книги / Технология строительства подземных сооружений. Строительство вертикальных выработок

Расход воздуха по наибольшей численности людей (м3/мин)

Q = 6 пг ,

где пг— число рабочих, занятых в смену.

Расход воздуха по минимальной скорости (м3/мин) Q = 60 i>ni«SCD,

где vm— минимально допустимая скорость движения воздуха в стволе, равная 0,15 м/с.

Расход воздуха по метановыделению производится по мето­

дике ВНИИОМСа.	установки	осуществляется по рас­
Выбор вентиляционной
четным значениям подачи	вентилятора	и аэродинамическом/
сопротивлению трубопровода.
Подача вентилятора QB= Q /T)> гДе Q — наибольший			расход
воздуха.		трубопровода без	учета
Аэродинамическое сопротивление
местных сопротивлений
Ят = 1,2т]Я,
давление, создаваемое вентилятором

hB= tfTQ„3 •

По расчетным значениям QB и ha подбирается тип вентиля­

тора.

При проходке стволов для проветривания применяют осе­ вые или центробежные вентиляторы, техническая характеристи­ ка ряда из которых приведена в табл. 5.1.

Вентиляторы устанавливаются в здании или под навесом на бетонных фундаментах на расстоянии не менее 15 м от ство­ ла. При проходке неглубоких (до 200—250 м) стволов уста­ навливают обычно один осевой вентилятор.

При проходке стволов большой глубины монтируются два вентилятора. Один вентилятор работает непрерывно, а второй включается на время очистки забоя от газов взрыва. В зимнее время воздух, поступающий в ствол, должен подогреваться до температуры не ниже 2°С. Продолжительность проветривания после взрыва должна быть не более 30 мин. В отдельных слу­ чаях время, необходимое для удаления взрывных газов, мо­ жет быть увеличено главным инженером по согласованию с участковым горнотехническим инспектором. Целесообразно применять передвижные проходческие вентиляционные установ­ ки конструкции Донгипрооргшахтостроя (например, УПВУП164). Эти установки в заводской готовности доставляются на трейлере на шахту и устанавливаются на сборные фундамен­ ты. Продолжительность монтажа установки сокращается в 15— 18 раз по сравнению со стационарными вентиляторными уста­ новками такой же производительности.

		В ентиляторы		осевые	с электроприводом
							£	Ц ентро­
	П оказатель	£	£		£	£		бежные
				§			сч	вентилято­
		со	£		to	со	£	ры ВЦ-7
		£		S	£	£
		CQ	я	я	я	я	я
	Подача, м3/мин:	69	120	190	340	600	1200	402
	в оптимальном режиме	42—	50—	100— 140—•		240—	600—	84—660
	в рабочей зоне
	Полное давление, Па:	—100	—155	—280 —480		—780	—1921
		950	1300	2100	2600	3200	3000	5750
	в оптимальном режиме
	в рабочей зоне	1000— 1450— 2400— 3400— 4200—					3800—	10 800—
	КПД вентилятора	—400	—700 —600		—750	—800	—800	—1000
		0,7	0,72	0,75	0,76	0,8	0,82	0,8
	Потребляем ая мощность			5—13 10—24 15—52			4—110	75
	рабочей зоны, кВт
	Основные размеры, мм:	560	740	935	1050	1460	1900	1495
	длина
	ширина	450	550	650	730	880	1350	1200
	высота	450	560	670	750	100	1500	1430
	M a сса, кг	45	105	250	350	650	2000	1400

Вентиляционные ставы труб монтируются из металлических труб диаметром 0,3— 1,2 м( в глубоких стволах диаметром 1,0—

1,2 м)	с толщиной стенки	2—2,5 мм и длиной 3; 3,5; 4 м. М ас­
са 1	м трубы — 32—73 кг.	Трубы соединяют на	фланцах бол­
тами.	Стыки уплотняются	прорезиненными или	веревочными

прокладками толщиной не менее 8— 10 мм.

Диаметры вентиляционных металлических труб для стволов диаметром 4—9 м и глубиной 200— 1400 м можно определить из графиков, приведенных на рис. 5.3.

Вентиляционный став труб в процессе проходки подвешива­ ют на канатах или к крепи ствола.

Рис. 5.3. Зависимость диаметров венти­ ляционных металлических труб для проветривания при проходке стволов от их глубины:

1— 6 — соответственно для диаметра ствола Z)CTB= 4-7-9 м

При подвеске труб на канатах (рис, 5,4) их наращивание производится на поверхности земли, что сокращает время мон­ тажа и демонтажа. Недостаток этого способа подвески — боль­ шой расход канатов.

