Стволовое проходческое оборудование

Проходческий полок — металлическая многоэтажная конструкция, подвешенная на канатах и служит для предохранения людей в забое от случайно упавших предметов, для крепления направляющих канатов, пропуска проходческого оборудования, материалов, размещения специального оборудования и места для человека (полкового), для координации работ рукоятчика и рабочих забоя (Рис. 3.1).

Рис. 3.1 Проходческий двухэтажный полок

• 1- монорельс для установки на нем погрузочной машины;
• 2- нижний этаж полка; 3- отклоняющие шкивы; 4 — направляющие

стойки; 5- направляющие бадейные стойки; 6 — межэтажные.

соединительные стойки; 7- верхний этаж; 8 — распорные гидродомкраты; 9 — сетчатое ограждение бадейных проемов; 10 ;

канаты; 11- водоотделитель пневмосистемы; 12- защитные щитки.

Подвесной полок после проходки ствола используют после соответствующего переоборудования в качестве армировочного полка.

К конструкции проходческих полков предъявляют следующие технические требования.

Полок должен поставляться на промышленную площадку укрупненными блоками (секциями), максимальные габариты секции полка при сборке его в забое ствола должны позволять спуск и выдачу через проемы нулевой рамы.

По условиям размещения оборудования на полках для стволов диаметром 6,5 м предусматривать три этажа, а для стволов диаметром более 6,5 м — два этажа.

Верхний этаж проходческого полка должен предназначаться для складирования гибких трубопроводов, кабелей и наращивания всех трубопроводов, поэтому он должен быть свободным от всего оборудования за исключением бака для воды и масловодоотделителя.

Баки для воды (водоотлива и промывки шпуров) должны располагаться на этажах таким образом, чтобы обеспечивать устойчивое положение полка при его перемещениях по стволу.

Зазор между крепью ствола и монорельсом погрузочной машины должен составлять 440−490 мм.

Зазор между крепью ствола и ободом нижнего этажа полка необходимо перекрывать щитками из транспортерной ленты в два слоя.

По периферии этажей полка необходимо предусматривать решетчатые ограждения высотой не менее 1400 мм, нижняя часть которого зашивается стальными листами на высоту 300 мм толщиной 2,5−3 мм с открывающимися проемами (4 шт. на этаж) для сброса мусора при очистке этажей.

На всех этажах полка должны быть проемы для пропуска труб подачи бетона, сжатого воздуха, водоотлива. Зазоры между фланцами трубопроводов и ободом полка должны быть 100−150 мм.

Проходческие полки должны иметь бадейные проемы размерами не менее 1600 мм.

Бадейные проемы следует снабжать четырьмя жесткими направляющими стойками, равномерно расположенными по окружности и установленными таким образом, чтобы между стойками и бадьей был зазор 40−50 мм; две из них должны иметь посадочные площадки для направляющей рамки. Конструктивно проходческий двухэтажный полок состоит из нижнего и верхнего этажей, соединенных между собой междуэтажными стойками, выполняющими одновременно роль направляющих лыж. На этажах полка расположены бадейные проемы. имеющие ограждения. Расстояние между этажами определяют с учетом шага установки расстрелов в стволе. Канаты, по которым перемещаются направляющие рамки бадей, одновременно используются для подвески забойной опалубки. Бадейные проемы снабжены направляющими стойками для предотвращения раскачивания бадей при их движении через этажи полка. Шкивы служат для отклонения направляющих канатов. Они располагаются под верхним этажем на направляющих стойках и на периферии нижнего этажа. Под нижне этажем прикреплен монорельс для установки на нем грейферной породопогрузочной машины. Соединение секций этажей между собой осуществляют с помощью четырех-пяти осей и шести-восьми болтов.

Гидросистема полка служит для создания гидрораспора полка и обеспечивает его устойчивое положение с целью восприятия реактивных и опрокидывающих моментов, возникающих во время работы породопогрузочной машины.

Пневмосистема полка служит для подачи сжатого воздуха от става труб, подвешенного в стволе, к механизмам породопогрузочной машины, бурильной установки, молоткам и насосам.

