Углубка вертикальных стволов

УГЛУБКА ВЕРТИКАЛЬНЫХ СТВОЛОВ

По мере разработки месторождений полезных ископаемых стволы шахт периодически приходится углублять, причем работы связанные с углубкой, должны быть организованы так, чтобы, они не вызывала снижения добычи полезного ископаемого на действующих горизонтах.

Углубка действующих стволов может быть осуществлена одним из следующих способов (рис. 254).            

Углубка сверху вниз: с оставлением в стволе под зумпфом предохранительного целика (рис. 254,а); с устройством предо­хранительного полка (рис. 254,6); через вспомогательный слепой ствол (рис. 254,в).   

Углубка снизу вверх: малым сечением с последующим рас­ширением сверху вниз до полного проектного сечения ствола (рис 254, г); полным сечением с временной крепью и магазинированием отбитой породы с последующим возведением постоян­ной крепи сверху вниз (рис. 254, д); полным сечением с возведе­нием постоянной крепи по совмещенной схеме (рис. 254,е).

Углубка снизу вверх возможна в тех случаях, когда один из стволов проходят сверху вниз, а другой - снизу вверх; или на новый горизонт проходят слепой ствол сверху вниз, а углубляе­мый — снизу вверх; или на новый горизонт сверху вниз проводят по одному из пластов уклон, а углубляемый ствол проходят снизу вверх.

Углубка снизу вверх на высоту более 120-140 м затрудни­тельна вследствие утомляемости рабочих при передвижении по лестницам и сложности подъема в забой материалов и инстру­ментов Этот способ углубки не применим при наличии пластов, опасных по газу или пыли, и при породах крепких, но трещино­ватых и водообильных, а также при породах слабых и склонных к обрушению.

Рис. 254. Схемы углубки стволов:

I — углубка сверху вниз.    II — углубка снизу вверх

Углубка ствола сверху вниз

Углубка ствола сверху вниз с оставлением целика отличается от углубки с устройством полка только способом защиты углубляемой части ствола от действующей. Оба эти способа возможны при наличии в стволе специального углубочного отделения  или лестничного отделения, которое на период углубкн на участке, прилегающем к околоствольному двору действующего горизонта, можно занять для размещения проходческого оборудова­ния. Кроме того, в околоствольном дворе действующего гори­зонта должно быть достаточно свободного места для установки подъемной лебедки, приемной площадки для разгрузки бадей, хранения материалов.

Предохранительный целик или полок под зумпфом служит для защиты проходчиков, работающих в забое углубки, от падения подъемных сосудов в случае обрыва каната, а также от случайного падения в ствол различных предметов.

Целик породы высотой 5—6 м оставляется при наличии пород крепких и нетрещиноватых. В остальных случаях вместо не­го устраивают полок. На рис. 255 представлена схема углубки ствола сверху вниз с оставлением под зумпфом породного це­лика. Углубочное отделение устраивают под лестнич'ным отделением, которое на протяжении 15—20 м выше околоствольного двора убирается, сверху отгораживается полком, а от подъем­ного отделения — перегородкой из досок. От зумпфа углубочное отделение отделяется железобетонной стенкой. Подъемную ма­шину устанавливают в околоствольном дворе или, что чаще,— в Специальной камере, проводимой в стороне от него. В этой же камере обычно устанавливают лебедки для направляющих кана­тов. Для пропуска подъемного и направляющих канатов из камеры в ствол проводят наклонный ходок.

Приемную площадку для разгрузки бадей устраивают на высоте 2,5—3 м над уровнем околоствольного двора. Породу грузят в шахтные вагонетки и выдают на поверхность вспомо­гательным подъемом, обслуживающим эксплуатационные ра­боты.

В пределах целика, оставляемого под зумпфом, проводят гезенк (см. рис. 255), который крепится венцовой крепью и слу­жит для прохода бадьи, пропуска труб и устройства лестничного отделения.

