Проходка стволов. При проходке стволов бурятся комплекты шпуров, в которые помещают заряды ВВ, после чего породы разрушаются взрывом. В особых случаях, когда стволы проходятся через водоносные горизонты, их герметизируют, закачивая в скважины вокруг ствола под давлением цементный раствор, либо воды замораживают циркулирующим охлаждающим агентом.
Отбитая горная масса поднимается на поверхность. В большинстве механизированных стволопроходческих установок для погрузки руды используют грейферы; грузы поднимаются на поверхность в бадьях или скипах (контейнерах, открытых сверху для загрузки и для опорожнения опрокидыванием; в некоторых из них имеются донные заслонки для разгрузки).
Для подъема руды или угля на поверхность через стволы применяются подъемные машины с барабаном для навивки троса и каната. Иногда нагруженные вагонетки помещают непосредственно в клеть. Чаще для последующей доставки на поверхность отбитый материал, откатываемый или транспортируемый по конвейеру к околоствольному двору, разгружается в специальные бункеры, сформированные буровзрывным способом в горных породах, примыкающих к стволу. Затем материал перепускается в скипы для подъема на поверхность по ручным или автоматическим скатам.
Проходка стволов комбайнами имеет ряд преимуществ не только перед буровзрывным, но и перед роторным бурением, которое пока еще не позволяет бурить стволы большого диаметра на заданную глубину и обеспечивать при этом жесткие требования к их вертикальности. При комбайновом способе проходки осуществляется непрерывный технологический процесс благодаря совмещению во времени основных трудоемких операций: разрушения породы в забое, погрузки породы и крепления ствола. Комбайны превышают в 2 - 3 раза средние темпы проходки стволов по сравнению с обычными проходческими комплексами. При механическом разрушении пород не происходит нарушения породных стенок ствола взрывом, что позволяет уменьшить толщину постоянной крепи.
Успешное испытание прошли стволопроходческие комбайны типа ПД. Было сооружено пять стволов, при этом установлены мировые рекорды производительности труда проходчиков. На базе комбайнов ПД был создан комбайново-буровой комплекс СК-1у, которым на шахте им. Калинина в июле и ноябре 1978 г. и в марте 1979 г. пройдено соответственно ПО, 125 и 160 м готового ствола.
Производительность труда проходчиков составила соответственно 13,7; 14,1; 15,02 м. куб. готового ствола на выход, что также является наивысшим мировым достижением в практике шахтного строительства. Шарошечный инструмент комбайна СК-1у оказался работоспособным при проходке пород с коэффициентом крепости 15. Комбайн СК-1у был хорошо управляемым дистанционно с поверхности, что очень важно в период проходки по взрывоопасным пластам.
Бригада, обслуживающая комбайн, состоит из трех человек (машиниста и двух помощников), которые выполняют в основном функции операторов. Основные трудозатраты возникают при выполнении проходческого цикла с креплением ствола, наращиванием става вентиляционных труб и бетонопроводов и заменой режущего инструмента.
Устройство стволопроходческого комбайна СК-1у, созданного на базе комбайна ПД-2. Исполнительный породоразрушающий орган планетарного типа состоит из двух дисков, на которых укреплено 20 резцов или шарошек. При напорном усилии на забой 900 кН обеспечивается рабочий ход исполнительного органа 1,3 м при диаметре ствола в проходке 7,7 м (в свету 7 м). Установленная мощность электродвигателей составляет 475 кВт, в том числе главного привода 400 кВт. Комбайн имеет массу 196 т. По сравнению с комбайном ПД-2 напорное усилие на забой увеличено на 300 кН. При оснащении комбайна вместо резцов штыревыми шарошками можно разрушать породы.
Комбайн подвешивается в стволе через гидроусилительную систему и состоит из трехэтажного каркаса, на котором монтируются шарошечный или резцовый исполнительный орган с приводом. Для выдачи породы из забоя служит пневмоэлеватор, который подает пульпу в бункер . Скипо-клегевой установкой вместимостью 3 м. куб. пульпа выдается на поверхность и в специально переоборудованных автосамосвалах транспортируется в отвал. Комбайн распирают в стволе устройством (в виде трех лыж) в бетонную крепь ствола. Наращивание трубопроводов в стволе осуществляется с помощью телескопного механизма.
Параллельно с выемкой породы возводят монолитную бетонную крепь с помощью металлической опалубки 4 высотой 3,9 м со спиральным поддоном, створки которой отрываются от бетона с помощью гидравлической системы. Для управления всеми механизмами и пневмо-гидросистемами имеется централизованный пульт, расположенный рядом с редуктором главного привода. Комбайн может управляться также дистанционно с поверхности и работать без присутствия людей в забое.
При бурении ствола машинист находится на пульте комбайна и осуществляет следующие операции: включает и выключает двигатели исполнительного органа и привода насоса масло смазки, цилиндров распора и принудительной подачи; подает сигналы для работы скипового подъема и для управления четырьмя лебедками подвески комбайна. Также управляет загрузкой скипов и цилиндрами распора комбайна; регулирует усилие подачи.
Испытания комбайна СК-1у на шахте им. М. И. Калинина показали возможность проходки ствола безлюдным способом при управлении с поверхности. Система автоматического и дистанционного управления работает надежно. С применением комбайна ствол был пройден на полную глубину (1107 м) без перехода на буровзрывные работы в зонах выбросоопасных пластов. Конструкция комбайна предусматривала возможность перехода на буровзрывной способ проходки. Удельный расход энергии на разрушение 1м. куб. породы в целике составлял 4 - 25 кВт-ч при изменении коэффициента крепости пород от 3 до 10. Продолжительность проходки ствола была сокращена за счет осуществления безлюдной проходки по выбросоопасным пластам не менее чем на 5 - 6 мес.
|