Независимо от типа подвесного устройства этажные площадки состоят из стальных балок, наружного кольца из швеллера, окаймляющего площадку, и настила. Балки изготавливают из двутавров и швеллеров не менее N20, окаймляющее кольцо — из швеллеров N16 до N30, настил из рифленой стали не менее 5 мм.

Стволовые погрузочные машины.

Загроможденность ствола подвесным оборудованием, наличие воды и отстутствие естественного освещения чрезвычайно усложняют погрузку горной массы в забое вертикального ствола. Конструкции машин для погрузки породы при проходке вертикальных стволов должны отвечать ряду требований.

• 1. Легко обеспечивать обслуживание всей площади забоя и позволять хорошо просматривать забой ствола.
• 2. Обеспечивать простоту управления и возможность применения в стволах различного диаметра. Кроме того, при проведении погрузочных работ в стволе узлы машины должны быть защищены от ударов о стенки ствола и различного оборудования, обеспечивать возможность ее подъема

перед взрыванием породы на безопасную высоту и быстрого спуска после взрыва, возможность спуска и подъема в процессе погрузки породы.

В стволах в основном работают погрузочные машины с грейферным органом черпания. В зависимости от емкости грейфера машины подразделяются на машины малой емкости — до 0,4 м³ включительно, средней емкости — до 0,65 м³, большой емкости — 1 м³ и более. Кроме того грузчики подразделяются на грузчики с ручным вождением грейфера и механическим вождением грейфера.

К погрузочным машинам с ручным вождением грейфера относятся КС-3, КС-3М, КС-4. В стволах небольшой глубины (до 300 м) пр углубках и погрузке горной массы в бадьи вместимостью до 2 м³ применяют погрузчики КС-3.

Пневмопогрузчик КС-3 (Рис. 3.2.) состоит из пневмоподъемника, грейфера с пневмозатвором, водила и пневмосистемы. Погрузчик КС-3 подвешивается к канату (диаметром 17,5 мм) пневматических лебедок ЛППГили ПЛП-1,5,.

• 1- пневмоподъемник; 2- пневмозатвор;
• 3- пневмокоммуникация; 4- водило (ручка); 5- грейфер.

которые устанавливаются на проходческом полке или натяжной раме. Цикл погрузки КС-3 состоит из следующих операций.

1. Перемещение машины от бадьи к месту захвата породы, опускание с раскрытыми челюстями грейфера, закрывание челюстей грейфера с захватом породы, подъем грейфера на высоту бадьи и перемещение его к бадье, разгрузка породы из грейфера в бадью, Продолжительность цикла черпания — 30−40 с.

Усилие Р перемещения погрузчика по забою зависит от высоты его подвески.

где Q — вес погрузочной машины. кН;

R — расстояние от вертикальной оси подвески до черпания породы, м;

h — высота подвески грейфера (h= 15−20 м).

К погрузочным машинам с механизированным вождением грейфера относятся КС-2у/40 (Рис.№.3), ОСК, КС-1МА, КСМ-2у и др. Эти погрузочные машины имеют аналогичную конструкцию и отличаются друг от друга вместимостью грейфера, производительностью и конструкцией отдельных узлов. Эти машины монтируются под нижнем перекрытием проходческого полка на центральной опоре и круговом монорельсе.

КС-2у/40 состоит из грейфера, подвешенного на канате к тельферу грузоподъемностью 5 тонн. Тельфер при помощи лебедки перемещается по раме, которая одним концом шарнирно соединена с центральной опорой, а другая — с тележкой поворота. Тележка имеет пневмопривод для перемещения по кольцевому монорельсу. Управление машиной сосредоточено в будке машиниста.

В настоящее время разработаны электрогидравлические погрузчики МПГС и МПС.

1- кольцевой монорельс; 2- тележка.

поворота; 3- лебедка; 4- тележка тельфера; 5- двухъярусная центральная подвеска; 6- рама; 7- тельфер; 8- кабина машиниста;

9 — пневмогрейфер.

