборудование, на поверхности сооружают здания и монтируют оборудование для проходки ствола. В период проходки и армирования ствола заканчивают строительные работы в башенном копре и монтируют многоканатные подъемные машины. Выдача породы при проведении горизонтальных и наклонных выработок осуществляют с использованием постоянных подъемных комплексов. Преимуществами рассмотренной схемы по сравнению с первым вариантом временной схемы являются меньшая продолжительность строительства ствола благодаря совмещению работ по возведению башенного копра с работами подготовительного периода и меньшая металлоемкость проходческих металлоконструкций в копре. Недостатком является ограничение по строительству зданий и монтажу проходческого оборудования в зоне действия кранов, используемых для возведения башенного копра. Схема получила распространение в Донецком бассейне (Украина), где на центральных стволах, как правило, предусматривают башенные копры. По сравнению с наилучшим вариантом временной схемы они характеризуются большей продолжительностью оснащения, кроме того, использование в таких схемах постоянных подъемных машин или копров не всегда может обеспечить необходимые скорости проходки ствола по техническим причинам. Однако, такая схема позволяет сократить капитальные затраты на строительство и продолжительность переходного периода. Комбинированная схема в определенных условиях может быть наиболее экономически целесообразной, но в любом случае ее применение должно подтверждаться соответствующим технико-экономическим расчетом. Унификация схем оснащения Одним из направлений повышения технико-экономических показателей при строительстве стволов является применение унифицированных технических решений, в том числе и для схем оснащения проходки. Унификация схем оснащения, принятая в угольной промышленности, выполнена на базе унифицированных схем сечений и армировок вертикальных стволов, разработанных для угольных шахт. Унифицированные схемы сечений предусматривают для всех типов стволов и диаметров (6; 7 и 8 м) 12 типоразмеров сечений и армировок. Основные принципы, положенные в основу унификации схем оснащения, следующие: �� применение буровзрывного способа при совмещенной схеме проходки ствола; �� проходку стволов осуществляют с использованием проходческих копров из крупноразмерных элементов на быстроразъемных соединениях; �� широкое использование для оснащения поверхности передвижного проходческого оборудования и мобильных зданий различного назначения; �� для одного диаметра ствола единая схема размещения проходческого оборудования в сечении ствола независимо от функционального назначения и армировки ствола; �� максимальная унификация металлоконструкций копровых комплексов и проходческого оборудования для стволов всех диаметров; �� использование для проходки стволов бадей большей вместимости и проходческого оборудования, обеспечивающих высокие скорости проходки; �� технические решения, обеспечивающие минимальные затраты времени и средств для перехода от проходки стволов к армированию и к проведению горизонтальных и наклонных горных выработок; �� выполнение строительно-монтажных работ по оснащению индустриальными методами. Унифицированные схемы оснащения вертикальных стволов диаметром 6м предусматривают использование бадей вместимостью 3 м3 (на период армирования – 1 м3), погрузочной машины КС-2у/40, бурильной установки БУКС-1м, труб вентиляции диаметром 900 мм, двух трубопроводов подачи бетонной смеси диаметром 150 мм, трубопровода сжатого воздуха диаметром 200 мм, кабелей, маневровых канатов, трехэтажного проходческого полка, спасательной лестницы, подвесного насоса и секционной опалубки для крепления ствола. Для стволов диаметром 7 и 8 м предусматривают использование бадей вместимостью 5 м3 и более, погрузочной машины 2КС-2у/40 или КС-1м, двухэтажного проходческого полка. Привязки подвесного проходческого оборудования к осям ствола для диаметров 7 и 8 м одинаковы, что позволяет для этих стволов иметь один копровый комплекс (за исключением нулевой рамы). Лекция 6 Основные принципы размещения проходческого оборудования При размещении горнопроходческого оборудования в стволе и на поверхности необходимо принимать решения, которые обеспечивают: �� максимальное использование постоянных зданий и сооружений при строительстве; �� групповое расположение проходческих лебедок, обеспечивающее удобство монтажа, обслуживания и нормальной эксплуатации, особенно в осен- не-зимний период; �� создание таких планировочных решений, при которых системы транспор- та горной массы и бетонной смеси позволяют бесперебойно выполнять горнопроходческие работы при максимально возможной загрузке техно- логического транспорта; �� удобство, безопасность и быстроту подачи в ствол и выдачи из него забойного оборудования и технологических трубопроводов; �� компоновку и конструкцию сооружений и оборудования (сооружений по отводу и очистке шахтных вод, породного отвала, котельных установок и др.), при которых вредное воздействие процессов при проходке ствола на окружающую среду было минимальным; �� полную