- - крепь - Страница 5

Вертикальные стволы в Донбассе в настоящее время сооружаются и эксплуатируются в самых разнообразных горно- и гидрогеологических условиях, усложняющихся с увеличением глубины разработки месторождений полезных ископаемых. Отличаясь своей уникальностью и важностью в производственном комплексе горнодобывающего предприятия, они требуют постоянного поиска и разработки эффективных решений по интенсификации их строительства и безремонтной эксплуатации, что в свою очередь является актуальной научно-технической проблемой развития угольной промышленности Украины.

Большинство угольных шахт Донбасса вскрыты центральными, центрально отнесенными или фланговыми вертикальными стволами. Глубина колеблется от 120-150м (для вентиляционных стволов, проходимых у верхней технической границы) до 1100-1300м (для главных, вспомогательных и воздухоподающих стволов). Диаметры в свету от 4,5 до 8,0м, в зависимости от назначения ствола и производственной мощности шахты. Преимущество при проведении стволов получила совмещенная технологическая схема с буровзрывным способом отрывки горной массы.

Наиболее распространенными являются монолитная бетонная и железобетонная крепи стволов, доля которых на горных предприятиях Донбасса составляет 93% от общего объема крепления.

В послевоенный период было создано много конструкций индивидуальных металлических крепей.
Из них на пологих пластах в очистных забоях Донецких шахт используются призабойные стойки (трения и гидравлические), шарнирные верхняки, металлические костры, посадочные стойки, механизированные гидравлические посадочные стойки (типа «Спутник»).
Металлические крепи в основном применяются при управлении кровлей полным обрушением.
С 1947 г. Дружковский машиностроительный завод начал выпускать металлические раздвижные податливые стойки типа СГК-1 и СГК-2 с нарастающим сопротивлением. В течение ряда лет стойки СГК-1 и СГК-2 (последняя представляет модификацию , СГК-1) являлись единственной конструкцией, получившей распространение в очистных забоях.
Однако в начале 60-х годов эти стойки начали заменять облегченными типа СДТ (стойка ДонУГИ и Дружковского завода). Но в связи с недостаточным начальным сопротивлением стоек (3-4 т) они были модернизированы Дружковским заводом в стойки КСТ, с начальным сопротивлением до 8-10 т. Вес стоек КСТ по сравнению с СДТ был снижен.
В последние годы получили распространение стойки трения ТС, ЛС, СУ с характеристикой постоянного сопротивления. Из них наиболее широко применяются на пластах мощностью до 0,8 м стойки СУ. Особенностью стоек СУ по сравнению со стойками трения других типов является применение открытых профилей металла для выдвижной части и корпуса. Усилие от забивки горизонтального клина передается на вкладыш, который прижимает выдвижную часть к планкам трения.

Проведение работ по техническому обслуживанию и ремонту шахтных стволов должно обеспечить нормальное и безопасное их функционирование в течение всего периода эксплуатации. Оно проводится в соответствии с «Технологическим паспортом технического обслуживания оборудования ствола». Такой паспорт должен быть разработан на каждый конкретный ствол.

Система представляет собой комплекс взаимосвязанных организационных и технических мероприятий, направленных на обеспечение сохранности и выполнение их функционального назначения. Эта система включает в себя необходимые материально-технические, трудовые и финансовые ресурсы, а также нормативную и техническую документацию. Система технического обслуживания и ремонта должна быть направлена на поддержание качественного состояния всего объекта в целом, а также его элементов, предупреждение преждевременного износа и обеспечение надежного функционирования в течение всего периода использования по назначению.

Техническое обслуживание проводится постоянно в течение всего периода эксплуатации.

Шахтные вертикальные стволы являются уникальными инженерными сооружениями. Поиск и разработка эффективных решений по интенсификации строительства вертикальных стволов является актуальной научно-технической проблемой развития угольной промышленности Украины.

Наибольшее снижение устойчивости вмещающих пород и ухудшение условий строительства и эксплуатации стволов Донбасса, наблюдается в Красноармейском угленосном районе.

В геологическом строении принимают участие отложения свит С14 и С15 нижнего карбона. Залегание пород моноклинальное с простиранием 5-315° и восточно-северо-восточным падением под углами 3-6°. Отложения карбона представлены часто переслаивающимися слоями известняков, песчаников, алевролитов и аргиллитов с преобладанием алевролитов (49,9%). Условия проходки стволов усложняются не только низкопрочностными параметрами перечисленных пород, но и большими водопритоками, резко снижающими темпы проходки по геомеханическим и организационным причинам. Это явилось одной из причин того, что за последние 25 лет в Красноармейском районе было пройдено всего около 3800м стволов. А темпы их прохождения были значительно ниже темпов проходки в Шахтерском и центральном районах Донбасса. На шахтах Донецка, Шахтерска, Тореза протяженность участков стволов, пройденных с месячными темпами до 100 м, достигала 40%, в Красноармейском районе скоростные проходки (1,5 нормативной скорости) практически отсутствовали. Стволы Красноармейского региона сооружаются в худших условиях и это объясняется, прежде всего, ухудшением прочностных характеристик вмещающих пород, т.к. водопритоки в стволы Красноармейского региона в 3-6 раз выше и прочность обнажаемых пород при водонасыщении резко падает. Таким образом, рассматриваемые далее технические решения и рекомендации по улучшению ТЭП проходки могут быть использованы и для стволов других районов Донбасса, при этом создавая больший запас надежности их эксплуатации.

Устойчивость, долговечность, надежность стволов шахт и рудников зависит от многих факторов. Особого внимания заслуживает крепь. На состояние крепи шахтного ствола влияют сложные горно-геологические условия, очистные работы, деформирование околоствольных выработок, агрессивность среды, обводненность подземными водами, обмерзание в зимний период, глубина разработки месторождения полезного ископаемого, длительный срок эксплуатации и др. факторы.

Нормативные требования по проектированию вертикальных стволов и их оборудования. Требования должны соблюдаться при разработке проектов, как новых стволов, так и реконструируемых. В проектах шахтного подъемного комплекса должна быть обеспечена максимальная унификация подъемных сосудов, элементов и схем армировки, а также вспомогательного оборудования для технического обслуживания и ремонта.

Для выдачи полезного ископаемого в зависимости от требуемой производительности в одном стволе должны приниматься следующие виды подъемов:

- двухскиповой,

- двухскиповой и односкиповой с противовесом,

- два двухскиповых.

Применение одного односкипового подъема допускается при соответствующей требуемой производительности. Применение двух односкиповых подъемов вместо одного двухскипового допускается при:

- многогоризонтной работе,

- многоканатном подъеме, если двухскиповой подъем не обеспечивает нескольжение канатов.

Ответственность за техническое состояние, эффективную и безопасную эксплуатации горнотехнического сооружения - шахтного ствола, его оборудования, надшахтного копра возложена на:

главного инженера шахты - за состояние горнотехнического сооружения (ствол шахты и соединения горных выработок, которые примыкают к нему; сооружения, расположенные в околоствольном дворе (грузовой бункер, приемные площадки и другое); надшахтные сооружения (копер, приемный бункер и другое). Ремонт крепи шахтного ствола и примыкающих выработок осуществляют проходчики.

Правилами безопасности Украины и «Инструкцией по технике безопасности при техническом обслуживании и ремонте оборудования вертикальных стволов шахт» предусмотрено, что за состояние крепи ответственность возложена на специально обученное лицо, утвержденное приказом по шахте.