Строительство и реконструкция угольных шахт
10. ПРОВЕДЕНИЕ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК И СТРОИТЕЛЬСТВО ШАХТ
Угольная промышленность не может развиваться без постоянного обновления шахтного фонда, т. е. строительства новых шахт и реконструкции действующих. Этот фонд характеризуется количеством шахт (технических единиц) и их производственной мощностью. Такие предприятия проектируются, строятся,
эксплуатируются, а после извлечения всех промышленных запасов прекращают существование. Поэтому для обеспечения народного хозяйства углем в нужном количестве шахтный фонд должен непрерывно обновляться. При этом существенную роль играют горно- капитальные работы но проведению стволов, квершлагов, сооружению околоствольных дворов и т. п. Для своевременного и качественного строительства и реконструкции угледобывающих предприятий все шахтостроительные организации переданы в распоряжение министерства угольной промышленности.
Прежде чем строить, нужно спроектировать шахту, т. е. определить основные ее параметры, разработать и изготовить чертежи, по которым будут проводиться выработки (поперечное сечение, расположение в пространстве и т. д.).
Проектированию и строительству шахт предшествуют геологоразведочные работы, с помощью которых определяют балансовые и промышленные запасы, а также выясняют элементы залегания пластов. Различают предварительную (определение элементов залегания пластов, их качественного состава и запасов), детальную (изучение условий залегания) и эксплуатационную (в процессе разработки) разведки.
Прежде чем приступить к разведке месторождения, необходимо изучить уже имеющиеся материалы поисковых работ и познакомиться с топографическим планом поверхности. Поиски должны дать предварительные количественные и качественные оценки месторождения и заключение о целесообразности разведочных работ. Первый этап — предварительное изучение района по геологической карте и на местности (осмотр естественных обнажений коренных пород, опрос старожилов и др.). Второй — количественная оценка месторождения за счет выполнения небольших разведочных работ: рытья ям, канав, колодцев, бурения скважин.
В последнее время все шире применяют геофизические методы. К ним относятся магнитометрия (на основе различной магнитной проницаемости горных пород), сейсмометрия (на базе изменения скорости распространения в земной коре упругих воли), гравиметрия (изменение силы тяжести вследствие неравномерного распределения масс в земной коре), электрометрия (на базе различной электропроводности горных пород).
Горные работы на угольных шахтах и рудниках включают следующие основные этапы: вскрытие месторождения, подготовка шахтного поля, очистные работы.
До начала строительства шахты, в период ее проектирования, разрабатывается генеральный план промплощадки (рис. 10.1).
Генеральный план — проектное решение комплексного размещения всех зданий, сооружений, транспортных и инженерно-технических коммуникаций. Здания и сооружения, предназначенные для технических и хозяйственных целей, составляют технологический комплекс поверхности шахты. В состав его входят: надшахтные здания, копры, здание для подъемных машин и т. д.
Выдаваемую из шахты пустую породу и отходы обогатительных фабрик направляют в отвал, который на равнинной поверхности имеет вид конуса-террикона. В последнее время все шире применяют плоские отвалы. При этом порода вывозится автотранспортом в балки и овраги.
Вблизи вентиляционного ствола строят здание для установки вентиляторов главного проветривания. Поступающая в шахту струя воздуха в зимнее время требует подогрева, для чего сооружают калориферы. На поверхности находится понижающая напряжение электроподстанция. На шахтах, где применяется пневматическая энергия, предусматривается компрессорная станция. Для снабжения паром и горячей водой отопительной системы и бани служит котельная. Оборудование ремонтируется в электромеханических мастерских.
В поверхностный комплекс шахты также входят склады лесных, горючих и смазочных материалов, материальных ценностей, строительных материалов. Железнодорожная ветка соединяет шахту с ближайшей станцией. Для каждой шахты сооружают административно-бытовой комбинат.
Начиная с 1953 г., при строительстве новых шахт используют типовые проекты поверхностных комплексов, предусматривающие объединение всех зданий и сооружений в три крупных блока: главного и вспомогательного стволов, административно-бытового комбината.
Раньше горно-капитальные работы осуществлялись вручную. Теперь машинами и механизмами. Однако возведение крепи, вспомогательные работы все еще выполняются вручную. В недалеком будущем горно-капитальные работы будут вестись проходческими автоматизированными агрегатами.
