Кафедра «Шахтное и подземное строительство»

Кафедра «Шахтное и подземное строительство»

СТРОИТЕЛЬНАЯ

ГЕОТЕХНОЛОГИЯ

Строительство подземных

Горных выработок

Раздаточный материал

К лекционным занятиям

Красноярск 2015

УДК 622.74

Строительная геотехнология. Строительство подземных горных выработок. Раздаточный материал к лекционным занятиям. / Сост. Требуш Ю.П. - Красноярск. ИГДГиГ ФГАОУ ВО СФУ. 2015. – 95 с.

Содержание стр.

Элементы залегания рудных тел.............................................................
Подземные горные выработки …………………………………………..
Горные породы и горное давление …………...…………………………
Формы поперечного сечения выработок ………………………………
Размещение коммуникаций в выработке..…………………………….
Крепление горных выработок …………………………………………...
Деревянная крепь …………………………………………………...
Металлическая крепь ………………………………………………
Анкерная крепь ……….....................................................................
Бетонная крепь …………………………….………………………..
Каменная крепь ……………………………………………………..
Железобетонная крепь ……………………………………………...
Затяжка..…………………………………………………………….
Временные крепи ………………………….......................................
Крепь наклонных выработок ………………………………………
Проведение горизонтальных горных выработок с БВР ……………..
Проведение горизонтальных горных выработок комбайнами……..
Прочие способы проходки горизонтальных выработок ……………….
Проведение наклонных горных выработок…………………………...
Проведение восстающих выработок..………………………………….
Проведение выработок в неоднородных породах …………………..…
Предохранительная среда при взрывных работах ………………..
Вспомогательное оборудование при проходке выработок…………..
Строительство стволов …………………………………………………...

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Справочник инженера шахтостроителя. Том 1 - М.: Недра, 1983.- 423 с.

2. Справочник инженера шахтостроителя. Том 2 - М.: Недра, 1983.- 440 с.

3. Справочник по горнорудному делу / Под ред. В.А.Гребенщика, Я.С.Пыжьянова, И.Е.Ерофеева.- М.: Недра, 1983.- 423 с.

4. Правила технической эксплуатации рудников, приисков и шахт, разрабатывающих месторождения цветных, редких и драгоценных металлов.- М.: Недра, 1980.- 110 с.

5. Строительство горных выработок в сложных горнотехнических условиях: Справочник / Под ред. Б.А. Картозия. - М.: Недра, 1992.

6. Федунец Б. И. Технология проведения горных выработок в крепких породах комбайнами. - М.: МГИ, 1988.

7. Шахтное и подземное строительство: Учеб. для вузов / Б.А. Картозия, Ю.Н. Малышев, Б.И. Федунец и др. - М.: Изд-во АГН, 2003. - Т. I, II.

Проходка восстающих с КПВ

Монорельс


Кабина КПВ

Каменная крепь	Железобетонная монолитная крепь
Железобетонная рамная крепь	Ж/бетонная тюбинговая крепь
Смешанная крепь	Смешанная крепь
Предохранительная крепь	Проходка комбайном

Элементы залегания рудных тел

Лежачий бок – протяженная в двух направлениях поверхность залежи полезного ископаемого, ограничивающая ее со стороны подстилающих вмещающих пород бока (поверхность A’B’C’D’).

Висячий бок – протяженная в двух направлениях поверхность залежи, ограничивающая ее со стороны налегающих вмещающих пород (поверхность ABCD).

К элементам залегания, характеризующим направления распространения залежи в земной коре, относятся:

– угол падения (a) – острый угол между лежачим боком залежи и горизонтальной плоскостью;

– вкрест простирания – горизонтальное направление перпендикулярное линии простирания;

– падение – направление сверху вниз, перпендикулярное линии простирания и параллельное поверхностям лежачего и висячего боков залежи;

– восстание – направление снизу вверх, перпендикулярное линии простирания и параллельное поверхностям лежачего и висячего боков залежи.

– мощность залежи (m) – среднее расстояние между лежачим и висячим боками залежи по нормали (нормальная мощность)

– длина залежи по простиранию (L_п);

– протяженность залежи по падению (восстанию).

– глубина верхней границы залежи (H_В);

– глубина распространения залежи (H).

Подземные горные выработки

Рис. 1. Горные выработки:

1 - вертикальный ствол; 2 - восстающий; 3 - шурф; 4 - штольня; 5 - квершлаг,

6 - полевой штрек; 7 - рудный штрек; 8 - орт; 9 - околоствольный двор;

Рис. 2.

