Эксплуатация шахтного ствола сопровождается процессами механического и коррозионного изнашивания элементов армировки, деформации и усталостного старения ее металлоконструкций вследствие влияния статических и динамических нагрузок от движущегося подъемного сосуда, воздействия агрессивной среды шахтного ствола и горного давления на его крепь. Это приводит к нарушению нормативных зазоров, появлению выступов в местах стыков проводников, снижению прочности конструктивных элементов армировки, изменению расчетных параметров системы «сосуд-армировка».

Нормативными показателями (конструктивными, геометрическими), характеризующими эксплуатационное состояние вертикального ствола с жесткой армировкой, являются:

- суммарный зазор между направляющими башмаками скольжения подъемного сосуда (противовеса) и проводниками;

- износ проводников;

- минимальные зазоры между направляющими башмаками и узлами крепления проводников к расстрелам, между подъемным сосудом и крепью шахтного ствола, между сосудом и расстрелом, между двумя подъемными - сосудами (при отсутствии между ними расстрелов), между клетью и элементами посадочных устройств;

- отклонение ширины колеи проводников от проектного значения;

- отклонение от вертикали пролета проводника между смежными ярусами расстрелов;

- коррозионный износ расстрелов;

- искривление деформированного участка армировки в стволах, подверженных влиянию очистных работ;

- износ направляющих башмаков скольжения подъемного сосуда;

- конструктивное выполнение и состояние узлов проводников и расстрелов;

- уступы на стыках проводников.

Согласно действующим в отрасли нормативным документам безопасная эксплуатация вертикальных стволов с жесткой армировкой при проектных параметрах работы подъемной установки достигается, если:

- величина зазоров безопасности, износа проводников и направляющих башмаков скольжения не превосходит значений, указанных в «Правилах безопасности в угольных шахтах» (ПБ);

- величина отклонения от вертикали пролета проводника между смежными ярусами расстрелов и отклонение ширины колеи от проектной не превосходит значений, указанных в «Правил безопасности» и в пункте «Инструкции по производству маркшейдерских работ» (ИМ);

- величина деформированного участка армировки вертикального ствола, подверженному влиянию очистных работ не превосходит значения, указанного во «Временных указаниях по проектированию, строительству и эксплуатации крепи и армировки вертикальных стволов угольных шахт в условиях влияния очистных работ» (1972 г.), а именно:

alt

<!--[if gte msEquation 12]>H≤0,005,<!--[if !msEquation]--> <!--[endif]-->

где Δ - стрела прогиба проводника на искривленном участке одного радиуса кривизны, мм; Н длина искривленного участка, мм;

- величина коррозионного износа расстрелов армировки не превосходит значения, при котором обеспечивается их прочность и динамическая устойчивость системы «сосуд-армировка», рассчитанные в соответствии с «Методикой расчета жестких армировок вертикальных стволов шахт» (1985 г.);

- все узлы соединений проводников и расстрелов, а также заделка последних в крепи ствола находятся в исправном состоянии и отвечают требованиям раздела 3 «Методики расчета жестких армировок вертикальных стволов шахт»;

- несущая способность крепи ствола отвечает требованиям Приложения 2 «Пособия по восстановлению крепи армировки вертикальных стволов» (РД 12.18.073-88).

Количественные значения параметров, следует рассматривать как номинальные, а не предельно допустимые, т.е. их соблюдение в процессе эксплуатации армировки практически исключает вероятность возникновения аварийной ситуации при работе подъемной установки в проектном режиме.

Предельно допустимые значения геометрических параметров жесткой армировки должны устанавливаться индивидуально в каждом конкретном случае из условий кинематического и динамического взаимодействия сосуда с армировкой на основании результатов инструментального обследования фактического состояния всех элементов армировки, определенных технических мероприятий. Предельный допуск на уширение колеи рельсовых проводников двухстороннего расположения, установленный из условия обеспечения гарантированного перекрытия проводников направляющими башмаками, определяются из выражения:

alt 

где S - глубина зева нового башмака скольжения, мм;

