Проходка и крепление наклонных выработок

27.12.2016

Параметры наклонных выработок. К наклонным выработкам, как известно, относят восстающие, уклоны, бремсберги, стволы. Среди этих выработок при разведке месторождений практически проходят восстающие и редко уклоны, шурфы и стволы.
Восстающие проходят прямоугольного сечения с несколькими отделениями: лестничным, трубным и рудоспускным (породоспускным). Рекомендуемые сечения разведочных восстающих приведены на рис. 160.
Проходка и крепление наклонных выработок

Разведочные восстающие проходят различной длины — от 15 до 60 м и более; угол наклона восстающих часто принимают равным углу падения рудного тела (впрочем, нередко проходят вертикальные восстающие, пересекающие рудное тело в направлении от лежачего к висячему боку). Разведочные восстающие проходят по руде (рудные восстающие) и по породам лежачего бока (полевые восстающие).
Восстающие проходят обычно между штреками различных горизонтов, оконтуривая таким образом разведуемые запасы по простиранию. Иногда из восстающих, пройденных из горизонтальных выработок, проводят небольшие по длине рассечки.
Стволы обычно проходят по наклонному пласту полезного ископаемого, выходящему на земную поверхность или перекрытому наносами сравнительно небольшой мощности. Таким образом этими выработками вскрывают разведуемое месторождение. Уклоны, как правило, проходят по полезному ископаемому.
При угле наклона этих выработок до 15° им придается сводчатая (в устойчивых породах) и трапециевидная (в неустойчивых породах) форма. При угле наклона более 15° обычно проходят выработки прямоугольного сечения. Рекомендуемая площадь поперечного сечения в проходке 5,1—6,4 м2. Длина уклонов редко превышает 25—30 м, стволов — 50 м.
Проходка восстающих. Восстающие проходят из горизонтальных выработок в направлении снизу вверх. По соображениям безопасности и для устройства люка место примыкания восстающего к штреку несколько смещают в сторону от штрека (так же смещается выход восстающего в верхний штрек). Перед проходкой восстающего в боковой стенке штрека обычно устраивают небольшую нишу. Проходка восстающих в направлении снизу вверх повышает опасность проходческих работ, так как проходчик находится непосредственно под забоем. Поэтому разведочные восстающие проходят преимущественно в крепких устойчивых породах, так как проходка в неустойчивых породах сложна, а в ряде случаев, в условиях разведки месторождений, вообще невозможна. Сложность проходки восстающего в неустойчивых породах заключается в необходимости поддержания кровли выработки, являющейся одновременно и забоем восстающего. В неустойчивых породах проходку разведочных восстающих заменяют бурением разведочных скважин.
В случае проходки восстающего (для вентиляции подземных разведочных выработок) до поверхности, толщу неустойчивых наносов пересекают шурфом, сбивая (соединяя) шурф с восстающим в коренных породах.
Основные технологические операции проходки — отбойка и уборка породы, а также крепление в зависимости от угла наклона восстающих — характеризуются, некоторыми особенностями. Технология проходческих операций восстающих с углом наклона менее 45° схожа с работами при проведении горизонтальных выработок. В восстающих с большим углом наклона проходчик работает на полке, устраиваемом на крепи выработки. Породу отбивают буровзрывным способом; шпуры бурят телескопными перфораторами. Для получения более мелкого дробления пород (необходимого для ее эффективной люковой погрузки) в забоях восстающих обычно бурят несколько большее, чем в горизонтальных выработках аналогичного сечения, число шпуров. Применяют различные типы шпуровых комплектов; целесообразен боковой вруб, при котором значительная часть породы при взрыве подает непосредственно в рудоспуск (рис. 161).
Проходка и крепление наклонных выработок

