Технология проведения восстающих обычным способом

Классификация способов проведения восстающих

Общие сведения

ТЕХНОЛОГИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ВОССТАЮЩИХ ВЫРАБОТОК

Глава 10

Восстающие выработки проходят снизу вверх при разведке и эксплуатации месторождений для выполнения одной или одновременно нескольких функций: разведки верхнего контура тела полезного ископаемого или залежи, расположенной выше горизонта горных выработок или между горизонтами; обеспечения прохода людей (ходовой); вентиляции (вентиляционный); спуска, перепуска или выпуска руды (рудопускной, рудовыпускной) или породы (породоспуск); подачи закладочного материала (закладочный); доставки в забои крепежных и других материалов (материальный и хозяйственный); подведения в забой сжатого воздуха, воды, электроэнергии; создания дополнительной обнаженной поверхности в виде разрезной (в центральной части блока) или отрезной (на фланге) щели (разрезной, отрезной); разграничения блоков (междублоковый).

Восстающие могут проводиться по руде (рудные восстающие) или породе (полевые).

Восстающие, проходимые по полезному ископаемому, задают по следу ранее пробуренной скважины для целей как разведки, так и сверки геологических данных, полученных по скважине.

Восстающие по углу наклона делятся на вертикальные (α = 90⁰), наклонные (65⁰ ≤ α ≥ 90⁰), слабонаклонные (45⁰ ≤ α ≥ 65⁰).

Форма поперечного сечения восстающих обычно прямоугольная. При проходке восстающих буро-сбоечными машинами форма поперечного сечения круглая. Площадь поперечного сечения разведочных восстающих изменяется от 1,2 до 4 м² (иногда до 6 м²), эксплуатационных – может быть 10–15 м²; длина от нескольких до сотен метров; при разведке месторождений – от 3 до 100 м.

Число отделений может быть два (породное и лестничное) или три (породное, лестничное и подъемное). Подъемное отделение служит для доставки материалов и инструмента и сооружается в случаях большой протяженности выработок. При отсутствии подъемного отделения доставка материалов и инструментов производится по породному отделению.

Восстающие крепят деревянной крепью: сплошной венцовой – в неустойчивых породах, венцовой крепью на стойках с затяжкой стенок – в породах средней устойчивости, распорной цепью – в устойчивых крепких породах. С увеличением длины резко возрастают трудозатраты на проведение 1 м восстающего.

Способы проходки восстающих подразделяются на обычный и механизированный. В свою очередь, механизированные способы в работе [3] разделяются на:

– не полностью устраняющие необходимость присутствия людей в забое;

– полностью устраняющие необходимость присутствия людей в забое.

Для классификации механизированных способов первой группы решающее значение имеет характер воспроизведения рабочего места проходчика, т.е. тип применяемых рабочих полков – временные или постоянные. Из анализа следует вывод, что именно этот признак наиболее целесообразно принять в качестве критерия для разделения первого вида способов на два класса: 1) с применением временных полков; 2) с применением постоянных полков.

К первому классу относятся способы механизации, предназначаемые для использования в рамках обычной технологии проведения восстающих, ко второму − все основные средства механизации, применяемые для проходки таких выработок в крепких и крепчайших горных породах. Для разделения на классы способов второго вида принятый признак не подходит в принципе, так как восстанавливать рабочее место при проходке с полным отсутствием людей в забое не требуется. Здесь рассматривается другой признак – способ разрушения горной породы.

В зависимости от разрушения горной породы несколькими родами энергии (условимся называть такие методы разрушения комбинированными) или энергией одного рода выделим два класса: 1) с комбинированным разрушением горной породы разными родами энергии; 2) с разрушением одним родом энергии.

Из второго класса – разрушение горной породы одним родом энергии – пока применяется только один: способ проходки бурением, основанный на использовании механической энергии. В этом классе тоже можно ожидать появления новых способов, базирующихся на других родах энергии. В приводимой классификационной схеме, наряду с общими определениями двух рассматриваемых классов, указаны также конкретные наименования определенных способов, составляющих реальное содержание данных классов на сегодня.

На следующей ступени – при делении классов на группы – логично использовать в каждом из классов такой признак, который бы отражал степень комплектности механизации в выделяемых группах (в смысле влияния на продолжительность разных составляющих проходческого цикла).

Для класса I первого вида – с применением временных полков – в качестве такого признака рационально принять отсутствие или наличие разрезной скважины, так как от этого будет зависеть и продолжительность проветривания забоя, и время на бурение шпуров, число которых при наличии разрезной скважины довольно заметно сокращается.

Для класса II первого вида – с применением постоянных полков – соответствующим критерием может служить осуществление или неосуществление механизации подъемно-транспортных операций, значительную роль которых в проходческом цикле подтвердили специальные исследования. Отметим, что при использовании выдвижных лестниц и шагающих полков, как и щитов, механизация подъемно-транспортных операций осуществляется лишь частично, в то время как использование подвесных клетей и самоходных полков механизирует эти операции полностью. По типу конструкции постоянного полка будет, очевидно, логично подразделить каждую из выделенных групп на подгруппы.

Для класса I способов второго вида – с отбойкой глубокими скважинами – деление на группы производится по признаку порядка взрывания – сразу на всю длину проводимой выработки или отдельными секциями (секционное взрывание). В практике применяют оба способа, но в разных условиях. Принятому принципу данный критерий отвечает: в первом случае имеет место одна операция – взрывание, во втором – несколько таких операций, осуществляемых хотя и без присутствия людей в забое, но требующих времени на проветривание после каждого взрыва и сопряженных с более высокой трудоемкостью заряжания, а также некоторыми другими особенностями.