ΔБ - величина износа башмака скольжения в лобовом направлении, при достижении которой производится замена башмака или его лобового сменного вкладыша, мм. Данный допуск справедлив, если первоначальный суммарный зазор между новыми башмаками и новыми проводниками равен 10 мм. Предельный допуск на сужение колеи проводников относительно проектного значения устанавливается из условия исключения застревания подъемного сосуда в проводниках и равен 8 мм, что согласуется с требованиями п. 13.1.3 «Инструкции по производству маркшейдерских работ». Предельные допуск на износ рельсовых проводников двухстороннего расположения в лобовом направлении устанавливается на основании анализа трех условий, а именно:

условия обеспечения минимального зазора безопасности между наружной кромкой башмака и крепежной скобой (требование ПБ), т.е.

alt

условия обеспечения надежной кинематической связи направляющих башмаков подъемного сосуда (противовеса) с проводниками,

alt

условия обеспечения динамической устойчивости системы «сосуд-армировка», которая определяется расчетным путем в соответствии с «Методикой расчета жестких армировок вертикальных стволов шахт» (1985 г.).

В качестве предельно допустимой величины износа принимается наименьшая из полученных величин.

Конструкционный параметр, являющийся постоянной величиной для конкретного типа армировки и равен расстоянию между наружной кромкой башмака и лобовой плоскостью нового проводника, мм; <!--[if gte msEquation 12]>|n1|,|n2|<!--[if !msEquation]--> <!--[endif]-->-предельно допустимый износ проводника, мм; Д - уширение колеи, вызванное искривлением проводников под воздействием эксплуатационных нагрузок, горного давления на крепь ствола, а также вследствие строительномонтажных погрешностей, допущенных при возведении армировки, мм;

alt

где ΔLy - измеренное уширение колеи проводников, мм; Δи- измеренные значения износа проводников, мм.

alt

Отдельный допуск на отклонение от вертикали пролета металлического проводника между смежными ярусами расстрелов устанавливается в зависимости от шага армировки, а именно:

Δ=0,0032h, мм

где h - шаг армировки, мм. Тогда для типовых армировок имеем:

 

значение параметра f

 

Тип проводника

Р38

Р38

Р43

Р43

Р43

Р50

Р50

Тип скобы (ширина лежки)

120

140

110

120

140

120

140

f, мм

92,7

88,2

95

95

95

93

93

 

при h =3125 мм, Δ = 10 мм; h = 4167 мм, Δ = 13,3 мм; h = 6250 мм, Δ = 20 мм.

При этом следует иметь в виду, что поскольку в общем случае характер и величина отклонения каждого из проводников конкретного раздела ствола на данном ярусе армировки могут быть произвольными, то указанные выше допуски могут быть приняты в качестве нормативных, если сужение колеи относительно проектного значения на данном ярусе не превышает 8 мм, а расширение колеи не превышает значения, найденного из выражения.

Решение вопроса о возможности дальнейшей эксплуатации армировки, параметры которой достигли номинальных значений, оговоренных требованиям ПБ, должно по согласованию с органами Госгорпромнадзора Украины приниматься комиссией под руководством главного механика производственного объединения на основании заключения, составленного специалистами НИИГМ им. М.М. Федорова и МакНИИ по результатам проведенного ими обследования состояния армировки с использованием инструментальных и расчетно-аналитических методов и разработки научнообоснованных для условий конкретного ствола предельно допустимых значений параметров, характеризующих состояние армировки. В заключении должны быть также указаны мероприятия, обеспечивающие безопасную эксплуатацию армировки.

Состояние крепи вертикального ствола, и режим его работы оценивается соответствующими категориями, а именно:

Категория I. В крепи отсутствуют нарушения, которые вызваны геомеханическими воздействиями, имеются волосяные трещины в бетоне, на поверхности крепи, следы коррозии бетона на глубину не более 15-20 мм; на поверхности крепи частично выщелочены швы кладки из кирпича или бетонита; имеются поверхностные нарушения кладки вследствие многократного обмерзания и очистки ото льда; на поверхности бетона отмечаются раковины; отдельные кессоны в железобетонных тюбингах нарушены, имеются нарушения ребра от падения предметов в ствол. Притоки воды не превышают нормативов. Вода поступает в ствол без напора. Армировка не имеет деформаций вследствие силового воздействия массива.