При подвеске става труб к кр-епи (рис. 5.5) бурят шпурыдлиной 0,6—0,8 м, в которые вставляют анкеры. К анкерам на винтах крепят хомуты вентиляционных труб. При этом способе став труб наращивается снизу, что удлиняет время монтажных работ. При проходке ствола с одновременным армирова­ нием вентиляционные трубы подвешивают к расстрелам.

12

Рис. 5.4. Схема подвес­ ки вентиляционных ме­ таллических труб в стволах на канатах:

1 — лебедки;				2 — канаты
для	удержания				трубо­
провода в			стволе;			3 —
шиберные заслонки;						4 —
вентилятор;				5 — метал­
лическая		насадка;				6—
гибкие трубы;				7 — якор­
ная	труба;		8 — металли­
ческие трубы:				9 — флан­
цы	труб;		10 — хомуты
для	крепления				труб к
канатам		и		упора		на
них	фланцев;			11 —по­
воротное		колено;				12 —
опорные		шкивы;				13 —

переходной патрубок

Рис. 5.5. Подвеска става вентиляционных труб к постоянной крепи

В стволах малой (до 300 м) глубины, а также в нижней части ставов металлических вентиляционных труб (на участке ниже подвесного полка) монтируют гибкие ставы труб диамет­ ром 0,3— 1 м. Длина гибких труб 5; 10; 15 и 20 м.

Гибкие трубы выпускаются промышленностью шести типов МЦ, ПХВ, ЧЛХВ, ЧЛХВ-у, ПХВ-К и ЛХВ, основа которых — хлопок с лавсаном, а покрытие резиновое или полихлорвинилозое.

Гибкие трубы обладают высокой прочностью и влагостойко­ стью, просты в монтаже и демонтаже, легки и удобны в обра­ щении.

Для присоединения трубопровода к вентилятору применяют переходные патрубки (см. рис. 5.4). В случае, когда выходное отверстие вентилятора DB меньше диаметра трубопровода dTр,

рекомендуется делать	переходный патрубок	длиной l= 3(drp—
.De), если £>B>dTp то	1= (1 — 1,5). На поворотах трубопровода
применяют колена под углом 90, 60, 45, 30 и 15°
Для придания правильного направления		вентиляционной

струе в конце трубопровода целесообразно использовать при любом типе труб конические металлические насадки.

6. ПОГРУЗКА ПОРОДЫ

6.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Пчеле проветривания ствола его забой приводят в безопас­ ное состояние. С этой целью в ствол спускаются горный мас­ тер (бригадир) и взрывник, осматривают забойную часть ство­ ла, проверяют качество взрыва, наличие невзорвавшеГося ВВ, повреждений Крепи ствола и механизмов. ^

Затем в ствол спускаются проходчики, устраняют поврежде­ ния от взрыва, спускают в забой спасательную лес.тницу, тро­ сы и кабели сигнализации, наращивают ставы труб вентиля­ ции, сжатого воздуха, бетонопровода,. опускают подвесной по­ толок и подготавливают породопогрузочную машину к работе.

Погрузка породы является одним из наиболее трудоемких процессов, который по. времени занимает до 40% продолжи­ тельности цикла.

Сложность и трудоемкость работ по погрузке породы при проходке стволов зависят от специфических условий: грейфер­ ные исполнительные органы погрузочной машины захватывают породу сверху вниз; породу грузят в бадьи высотой до 2,2 м с ограниченным поперечным сечением; стесненные условия по­ грузки— рабочее. Пространство ограничено площадью забоя, в котором находятся бадьи, насосы и другое проходческое обо­

рудование; расположение оборудования для	погрузки	поро­
ды — по вертикальной схеме; перед взрывом	погрузочное	обо­

рудование поднимается на безопасное расстояние, а после про­ ветривания опускается к забою; наличие капежа и притока во­

ды в забой.

Следует отметить, что до 1954 г. погрузка породы осуществ­ лялась в основном вручную. Это сдерживало скорости строи­ тельства, приводило к увеличению числа проходчиков в забое. Первые попытки механизации погрузки в нашей стране отно­ сятся к 1948 г., когда была создана погрузочная машина„БЧ-1. В настоящее время благодаря разработке и внедрению высоко­ производительных машин процесс погрузки при строительстве стволов механизирован до 90%. При этом погрузка породы осу­

ществляется с применением		подвесных, грейферных, многоло-
пастных	машин с ручным	или механизированным	вождением,
а также	с применением ковшовых самоходных		погрузочных
машин.