безопасность работ проходческого цикла; �� технологичность выполнения как основных процессов горнопроходческого цикла (погрузки горной массы, бурения шпуров, крепления), так и вспомогательных (навески трубопроводов, перегонов подвесных полков и опалубок, ремонта или замены стволового оборудования, осмотров ствола, подвесного оборудования и др.); �� соответствие конструкций подвесного полка, нулевой рамы, разгрузочного станка, подшкивной площадки условиям прочности, крупноблочного монтажа и безопасности работ. При расположении оборудования, зданий и сооружений, входящих в комплекс оснащения поверхности, необходимо руководствоваться следующими требованиями: �� временное оборудование, здания и сооружения не должны размещаться на местах, отведенных по генеральному плану под постоянные здания, сооружения и инженерные коммуникации; �� временные АБК размещать в стороне от дороги, ведущей на отвал породы, но поблизости от ствола; �� электростанции располагать вблизи от основных потребителей электроэнергии – подъемных машин, компрессорных станций; �� при использовании компрессоров с низковольтными двигателями устанавливать трансформаторы для преобразования электроэнергии непосредственно возле компрессорных станций; �� временные здания и сооружения располагать так, чтобы оставались проезды вокруг копра (ширина не менее 15 м) для большегрузных автомобилей и для откатки грузов на поверхности во втором периоде строительства шахты; �� здания и сооружения располагать вокруг ствола так, чтобы можно было использовать технику для очистки территории промплощадки от снега и просыпавшейся породы около течек разгрузочного станка; �� котельную и склад ГСМ располагать с учетом розы ветров; �� блочно-передвижные подъемные машины для проходки ствола размещать впереди подлежащих монтажу во втором периоде стационарных (временных или постоянных) подъемных машин; �� при выборе подъемного оборудования более предпочтительной является схема с использованием двух одноконцевых подъемных машин; �� станции технического обслуживания бурильного оборудования располагать против проемов в копре, чтобы подавать к стволу бурильные установки, обеспечивая их транспортировку одним видом транспорта (тельферная или узкоколейная дорога); �� расстояние между блочно-передвижным оборудованием должно обеспечивать расчетную длину струны каната, углы девиации подъемных машин и лебедок в соответствии с требованиями правил и технических норм; под породными лотками разгрузочного станка должно предусматриваться железобетонное покрытие площадью не менее 25 м2. Расположение Eт1087 проходческого оборудования в сечении вспомогательного ствола зданий и сооружений на поверхности при оснащении комплексом передвижного оборудования показано на рисунке.  Рисунок. Схема расположения проходческого оборудования в сечении вспомогательного ствола: 1-трубопровод сжатого воздуха; 2-канат для подвески полка; 3-бадья для технологического отхода; 4-трубопровод вентиляции; 5-трубопровод водоотлива; 6,9-трубопровод для подачи бетонной смеси; 7-канат подвески; 8-направляющий канат (канат для подвески опалубки); 10-бадьи вместимостью 5м3; 11-спасательная лестница Блочно-передвижные проходческие лебедки В практике шахтного строительства для размещения проходческого оборудования и коммуникаций при оснащении стволов необходимо произвести выбор проходческих лебедок и канатов, на которых все оборудование подвешивается в стволе. Для проходки вертикальных стволов рекомендуется использовать лебедки нового поколения типа ЛПЭП (ГОСТ 7828-80) и установки передвижные проходческие серии ЛПП. Передвижные проходческие лебедки типа ЛПЭП (рис. 4.7) со статическим натяжением каната 63 – 450 кН поставляются заводами в открытом исполнении (т.е. без помещения контейнерного типа), поэтому для их использования следует предусматривать строительство временных зданий. Лебедки типа ЛПЭП должны устанавливаться на унифицированные фундаментные блоки многократного использования и доставляться на строительную площадку в собранном виде на трейлерах или по железной дороге. На базе серийно выпускаемых лебедок по чертежам Донгипрооргшахтостроя Шахтинский ремонтно-механический завод ОАО "Ростовшахтострой" выпускает блочно-передвижные проходческие лебедки с базовым оборудованием полной заводской готовности всех модификаций, необходимых для оснащения вертикального ствола к проходке. Блочно-передвижные проходческие лебедки состоят из следующих основных узлов: базовой проходческой лебедки, металлической рамы в сборе, металлического корпуса с проемом для пропуска каната, окнами и дверью. Крыша съемная и может отделяться от корпуса при замене или ремонте крупногабаритных деталей лебедки. В блоке установлен дублирующий пульт управления, пусковая аппаратура, датчик ограничения натяжения каната типа ОНК, установленный на поворотной опоре, которая обеспечивает перемещение и поворот датчика в зависимости от положения каната на барабане и наклоне его в пределах 25-40° относительно линии горизонта. Пульт этого прибора устанавливается в металлическом шкафу. Лебедки в блочно-передвижном варианте устанавливаются на унифицированных блоках типа БФ. Количество и расположение блоков указывается в паспорте. Транспортировка такого вида оборудования в полной заводской готовности производится трайлером или железнодорожным транспортом, если расстояние перевозки превышает 300 км. Общий вид блочно-передвижных проходческих лебедок представлен на рисунке.  