Технология проходки вертикальных и крутонаклонных восстающих несколько отличается от технологии проведения слабонаклонных восстающих, которые преимущественно проходятся при разведке пологопадающих залежей. Объем проходки разведочных восстающих по сравнению с объемом горизонтальных выработок незначителен.
Известны следующие способы проходки восстающих: обычный способ (с оборудованием в период проходки лестничного отделения и устройством рабочего и предохранительного полков), с помощью проходческих комплексов, взрыванием скважинных зарядов, бурением на полное сечение и др. Перечисленные способы проходки находят применение в геологоразведочной практике.
Обычный способ отличается высокой трудоемкостью, но может применяться практически в любых условиях при незначительных объемах проходки. Областью его применения при больших объемах проходки считают: наличие относительно устойчивых пород при длине восстающего не более 20 - 25 м.
Проходить восстающие с помощью комплексов типа КПВ можно практически в любых условиях при наличии в забое устойчивых пород. При неустойчивых породах восстающий крепят сплошной венцовой или анкерной крепью с металлической сеткой и набрызг бетоном. Проходка восстающих с помощью комплекса КПВ имеет следующие преимущества по сравнению с обычным способом проходки: скорость проходки в 3 - 4 раза и производительность труда в 1,5 - 1,8 раза выше, а себестоимость на 30 - 40% ниже. Кроме того, повышается безопасность труда проходчиков и снижается трудоемкость работ в несколько раз.
Стоимость проходки восстающих с помощью взрывных скважин обходится на 30 - 50% меньше, а затраты на лесоматериалы ниже на 20 - 25% по сравнению с обычным способом проходки.
Скорости проходки восстающих обычным способом в породах с 8-12 редко превышают 25 - 30 м/мес, тогда как скорость проходки с помощью комплекса КПВ при одном забое может достигать 200 м/мес.
Проходка восстающих обычным способом. При обычном способе проходки перед началом проведения восстающего сооружают камеру в боку или кровле горизонтальной выработки. Если камеру делают в кровле выработки, то улучшаются условия выпуска породы из грузового отделения в связи с увеличением проходного сечения восстающего после навески люка и затвора.
В камере после выемки породы устанавливают камерную раму, которая служит основанием для венцовой крепи и устройства люка. В неустойчивых породах бока камеры затягивают распилом или досками. После сооружения камеры начинают работы по проходке восстающего. Первые 5 - 7 м выработки проходят с временных полков без разделения восстающего на отделения. В дальнейшем, независимо от назначения выработки, восстающий делят на отделения. При устойчивых породах пробивают распорки и отшивают друг от друга отделения досками толщиной 40 мм, а при неустойчивых породах применяют сплошную венцовую крепь. Если проходка восстающего предусмотрена с передовой скважиной, то ее бурят заранее.