6.2. ПОГРУЗКА ПОРОДЫ МАШИНАМИ С РУЧНЫМ ВОЖДЕНИЕМ грейф ера

К погрузочным машинам с ручном вождением грейфера от­ носится пневмопогрузчик КС-3, техническая характеристика которого следующая.

Вместимость	грейфера,		м3 .	.	0,22
Эксплуатационная		производительность,		м3/ч	15
Расход сжатого воздуха,			м3/мин		8,25
Ход цилиндра	пневмоподъемника, мм				2500
Высота с пневмоподъемником					7060
максимальная
минимальная .		мм:			4400
Диаметр грейфера,					1120
в закрытом	состоянии .
в раскрытом состоянии					1670
Масса с\пневмоподъемником, кг					900

Пневмопогрузчик КС-3 конструкции ЦНИИПодземмаша н Кузнецкого машзавода (рис. 6.1) состоит из шестилопастцого грейфера 1, пневмоподъемника 2 ,-водила 3 и пневмосистемы 4_ Грейфер шарнирно подвешивается к цилиндру пневмоподъем­ ника. Водило предназначено для управления работой грузчика и перемещения его по забою. Водило выполнено из труб и име­ ет левый (управление пневмоподъемником — спуск й подъем

грейфера) и правый (открывание и закрывание грейфера) краны с рукоятками.

Пневмосистема состоит из резиновых шлангов, металличе­ ских труб и ниппелей. Пневмопогрузчик КС-3 подвешивается к канату (диаметром 17,5 мм) пневматических лебедок ЛППГ или ПЛП-1,5, которые устанавливаются на подресном полке или натяжной раме. Пневматические лебедки имеют грузоподъем­ ность 1,5 т, максимальную высоту подъема 50 м, скорость подъ­ ема 0,15 м/с (ПЛП-1,5) и 0,24 м/с (ЛППГ).

Цикл погрузки КС-3 состоит из следующих операций:- пере­ мещение машины от бадьи к месту захвата породы, опускание с раскрытыми челюстями грейфера, закрывание челюстей грей­ фера с захватом породы, подъем грейфера на высоту бадьи и перемещение его к бадье, разгрузка породы из грейфера в ладью. Продолжительность цикла черпания составляет 30— 40 с. Усилие Р перемещения погрузочной машины по забою за­ висит от высоты ее подвески

P = QRIh,

где Q— вес погрузочной машины, H; R — расстояние от вер­ тикальной оси подвески до черпания породы, м; h — высота подвески грейфера, равная 15—20 м.

Организация работ по погрузке породы зависит от числа грузчиков и бадей, одновременно работающих в стволе. Воз­ можны следующие варианты: один пневмопогрузчик грузит по­ роду в одну бадью; два пневмопогрузчика КС-3 грузят поро­ ду в одну бадью. В этом случае забой разделяется на две рав­ ные части и каждый пневмопогрузчик работает в своей зоне. Бадья ставится на границе раздела зон; три пневмопогрузчика грузят породу в две бадьи. В этом случае два пневмопогрузчи­ ка грузят породу в бадьи, каждый в свою. Третий пневмопо­ грузчик используется для подкидки породы к месту погрузки.

Число погрузчиков, одновременно работающих в1стволе,

л м= SD4ISy,

где 5 ВЧ— площадь выработки вчерне, м2; Sy — площадь забоя, приходящаяся на один пневмопогрузчик, равная 14—16 м2.

При одновременной работе в забое несколькрх пневмопо­ грузчиков их суммарная эксплуатационная производительность

^ Р э-= К0Р3п ,

где	Ко — коэффициент одновременности			работы, равный 0,83
для	двух машин и 0,78	для трех	машин;	Рэ— эксплуатацион­
ная	производительность	одного	пневмопогрузчика; п — число

машин.

Эксплуатационная производительность пневмопогрузчика КС-3 зависит отравления сжатого воздуха, вместимостью ба­ дьи, крепости пород и крупности фракции пород.

Д ля	нормальной работы		пневмопогрузчика		КС-3 дав­
ление	сжатого	воздуха	должно быть	0,55—0,6 МПа.

При снижении давления сжатого воздуха до 0,4 МПа произ­ водительность пневмопогрузчика КС-3 увеличивается на 15— 20%. В крепких породах увеличивается сопротивление внедре­ нию лопастей грейфера, уменьшается заполнение-грейфера, что снижает производительность машины.