К основным процессам при проведении горных выработок относятся: разрушение массива, погрузка и уборка горной массы, возведение крепи, проветривание забоев. К вспомогательным—установка временной крепи, настилка рельсовых путей, устройство водоотводной канавки, обмен вагонеток и переноска маневровых приспособлений, наращивание трубопровода сжатого воздуха и вентиляционного става, навеска кабелей и др.
Различают механический, гидравлический, механо-гидравлическнй, буровзрывной способы разрушения горных пород. Наиболее широко применяется буровзрывной. При этом погрузка в вагонеткл или на конвейер осуществляется различными типами породопогрузочных машин.
Во время проведения горной выработки нарушается первоначальное напряженно-равновесное состояние пород и они могут обрушаться во внутрь. Чтобы избежать этого, необходимо возводить крепь. Она препятствует перемещению пород. Горное давление на крепь растет до тех пор, пока система «порода—крепь» не придет в состояние равновесия или крепь будет разрушена, а выработка завалена. Этого не случится, если крепь изготовлена с учетом величины и режима нарастания горного давления. Величина и характер давления зависят от расположения выработок относительно очистных работ, способа их охраны и конструкции крепи. В качестве основных материалов для •изготовления крепи применяют дерево, металл, бетон, железобетон, естественные и искусственные Камни.
Ежегодно на угольных шахтах страны проводится около 10 000 км горных выработок, или 22 м на 1000 т добычи. Чтобы сократить их число и уменьшить количество оборудования, необходимо увеличивать темпы проведения горных выработок. В настоящее время месячная скорость достигает 100—150 м, а в отдельных бригадах за счет совершенствования технологии проходческих работ и рациональной организации труда еще выше — 500—600 м. Это свидетельствует о больших резервах повышения эффективности проходческих работ.
В СССР, начиная с 1960 г., в основном проектируются и строятся крупные и глубокие шахты. Это требует решения проблем проветривания сильногазовых шахт, охлаждения воздуха, поступающего в забой, охраны горных выработок, предотвращения вне-земных выбросов угля и газа и др. Для решения к указанных проблем осуществляют блочное вскрытие
вертикальными стволами большого диаметра (поряд-1ка 9 м), строят на поверхности или в шахте холодильные установки, переходят на бесцелнковую охрану I горных выработок, производят гидрорасчленение пластов.
Технический прогресс в шахтном строительстве заключается в типизации проектных решении, в индустриальных методах строительства поверхностных и подземных сооружений, интенсификации и концентрации работ. В результате сокращается срок проектирования и строительства шахт, уменьшаются капитальные затраты.
Проведение и крепление горных выработок, проектирование и строительство шахт изучают на старших курсах. Хорошо знать эти вопросы необходимо и для ; технолога и для шахтостроителя. Довольно часто горный инженер специальности 0202 работает на строительстве шахты, а инженер-шахтостроитель — на эксплуатации, начальником добычного участка, например.
Шахтное строительство
Смотреть что такое «Шахтное строительство» в других словарях:
«Шахтное строительство» — ежемесячный науч. техн. производств. журнал Госстроя CCCP, Mин ва угольной пром сти CCCP и Центр. правления HTO Горное. Издаётся c 1957 в Mоскве. Oсвещает вопросы проектирования, стр ва и реконструкции горнодоб. предприятий; создания… … Геологическая энциклопедия
Шахтное строительство — I Шахтное строительство строительство предприятий по добыче полезных ископаемых (угольных шахт, рудников). Ш. с. включает проведение подземных горных выработок (вертикальных, наклонных, горизонтальных) и возведение зданий и сооружений на… … Большая советская энциклопедия
СССР. Общественные организации — В социалистическом обществе неотъемлемой частью политической системы, одним из важных каналов участия граждан в управлении делами общества являются общественные организации. Граждане СССР имеют право объединяться в общественные… … Большая советская энциклопедия
Криворожский железорудный бассейн — один из крупнейших в СССР железорудных бассейнов, являющийся основной сырьевой базой чёрной металлургии СССР. Общие сведения. Расположен на территории Днепропетровской области УССР, протянувшись узкой полосой (2 7 км), длиной с С … Большая советская энциклопедия
СССР. Естественные науки — Математика Научные исследования в области математики начали проводиться в России с 18 в., когда членами Петербургской АН стали Л. Эйлер, Д. Бернулли и другие западноевропейские учёные. По замыслу Петра I академики иностранцы… … Большая советская энциклопедия
Журналы горные — (a. journals of mining; н. Bergbauzeitschriften, Montan Zeitschriften; ф. carnets de mine, annales des mines; и. registos de labores mineras) печатные периодические (не реже одного раза в год) издания по горн. делу. Cреди печатной… … Геологическая энциклопедия
Крепь горная — (рудничная, шахтная) искусственное сооружение, возводимое в подземных выработках для предотвращения обрушения и вспучивания окружающих горных пород, сохранения необходимых размеров сечения выработок, а также для восприятия и управления… … Большая советская энциклопедия
Горные науки — (a. mining science; н. Bergbauwissenschaften; ф. sciences minieres; и. ciencias mineras) комплекс наук об освоении ресурсов недр и первичной переработке добытых полезных ископаемых. Oбъект, цель и связь co смежными науками. Г. н … Геологическая энциклопедия
Строительная горная технология — (a. mining construction practice, mining construction methods, mining construction technology; н. Schacht und Tiefbaulehre; ф. technologie miniere de construction, technologie de travaux neufs; и. tecnologia minera de construccion) науч.… … Геологическая энциклопедия
Проектирование шахт, карьеров, рудников и фабрик
Проектированием (инженерным) называется деятельность по созданию на основе имеющейся информации, научных знаний, имеющихся прототипов, создания новых объектов, которые работали бы при минимальных затратах.