Оборудование восстающего, проходимого в устойчивых или мерзлых породах с применением распорной крепи. После взрывных работ и проветривания забоя породу из грузового отделения восстающего выгружают в вагонетки, оставляя подушку из породы высотой не менее 1м, чтобы при последующем взрывании не разбить люк. Проходчики поднимаются в забой по ходовому отделению до отбойного полка и через боковую откидную ляду выходят в призабойную зону, осматривают и обирают забой от отслоившихся кусков породы, сбрасывают оставшуюся породу с распорок и отбойного полка. Затем приступают к подъему лесоматериалов для распорной крепи и досок для отшивки ходового отделения от грузового. В забое сооружают два полка: рабочий (на расстоянии 1,8 - 2 м от забоя) и предохранительный (на 1м ниже рабочего). После сооружения полков в забой поднимают телескопные перфораторы, хранящиеся обычно ниже отбойного полка в ходовом отделении. Бурят двумя перфораторами, применяя клиновой или прямой вруб. Врубы располагают над грузовым отделением во избежание повреждения ходового отделения в период взрыва и разрушения отбойного полка. Остальные заряды в шпурах взрывают порядно с замедлением в направлении ходового отделения. Глубину шпуров выбирают в зависимости от крепости пород, их трещиноватости и устойчивости в пределах от 1,5 до 2,5 м. С повышением глубины шпуров повышается производительность проходчиков.
Разработка паспорта буровзрывных работ производится в той же последовательности, как и для горизонтальных выработок. При наличии в забое разрезной скважины применяют прямой вруб, используя скважину в качестве компенсационной полости для облегчения работы зарядов во врубовых шпурах. Их располагают на расстоянии 1,8 - 2 диаметров скважины от ее оси. Коэффициент заполнения врубовых шпуров принимают равным 0,9 - 0,95, остальных - 0,6 - 0,75. Способ взрывания электрический или электроогневой. При взрывании зарядов в хрупких породах рекомендуется принимать интервал замедления от 15 до 50 мс, а в пластичных и мерзлых - от 30 до 75 м/с. Перед взрыванием зарядов устраивают наклонный отбойный полок из распила, толстых досок или старых рельсов, а рабочий и предохранительный полки убирают. Отбойный полок необходим для направления отбитой взрывом породы в грузовое (породное) отделение с целью защиты ходового отделения от разрушения.
Проветривание забоя при большой длине восстающего и отсутствии разрезной скважины является сложной задачей в связи с наличием в выработке крепи и полков в ходовом отделении и может длиться 2,5 - 3 ч. Для проветривания применяют вентиляторы ВМ-5М или ВМ-6М, работающие на нагнетание, а также эжекторы. Вентилятор, работающий на нагнетание, устанавливают в горизонтальной выработке на расстоянии 10 м от устья восстающего со стороны свежей струи. Если горизонтальная выработка проветривается по всасывающей схеме, то в восстающем применяют также всасывающий способ проветривания и врезают вентилятор в общий всасывающий трубопровод. Трубы монтируют в специальном отделении восстающего. Если же такое отделение отсутствует, то трубы размещают в ходовом отделении. Эффективность проветривания резко повышается, если имеется разрезная скважина диаметром не менее 150 - 200 мм. При слабой естественной тяге у устья скважины на верхнем горизонте может быть установлен вентилятор, работающий на всасывание, тогда проветривание осуществляется за 20 - 30 мин.
При сплошной венцовой крепи используется круглый лесоматериал диаметром не менее 15см, а при распорной крепи - диаметром 16см.
При проходке восстающего обычным способом и отсутствии разрезной скважины выполняется не более одного-двух циклов в сутки. Одна бригада проходит обычно две-три выработки, в том числе один восстающий.

