Рисунок 2 – Сечение ствола «Скиповой

УДК 622.256.753
А. А. Вети, аспирант
(КузГТУ им. Т. Ф. Горбачева, г. Кемерово)
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ КОНСТРУКЦИЙ
ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫХ ПОЛКОВ ПРИ УГЛУБКЕ ВЕРТИКАЛЬНЫХ
СТВОЛОВ ШАХТ
Горно-Шорский филиал ОАО «Евразруда» расположен в Таштагольском районе
Кемеровской области на территории поселка Шерегеш, ведет разработку подземным
способом Шерегешевского железорудного месторождения и первичное обогащение
руд. Эксплуатация начата в 1953 году.
Месторождение вскрыто шестью вертикальными стволами (рис. 1) различного
назначения. На западном фланге расположены стволы – «Скиповой», «Ново-Клетевой»;
на Восточном – «Главный», «Восточный», «Лесоперепускной», а в центре, ствол – «Воздуховыдающий».
Рисунок 1 – Схема вскрытия Шерегешевского месторождения
Для полноценного освоения запасов и увеличения производительной мощности
рудника институтом «Сибгипроруда» выполнен проект реконструкции горного предприятия, важным этапом которого является углубка скипового ствола (рис. 2).
Рисунок 2 – Сечение ствола «Скиповой»
Ствол «Скиповой» пройден до отметки +115 м, диаметром в свету 6,5 м, Предназначен для выдачи рудной и породной масс из шахты. Оборудован двумя скипами
грузоподъемностью 50 т и двумя скипами грузоподъемностью 15 т. Так как ствол действующий, углубка проводилась с передовой скважиной.
Согласно требованиям правил безопасности при одновременной углубке ствола и работе постоянного подъѐма, забой углубляемого участка ствола шахты должен быть изолирован от действующего подъѐма предохранительным устройством, которое должно отвечать
следующим требованиям:
– высокая надежность защиты углубляемых участков вертикальных стволов от
всех видов аварий, связанных с падением в стволы тяжелых тел в течение всего времени выполнения углубочных работ;
– минимальные сроки сооружения и последующей разборки полков, так как они
непосредственно влияют на продолжительность углубки стволов и строительство новых горизонтов.
В связи с отработкой запасов действующих горизонтов шахты «Шерегешская»
для вскрытия и подготовки к разработке нижележащих горизонтов, «Скиповой» ствол
необходимо углубить с отметки + 115 м. до отметки – 85 м. Полная остановка предприятия на время проходки, монтажа и армировки ствола могла повлечь за собой потери производственной мощности рудника по добыче руды и массовое сокращение рабочих мест. В
связи с этим, на основании изучения специальной литературы, анализа существующих
способов углубки действующих шахтных стволов и видов применяемых предохранительных
устройств, сотрудниками кафедры СПСиШ КузГТУ им. Т. Ф. Горбачѐва, совместно со специалистами проектной организации ООО «СибГорКомплексИнжиниринг» была разработана и внедрена новая конструкция предохранительного устройства (рис. 3).
1, 2 - наклонная отражательная стенка; 3, 4 - амортизирующий элемент;
5, 6 - распределительно-утяжелительная бетонная плита; 7, 8 - горизонтальные опорные
балки; 9 - отбойная ниша; 10 - вертикальная стена состоящая и опорных балок;
11 - разделительная стенка
Рисунок 3 – Клиновой предохранительный полок (Патент РФ №120706)
Полок представляет собой две смещѐнных по высоте части, каждая их которых
имеет наклонную отражательную стенку 1, 2, амортизирующий элемент 3, 4, буферную
распределительно-утяжелительную бетонную плиту 5, 6, горизонтальные опорные балки 7, 8.
Наклонная отражательная плоскость 1 нижней части полка входит в отбойную
нишу 9, а ряд опорных балок 10 образует вертикальную стенку, удерживающую от
смещения к центру ствола элементы нижней части устройства. Разделительная стенка
11 соединяет обе части полка, тем самым полностью перекрывая сечение [1].
Верхняя часть сооружения рассчитана на большую ударную нагрузку и монтируется под отделением рудных скипов, а под отделением меньших по емкости породных скипов монтируется нижняя часть.
Клиновой предохранительный полок работает следующим образом. Неизбежная
просыпь, а иногда и вся масса из рудного скипа падает на металлический лист наклонной плоскости 2, скатывается по нему на наклонную плоскость 1 и попадает в отбойную нишу 9. Просыпь из породных скипов падает на наклонную плоскость 1 нижней
части полка и также скапливается в отбойной нише 9.
На основании того, что ударная нагрузка от изменения направления движения в
десятки раз меньше, чем при полном гашении кинетической энергии падающих тел. Она
передается через амортизирующие элементы на буферные распределительноутяжелительные плиты, а затем частично передаются на опорные несущие балки, стенки
ствола в верхней части предохранительного полка и вертикальную стенку из опорных
балок 10.
С целью снижения материальных и трудовых затрат, сокращения сроков монтажа и демонтажа тем же авторским коллективом разработана конструкция нижней части
клинового предохранительного полка сооружаемой под отделением породных скипов
(рис. 4), которая включает верхнюю наклонную плоскость 1 из металлического листа,
буферную распределительно-утяжелительную плиту 2, амортизирующий костер 3 так
же уложенный на опорные несущие балки 4, отбойную нишу5 и вертикальную разделительную стенку 6 у оси ствола [2].