 

 

Рис. 255. Схема углубки ствола сверху вниз с оставлением под                             зумпфом действующего ствола целика породы:

1 — углубочное отделение,     2 — защитный полок,   3 — железобетонная стенка, 4 — камера подъемной лебедки, 5 — лебедки направляющих кана­тов, 6 — наклонный ходок для канатов,   7 — верхняя приемная площадка, 8 — гезенк,

9 — крепь под целиком, 10 — полок для установки лебедок

 

 

Целик, оставляемый под зумпфом, снизу крепят дву­тавровыми балками и уложенными на них в несколько рядов бревнами. На 3—4 м ниже этой крепи устраивают полок для установки лебедок для подвески проходческого оборудования. Организация работ по отдельным процессам во время углубки та же, что и при проходке стволов. При наличии в стволе углубочного отделения порода из забоя углубки может непосредст­венно выдаваться на земную поверхность или на вентиляцион­ный горизонт.

После окончания углубки и армирования ствола целик, ос­тавленный под зумпфом, вынимают в направлении сверху вниз почвоуступным  забоем.

Организация работ при углубке ствола с устройством под зумпфом полка аналогична описанной.

Углубка сверху вниз через вспомогательный слепой ствол (рис. 256) применяется в тех случаях, когда в стволе нет сво­бодного места для размещения проходческого оборудования или когда в околоствольном дворе по каким-либо причинам нельзя устроить приемную площадку и установить подъемную машину.

В этом случае в районе околоствольного двора, в стороне от ос­новных откаточных выработок, проходят сверху вниз слепой ствол небольшого сечения.

Слепой ствол проходят также несколько выше околостволь­ного двора снизу вверх для установки направляющих шкивов. Глубина его определяется удобством размещения подъемных устройств для углубки при обеспечении, кроме того, наличия под зумпфом действующей части ствола целика породы достаточных размеров. Обычно для этого бывает достаточна глубина 15— 20 м. От слепого ствола проводят горизонтальную выработку, которую на месте будущего ствола расширяют до его сечения. Затем проходят ствол снизу вверх полным сечением на высоту, необходимую для устройства подшкивной площадки. Подъемную машину устанавливают в специальной камере, из которой в ствол проводят наклонный ходок для пропуска подъемных кана­тов. На уровне горизонтальной выработки ствол перекрывают основным полком, а на высоте 2,5—3 м от него устраивают верх­нюю приемную площадку для разгрузки бадей.

 

Рис. 256. Схема углубки ствола сверху вниз че­рез вспомогательный слепой ствол

 

 

Лебедки для подвешивания проходческого оборудования ус­танавливают на специальных полках, которые могут устраи­ваться как выше приемной площадки, так и ниже ее.

Организация работ по углубке ствола данным способом та же, что и при обычном способе проходки его с поверхности. По­рода из бадей разгружается в вагонетки, откатывается к сле­пому стволу и поднимается по нему на горизонт околостволь­ного двора, откуда в клетях эксплуатационного подъема вы­дается на поверхность.

Углубка ствола через слепой ствол является более дорогой по сравнению с предыдущими способами вследствие необходи­мости проведения ряда вспомогательных горных выработок и установки двух подъемных машин, что увеличивает первоначаль­ные капиталовложения. Кроме того, увеличиваются затраты и в период непосредственной углубки за счет обслуживания двух подъемных установок, транспорта между углубляемым и сле­пым стволом.

Однако этот способ имеет преимущества вследствие освобож­дения околоствольного двора углубляемого ствола от оборудо­вания для углубки.

Углубка ствола снизу вверх

Углубка ствола шахты снизу вверх малым сечением с после­дующим расширением заключается в том, что в пределах про­ектного контура ствола сначала проводят снизу вверх гезенк (рис. 257, а) прямоугольного сечения, закрепляемый деревянной венцовой крепью. Забой его останавливается на таком расстоя­нии от зумпфа действующего горизонта, которое обеспечивает оставление предохранительного целика достаточных размеров. После этого гезенк по высоте 2,5—3 м расширяют до проектного сечения ствола, а затем производят расширение гезенка сверху вниз (рис. 257, б) на всю глубину.

В гезенке, проводимом снизу вверх малым сечением, устраи­вают три отделения (см. рис. 257,6): породное, подъемное — для подъема инструментов и крепежных материалов, и лестнич­ное— для передвижения людей. Породное отделение гезенка ос­тается все время заполненным породой, которая выпускается лишь в количестве, обеспечивающем размещение породы от вновь взрываемых шпуров.