Проходка восстающего с применением комплекса типа КПВ


Данным комплексом проходят крутонаклонные восстающие. Комплекс типа КПВ состоит из самоходной кабины и рабочего полка, которые при помощи пневмодвигателя, редуктора и шестеренчатого зацепления перемещаются по монорельсу с цепочной рейкой. Монорельс состоит из отдельных секций длиной 0,75 и 1,5 м с тремя встроенными трубами для подвода сжатого воздуха (две трубы) и воды. Монорельс крепится по короткой стенке восстающего с помощью штанг длиной 1,2 - 1,5 м, которые закрепляются в шпурах, пробуренных в породе. Сжатый воздух к пневмодвигателю подают по шлангу, который при подъеме и спуске полка наматывается автоматически на шланговую лебедку. Подачу воды и сжатого воздуха для работы перфораторов производят по трубам, подсоединяемым к трубам монорельса. Включение и отключение подачи воды и воздуха производят при помощи блока питания, расположенного в выработке.
При проходке восстающего с помощью КПВ подготовительный период включает проходку монтажной камеры длиной не менее 6 м (с учетом длины сопряжения с выработкой) и подходов к ней, монтаж монорельса и установку оборудования для уборки породы.
Если восстающий крепят сплошной венцовой крепью, то под ним устанавливают лебедку для подъема материалов в забой.
В практике применяют несколько способов расположения монтажной камеры относительно горизонтальной выработки. Монтажная камера, необходимая для сборки и укрытия комплекса во время взрывных работ, может быть расположена параллельно или перпендикулярно к выработке, а также в кровле выработки, располагаясь перпендикулярно к ней. Высота монтажной камеры принимается не менее 2,8 м, радиус сопряжения - 3 м. монтажной камеры, расположенной параллельно выработке, а на рис. 21.9 - в кровле выработки при сплошном креплении восстающего. Для пропуска кабины КПВ в забой, при расположении монтажной камеры перпендикулярно к выработке, породу убирают погрузочной машиной ППН-1 в рудничные вагонетки.
В зависимости от устойчивости пород проходку восстающего ведут без крепи или с крепью. В крепких устойчивых породах восстающий проходят на высоту 3 - 5 м выше кровли монтажной камеры с сооружением временных деревянных полков. В восстающем по одной из стенок (обычно висячей стороне) бурят шпуры для установки штанг, крепящих монорельс, а в забое укрепляют блок для монтажных работ с помощью пневматической лебедки ЛПТ-2,5. На почве камеры собирают став монорельса, состоящий из усиленной секции, необходимого числа кривых и двух прямых секций. Этот став поднимают лебедкой в восстающий и укрепляют штангами. Затем производят монтаж и установку других секций монорельса вместе с ходовой частью комплекса. В кровле камеры навешивают к ходовой части рабочий полок (платформу) и клеть, на почву устанавливают шланговую лебедку, к бокам крепят блок питания, монтируют воздушную и водяную магистрали. На весь комплекс этих работ затраты труда составляют 50 - 60 чел./ч.
Во время подъема полка в забой со скоростью 0,2 м/с проходчики осматривают крепление секций монорельса и при необходимости подтягивают болтовые соединения. Поднявшись в забой, рабочие выходят через люк на рабочую платформу, устанавливают предохранительный зонт и производят тщательную оборку заколов в забое и на боках восстающего. Затем наращивают секцию монорельса и отклоняют ее в нужную сторону домкратом или винтовой колонкой. Через отверстия в траверсе бурят шпуры и устанавливают штанги. Для бурения шпуров под штанги обычно применяют телескопный перфоратор. На наращивание секции монорельса длиной 1,5 м (без учета времени на бурение шпуров под штанги) два проходчика затрачивают от 20 до 35 мин.
После подготовки инструмента к бурению проходчики подсоединяют водяной и воздушный шланги перфоратора к распределительной головке монорельса. В некоторых случаях для бурения шпуров в забое применяют два-три перфоратора. Второй перфоратор подсоединяют к магистрали, питающей ходовой двигатель комплексу, а для третьего в монтажной камере устанавливают дополнительную шланговую лебедку.
Глубина шпуров выбирается таким образом чтобы величина подвигания забоя за взрыв была не менее 1,5 м (равнялась длине секции монорельса) и составляла 1,6 - 1,65 м. После обуривания забоя перфораторы и буры убирают в гнезда, находящиеся в кабине полка, поднимают из кабины контейнеры с ВВ и СВ и приступают к заряжанию шпуров. Способ взрывания электрический. Проветривают забой воздушно-водяной смесью, образуемой туманообразователем, который питается сжатым воздухом и водой, поступающей по трубам монорельса. Время проветривания по правилам ТБ должно быть не менее 1 ч. Это время может быть сокращено до 15 - 20 мин при наличии разрезной скважины.