1- верхняя наклонная стенка; 2 - буферная распределительно-утяжелительная
бетонная плита; 3 - амортизирующий элемент; 4 - опорные балки; 5 - отбойная ниша;
6 - разделительная стенка
Рисунок 4 – Клиновой предохранительный полок (Патент РФ №133198)
Отличие заключается в том, что буферная плита 2, амортизирующий костер 3, и
опорные несущие балки 4 расположены в плоскости, параллельной верхней наклонной
плоскости 1.
Данный клиновой предохранительный полок работает следующим образом. Породная просыпь из транспортных сосудов падает на верхнюю наклонную плоскость 1 и
скатывается по ней в отбойную нишу 5, из которой удаляется.
Применение предложенной конструкции клинового предохранительного полка
по оценке специалистов Горно-Шорского филиала ОАО «Евразруда» позволило достигнуть следующих технико-экономических показателей:
-снижена трудоемкость монтажа и демонтажа предохранительного полка;
-сокращено время работы по возведению полка на 23 дня по сравнению с запланированным сроком;
-за счѐт снижения материалоемкости, достигнута экономическая эффективность
в размере 400 тыс.руб.;
-обеспечена бесперебойная работа подъѐма и, тем самым, повышена реальная
прибыль предприятия 68 млн. руб;
-обеспечена стабильная работа предприятия до 2050 года.
Опыт эксплуатации предохранительных полков в процессе реконструкции Горно-Шорского филиала ОАО «Евразруда» позволил усовершенствовать ранее предложенную конструкцию предохранительного устройства (рис. 5). Оно так же состоит из
двух смещенных по высоте, но развернутых относительно друг друга на 180 частей,
которые так же имеют наклонную отражательную плоскость 1, 2, амортизирующий
элемент 3, 4, буферную распределительную-утяжелительную бетонную плиту 5 ,6 расположенную на горизонтальных опорных балках 7, 8 [3].
Наклонные отражательные плоскости 1, 2 входят в отбойные ниши 9, 10, а ряды
опорных балок 11, 12 образуют вертикальные стенки удерживающие от смещений к
центру ствола элементы частей полка. Разделительная стенка 13 образована над верхней частью полка, а разделительная стенка 14 соединяет обе части полка.
Аналогично, верхняя часть сооружения рассчитана на большую ударную
нагрузку и монтируется под отделением рудных скипов, а под отделением меньших по
емкости породных скипов монтируется нижняя часть.
1, 2 - наклонная отражательная плоскость; 3, 4 - амортизирующий элемент;
5, 6 - распределительно-утяжелительная бетонная плита; 7, 8 - горизонтальные
опорные балки; 9, 10 - отбойные ниши; 11, 12 - вертикальные стенки состоящие из
опорных балок; 13, 14 - разделительные стенки
Рисунок 5 – Клиновой предохранительный полок (Патент РФ №139338)
Принцип работы полка не изменился, а именно, неизбежная просыпь, так же падает на соответствующие наклонные плоскости 1 или 2 и скатывается в дополнительную отбойную нишу 10 или отбойную нишу 9, из которых удаляется без смешивания.
Разделительные стенки 13, 14 предотвращают попадание породной просыпи в углубляемую часть ствола.
Место расположения верхней части полка определяется условиями удаления
рудной просыпи на горизонте погрузки породы.
В процессе эксплуатации предохранительного полка, очевидным стал немаловажный факт скопления горной массы в отбойной нише, количество которой достигает
до 40 м3 в сутки общей массы. Предложенная конструкция предохранительного полка
позволяет обеспечить разделение рудной и породней просыпей, что сократит потери
руды и повысить рентабельность инженерного сооружения.
Список литературы:
1. Патент на полезную модель № 120706 «Клиновой предохранительный полок
при углубке вертикальных стволов шахт» Авторы: Копытов А. И., Жук И. В., Войтов
М. Д., Морозов С. С. Заявл. 26.04.12 Опубл. 29.07.2012. Бюлл. №27
2. Патент на полезную модель № 133198 «Клиновой предохранительный полок»
Авторы: Жук И. В., Копытов А. И., Першин В. В., Войтов М. Д., Вети А. А., Заявл.
06.05.13 Опубл. 10.10.13. Бюлл. №28
3. Патент на полезную модель № 139338 «Клиновой предохранительный полок»
Авторы: Копытов А. И., Войтов М. Д., Вети А. А., Заявл. 28.11.2013 Опубл. 14.03.2014.
Бюлл. №10
Предложена новая конструкция клинового предохранительного полка. На основе изучения опыта эксплуатации, усовершенствованы технические и технологические
параметры конструкции. Описаны принцип работы инженерного сооружения, его достоинства и рентабельность.
Ключевые слова: вертикальный ствол, углубка, предохранительный полок
Is offered new construction wedge safety shelf. Based on a study of the operating experience, improved technical and technological parameters of the structure. Describes the
principle of engineering structure, its dignity and profitability.
Keywords: shaft, depending, safety shelves.
References:
1. Utility model patent № 120706 «Wedge protecting apron under deepening of vertical
shafts» Authors: Kopyitov A.I., Zhuk I.V., Voitov M.D., Morozov S. S. Applied for 26.04.12
Published 29.07.2012. Bulletin №27
2. Utility model patent № 133198 «Wedge protecting apron» Authors: Zhuk I.V.,
Kopyitov A.I., Pershin V.V., Voitov M.D., Wetti A. A. Applied for 06.05.13 Published
10.10.13. Bulletin №28
3. Utility model patent № 139338 «Wedge protecting apron» Authors: Kopyitov A.I.,
Voitov M.D., Wetti A. A. Applied for 28.11.2013 Published 14.03.2014. Bulletin №10