Горные выработки

Крепление выработок деревянной крепью

Выработки, закрепленные металлической рамной крепью

Крепление горизонтальных выработок металлическими тюбингами

Выработки с бетонной крепью

Набрызг-бетонная крепь

Монолитная бетонная крепь

Цементация горных пород

Рис. 8. Расположение и оборудование цементационных скважин при тампонировании из забоя:

а — расположение тампонажных скважин;

б — оборудование головки направляющих трубок

Битумизация горных пород

Рис. 9. Схемы предварительной битумизации при проведении стволов: а — с поверхности земли; б — из забоя ствола;

1 — породы, подлежащие битумизации; 2 – подстилающие плотные породы; 3 — битумная завеса; 4 — битумизационные скважины;

5 — нагнетатели; 6 — насос; 7 — битумоварочный котел;

8 — трансформтор

Рис. 1. Схема определения горного давления в наклонной выработке В наклонных выработках давление на крепь раскладывается на две составляющие (рис.1):

(при α =0-45 град.):

где: P, N, T – соответственно вертикальная, перпендикулярная и продольная составляющие горного давления, mc/м; α - угол наклона выработки, град.

АРМИРОВАНИЕ СТВОЛОВ

Рис. 1. Виды жесткой армировки стволов:

а – жесткая с продольными расстрелами;

б –- с распорно-консольными расстрелами;

1 – скип; 2 – одинарные боковые проводники; 3 – лестничное отделение; 4 – клеть; 5 — боковые двусторонние проводники; 6 - главные расстрелы; 7 - вспомогательные расстрелы; 8 – консольно-распорные расстрелы

Рис. 2. Схема крепления коробчатых расстрелов анкерами:

а - узел крепления расстрела к бетонной крепи;

б - анкер УШС; в - анкер типа Ц

Проходка стволов бурением

Рис. 1. Схемы проходки стволов бурением

а – проходка стволов со штангой и оборудованием для транспортировки материала с помощью воздуха (проходка стволов на полное сечение без предварительного бурения);

б – проходка стволов с бурением опережающей скважины с последующим её расширением (технология Рейсборен);

в – проходка стволов способом бурения с буровой машиной без штанги с технологией предварительного бурения (Рейсборен) по технологии V-Mole.

1 и 2 – прямоугольные скобы; 3 – фигурный хомут,; 4 – планка; 5 – гайки

Проходка стволов с БВР

Рис. 2. Последовательная схема сооружения стволов:

а - выемка породы; б - возведение постоянной крепи; 1 - подвесной полок; 2 - временная крепь; 3 - опорные венцы 4 - постоянная крепь

Бадейный водоотлив

Рис. 1. Забойные насосы: а - турбонасос Н-1м; б - диафрагменный насос «Байкал-2»

Рис. 2. Схематическое изображение водоотлива с помощью бадей: 1 - пневматический насос; 2 - бадья

Водоотлив с помощью насосов

Рис. 1. Схемы водоотлива при строительстве стволов:

а, б – двухступенчатая; в - одноступенчатая а - без перекачных станций; б - с перекачной станцией;

1 - забойный насос; 2 - подвесной проходческий насос; 3 - водоотливной став подвесного насоса; 4 -горизонтальный насос; 5 - водосборник;

6 - водоотливной став горизонтального насоса

Рис. 1. Схема расположения подъемных машин и проходческих лебедок вокруг ствола: 1 — подъемная машина, 2 — лебедка для подвесного полка, 3 — лебедки для труб сжатого воздуха, 4— лебедка для подвесного насоса, 5 — лебедка для вентиляционных труб, 6 — лебедки для направляющих канатов, 7 — состав вагонеток, 8 — вентилятор, 9, 10, 11, 12 и 13 — кабельные лебедки для кабелей взрывания, освещения и насосов, 14 — лебедка для натяжной рамы, 15 — бетонно-растворный узел, 16 — электровоз


Погрузка породы в стволе	Разработка породы в устье ствола

Крепление устья ствола металлическими тюбингами	Временная подвесная крепь устья ствола

Буровзрывным способом

Рисунок 1 – Последовательность работ при проходке выработки

Рис. 2. Конструкция шпуровых зарядов

ПОДВЕСНЫЕ ПОЛКИ

Рис. 1. Схема размещения проходческого оборудования в стволе диаметром 6, 5 м:

1 — бадья;

2 — вентиляционный став трубы;

3 — бетонопроводы;

4 — став труб сжатого воздуха;

5 — трубы водоотлива;

6 — спасательная лестница;

7 — канаты подвесного полка:

8 — направляющие канаты

	Рис. 3. Схема подвесного проходческого двухэтажного полка 1 — этажные площадки; 2 — направляющие лыжи; 3 — подвесное устройство; 4 — раструб, 5 — распорные домкраты; 6 — лестница
Рис. 2. Схема подвесного проходческого трехэтажного полка-каретки