В настоящее время накоплен достаточно большой опыт проходки восстающих в неустойчивых породах комплексом КПВ-1 с возведением в забое сплошной венцовой крепи. Перед сборкой комплекса монтажная камера и ее сопряжение с восстающим должны быть закреплены. В восстающем сплошная венцовая крепь выкладывается на высоту 4 - 6 м и забой перекрывается накатником (если породы склонны к обрушению). Установку кривой и усиленной секции монорельса производят при помощи цанговых штанг длиной не менее 1,5 м, расположенных в шпурах, пробуренных между венцами крепи. Затем с помощью специальных устройств крепят монорельс. Применяют и другой способ крепления монорельса, который заключается в следующем. В период крепления камеры и восстающего в кровле и по висячему боку прокладывают трехметровые звенья рельса. По мере возведения венцовой крепи рельс наращивают с помощью накладок и болтов, а между венцами крепи пропускают специальные скобы-захваты, к которым и крепят монорельс. Подъем элементов крепи производят лебедкой, установленной в монтажной камере. Секцию монорельса наращивают в период крепления восстающего. При крайне неустойчивых породах проходчики перекрывают забой восстающего накатником в разбежку через 10 - 15см. Это перекрытие делается для защиты рабочих от вывалов породы из забоя во время бурения шпуров. Перед взрыванием перекрытие снимают. Если перекрытие зажато отслоившейся породой, то его взрывают вместе с забоем. Проходка восстающего с деревянным перекрытием возможна только при небольшой мощности неустойчивых пород, а также перед сбойкой с верхним горизонтом.
Для проходки восстающего со сплошной венцовой крепью и неустойчивым забоем создан проходческий комплекс КПК (комплекс проходки с креплением). В отличие от комплекса КПВ комплекс КПК дополнительно снабжен проходческим щитом в виде каркаса, состоящего из отдельных деталей, верхнего и нижнего перекрытий. Каркас и верхнее перекрытие после окончания проходки разбираются на узлы с целью удобства транспортирования. Обуривание забоя и заряжание шпуров производятся через люки верхнего перекрытия. После заряжания верхнее перекрытие опускается в наклонное положение, люки закрывают и проходчики опускаются в кабине вниз.
Работы по отшивке ходового отделения и установке лестниц ведут сверху вниз с полка комплекса КПВ-1. Продолжительность цикла составляет 3 - 7 ч. Скорость проведения восстающего без крепи при трехсменной работе и двух циклах в смену составляет 200 м/мес, при одном цикле - до 100 м/мес.
Организация работ при скоростной проходке восстающих комплексов КПВ-1 заключается в следующем. Проходческая бригада состоит из 18 человек и ведет работы в двух восстающих одновременно. Суточный режим работы - трехсменный с двучасовым перерывом между сменами. Звено состоит из шести человек, из которых 4 проходчика, имеющих Единую книжку взрывника, и два электрослесаря (слесаря), выполняющие также обязанности скреперистов. При описываемой организации работ уборка породы производится скреперной лебедкой со скрепером вместимостью 0,4 м. куб.. Электрослесарь при необходимости участвует в наращивании монорельса.
В начале смены в 1-м восстающем два проходчика, работающие на трех перфораторах ПТ-36М, обуривают забой и бурят шпуры для крепления секции монорельса, а во 2-м восстающем проходчик и электрослесарь наращивают монорельс. После подъема этих рабочих в забои восстающих оставшиеся внизу два члена звена (проходчик и электрослесарь) получают взрывчатые материалы (затрачивая около 0,5 ч). Затем электрослесарь убирает породу (в течение 0,65 ч) скреперной установкой под 1-м восстающим. В это время проходчик под 2-м восстающим укладывает взрывчатые материалы в контейнеры и после окончания работ в забое по наращиванию монорельса поднимается в забой со вторым проходчиком для бурения. Освободившийся электрослесарь приступает к уборке породы под 2-м восстающим.
Заряжание шпуров в забоях производится взрывниками или проходчиками, имеющими «Единую книжку взрывника». В период проветривания проходчики получают взрывчатые материалы для второго цикла, а слесари следят за работой вентиляторов на штреке и готовят КПВ к следующему циклу. Вентиляторы на штреке выполняют вспомогательную функцию, поскольку забой проветривается воздушно-водяной смесью с помощью форсунки или туманообразователя.
Порядок работы во втором цикле аналогичен. Проветривание во втором цикле осуществляется в междусменный перерыв.
При площади восстающего в проходке около 5 метра квадратного, коэффициенте крепости пород 16 глубина шпуров составляет 1,67 м, а общая длина пробуренных за цикл шпуров составляет около 30 м. Подвигание забоя за взрыв равно около 1,55 м при расходе детонита М 22,8 кг. Работая по приведенному графику в данных условиях, бригада проходит каждый из восстающих со скоростью 225 м/мес. Производительность труда одного рабочего - 4,85 метров кубических смену.

