Материал: Проходческие комбайны и комплексы оборудования

Щитовой проходческий комплекс включает в себя

• ножеопорное кольцо с домкратами подачи,

• выемочно-доставочную машину,

• механизмы возведения крепи,

• системы гидрокоммуникации и управления.

В качестве выемочного органа в щитовых комплексах в зависимости от условий работы могут применяться отбойные молотки и оборудование буровзрывного цикла, а также комбайны роторного, роторно-планетарного или избирательного действия. При проведении выработок в условиях сла- бых и обводнённых пород возможна работа щитов с кессонной камерой, когда призабойное пространство отделено герметической перегородкой и заполнено водой или тиксотропным раствором. В этом случае исполни- тельный орган превращает горную массу в пульпу, удаляемую из приза- бойного пространства по специальной трубе.

Наиболее сложен в щитовых комплексах процесс возведения моно- литной крепи, которая определяет устойчивость проводимых выработок и работу всего оборудования. Возможны различные схемы возведения моно- литной крепи. На рис. 5.7 приведены наиболее часто применяемые спосо- бы ведения работ. Комплексы могут работать и со сборной специальной крепью, за которую по мере её установки нагнетается цементно-песчаный раствор.

Рис. 5.7. Схема работы щитовых комплексов при строительстве тоннелей с монолитной прессованной крепью:

а – с использованием усилий домкратов подачи; б – с распорным кольцом

В случае использования для прессования монолитной крепи усилием домкратов подачи (рис. 5.7, а) головная часть щита 1 вдавливается в забой, при этом порода подрабатывается простейшими механизмами 2, установ- ленными на подвесных площадках 3. Разрушенная порода грузится и транспортируется конвейером 8 в состав вагонеток 11. Бетонная смесь по- даётся за механизированную опалубку 7 по бетоноводу 9 бетоноукладоч- ными машинами 10 и прессуется в замкнутом пространстве 6 реактивными усилиями щитовых домкратов 4, возникающими при продвижении щита вперёд. Давление на бетонную смесь передаётся через прессующее кольцо 5.

Возможен другой вариант возведения монолитной крепи (рис. 5.7, б). Порода разрабатывается механизированным исполнительным органом 12. Передвижка щита осуществляется домкратами подачи, упирающимися в распорное кольцо 13, которое одновременно служит опорой для домкратов 14, прессующих бетонную смесь в пространстве, отделённом от породы оболочкой 15. Бетонная смесь в этом случае прессуется в две стадии: вна- чале низким давлением под зашитой оболочки 15 в процессе её движения, а затем, после выжимания бетонной смеси из-под оболочки – повышенным давлением. Низкое давление создаётся за счёт сопротивлений передвиже- нию щита и распорного кольца с оболочкой, а повышенное – за счёт упора домкратов 14 в раскреплённое в стены выработки распорное кольцо 13. При этом достигается получение бетонной отделки высокого качества и надёжная устойчивость массива пород за щитом.

Комплексы оборудования для проведения восстающих выработок

При строительстве и реконструкции шахт одним из наиболее трудо- ёмких видов работ является проходка восстающих. Объём таких работ на рудниках достигает 600 км в год. Восстающие проводятся по вмещающим породам, либо по руде, как правило, прямоугольной формы с использова- нием мелкошпурового способа отбойки. В породах ограниченной крепости возможен буровой способ проведения восстающих круглой формы.

Наиболее широкое применение при проведении восстающих квад- ратной формы в породах повышенной крепости получили комплексы типа КПВ, КПН и КПРС.

К омплекс типа КПВ (рис. 5.8) представляет собой самоходную каби- ну 1 с рабочим полком, которые с помощью пневмодвигателя с редукто- ром перемещаются по монорельсу 2.

Рис. 5.8. Комплекс типа КПВ для проведения восстающих

Монорельс крепится металлическими клиновыми штангами 4 (ан- керной крепью) к висячему боку выработки. С полка 1 производится обу- ривание забоя телескопными перфораторами и заряжение шпуров при проведении восстающей выработки. В период производства взрывных ра- бот полок с кабиной 1 опускается вниз 6 и размещается в специальной ка- мере. Сжатый воздух к пневмодвигателю управления подаётся по шлангу, автоматически наматываемому на лебёдку 5. Подача сжатого воздуха и во- ды к перфораторам производится по трубам, подсоединённым к монорель- су. Таким образом, с помощью ходового полка обеспечивается транспорт рабочих к забою и из забоя в зависимости от последовательности выпол- нения технологических операций. В момент обуривания и заряжения забоя рабочие дополнительно защищены предохранительным зонтом 3. По мере проведения восстающего наращиваются и закрепляются монорельс, трубы подвода воды и воздуха. Монорельс состоит из отдельных секций длиной 0,75 и 1,5 м с тремя встроенными трубами, две из которых служат для под- вода сжатого воздуха и одна – для воды. Одна воздухопроводящая труба используется для вентиляции проводимой выработки.

В процессе выполнения проходческого цикла бурильщик в кабине поднимается в забой, выходит на полок, обуривает забой и заряжает шпу- ры. В момент выполнения взрывных работ полок отводится в камеру. С помощью механизированного полка обеспечивается доставка в забой вспомогательных материалов, в том числе и очередных секций монорель- са. Полок связан с монорельсом цевочным зацеплением и в целях безопас- ности снабжён двухэкцентриковыми ловителями ходовой части и полка. По окончании проходческих работ оборудование демонтируется в обрат- ной последовательности. Комплекс КПВ позволяет проводить выработки длиной до 160 м.

Для проходки восстающих в условиях неустойчивых боковых пород используют комплекс типа КПК, работающий с одновременным возведе- нием сплошной венцовой крепи. В отличие от комплекса КПВ он снабжён дополнительным проходческим щитом, выполненным в виде съёмного каркаса.

Проведение восстающих с углом наклона 30°-60° и длиной до 120 м производится комплексом типа КПН. Комплекс оборудован двумя буриль- ными агрегатами АБ-2 с манипуляторами и перфораторами типа ПР-30К, расположенными на канатно-поршневых податчиках. Порядок ведения горнопроходческих работ аналогичен типовому при проведении выработок комплексом КПВ.

При проведении группы восстающих, близко расположенных друг к другу, используют проходческий комплекс КПРС-1. Комплекс обеспечи- вает возможность одновременного проведения до четырёх смежных вос- стающих. Разворот полка при переезде от одного восстающего к другому осуществляется на специальном поворотном устройстве, состоящем из крестовины, к которой крепятся четыре концевых секции с роликами.

При использовании любого из рассмотренных самоходных полков проходческий цикл состоит из следующих операций: погрузка отбитой по- роды, дистанционный отбор проб воздуха в восстающей, подъем полка к забою, приведение забоя в безопасное состояние, наращивание монорель- са, бурение, заряжение и взрывание шпуров, проветривание забоя. Перед бурением шпуров полок подвешивается к монорельсу на предохранитель- ную цепь. Для защиты от вибрации в момент бурения рабочие располага- ются на специальной виброзащитной площадке. В целях безопасности работ через каждые 8-9 промежуточных секций устанавливают усиленную секцию монорельса. Проветривание осуществляется по комбинированной схеме. По специальной трубе монорельса от общешахтной магистрали в забой подаётся чистый воздух. Отсос воздуха производится дополнитель- ным вентилятором, установленным у устья выработки. Отбор проб воздуха производится дистанционно.

Параметры основных типов комплексов для проведения восстающих представлены в табл. 5.8.

Средние показатели проведения восстающих комплексами типа КПВ от 200 до 1600 м/месяц.