 

Рис. 257. Углубка ствола снизу вверх узким сечением с последующим расширением сверху вниз до полного сечения:

а — проходка снизу вверх гезенка узким сечением, б — расши­рение ствола до полного сечения,

1, 2, 3 — соответственно по­родное, подъемное и лестничное отделения гезенка (восстающего), 4 — люк для погрузки породы в вагонетки, 5 — околоствольный двор подготавливаемого горизонта, 6 — гезенк (восстающий) в пределах целика,                              7 — предохранительный полок, 8 — полок для установки лебе­док, 9 — трубы для спуска бетона

 

Породу через люк грузят в вагонетки, в которых и выдают на поверхность.

Проведение гезенка начинается после того, как закончено проведение выработки околоствольного двора и маркшейдер­скими работами точно определен и закреплен центр будущего ствола.

После проведения восстающего (гезенка) на всю высоту и расширения его на полное сечение на протяжении нескольких метров через ос­тавленный под зумпфом целик породы проводят гезенк неболь­шого поперечного сечения, а в расширенной части ствола устраивают полок для установки лебедок и другого оборудо­вания.

Расширение ствола до полного сечения производится сверху вниз буровзрывным способом. Постоянную крепь возводят, как и при проведении стволов.

Преимуществом способа углубки ствола снизу вверх малым сечением с последующим расширением является воз­можность применения его при породах средней крепости, а также и то, что в случае искривления гезенка или неточного опре­деления центра ствола ошибки могут быть исправлены в период расширения.

Углубка ствола снизу вверх полным сечением может произ­водиться с применением временной крепи и с возведением по­стоянной крепи сверху вниз, после углубки ствола на всю глу­бину, или с возведением постоянной крепи снизу вверх непосред­ственно вслед за углубкой.

И в том и в другом случае пройденная часть ствола по сече­нию делится на две неравные части. Большая — служит для магазинирования породы, а в меньшей, отгораживаемой от первой прочной перегородкой, устраивают три отделения: породное, бадьевое и лестничное.

Углубка стволов снизу вверх полным сечением требует более точных маркшейдерских работ для определения центра ствола на новом горизонте и может применяться только при породах достаточно устойчивых, неводоносных и при отсутствии выделе­ния метана.

 

УГЛУБКА ВЕРТИКАЛЬНЫХ СТВОЛОВ

По мере разработки месторождений полезных ископаемых стволы шахт периодически приходится углублять, причем работы связанные с углубкой, должны быть организованы так, чтобы, они не вызывала снижения добычи полезного ископаемого на действующих горизонтах.

Углубка действующих стволов может быть осуществлена одним из следующих способов (рис. 254).            

Углубка сверху вниз: с оставлением в стволе под зумпфом предохранительного целика (рис. 254,а); с устройством предо­хранительного полка (рис. 254,6); через вспомогательный слепой ствол (рис. 254,в).   

Углубка снизу вверх: малым сечением с последующим рас­ширением сверху вниз до полного проектного сечения ствола (рис 254, г); полным сечением с временной крепью и магазинированием отбитой породы с последующим возведением постоян­ной крепи сверху вниз (рис. 254, д); полным сечением с возведе­нием постоянной крепи по совмещенной схеме (рис. 254,е).

Углубка снизу вверх возможна в тех случаях, когда один из стволов проходят сверху вниз, а другой - снизу вверх; или на новый горизонт проходят слепой ствол сверху вниз, а углубляе­мый — снизу вверх; или на новый горизонт сверху вниз проводят по одному из пластов уклон, а углубляемый ствол проходят снизу вверх.

Углубка снизу вверх на высоту более 120-140 м затрудни­тельна вследствие утомляемости рабочих при передвижении по лестницам и сложности подъема в забой материалов и инстру­ментов Этот способ углубки не применим при наличии пластов, опасных по газу или пыли, и при породах крепких, но трещино­ватых и водообильных, а также при породах слабых и склонных к обрушению.

Рис. 254. Схемы углубки стволов:

I — углубка сверху вниз.    II — углубка снизу вверх

Углубка ствола сверху вниз

Углубка ствола сверху вниз с оставлением целика отличается от углубки с устройством полка только способом защиты углубляемой части ствола от действующей. Оба эти способа возможны при наличии в стволе специального углубочного отделения  или лестничного отделения, которое на период углубкн на участке, прилегающем к околоствольному двору действующего горизонта, можно занять для размещения проходческого оборудова­ния. Кроме того, в околоствольном дворе действующего гори­зонта должно быть достаточно свободного места для установки подъемной лебедки, приемной площадки для разгрузки бадей, хранения материалов.

