Проходка и крепление штолен

Основными типами крепи штолен являются трапецеидальная и арочная, позволяющие воспринимать вертикальное и боковое давление грунтов. В зависимости от срока службы крепь выполняют из дерева, железобетона или металла.

Временная деревянная крепь для штольни состоит из деревянных рам-дверных окладов. Полный дверной оклад трапецеидальной формы (рис. 101, а) состоит из четырех частей: горизонтального бревна — верхняка, двух наклонных стоек, поддерживающих верхняк, и лежня. Для верхняка и лежней рам применяют круглый лес диаметром 20-30 см, а для стоек — диаметром 18-26 см. Полные дверные оклады применяют при проходке штолен в мягких и неустойчивых породах. В этом случае давление от стоек передается через лежень на большую поверхность породы.

Дверной оклад без лежня называют неполным (рис. 101,6), в этом случае нижние концы стоек углубляют в породу на 10— 15 см. Такую крепь устраивают в крепких и устойчивых породах.

ис. 101. Дверные оклады (а, б) и соединение их элементов (в, г):
а — полный дверной оклад; б — то же неполный; в — соединение элементов оклада «зуб»; г — то же в «шор»; 1 — верхняк; 2 — стойка; 3 — лежень

При большом горном давлении и в местах сопряжений с другими выработками дверные оклады устанавливают вплотную один к другому, такую крепь называют сплошной. В большинстве случаев, в зависимости от инженерно-геологических условий, дверные оклады устанавливают на расстоянии 0,75-1,5 м и раскрепляют в продольном направлении распорками (рошпанами) диаметром 10-12 см (рис. 102). Вверху рошпаны устанавливают у стыков верхняка со стойками, внизу-на высоте 0,5 м от подошвы выработки. С элементами дверных окладов распорки соединяют врубкой в «шор» и металлическими скобами.

Кровлю и бока штольни крепят затяжками— досками толщиной 4-6 см или горбылями. Длину затяжек принимают на 30— 40 см больше расстояния между осями смежных рам. При проходке в устойчивых породах бока штольни оставляют без крепления или крепят досками вразбежку. В слабых породах бока штольни крепят затяжками вплотную и раскрепляют клиньями.

В подошве штольни устраивают водоотводную канавку шириной 30-40 см и глубиной 40-60 см, в зависимости от притока грунтовых вод.

Проходку штолен в скальных грунтах ведут буровзрывным способом. Цикл состоит из следующих процессов: бурения шпуров, закладки зарядов и взрывания, проветривания выработки, оборки породы с креплением кровли, погрузки грунта в вагонетки с откаткой, разработки лунок под стойки, установки рамной крепи и за-тяжки боков, устройства водоотводной канавы и откаточных путей.

Рис. 102. Крепление штольни:
1 — стойка; 2 — верхняк; 3 — металлическая скоба; 4 — верхняя и нижняя распорки (рошпаны); 5-затяжка из досок (марчеван); 6 — поперечная доска (филата); 7 — деревянный клин; 8 — откаточный путь; 9 — водоотводная канавка; 10 — затяжка боковой стены штольни

Рис. 103. Крепление штольни рамами:
а — неполная рама из рельсов; б — полная рама из рельсов; в — узел соединения рельсовых верхняка и стойки; г — железобетонная рама из сборных элементов

Рис. 104. Металлическая арочная трехзвенная податливая крепь АП-3:
1-верхнее звено из профиля СВП; 2 — нижние звенья; 3 — скоба крепления; 4, 5 — элементы крепления скобы к профилю

Рис. 105. Схема установки отвесов при проверке положения рам относительно продольной оси:
1 — отвесы, опущенные с маркшейдерского гвоздя; 2 — отвес на вновь установленной раме

Проходку штолен в неустойчивых грунтах (песках, супесях) ведут с применением забивной крепи. При этом лоб забоя крепят горизонтальными досками всплошную, заводят их за стойки последней рамы и расклинивают. Полный цикл работ состоит из забивки марчеван в кровле и в боках выработки, выемке грунта в забое с перекреплением лобовых досок, установке рамы полного дверного оклада, устройства водоотводной канавки и укладки откаточных путей.

Рис. 106. Схема размещения оборудования при проходке штольни комбайном:
1 — стрела комбайна; 2 — арочная крепь штольни; 3 — проходческий комбайн; 4 — вентиляционная труба; 5 — конвейер (транспортер); 6 — вагонетки; 7 — электровоз

Проходку штольни в породах средней крепости (глинах, мергелях, суглинках и др.) ведут путем разработки породы отбойными молотками и погрузки ее в вагонетки погрузочными машинами или с применением стреловых проходческих комбайнов с перегружателями, которые полностью механизируют процесс разработки грунта и погрузки его в вагонетки (рис. 106).

Проходку штольни ведут на основе заранее разработанных графиков-циклограмм, учитывающих особенности данного забоя и показывающих, в каком месте и в какой последовательности должны вестись очередные работы по циклу. Цикличная организация работ позволяет добиваться высоких скоростей проходки.