Перед взрыванием лестничное и трубное отделения перекрывают полком из круглого леса. Шпуры взрывают электрическим способом. Выработки проветривают по нагнетательной схеме вентилятором, установленным в штреке.
В связи с наличием полков в лестничном отделении и заполненным рудой рудоспуском операция провётривания занимает довольно много времени.
Интенсификация проветривания достигается при выбуривании (перед началом проходческих работ) на всю длину восстающего вентиляционной скважины диаметром 100—150 мм, через которую продукты взрыва отсасываются в верхний штрек. Наличие в забое восстающего пробуренной скважины повышает, кроме того, эффективность взрывной отбойки.
При наклонном «отбойном» полке практически почти вся отбиваемая порода попадает в рудоспускное отделение. Перемещаясь по нему под действием силы тяжести, руда попадает в люк, оборудованный в низу рудоспуска, а из него — в вагонетки, находящиеся в штреке. Приведение забоя в безопасное состояние должно производиться в восстающих с особенной тщательностью.
По мере подвигания забоя вверх производят крепление восстающего (рис. 162). Затем устраивают рабочий полок, и проходческий цикл повторяют.
Средняя скорость проходки разведочных восстающих составляет 20—30 м/мес.
Проходка и крепление наклонных выработок

Проходку восстающих (под углом 60—90°) в крепких устойчивых породах без крепления механизируют проходческим комплексом КПВ-1 (рис. 163). Комплекс представляет собой самоходный полок 1 с кабиной 2, перемещающийся по монорельсу 3 с помощью пневмопривода 4. Монорельс крепят к висячему боку восстающего металлическими штангами. В монорельс вмонтированы трубы, по которым в забой восстающего подают воду и сжатый воздух (для бурения и проветривания забоя). Перед взрыванием полок убирают в специальную нишу, устраиваемую у основания восстающего на уровне откаточного штрека.
Проходка и крепление наклонных выработок

Использование комплекса КПВ-1 существенно снижает трудоемкость проходческих работ и способствует достижению высоких скоростей проходки восстающих. Комплекс КПВ-1 получил в настоящее время распространение не только на рудниках, но и в геологоразведочных партиях.
Приведем пример скоростной проходки восстающего в одной из геологоразведочных партий Министерства геологии России. Проходка восстающих в крепких устойчивых породах (XVIII категории) осуществлялась с использованием комплексов КПВ-1). Бригада, состоящая из 8 человек, при четырехсменной работе (4 звена по 2 проходчика-взрывника) обеспечила выполнение 2 циклов в сутки и за 23 рабочих дня прошла восстающий длиной 60 м при сечении 4,2 м2.
Наибольшее время в цикле занимали операции бурения и заряжания 30 шпуров, а также уборки породы от устья восстающего погрузочной машиной.
Известны конструкции шагающих полков и щитов для проходки восстающих в неустойчивых породах с венцовой крепью, получившие некоторое распространение на рудниках, но не применяющиеся при горноразведочных работах.
Технология проведения восстающего при угле наклона менее 45° несколько отличается от изложенной: при устойчивых породах крепь в восстающем не возводят. Шпуры бурят не с полков, а с почвы выработки ручными перфораторами с пневмоподдержками, породу часто убирают скрепером (рис. 164).
Проходка и крепление наклонных выработок

Общие сведения о проведении других наклонных выработок. При выходе на земную поверхность (или под слой наносов небольшой мощности) наклонного пласта угля при разведке месторождения для взятия валовых проб проводят по пласту наклонные шурфы. Шурфам обычно придают прямоугольную форму. Отбойку угля (или угля и породы с раздельной выемкой) обычно производят буровзрывным способом (при бурении ручными электросверлами или перфораторами и электрическом взрывании). Аналогичным образом осуществляется отбойка и при проходке уклонов.
Операция погрузки является наиболее трудоемкой; при проведении шурфов и уклонов применяют в основном ручную или скреперную погрузку. На шахтах погрузка производится обычно погрузочными машинами.
Породу поднимают в вагонетках или скипах, перемещаемых по рельсовым путям.
При небольших углах наклона и длине выработки возможна выдача угля (породы) из нее ящичным скрепером по аналогии с уборкой породы из коротких разведочных штолен или рассечек. Крепят выработки деревянными рамами или венцами. Ходовые отделения уклонов отделяют от подъемных стойками, обшитыми горбылями или досками.
Проведение наклонных стволов шахт аналогично описанному выше. К наклонным выработкам, проводимым на угольных шахтах, относят также печи, бремсберги к скаты. Эти выработки проводят в направлении снизу вверх и сверху вниз по угольным пластам с подрывкой или без подрывки вмещающих пород. При этом применяют отбойные молотки, буровзрывные работы, гидромеханизацию, проходческие комбайны или проходку бурением. Выработки крепят деревом или металлическими стойками.