Наибольшая производительность погрузочной машины с руч­ ным вождением достигается при равномерном дроблении поро­ ды с крупностью кусков 150—200 мм. С увеличением кусковатости породы производительность пневмопогрузчика КС-3 уменьшается.

К достоинствам пневмопогруЗчика КС-3 следует отнести низкую стоимость пневмопогрузчика; незначительные затраты времени (10— 15 мин) на подготовительные работы перед по­ грузкой породы; замену вышедшего из iстроя пневмопогрузчи­ ка в течение 15—20 мин, что обеспечивает надежность процес­ са погрузки. Основными недостатками пневмопогрузчиков КС-3 являются малая производительность и тяжелый ручной труд вождения грейфера.

Пневмопогрузчик КС-3 применяют при проходке стволов, шахт глубиной до 150—200 м. В стволах большой глубины по­ роду грузят Погрузочными машинами с механизированным: вождением грейфера.

6.3. ПОГРУЗКА ПОРОДЫ МАШИНАМИ С МЕХАНИЗИРОВАННЫМ ВОЖДЕНИЕМ ГРЕЙФЕРА

К погрузочным - машинам с механизированным вождением грейфера относятся ОСК, КС-2у/40, 2КС-2у/40, КСтША» 2КС-1МА, КСМ-2у, техническая характеристика которых при­ ведена ниже.

Тип	погрузоч-		ОСК	КС-2у/40 2КС-2у/40		КС-1МА	2КС-1МА КСМ-2у
ной	машины. *
Вместимость			0,65	0,65-	2X0,65.	1,25	2X1,25	0,4
грейфера,		м3
Техническая
производитель­			0,9	1,6	2,4	2,5	4,7	1
ность, м3/мин
Эксплуатацион­
ная	производи­		50	60—80	100—130	101—120	180—200	22
тельность,		м3/ч
Рабочее давле­
ние	сжатого			0,6	0,6	0,6	0,8	0,5—0,6
воздуха, МПа *0,5—0,6

Грузоподъем-
ность тельфера,
т			.	5	5	5	5X2	5X2	5
Высота			подъе­
ма	грейфера, м			10	10	10	10	10	10
Средняя			про­
должительность
цикла черпания,
с ,. . .				40—45	25—30	25—30	30	30	25—30
Общая установ­
ленная		мощно­
сть	пневмодви­			38	57,1	114,2	104,6	209,2	57,1
гателей, кВт
Высота		м	грей­	7	7	7	7,3	10 _	—
фера,
Масса,		т		9,3	10	19,5	21,6	43,9	10

Погрузочные машины КС-2у/40, 2КС-2у/40, КС-IMA и 2КС-1МА имеют аналогичную конструкцию и отличаются друг от друга вместимостью грейфера, производительностью и кон­ струкцией отдельных узлов. Эти машины монтируются под нижним перекрытием проходческого полка — кареткина цент­ ральной опоре и круговом монорельсе.

Погрузочная машина КС-2у/40 предназначена для строи­ тельства стволов диаметром 5,5—6,5 м на глубинах'200—700 м и состоит из грейфера, подвешенного на канате к тельферу грузоподъемностью 5 т (рис. 6.2). Тельфер при помощи лебед­ ки перемещается по раме, которая одним концом шарнирно соединена с центральной опорой, а другим — с тележкой по­ ворота. Тележка имеет пневмопривод для перемещения по кольцевому монорельсу. Управление машиной сосредоточено в будке машиниста, которая закреплена на раме и вместе с ра­ мой через тележку поворота опирается на монорельс.

Погрузочная машина 2КС-2у/40 состоит из двух машин КС-2у/40. Наличие двух погрузочных машин позволяет увели­ чить производительность погрузки.

Погрузочная машина КС-IMA аналогична машине КС-2у/40 по принципиальному устройству и по конструктивно­ му-исполнению узлов. В ней полностью использованы системы гидрораспора, тележка поворота, каркас кабины машиниста и вспомогательное оборудование от машины КС-2у/40. Машина предназначена для строительства стволов диаметром 7—8 м.

В отличие от КС-2у/40 машина КС-IMA имеет усиленную тележку поворота и раму механизированного вождения, цеп­ ной привод механизма радиального перемещения тельфера, удлиненную центральную опору и сдвоенный тельфер грузо­ подъемностью 10 т. Машина КС-IMA предназначена для строи­ тельства стволов диаметром 6,5—8 м на глубинах 6Ô0—1500 м.

Погрузочная машина 2КС-1МА состоит' из двух машин КС-IMA, имеет двухъярусную подвеску, двойной комплект ме-

7000