Стволовые бурильные установки.

Для сокращения продолжительности бурения шпуров, а также для облегчения тяжелого труда и уменьшения числа проходчиков, занятых на бурении шпуров при проходке вертикальных шахтных стволов, применяются механизированные бурильные установки, делящиеся на две большие группы: подвешиваемые к тельферу стволовой погрузочной машины и передвигающиеся независимо от погрузочной машины. По своим конструктивным особенностям стволовые бурильные установки должны удовлетворять следующим основным требованиям:

• — полностью обуривать забой ствола;
• — проходить при подъеме и спуске в бадьевые проемы полков и легко транспортироваться на поверхности под копром.

Этим требованиям в наибольшей степени соответствуют бурильные установки типа БУКС.

Установка БУКС-1м (Рис. 3.4) состоит из раздвижной колонки, к которой прикреплены четыре стойки с бурильными молотками, и пневмосистемы с пультом управления. Вспомогательное оборудование установки состоит из насоса для подачи воды к бурильным машинам, бака для промывочной воды и фиксатора кругового перемещения, который располагается на подвесном проходческом полке.

Установки БУКС-1м, БУКС-1мц и БУКС-2м оснащены бурильными машинами БГА-1м, что позволяет бурить шпуры в породе с f=14−16. В установках БУКС-1у2 и БУКС-1у5 применены машины типа ПК-75, что дает возможность бурить породы с f=20.

С учетом эксплуатации бурильных установок типа БУКС и СМБУ в ЦНИИподземмаше разрабатывается новая электрогидравлическая установка типа БУС, которая предназначена для совместной работы с установкой МПГС. Техническая производительность установки БУС в 2 раза выше, чем установок типа БУКС.

1- пульт управления.

бурильными машинами; 2- лестницы; 3- центральная раздвижная колонна; 4- четыре бурильные машины; 5- шарнирные узлы крепления бурильных машин.

Металлическая забойная опалубка.

Для крепления стволов монолитным бетоном применяются различные виды металлических опалубок.

К призабойным опалубкам предъявляются следующие требования:

• — опалубка должна иметь цилиндрическую форму с гладкой наружной поверхностью;
• — диаметр окружности по внешней поверхности в ее рабочем положении (при укладке бетона) должен быть равен диаметру ствола в свету. После отрыва опалубки от бетона при ее перемещении диаметр наружной поверхности опалубки должен быть на 7 — 12 см меньше диаметра ствола в свету;
• — опалубка должна быть простой конструкции с минимальной затратой времени на ее перемещение и установку в забое;
• — масса опалубки должна быть тоже минимальной.

Конструктивное качество опалубки определяется критерием металлоемкости опалубки Р_у (кг/м²).

где Р_о — масса опалубки, кг;

h_o -рабочая высота опалубки, м;

D_св — диаметр ствола в свету, м.

Первоначально применялись створчатые опалубки типа ОС.

В настоящее время в основном применяются опалубки, которые по сравнению со створчатыми опалубками имеют меньшую металлоемкость (Р_у= 0,7- 0,8 т/м²) и трудоемкость по их перемещению.

Широко используют секционные самоцентрирующиеся опалубки (Рис. 3.5), которые подвешиваются на направляющих канатах бадей или на специально для этой цели предусмотренных трех канатах.

Высоту опалубки принимают от 2 до 4,5 м. При пересечении стволом горных пород с f 4 высоту опалубки принимают не более 2−2,2 м, при пересечении горных пород с f=6−8 — не более 3 м, а при пересечении пород с f 8−13 — не более 4,5 м.

Рис. 3.5 Секционная самоцентрирующаяся опалубка

• 1- горизонтальное кольцо; 2- соединительные вертикальные стойки;
• 3- секции, формирующие оболочку опалубки; 4- горизонтальное кольцо;
• 5- косынки; 6- карманы для бетоновода; 7- пальцы (ролики); 8- винтовые стяжки; 9- канатные подвески опалубки; 10- продольно-наклонные пазы;