В классе II – механическое разрушение породы с проходкой восстающих бурением – логично выделить две группы по типу забоя, который может быть либо сплошным, либо кольцевым. Этот критерий также отражает степень комплексности механизации – во втором случае (при кольцевом забое) дополнительно необходима специальная операция – извлечение керна (тоже без присутствия людей в забое). Однако этой операции не потребуется, если основное бурение будет вестись снизу вверх, но для этого необходимо, чтобы предварительно была пройдена разрезная скважина. Технические средства бурения сплошным и кольцевым забоями существенно отличаются друг от друга по конструкции. Аналогично этому серьезные конструктивные различия имеют установки, предназначенные для бурения при наличии разрезной скважины или без нее. С учетом всего сказанного целесообразно, выделив в классе II способов второго вида две группы по типу забоя, подразделить каждую из них на две подгруппы по признаку отсутствия или наличия разрезной скважины. Предлагаемая классификационная схема показана на рис. 103.

Рис. 103. Классификационная схема способов механизации проходок восстающих

Проходка восстающих обычным способом состоит из двух стадий – подготовительной и основной (собственно проходки).

В подготовительную стадию входят следующие работы: выбивка старой крепи и расширение горизонтальной выработки на сопряжении ее с восстающим или проходка камеры (при проходке разведочного восстающего из тупиковой выработки, работы в которой прекращены, расширение этой выработки может и не производиться); засечка и крепление камеры сопряжения; укладка основного венца и устройство люка для выпуска отбитой породы; врезка, проходка нескольких метров восстающего выше кровли горизонтальной выработки.

В основной стадии осуществляется проходка остальной части восстающего на его полную проектную высоту в одно, два или три отделения.

Бурение шпуров производится телескопными перфораторами с временного рабочего полка. Рабочий полок устраивают на расстоянии 1,8−2 м от забоя, а ниже него на 1,2÷1,5 м – предохранительный полок (рис. 104, а).

Рис. 104. Проходка восстающих обычным способом:

а – в одно отделение; б – в два отделения.

1 – рабочий полок; 2 – предохранительный полок; 3 – лестница; 4 – лебедка; 5 – трубопровод; 6 – телескопный перфоратор; 7 − отбойный полок; 8 – лестничное отделение;

9 – люк; 10 – блок; 11 – подъемное отделение; 12 – породное отделение;

13 – вагонетка; 14 – переносной ролик

Конструкция вруба может быть клиновидной, пирамидальной, боковой или с прямыми шпурами. Вруб располагают с таким расчетом, чтобы отбойка породы производилась в направлении к породоспускному отделению. Глубина шпуров от 1,2 до 1,5 м, иногда до 2 м. Взрывание электрическое или электроогневое. Материалы и инструмент доставляют в забой при помощи лебедки, устанавливаемой на почве горизонтальной выработки. Головной блок прикрепляют к расстрелу ниже предохранительного полка. Перед взрывом рабочий полок убирается. При наличии подъемного и лестничного отделений они на время взрыва перекрываются.

Порода по мере накопления выпускается из породного отделения через люк. При проведении разведочных восстающих люк зачастую не устраивается, порода поступает на почву камеры (ниши) и по мере ее заполнения пересыпается в транспортные средства.

Следует отметить, что первые 5–7 м восстающего проходят с временных полков без разделения его на отделения, а затем независимо от назначения восстающего в нем на время проходки оборудуют отделения.

Проветривание восстающего осуществляется вентиляторами местного проветривания типа ВМ в основном по нагнетательной схеме. Допускается проветривание восстающего посредством эжектора. По мере увеличения глубины восстающего резко возрастает время проветривания. Сокращения времени проветривания в таких условиях можно достигнуть за счет предварительного (перед началом проходки восстающего) бурения разрезной скважины. Через нее можно непрерывно подавать свежий воздух. Кроме того, разрезная скважина, являясь дополнительной обнаженной плоскостью, позволяет увеличить показатели действия взрыва.

На металлическом руднике в Казахстане разрезная скважина диаметром 200 мм позволила сократить время проветривания до 20 мин. Одновременно был достигнут КИШ 0,95.

На Зыряновском свинцово-цинковом руднике восстающие проходили обычным способом с разрезной скважиной диаметром 150 мм. Около устья скважины устанавливали вентилятор, работавший на всасывание. Время проветривания составляло 10–20 мин. Затраты труда на бурение шпуров уменьшались на 33,2% по сравнению с проходкой восстающих без разрезных скважин. Затраты по расходам на сжатый воздух снизились на 43,5%.

Обычный способ проходки восстающих очень трудоемок, так как здесь после каждого взрывания нужно переносить рабочий и отбойный полки. Трудно передвигаться по ходовому отделению (особенно при значительной длине выработки), затруднена вентиляция. Большая опасность передвижения по восстающему для людей после взрыва.

Восстающие обычно крепят деревянной рамной или сплошной венцовой или металлической анкерной крепями. Венцы могут быть подвешены на крючьях. Работы по оборудованию восстающих сводятся к следующему: 1) сооружение венцовой крепи и установка опорных венцов с шагом 4–6 м; 2) установка расстрелов; 3) устройство лестничных площадок; 4) отшивка ходового отделения от материального (рудоспускного); 5) наращивание магистрали сжатого воздуха, воды; 6) прокладывание кабелей освещения, сигнализации и связи (если они предусмотрены проектом).