Технологические схемы проходки. Последовательная схема
При проходке вертикальных стволов с помощью БВР выделяют следующие основные технологические схемы: последовательную, параллельную, параллельно-щитовую и совмещенную.
Последовательная схема проходки (рис. 21.8) заключается в том, что ствол разделяют на отдельные звенья длиной от 1,5 до нескольких десятков метров (в зависимости от устойчивости пород), и каждое звено проходится на полную глубину либо без крепления, либо с использованием временной крепи. Затем проходку прекращают, вблизи забоя устанавливают опорный венец и с подвесного полка в направлении снизу вверх возводят постоянную крепь. Монолитная бетонная крепь сооружается с помощью передвижной опалубки. Подача бетона осуществляется с поверхности по специальному трубопроводу.
Эта технологическая схема широко применяется при проходке шурфов, а также на россыпных месторождениях при проходке неглубоких разведочных стволов прямоугольной формы сечения с креплением деревом. После выемки породы с помощью БВР на глубину очередного звена вблизи забоя устанавливают опорный венец и снизу вверх возводят венцовую крепь. Пустоты между крепью и стенками ствола заполняют мелкой породой. В качестве временной крепи в этом случае используется подвесная венцовая крепь. Очередной венец подвешивают к предыдущему на металлических крючьях или строительных скобах. Отставание временной крепи от забоя принимается равным 2,5—4 м.
В менее устойчивых породах углубку ведут на глубину шпура (1,5—2,5 м), после чего укладывают опорный венец и возводят крепь. В неустойчивых породах углубка осуществляется на величину, равную толщине крепежного леса и каждый последующий венец строительными скобами пришивается к предыдущему. Венцы дополнительно скрепляют металлическими планками длиной по 1,5—1,6 м со штырями через каждые 20 см. На россыпных месторождениях венцовую крепь стволов часто усиливают прогонами, которые устанавливают вдоль ствола по углам поперечного сечения и через каждые 1,5 м раскрепляют дополнительными расстрелами.
Параллельная и параллельно-щитовая схемы проходки
Параллельная схема проходки (рис. 21.9, а) предусматривает одновременное проведение работ по выемке породы и возведению постоянной крепи в двух смежных звеньях ствола.
Работы в нижнем звене выполняются под защитой предохранительного натяжного полка 1 и временной крепи 2, а в верхнем звене снимают временную крепь и с двухэтажного проходческого полка 4 в направлении снизу вверх возводят постоянную бетонную крепь 3. Эта схема проходки обычно применяется при сооружении стволов глубиной свыше 300 м и диаметром более 5 м. Крепление осуществляется с помощью металлической передвижной опалубки, длина звена может достигать 50 м. В стволе одновременно работают два звена проходчиков: одно звено занято работами, связанными непосредственно с углубкой ствола, а второе — с креплением в предыдущем звене. Так как скорость возведения крепи выше скорости работ по выемке породы, число рабочих смен в сутки по креплению принимается меньше, чем по выемке породы. Средняя скорость проходки стволов по данной схеме в 2—2,5 раза выше, чем при последовательной, а максимальные скорости проходки превышают 200 м/мес. К недостаткам схемы относятся: повышенная сложность и опасность работ (особенно для проходчиков, непосредственно занятых на углубке ствола); дополнительное перекрытие ствола натяжным полком, усложняющее работу подъема; большое количество канатов, лебедок, подвесного оборудования; необходимость применения временной крепи и, как следствие, недостаточная механизация работ.
Параллельно-щитовая схема проходки (рис. 21.9, б) применяется в относительно устойчивых породах. Постоянную крепь 3 возводят с проходческого полка 4 на расстоянии около 30 м от забоя с применением передвижной опалубки 5 со специальным опорным поддоном. Опалубка и опорный поддон имеют самостоятельные канатные подвески. Бетонная смесь подается с поверхности по трубопроводу 7. На незакрепленном участке вместо временной крепи размещают металлический щит-оболочку 6. Между щитом и стенками ствола оставляют зазор 150—200 мм, поэтому щит не раскрепляет боковые породы и не исключает возможность их обрушения, но обеспечивает безопасные условия для находящихся в забое рабочих. Операции по выемке породы и бетонированию выполняются одновременно. С применением этой схемы в Донбассе были достигнуты скорости проходки 390 и 400 м/мес. Недостатком схемы являются усложнение организации проходки и большие капитальные затраты на оснащение ствола. Применяется схема при сооружении глубоких шахтных стволов.