Предохранительный целик или полок под зумпфом служит для защиты проходчиков, работающих в забое углубки, от падения подъемных сосудов в случае обрыва каната, а также от случайного падения в ствол различных предметов.

Целик породы высотой 5—6 м оставляется при наличии пород крепких и нетрещиноватых. В остальных случаях вместо не­го устраивают полок. На рис. 255 представлена схема углубки ствола сверху вниз с оставлением под зумпфом породного це­лика. Углубочное отделение устраивают под лестнич'ным отделением, которое на протяжении 15—20 м выше околоствольного двора убирается, сверху отгораживается полком, а от подъем­ного отделения — перегородкой из досок. От зумпфа углубочное отделение отделяется железобетонной стенкой. Подъемную ма­шину устанавливают в околоствольном дворе или, что чаще,— в Специальной камере, проводимой в стороне от него. В этой же камере обычно устанавливают лебедки для направляющих кана­тов. Для пропуска подъемного и направляющих канатов из камеры в ствол проводят наклонный ходок.

Приемную площадку для разгрузки бадей устраивают на высоте 2,5—3 м над уровнем околоствольного двора. Породу грузят в шахтные вагонетки и выдают на поверхность вспомо­гательным подъемом, обслуживающим эксплуатационные ра­боты.

В пределах целика, оставляемого под зумпфом, проводят гезенк (см. рис. 255), который крепится венцовой крепью и слу­жит для прохода бадьи, пропуска труб и устройства лестничного отделения.

 

 

Рис. 255. Схема углубки ствола сверху вниз с оставлением под                             зумпфом действующего ствола целика породы:

1 — углубочное отделение,     2 — защитный полок,   3 — железобетонная стенка, 4 — камера подъемной лебедки, 5 — лебедки направляющих кана­тов, 6 — наклонный ходок для канатов,   7 — верхняя приемная площадка, 8 — гезенк,

9 — крепь под целиком, 10 — полок для установки лебедок

 

 

Целик, оставляемый под зумпфом, снизу крепят дву­тавровыми балками и уложенными на них в несколько рядов бревнами. На 3—4 м ниже этой крепи устраивают полок для установки лебедок для подвески проходческого оборудования. Организация работ по отдельным процессам во время углубки та же, что и при проходке стволов. При наличии в стволе углубочного отделения порода из забоя углубки может непосредст­венно выдаваться на земную поверхность или на вентиляцион­ный горизонт.

После окончания углубки и армирования ствола целик, ос­тавленный под зумпфом, вынимают в направлении сверху вниз почвоуступным  забоем.

Организация работ при углубке ствола с устройством под зумпфом полка аналогична описанной.

Углубка сверху вниз через вспомогательный слепой ствол (рис. 256) применяется в тех случаях, когда в стволе нет сво­бодного места для размещения проходческого оборудования или когда в околоствольном дворе по каким-либо причинам нельзя устроить приемную площадку и установить подъемную машину.

В этом случае в районе околоствольного двора, в стороне от ос­новных откаточных выработок, проходят сверху вниз слепой ствол небольшого сечения.

Слепой ствол проходят также несколько выше околостволь­ного двора снизу вверх для установки направляющих шкивов. Глубина его определяется удобством размещения подъемных устройств для углубки при обеспечении, кроме того, наличия под зумпфом действующей части ствола целика породы достаточных размеров. Обычно для этого бывает достаточна глубина 15— 20 м. От слепого ствола проводят горизонтальную выработку, которую на месте будущего ствола расширяют до его сечения. Затем проходят ствол снизу вверх полным сечением на высоту, необходимую для устройства подшкивной площадки. Подъемную машину устанавливают в специальной камере, из которой в ствол проводят наклонный ходок для пропуска подъемных кана­тов. На уровне горизонтальной выработки ствол перекрывают основным полком, а на высоте 2,5—3 м от него устраивают верх­нюю приемную площадку для разгрузки бадей.