Рекомендуемый режим работы ствола данной категории - наблюдения за крепью проводятся во время, отведенное для технического обслуживания подъемной установки в соответствии с требованиями ПБ.

Категория II. На поверхности крепи имеются прокоррозировавшие слои, вздутия и высыпания бетона; поверхность бетона прокорродировала более чем на 20-50 мм, а также на стыках бетонных заходок на значительном протяжении. Швы кирпичной или бетонитовой кладки выщелочены на величину, равную или превышающую толщину блоков или кирпича, имеются отдельные свободно извлекаемые кирпичи или бетониты; при очистке поверхности бетонной крепи отделяется щебень; кладка из-за неоднократной очистки льда уменьшена не более чем на половину кирпича или блока, однако трещин, заколов в виде уступов не наблюдается.

В районе горизонтов имеет место «выдувание» швов кладки из-за депрессии между стволом и выработками горизонта. Кладка имеет местное выпучивание без видимых нарушений. Имеются отверстия в крепи технологического характера, некачественные заделки отдельных концов расстрелов.

Указанные выше повреждения свидетельствуют о частичном снижении несущей способности и эксплуатационной пригодности крепи, но на момент обследования не угрожают безопасной работе в стволе. При этом производятся работы по оборке крепи, ремонту лунок, выполняется тампонаж околоствольного массива из выработок горизонта для воздухоизоляции и др. Работы проводятся за время, выделяемое на техническое обслуживание ствола и в дополнительно выделяемое время (несколько часов в неделю).

Категория III. В крепи имеются повреждения, связанные с геомеханическими воздействием массива; трещины с раскрытием до 1-2 см, имеющие диагональное, вертикальное и горизонтальное распространение на 3-4 м, одну заходку и более. Кладка имеет нарушения в виде уступов до половины кирпича или бетонита; в бетонной крепи имеются трещины со смещением, заколы на одном локальном участке, одиночные вывалы крепи площадью 1-5 м2 по всей толщине крепи без выпуска породы. Расстрелы и проводники деформированы; зазоры между крепью, армировкой и подъемными сосудами, противовесами не выходят за пределы ПБ. Существует опасность пребывания людей ниже нарушений, требуются мероприятия по обеспечению безопасного ведения работ по ремонту и дальнейшей эксплуатации ствола.

Режим работы ствола - дополнительно к техническому обслуживанию выделяется время на ремонт крепи ствола, в отдельных случаях требуется вывод ствола из эксплуатации на время проведения дополнительных мероприятий.

Категория IV. Имеют место вывалы крепи, система пересекающихся трещин различной ориентации на значительной площади поверхности крепи, превышающей 20-30 м2. Происходят обрушения вмещающих пород, имеется деформация расстрелов и крепи, связанная с нарушением допустимых зазоров между расстрелами и крепью с одной стороны, подъемными сосудами и противовесами - с другой. Деформация массива, крепи и армировки происходят активно; имеют место значительные притоки воды в ствол с погашенных горизонтов. Режим работы ствола: до завершения активной стадии дополнительно к техническому обслуживанию выделение смены в сутки, а также выходных и праздничных дней для ремонта отдельных участков крепи; после завершения активной стадии - капитальный ремонт крепи с остановкой ствола.

Категория V. Искривление ствола, препятствующее нормальной работе подъема. Режим работы ствола - капитальный ремонт ствола с полным перекреплением жесткой крепью и переармированием после завершения активной стадий.

Категория состояния крепи ствола, и режим его работы устанавливаются на основании решения комиссии, в состав которой должны входить представители производственного объединения, шахты, проектной и специализированной организации, а также организации, которая должна производить ремонт крепи ствола.

Вопросы техники безопасности при техническом обслуживании и ремонте оборудования ствола представлены в соответствующей «Инструкции...». Регламент технического обслуживания и ремонта оборудования вертикальных стволов представлен в «Технологических картах технического обслуживания и ремонта оборудования вертикальных стволов».




Другие новости по теме: