Экзаменационный билет №24

1. Форма сечений горных выработок, виды креплений

Сечением выработки называют изображение на чертеже в определенном масштабе контура выработки, крепи, оборудования, путей, труб, полученное в пересечении выработки плоскостью. Если в качестве секущей принимают вертикальную плоскость, расположенную по продольной оси выработки, то сечение называют продольным, если перпендикулярно продольной оси — поперечным. Различают поперечное сечение выработки в проходке — после выемки породы до установки крепи по контуру вмещающих пород, вчерне — по наружному контуру крепи и почве выработки, в свету — после крепления и настилки рельсового пути по внутреннему контуру крепи и верху балластного слоя, а при его отсутствии — по почве. Форма поперечного сечения выработки зависит от свойств горных пород, величины и характера проявления горного давления, конструкции крепи, назначения, срока службы и способа проведения выработки. Проведение выработок без крепления осуществляют обычно в скальных породах, крепких песчаниках и известняках. При этом широко применяют сводчатую форму поперечного сечения выработки. В весьма устойчивых породах применяют прямоугольную форму. В угольных шахтах обычно крепят все выработки. Формы поперечного сечения выработок приведены на рис. 3.1 (R — радиус цилиндра, г, r1 r2, г3 — радиусы закруглений по контуру выработки, пунктир — контур обратного свода). Прямоугольную, трапециевидную и полигональную формы используют преимущественно в горизонтальных выработках с деревянной, металлической и сборной железобетонной крепями. Сводчатую форму поперечного сечения принимают в выработках с арочной металлической или сборной железобетонной крепями, Сводчатую и подковообразную форму поперечного сечения применяют при проведении выработок в неустойчивых породах. В случае значительного всестороннего давле-

Таблица 3.2

Выработки	Минимальная площадь попереч­ного сечения в свету, м2	Минимальная высота от почвы (головки рельсов) до крепи или размещенного оборудования, м
Главные откаточные и вентиляционные вы­работки, людские ходки, предназначенные для механизированной перевозки людей	6	1,9
Участковые вентиляционные, промежуточ­ные, конвейерные и аккумулирующие штреки, участковые бремсберги и уклоны Участковые выработки, находящиеся в зо­не влияния очистных работ, людские ход­ки, не предназначенные для механизиро­ванной перевозки людей	6	1.8
	3,7	1,8
Вентиляционные просеки, печи, косович- ники и другие выработки	1,5	Ограничена мощ­ностью пласта

 

Виды крепи:

По сроку службы

Различают временную и постоянную крепь (обделку). В связи с тем, что при проведении капитальных выработок возведение постоянной крепи вслед за подвиганием забоя мешает работам по выемке и погрузке породы, на участке длиной 40—60 м устанавливается временная крепь, а затем она заменяется постоянной.

Как правило, временная крепь выполняется в виде деревянных или инвентарных облегченных металлических рам. Наружным очертанием временной крепи считается верхняя граница марчеван.

По материалу

Крепи подразделяют на деревянную, металлическую (из стали, легких сплавов), анкерную, каменную (из естественных и искусственных камней), бетонную, железобетонную (монолитную, из отдельных блоков или элементов), смешанную (комбинированную).

Деревянную крепь в основном применяют в выработках небольшого сечения и с небольшим сроком службы.

Разновидностями бетонной крепи являются: торкрет (заполнитель цементного раствора имеет крупность 0—8 мм); набрызг-бетон (заполнитель цементного раствора имеет крупность от 10 мм до 25 мм) и тюбинговая — крепь из составных частей (бетонных или металлических), связанных между собой болтами или другим крепежом.

Анкерная крепь использует породу слоёв за контуром выработки для удержания породы по контуру выработки, поэтому её применение позволяет сократить металлоемкость крепления при повышении темпов проходки; однако возможно только при проходке тоннелей в скальных и полускальных породах, устойчивых и средней устойчивости; в более слабых породах анкерную крепь применяют совместно с набрызг-бетонной или металлической арочной крепью.

По форме сечения выработки

Различают трапециевидную, арочную (замкнутую и незамкнутую), кольцевую, эллиптическую, полигональную. Это, как правило, рамная крепь, состоящая из отдельных крепежных рам, устанавливаемых в выработке на некотором расстоянии одна от другой. Кровля и бока выработки в промежутках между рамами закрепляются затяжками. От продольного смещения рамы удерживаются рошпанами, представляющими собой поперечину, соединяющую соседние рамы. Это придает конструкции жесткость и стабильность.

По характеру работы

В зависимости от способа соединения элементов крепи подразделяются на жесткие, шарнирные, податливые и комбинированные.

Податливые крепи выполняются из спецпрофиля (например, СВП-профиля) и способны сокращать поперечное сечение выработки под действием горного давления без нарушения работоспособности конструкции. Податливость достигается за счёт скольжения элементов крепи в местах их соединения. Установка такой крепи выполняется обычно вручную. Использование специальной техники в настоящее время позволяет лишь ненамного повысить производительность труда, что не оправдывает стоимость устройства такой крепи.

По роду выработок

Подразделяются на крепь капитальных, подготовительных, нарезных и очистных, горизонтальных, наклонных и вертикальных выработок.

Крепи стальные инвентарные также используются для прокладки и ремонта инженерных коммуникаций открытым способом.

2. Трасса коллекторного тоннеля, глубина заложения, основные

объекты, расположенные на трассе, их назначение.

Строятся в малоустойчивых породах на глубине 8-20 м.

Проходческий щит – временная крепь, защитная оболочка, под ней происходят все процессы.

Применение проходческих щитов определяют форму тоннелей

Расположение водоносного горизонта: выше или ниже

В зависимости от использования подразделяются на специализированные (служащие для специальных целей) и общего назначения (когда наряду с прокладкой трубопровода различают трубопроводы для удаления загрязнения вод и т.д.)

3. Технология и механизация бурения шпуров в забое ствола

Бурение шпуров является одной из трудоемких операций и занимает 20—30% общего времени проходческого цикла. При строительстве стволов бурение шпуров производится ручными бурильными машинами ударного действия (их называют бурильными молотками или перфораторами) и бурильными установками типа БУКС и СМБУ. Бурение шпуров в стволах производится сверху вниз, что позволяет применять тяжелые бурильные перфораторы ПР-24 ЛУ, ПР-24 ЛУБ, ПР-30 Л У, ПР-30 ЛУБ, ПР-30 ЛУС. Для бурения шпуров при проходке стволов будут изготовлять перфораторы ПР-25 Л и ПР-ЗОк. Большая (30—35 кг) масса перфоратора и высокая энергия удара способствуют повышению механической скорости бурения. В забое должны находиться 2—3 исправных резервных перфоратора. Бурильные штанги-— пустотелые, шестигранные БШ-22, длиной 0,7—4,3 м с интервалами по длине 0,7—0,8 м. Тип коронок подбирается в зависимости от крепости и трещиноватости пород. В породах различной крепости применяют коронки КДП, в хрупких трещиноватых породах — долотчатые коронки КДШ и трехперые КТШ, в вязких трещиноватых породах — крестообразные ККП. Коронки армированы твердым сплавом ВК8В и ВК 15. Диаметры коронок —40, 43, 46, 52 и 56 мм. Для уменьшения вибрации перфораторов применяют антивибрационные устройства КВ-1 и КВС-1. Последовательность работ при бурении шпуров следующая: зачистка забоя, разметка шпуров, спуск бурильных молотков, присоединение шлангов к ставу сжатого воздуха и непосредственно бурение шпуров.

Стволовая установка для комплектного бурения шпуров в стволах УБС предназначена для механизации бурения шпуров в забоях вертикальных стволов шахт диаметром от 5,5 до 9 м. Количество одновременно буримых шпуров — 4; диаметр шпуров — 42-52 мм; глубина шпуров — 4 300 мм. Комплекс оборудования с механизированной разгрузкой бадей КМБ обеспечивает транспортировку взорванной породы из забоя бадьями вместимостью 2; 3; 4,5 и 5 куб. м.

Механизированное бурение шпуров производят бурильными установками(каретками) и навесным оборудованием, смонтированным на погрузочных машинах.