 

Рис. 256. Схема углубки ствола сверху вниз че­рез вспомогательный слепой ствол

 

 

Лебедки для подвешивания проходческого оборудования ус­танавливают на специальных полках, которые могут устраи­ваться как выше приемной площадки, так и ниже ее.

Организация работ по углубке ствола данным способом та же, что и при обычном способе проходки его с поверхности. По­рода из бадей разгружается в вагонетки, откатывается к сле­пому стволу и поднимается по нему на горизонт околостволь­ного двора, откуда в клетях эксплуатационного подъема вы­дается на поверхность.

Углубка ствола через слепой ствол является более дорогой по сравнению с предыдущими способами вследствие необходи­мости проведения ряда вспомогательных горных выработок и установки двух подъемных машин, что увеличивает первоначаль­ные капиталовложения. Кроме того, увеличиваются затраты и в период непосредственной углубки за счет обслуживания двух подъемных установок, транспорта между углубляемым и сле­пым стволом.

Однако этот способ имеет преимущества вследствие освобож­дения околоствольного двора углубляемого ствола от оборудо­вания для углубки.

Углубка ствола снизу вверх

Углубка ствола шахты снизу вверх малым сечением с после­дующим расширением заключается в том, что в пределах про­ектного контура ствола сначала проводят снизу вверх гезенк (рис. 257, а) прямоугольного сечения, закрепляемый деревянной венцовой крепью. Забой его останавливается на таком расстоя­нии от зумпфа действующего горизонта, которое обеспечивает оставление предохранительного целика достаточных размеров. После этого гезенк по высоте 2,5—3 м расширяют до проектного сечения ствола, а затем производят расширение гезенка сверху вниз (рис. 257, б) на всю глубину.

В гезенке, проводимом снизу вверх малым сечением, устраи­вают три отделения (см. рис. 257,6): породное, подъемное — для подъема инструментов и крепежных материалов, и лестнич­ное— для передвижения людей. Породное отделение гезенка ос­тается все время заполненным породой, которая выпускается лишь в количестве, обеспечивающем размещение породы от вновь взрываемых шпуров.

 

Рис. 257. Углубка ствола снизу вверх узким сечением с последующим расширением сверху вниз до полного сечения:

а — проходка снизу вверх гезенка узким сечением, б — расши­рение ствола до полного сечения,

1, 2, 3 — соответственно по­родное, подъемное и лестничное отделения гезенка (восстающего), 4 — люк для погрузки породы в вагонетки, 5 — околоствольный двор подготавливаемого горизонта, 6 — гезенк (восстающий) в пределах целика,                              7 — предохранительный полок, 8 — полок для установки лебе­док, 9 — трубы для спуска бетона

 

Породу через люк грузят в вагонетки, в которых и выдают на поверхность.

Проведение гезенка начинается после того, как закончено проведение выработки околоствольного двора и маркшейдер­скими работами точно определен и закреплен центр будущего ствола.

После проведения восстающего (гезенка) на всю высоту и расширения его на полное сечение на протяжении нескольких метров через ос­тавленный под зумпфом целик породы проводят гезенк неболь­шого поперечного сечения, а в расширенной части ствола устраивают полок для установки лебедок и другого оборудо­вания.

Расширение ствола до полного сечения производится сверху вниз буровзрывным способом. Постоянную крепь возводят, как и при проведении стволов.

Преимуществом способа углубки ствола снизу вверх малым сечением с последующим расширением является воз­можность применения его при породах средней крепости, а также и то, что в случае искривления гезенка или неточного опре­деления центра ствола ошибки могут быть исправлены в период расширения.

Углубка ствола снизу вверх полным сечением может произ­водиться с применением временной крепи и с возведением по­стоянной крепи сверху вниз, после углубки ствола на всю глу­бину, или с возведением постоянной крепи снизу вверх непосред­ственно вслед за углубкой.

И в том и в другом случае пройденная часть ствола по сече­нию делится на две неравные части. Большая — служит для магазинирования породы, а в меньшей, отгораживаемой от первой прочной перегородкой, устраивают три отделения: породное, бадьевое и лестничное.

Углубка стволов снизу вверх полным сечением требует более точных маркшейдерских работ для определения центра ствола на новом горизонте и может применяться только при породах достаточно устойчивых, неводоносных и при отсутствии выделе­ния метана.