Работы подготовительного периода сооружения ствола

Сооружение стволов осуществляется при последовательном выполнении ряда основных этапов.

1. Подготовительный период, включающий комплекс работ, выполняемых на строительной площадке до начала сооружения стволов, т. е. работы по обеспечению строек энергией, транспортом и водоснабжением, оснащению необходимыми машинами и механизмами, монтажу горнотехнических зданий, строительству бытовых зданий и жилья, а также сооружению устьев стволов и технологического отхода,

2. Собственно сооружение ствола, т. е. производство горных работ по выемке породы и возведению постоянной крепи.

3. Проведение выработок, непосредственно сопрягающихся со стволом (рассечка околоствольного двора).

4. Армирование ствола, т. е. монтаж в стволе расстрелов, направляющих, навеска труб кабелей и устройство лестниц.

5. Переоснащение оборудования в стволе для проведения горизонтальных и наклонных выработок, необходимых для сдачи шахты в эксплуатацию.

Сооружение устья ствола и технологического отхода

В том случае, когда по проекту организации строительства шахты определено сооружение устья ствола и технологического отхода на временном оборудовании, эти работы выполняются в подготовительный период. При сооружении же ствола шахты на постоянном оборудовании устье сооружается одновременно с собственно стволом.

Участок ствола, непосредственно прилегающий к земной поверхности (включая устье ствола), предназначенный для монтажа стволопроходческих комплексов и начала их эффективной эксплуатации, называют технологическим отходом.

Устье ствола обычно сооружается в малоустойчивых породах наносного типа, поэтому необходимо иметь более прочную крепь, которая наряду с восприятием давления от горных пород будет также воспринимать вертикальные усилия, передаваемые от основания постоянного копра, а при применении башенных копров также учитывать влияние его фундаментов и других внешних нагрузок. Обычно устье пересекает толщу наносных отложений и малоустойчивых пород. Глубина устья 12…35 м. Опорный венец крепи устья располагается в прочных породах и ниже зоны промерзания.

Глубина технологического отхода зависит от принятой технологической схемы проходки и составляет: для совмещенной— 40—50 м, параллельной — до 70 м, при комбайновом способе проходки — до 25 м.

Для крепления устья в зависимости от назначения ствола, расчетных нагрузок и горных условий применяют бетон, монолитный железобетон, чугунные тюбинги или комбинированную крепь (чугунные тюбинги и монолитный бетон, железобетонные тюбинги и монолитный бетон).

В зависимости от назначения ствола и оборудования подъема возможны различные конструкции крепи устья. В устойчивых породах при малой мощности наносов в стволах вспомогательного назначения возможна конструкция устья (рис. 1, а) с расположением опорного венца в коренных породах.

При достаточно мощных наносных отложениях в стволах со стационарным подъемом крепи устья в ее верхней части придают уступную (рис. 1, б) или ворон­кообразную формы (рис. 1, в).

На рис. 1, г показана крепь устья ствола при приме­нении башенных копров. Учитывая большую массу коп­ра, обычно фундамент его отделяется от крепи устья. Сооружение устья на временном оборудовании на­чинается с выемки породы открытым способом с помо­щью экскаватора на глубину 3—5 м без установки вре­менной крепи. Затем возводится монолитная бетонная или железобетонная крепь. После окончания возведения крепи в верхней части устья приступают к дальнейше­му его сооружению.

Рисунок 1. Конструкции устьев стволов.

Рисунок 2. Конструкция устья для стволов с постоянными металли­ческими копрами: АВ — воротник; АС — оголовок; AD — форшахта; СЕ — средняя часть устья; MN — опорный венец; 1 — постоянная железобетонная крепь устья; 2 —проем для вентиляционного канала; 3 — постоянная крепь ствола.

К проходке технологического отхода приступают после вы­полнения первоочередных работ подготовительного периода, связанных с освоением территории, отведенной под строительную площадку, сооружения магистральных инженерных линий и коммуникаций, а также разработки проекта производства работ (ППР).

При сооружении технологического отхода работы выполняют в следующей последовательности.

1. Производят проходку устья на глубину 8—10 м. Работы ведут открытым способом (экскаватором-самосвалом) с устрой­ством фундаментов под ноги копра и заглубленного пристволь­ного бетонно-растворного узла (БРУ) или с использованием специальных временных передвижных комплексов.

2. Выполняют работы по оснащению поверхности ствола подъемными средствами для проходки оставшейся части техно­логического отхода, а в забое монтируют облегченное техно­логическое и вспомогательное оборудование.

3. Ведут проходку оставшегося участка технологического отхода.

4. Производят демонтаж облегченного вспомогательного, технологического оборудования и монтаж комплекса для про­ходки основной части ствола.

5. Осуществляют монтаж передвижных и временных подъемных установок и другого оборудования на поверхности.

Перед началом проходки устья до глубины 10 м для стволов с постоянными металлическими или проходческими копрами выносят оси, делают разбивку сечения ствола в плане, фунда­ментов под копер и приствольный бетонно-растворный узел подготавливают машины для выполнения земляных работ при­нятого объема, материалы, оборудование.

В первой фазе экска­ваторами устраивают наклонную траншею до отметки пола 1-го яруса и приступают к земляным работам выемки грунта во 2-м ярусе и после замены навесного оборудования экскава­тора с прямой лопаты на грейфер вынимают последний ярус до отметки 10 м. Бетонно-растворный узел совмещают с каналами, а там, где каналы отсутствуют (вентиляционные и кало­риферные), сооружают типовой приствольный бетонно-раствор­ный узел (ПБРУ).

По достижении отметки 10 м приступают к возведению по­стоянной крепи. Крепь устья ствола и ПБРУ возводят снизу вверх. После возведения постоянной крепи форшахты, при­ствольного бетонно-растворного узла и фундаментов под ноги копра снимают опалубку, производят планировку, засыпку па­зух между вертикальными стенками подземной части ПБРУ и фундаментами

При дальнейшей проходке устья выемка породы производится с использованием отбойных молотков или буровзрывным способом. Погрузка породы в бадьи может производиться легкими грейфер­ными грузчиками. Крепление производят временной крепью в виде металличес­ких колец с затяжкой досками, из-за наличия непрочных пересекаемых пород и малой грузонесущей способности временной крепи по­стоянную крепь целесообразно возводить короткими звеньями высотой 6—8 м. Бетонная смесь подается за опалубку по трубам. Возведение постоянной крепи про­изводится без извлечения временной крепи. Выдача воды из забоя при малых притоках произво­дится бадьями или забойными насосами. Проветрива­ние забоя осуществляется вентилятором.

После завершения работ по сооружению устья укла­дывается основная проходческая (нулевая) рама, кото­рая служит для перекрытия устья ствола, размещения ляд, пропуска бадей, различных трубопроводов, кана­тов, для подвески в стволе оборудования, спасательной лестницы и др.

Для проходки вертикальных стволов шахт и рудников используют копровые комплексы, которые включают шатер копра с ограждающими конструкциями (обшивкой), разгру­зочный станок, нулевую раму, подшкивную площадку и фунда­менты.

Копры служат для расположения направляющих подъем­ных шкивов и шкивов для подвески проходческого оборудова­ния в стволе, а также для подвески разгрузочного станка.

При сооружении вертикальных стволов применяют проход­ческие (временные), постоянные - (станковые с укосинами, шат­ровые, полушатровые и башенные) и совмещенные копры.