Техническое проектирование объединяет (см. рис. 1) разработку технико-экономических обоснований (ТЭО) и комплексных проектов освоения, развития и реконструкции угольных (рудных) бассейнов, районов, месторождений; обобщение и анализ фактических данных по геологии угленосных или рудных районов и месторождений; разработку целесообразности строительства (реконструкции) крупных шахт, рудников и разрезов со сложными горно-геологическими условиями; разработку заданий и технических условий на проектирование горных предприятий; составление проектов и сводных смет.
Рабочее проектирование заключается в разработке проектов на стадии рабочих чертежей и соответствующей сметной документации. ТЭО, комплексный проект, задание и технические условия на проектирование позволяют предварительно оценить целесообразность размещения и развития предприятий отрасли, выбора участка месторождения, наметить решение наиболее сложных и ответственных элементов эксплуатации и строительства предприятия и определить возможные технико-экономические показатели их работы.
Рабочее проектирование планируется в виде графика выдачи проектно-сметной документации заказчику на основе титульного списка строительства шахты или рудника с указанием объема строительно-монтажных работ на текущий и последующие годы и сводного календарного графика строительства предприятия с указанием потребности в капиталовложениях, материалах и рабочих кадрах.
График выдачи рабочих чертежей согласовывается с заказчиком и субподрядными строительными организациями, а также подрядными проектными организациями.
Рабочее проектирование планируется в виде графика выдачи проектно-сметной документации заказчику на основе титульного списка строительства шахты или рудника с указанием объема строительно-монтажных работ на текущий и последующие годы и сводного календарного графика строительства предприятия с указанием потребности в капиталовложениях, материалах и рабочих кадрах.
График выдачи рабочих чертежей согласовывается с заказчиком и субподрядными строительными организациями, а также подрядными проектными организациями.
Большинство инженерных задач имеет большое количество решений. Поэтому отыскание наиболее рационального решения, требует сравнения различных вариантов. Основной признак, по которому выбирается один из различных вариантов, называется критерием.
Задание на проектирование составляется заказчиком. Это может быть министерство, какое-либо ведомство или отдельный завод, шахта, рудник.
В задании на проектирование подземного сооружения указываются:
— наименование предприятия, здания или сооружения;
— основание для проектирования, т.е. технико-экономическое обоснование (ТЭО) или соответствующее постановление;
-вид строительства (новое, расширяющееся или реконструкция) обоснование которого излагается в ТЭО;
— район, пункт и площадка для строительства;
— номенклатура продукции и мощность производства ее основных видов (например, мощность шахты, рудника или карьера, пропускная способность тоннеля, емкость подземного сооружения и т.п.);
— режим работы проектируемого объекта (количество рабочих дней в году, количество смен в сутки и пр.);
— решение о производственном и хозяйственном кооперировании;
— требование о защите окружающей среды и утилизации отходов производства;
— необходимость разработки автоматизированных систем управления технологическими процессами и предприятием в целом;
— данные для проектирования объектов жилищного и культурно-бытового строительства;
— объем капитальных вложений и технико-экономические показатели объекта проектирования, которые не могут быть ухудшены, а капитальные вложения увеличены при проектировании по сравнению с ТЭО;
— намечаемые сроки строительства, порядок его осуществления и ввода мощностей по очередям и пусковым комплексам.
-требования по разработке вариантов проекта или его частей, необходимые для выбора оптимального варианта.