Проходка наклонных восстающих комплексами типа КПН


Данным комплексом проходят восстающие с углом наклона от 30 до 60° и длиной до 120 м. Комплекс оснащен двумя бурильными агрегатами АБ-2, которые имеют стреловидные манипуляторы и перфораторы ПР-ЗОК на канатно-поршневых податчиках. С помощью комплекса производится спуск-подъем людей, материалов и оборудования, создается рабочее место в призабойной зоне, снабжение сжатым воздухом и водой через став монорельса. Проветривание забоя после взрывных работ осуществляется в течение часа воздушно-водяной смесью (аналогично комплексу КПВ). Порядок ведения горнопроходческих работ аналогичен типовому при применении комплекса КПВ.
При углах наклона от 30° и более отбитая в забое порода под действием собственного веса и силы взрыва доставляется к горизонтальной выработке, где грузится скреперной установкой или вибропитателем в вагонетки.

Проходка восстающих скважинными зарядами


Взрыванием скважинных зарядов проходят вентиляционные, материальные, породо-перепускные и другие виды восстающих в породах любой крепости и устойчивости (кроме сыпучих). До недавнего времени восстающие с помощью скважинных зарядов проходили только в породах, не требующих крепления. Эксплуатация восстающих, пройденных в слабых породах и закрепленных анкерной крепью с набрызг бетоном по металлической сетке, показала возможность использования их в качестве ходовых в течение длительного времени. Высота восстающего принимается 40 - 50 м и ограничивается из-за искривления скважин. Отклонение скважин от заданного направления не должно превышать 0,5 м на длине 50 м. Диаметр скважин колеблется от 50 до 200 мм. Для уменьшения величины отклонения скважин в процессе бурения рекомендуется жесткое раскрепление бурового станка на точке забуривания. Практика показала, что меньшее отклонение наблюдается у станков шарошечного бурения при использовании направляющих труб. Скважины бурят снизу вверх или сверху вниз. На нижнем горизонте проходят небольшую аккумулирующую камеру. При высоте восстающего 20 - 30 м отбойку чаще всего ведут сразу на всю длину скважин. При большей высоте применяют секционную отбойку участками (секциями) длиной 5 - 10 м и более.
На результаты взрыва и качество оформления стенок восстающего существенное влияние оказывает расположение скважин и очередность взрывания зарядов в них. При глубоких скважинах и безсекционном взрывании возможна запрессовка горной массы или простреливание скважин. Операции по ликвидации запрессовки очень трудоемки и сводятся обычно к следующим мероприятиям: промывка водой; простреливание скважин после пробивки их тяжелым грузом; повторное бурение. Прострелы скважин из-за увеличенной линии наименьшего сопротивления и неправильной очередности взрывания ликвидируют повторным взрыванием прострелянных скважин. При проектировании расположения скважин в пределах заданного контура будущего восстающего необходимо, чтобы объем образующейся после взрыва полости превышал взрываемый в 1,25 раза. Это исключает запрессовку.
Большое распространение получили схемы расположения скважин по вершинам равнобедренных треугольников. Номерами скважин отмечена очередность взрывания зарядов в них (компенсационная скважина большого диаметра номера не имеет).
При секционном взрывании сквозных скважин сначала устанавливается пробка в нижней части скважины, а ее заряжание ведется сверху - со стороны устья. После установки пробки в скважину насыпается забойка высотой 0,5 м из мелкой породы. Заряжание скважины производится до половины длины заряда, затем опускается патрон-боевик с двумя электродетонаторами, направленными своими кумулятивными воронками в разные стороны, и производится дозаряжание секции Над зарядом на высоту 0,5 м насыпается слой породы, который служит забойкой. Монтируются две независимые электровзрывные сети - основная и дублирующая. При использовании ВВ со скоростью детонации 4000 м/с и высоте секции 20 м врубовые скважины рекомендовано взрывать с интервалами замедления 15, 60, 120 и 225 м/с, затем взрывают вспомогательную скважину 5 с интервалом замедления 200 - 250 м/с и оконтуривающие скважины 6 - 9 с интервалом замедления 500 - 1000 м/с. При использовании ВВ с большей скоростью детонации интервал замедления уменьшают.
Проходка восстающих бурением позволяет значительно повысить безопасность работ, увеличить скорость проходки, с большей точностью выдержать сечение и направление выработки. При разведке угольных пластов восстающие диаметром до 1м проходят для целей вентиляции агрегатом типа «Стрела-68» при коэффициенте крепости пород менее 10.
Для проходки восстающих на рудниках в породах крепостью менее 16 в настоящее время применяют проходческие комбайны 1КВ1 и 2КВ. Комбайны предназначены для бурения на глубину до 80 м с максимальным отклонением от вертикали 30°. С помощью этих комбайнов в производственном объединении «Кривбассруда» пройдено более 5000 м восстающих диаметром 1,5 м. При проходке в породах средней крепости максимальная производительность комбайна 1КВ1 достигала 12,5 м/смену.
Комбайном 1КВ1 восстающие проходят сверху вниз сплошным забоем или в две стадии с первоначальным бурением передовой скважины. Комбайн состоит из бурового станка, става штанг, разбуривателя, консольного крана для подачи штанг и блока питания. Буровой станок, блок питания и платформа для штанг смонтированы на платформах с колесно-рельсовым ходом. Приведение станка в рабочее и транспортное положение осуществляют с помощью манипулятора сменная производительность комбайна по породам с 12 достигает 4 м.
Комбайн 2КВ бурит восстающие в две стадии: первоначально бурят пилот-скважину сверху вниз, которую затем расширяют до проектного размера снизу вверх с расположением комбайна на верхнем горизонте. По комплектующим узлам комбайны 2КВ и 1КВ1 аналогичны.
Подготовка к бурению начинается с выбора места заложения скважины и проходки камеры объемом 60 - 80 м. куб. для размещения станка и возведения основания для него у устья скважины. Основанием служит бетонная площадка (фундамент) ила железобетонная плита. Пилот-скважину бурят шарошечным долотом с использованием направляющих штанг, препятствующих отклонению скважины от заданного направления. После выхода пилот-скважины на нижний горизонт шарошечное долото снимают и буровой став оснащают расширителем заданного конечного диаметра.



Другие новости по теме:

Информация

Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.