Проходческие копры

Рис. 1. Проходческие копры конструкции ВНИИОМШСа: а - шатровый; б — укосный; 1 - надстройка; 2 - тельфер; 3 - подшкивная площадка; 4 -шкив; 5 - ноги копра; 6 - лестница; 7 - разгрузочный станок; 8 - желоб; 9 — нижняя приемная площадка; 10 - укосина


Рис. 2. Бадья БПС: а — конструкция бадьи; б - схема разгрузки бадьи	Рис. 3. Бадья БПН: a - направляющая рамка; б - схема разгрузки бадьи

Забойка шпуров и скважин

Песчано-глиняная забойка

	Рис. 1. Пневмозабойник: 1 – трубка для подачи песка в шпур; 2 – крышка; 3 – завес; 4 – бункер; 5 – днище с завихривающими лопастями внутри; 6 – трубка для сжатого воздуха; 7 – воздушный кран; 8 - замок

Гидрозабойка


Рис. 2. Конструкция комбинированной забойки: 1 – заряд; 2 – запирающая забойка; 3 – водяная забойка	Рис. 3. Ампула с обратным клапаном


Рис. 4. Ампула с омпенсирующей складкой конструкции КНИУИ: 1 – полиэтиленовая ампула; 2 – припаянная полоска из полиэтилена	Рис. 5. Самоудлиняющая ампула конструкции ИГД им. А.А.Скочинского: 1 – корпус ампулы; 2 – обратный клапан; 3 – подворачиваемая часть ампулы; 4 - отросток

ПРОХОДЧЕСКИЙ ПОДЪЕМ

Рис. 1. Схема комплекса оборудования проходческого подъема: 1 – подъемная машина с канатом 2, копер 3 со шкивами 4 и разгрузочным устройством 5, направляющие канаты б, направляющая рама 7, прицепное устройство 8, бадьи 9, подвесной полок 10.


Рис. 2. Передвижная проходческая подъемная машина ППМ-2/1, 5: а - общий вид; б - план

Рис. 3. Проходческий комплекс КС-14:

1 - породопогрузочная машина; 2 - монорельс погрузочной машины;

3 - проводник; 4 - самоопрокидной скип; 5 - разгрузочное устройство; 6 - подъемная установка и копер; 7 - оборудование для задавливания крепи;

8 - кран для монтажа крепи; 9 - подвесной проходческий полок

СТРОИТЕЛЬСТВО стволОВ

ПРОХОДКА УСТЬЯ СТВОЛА

И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОТХОДА

Рис. 1. Конструкция устья ствола

Рис. 2. Комплекс оборудования КПШ-2:

1 - пневмопогрузчик КС-3; 2 - универсальная рама-шаблон; 3 - автокран

К-51; 4 - кран-экскаватор Э-505-А; 5 - бадья; 6 - подвесная опалубка;

7 - проходческие лебедки ЛП-10/800; 8 - став труб бетонопровода;

9 - бункер для бетонной смеси

Самоспасатели

Рис. 5. Самоспасатель шахтный ШСС-1У является средством индивидуальной защиты органов дыхания горнорабочих при подземных авариях, связанных с образованием непригодной для дыхания среды.

Рис. 6. Изолирующий регенеративный респиратор Р-30 предназначен для защиты органов дыхания человека от воздействия непригодной для дыхания газообразной среды.

Светильники

Рис. 1. Светильник СГВ – предназначены для индивидуального освещения рабочего места

Рис. 2. Светильник-адиосигнализатор головной СРГ – предназначен для индивидуального освещения рабочего места, а также для приема сигналов оповещения об аварийной ситуации в шахте и индивидуального вызова персонала шахты на связь по телефону.


Рис. 3. Светильник шахтный стационарный СШС - предназначен для стационарного сетевого освещения подземных выработок шахт	Рис. 4. Светильники люминесцентные взрывозащищенные СШЛ – предназначены для общего освещения подземных выработок, забоев, погрузочных пунктов, околоствольных дворов угольных шахт

Рис. 15. Комбайн КН-3

Рис. 16. Нарезной комбайн типа КН-2

Монтаж расширителя

Установка шламоуловителя

Способы бурения восстающих

1. Нисходящее бурение пилотной скважины и расширением через нее снизу вверх	2. Восходящее забуривание пилотной скважины с расширением в слепую снузу вверх

3. Расширение по пилотной скважине снизу вверх	4. Расширение через пилотную скважину сверху вниз

Способы проходки восстающих