Кроме того, в задании на проектирование указывается количество стадий проектирования, наименование генерального проектировщика, генерального подрядчика и наличие согласований с территориальной проектной организацией.
Вместе с заданием на проектирование заказчик выдает проектной организации следующие документы:
— утвержденный акт о выборе площадки для строительства;
— архитектурно-планировочное задание исполкома местного совета;
— технические условия присоединения проектируемого сооружения и источникам снабжения, инженерным сетям и коммуникациям;
— имеющиеся материалы инженерных изысканий;
— сведения о существующих зданиях и сооружениях и другие материалы.
Технический проект
Технический проект представляет собой комплект документов, в котором полностью и окончательно приняты и надлежащие оформлены все технические решения, увязанные в единое целое прообраз будущего объекта.
Комплект документов представляющих технический проект состоит из чертежей и пояснительной записки с необходимыми расчетами, таблицами и т.п.
Содержание технического проекта регламентировано в виде частей и разделов.
Часть I . Общая пояснительная записка
В этой части изложено краткое содержание проекта, приводимое в определенной последовательности.
Часть II . Технико-экономическая часть
Приводится обоснование принятых технологических решений, параметров проектируемого объекта и его оборудование. Приводятся основные технико-экономические показатели объекта или подземного сооружения, например производственную мощность, пропускную способность для тоннелей, штреков и т.п., стоимость строительства.
Часть III . Генеральный план, транспорт и восстановление (рекультивация) нарушенных земель
На генеральном плане наносятся здания, сооружения, железнодорожные пути и автомобильные дороги с основными технико-экономическими показателями, общей площадью застройки, протяженностью железнодорожных путей и автомобильных дорог, объемом земляных работ и затратами на внешний транспорт и коммуникации.
Часть IV. Технология производства, обеспечение энергоресурсами и защита окружающей среды.
Это основная часть, в которой описана технология, цепь аппаратов, мощность проектируемого объекта. Для горных выработок (т.е. тоннелей, каналов и т.п.) помещают сведения о геологическом строении района, конструкции подземных и наземных объектов, технические решения и новые технологические процессы, обеспечивающие высокую производительность труда.
Приводятся решения по организации трудовых процессов, выполняемых в период эксплуатации объекта или эксплуатации подземного сооружения, обеспечивающие наибольшую производительность труда.
Часть VI. Строительная часть
Приводится описание архитектурно-строительных решений зданий и сооружений, строительство которых будет осуществляться по индивидуальным проектам. Для зданий и сооружений, строительство которых будет осуществляться по типовым проектам, при водится только перечень проектов, привязанных и местным условиям строительства, с краткой характеристикой и схематическим изображением основных планов и разрезов.
Главной частью этого части проекта является разработка приемов, способов и средств строительства данного объекта в минимальные сроки и с наименьшими затратами.
Организация подготовки к освоению проектных мощностей и освоение проектных мощностей в нормативные сроки
Приводится мероприятия по организации в ходе строительства к освоению проектных мощностей объекта в нормативные сроки.
Часть IX. Сметная часть
Приводится сводная смета на строительство и сводка затрат.
Часть Х. Жилищно-гражданское строительство.
Эта часть разрабатывается в тех случаях, когда капитальные вложения выделяются на промышленное и гражданское строительство.
Типовые проекты предусматривают приведение к единообразию проектных решений объектов массового строительства или многократно повторяющихся горных выработок, зданий, сооружений, технологических узлов и целых предприятий. Разработка типовых проектов имеет целью обеспечить строительство готовыми экономическими проектами, в которых заложены высокие эксплуатационные и строительные качества сооружаемых объектов.
К типовым относятся следующие виды проектов: чертежи типовых конструкций; чертежи типовых архитектурных и монтажных деталей; типовые проектные решения (типовые секции, пролеты, технологические узлы, линии и участки, планировочные схемы и т. п.); комплексные типовые проекты для строительства предприятии, зданий и сооружений.
Для подземных сооружений, как правило, разрабатываются типовые проектные решения (сечения горных выработок, типовые обделки, камеры и др.) или комплексные типовые проекты (станции метрополитена, административно-бытовых комбинатов, здания компрессорных и т. п.).
Типовые проекты разрабатываются на основе унификации планировочных и конструктивных решении, зданий и сооружений, а также технологического оборудования. В них предусматривается применение типовых унифицированных конструкций, устройств, узлов и деталей, высокопроизводительных агрегатов, прогрессивных технологических норм и передовых методов производства.