ЛЕКЦИЯ 7. ГОРНЫЕ МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА СТВОЛОВ Общие сведения Специфические условия эксплуатации горных машин при проходке стволов определяют и специфические требования к горным машинам, механизмам, среди которых наиболее важными являются: безопасность и безотказность в работе, соответствие габаритов машин размерам рабочего пространства и возможность его свободного перемещения по стволу и забою, возможность разборки машин на отдельные сборочные узлы и агрегаты, наличие средств, исключающих самопроизвольное включение либо передвижение вниз под собственным весом. С конца 50-х годов в шахтном строительстве определился переход от создания отдельных машин и агрегатов к разработке и внедрению целых комплексов по проходке вертикальных стволов. В комплекс входят: стволовые погрузочные машины, бурильные установки, оборудование для возведения крепи, оборудование проходческого подъема, водоотлива, лебедки, полки, компрессорные станции, копры и многое другое. Подбор горных машин и оборудования для оснащения производится исключительно для соответствующей схемы проходки ствола и осуществляется из расчета его параметров: глубины, диаметра и планируемой скорости проходки. Накопленный опыт оснащения стволов горношахтным оборудованием в шахтостроительных комбинатах “Кузбассшахтострой”, “Ростовшахтострой”, “Печершахтострой” показывает, что основным классификационным признаком комплексов оборудования для проходки вертикальных стволов буровзрывным способом является назначение, согласно которому они подразделяются на комплексы для проходки устьев стволов глубиной до 50 м, неглубоких стволов (до 300 м), стволов средней глубины (300 – 700 м) и глубоких (более 700 м) стволов. Подбор оборудования в период оснащения, размещение его на поверхности и в стволе представляется настолько важным и ответственным, что накладывает все положительные и отрицательные последствия на весь последующий период строительства ствола. Принятые инженерные решения в виде проекта на оснащение вертикального ствола есть ни что иное, как первая стадия оснащения, которая совершенствуется в процессе подбора и расстановки оборудования. Оснащение, выполненное творчески и в полном соответствии со схемой проходки, в последствии обернется хорошим качеством и высокими темпами проходки. В настоящее время очень редко в проект оснащения закладывается оборудование с применением грузчиков ручного вождения по забою, а также ручных перфораторов для бурения шпуров. Эта техника в широких масштабах уже не найдет применения и используется для решения локальных задач, как исключение из правил. Продолжительность оснащения зависит от его объема, подготовленности площадки, гидрогеологической ситуации, наличии нужных горных машин, оборудования и квалификации шахтостроительной организации, осуществляющей оснащение. С появлением и широким использованием передвижного блочного проходческого оборудования для оснащения вертикальных стволов, сроки значительно сократились и не превышают 12 месяцев в особо сложных условиях и 6 месяцев – в обычных. Научно-исследовательские и проектно-конструкторские институты, заводы угольного и горнорудного машиностроения, ведущие ученые внесли огромный вклад в развитие отечественной горной техники и оборудования для проходки стволов, в результате чего наша страна стала одним из лидеров в области механизации проходки стволов. Созданием, внедрением и развитием стволопроходческой техники мы обязаны институтам ЦНИИПодземмаш, КузНИИшахтострой, ВНИИОМШС, НИИТяжмаш, ИГД им. Скочинского, а также вузам МГГУ, Санкт-ПГИ, УГИ, КузГТУ, ДГУ, ЮРГТУ, ТулГУ и др. Большой вклад в развитие технологии горных работ и средств механизации внесен шахтостроительными комбинатами и шахтопроходческими трестами бывшего министерства угольной промышленности СССР: "Донецкшахтострой", "Донецкшахтопроходка", "Ростовшахтострой", "Кузбассшахтострой", "Кузбассшахтопроходка", "Печершахтострой", "Карагандашахтострой". В настоящее время освоены и применяются комплексы КС-2у; 2КС-2у; КС-1м; КС-6; КС-7; КС-8; КС-9 на основе серийно выпускаемых породопогрузочных и бурильных машин с использованием различных видов опалубок для возведения постоянной крепи и проходческих полков. В данной главе рассматриваются горные машины и оборудование для проходки вертикальных стволов, применяемые на горнорудных предприятиях, и в первую очередь, на угольных шахтах. Выбор этих машин для оснащения в конкретных горно-геологических условиях при определенных параметрах ствола и организация высокопроизводительной, безопасной и безаварийной работы в процессе проходки вертикального ствола являются одними из главных задач горного инженера, которые ему необходимо повседневно решать. |