Строительство стволов шахт и рудников

Подготовительный период строительства шахт

3.1. Общие положения

Подготовительный период строительства шахт — промежуток времени между началом работ на шахте и началом проходки стволов. Объем работ подготовительного периода составляет от 10 до 14 % полной сметной стоимости строительства шахт в освоенных и от 25 до 30% — в неосвоенных районах. Доля работ подготовительного периода составляет 30—45 % от стоимости объектов шахтной поверхности. Продолжительность работ, находящихся на «критическом пути», в подготовительном периоде составляет до 25 % от общего времени строительства шахты.

В подготовительном периоде выполняют работы, связанные с технологической подготовкой к проходке стволов и сооружению зданий шахтной поверхности.

В состав подготовительного периода включают сооружение внеплощадочных объектов; строительство внутриплошадочных зданий, сооружений, монтаж оборудования по оснащению проходки стволов и возведение временных и постоянных объектов, используемых для нужд строительства во время проходки стволов.

Все объекты шахтной поверхности, строящиеся в подготовительном периоде, объединяются в комплексы, которые делят на две группы.

3.2. Выбор типа дорог, проездов и площадок при строительстве стволов шахт и рудников

Для проезда, доставки конструкций, материалов и оборудования при строительстве стволов предусматривают использование существующих и вновь сооружаемых постоянных и временных дорог, проездов и площадок.

Для устройства дорог, площадок и проездов принимают конструкции дорожных одежд, являющиеся технически целесообразными в конкретных условиях строительства с учетом природных условий, гидрогеологического и нагрузочного режима работы одежд и использования местных материалов. Классификация дорог приведена в табл. 3.1.

Общая протяженность дорог для подъезда к площадке и внутриплощадочных проездов определяется проектом строительства шахты и проектом организации работ. Для выбора конструкций дорог и разработки технологии строительства дорог рекомендуется руководствоваться материалами РТМ 12.58.005—81—1—3 и РД 12.13.046—86, разработанными ВНИИОМШСом и Киевским автомобильно-дорожным институтом (рис. 3.1).

3.3. Выбор типа и объема вспомогательных складских сооружений

Общая площадь складов

Полезная площадь склада

где Р — количество материала, подлежащего хранению; q — количество материалов, укладываемых на полезной площади склада.

Площадь проходов, проездов и других помещений определяют в соответствии с противопожарными и санитарными нормами.

Для бесперебойного выполнения строительно-монтажных работ конструкции и изделия должны поступать на строительство заблаговременно, с созданием на промплощадке определенного запаса материалов и конструкций, который определяют по формуле

где V_зап — запас материалов на складе; m_max — максимальный расход материалов и конструкций в сутки; t — время, на которое предназначен запас материала на складе, сут.

Для устройства закрытых складов и площадок складирования конструкций и материалов должны, как правило, использоваться помещения и площадки, предназначенные на период эксплуатации шахты (блок вспомогательного ствола, железнодорожный прирельсовый склад, лесной склад шахты и др.).

Механические мастерские на период строительства устраивают, как правило, в здании блока вспомогательного ствола.

3.4. Выбор объема административно-бытовых помещений для обслуживания рабочих

Необходимым условием успешного строительства стволов шахт и рудников является создание нормальных бытовых условий для строителей.

Для своевременного начала строительства объектов должны быть выполнены дороги и подъезды, линии электропередачи и сети водоснабжения, теплоснабжения, канализации и связи, помещения для обслуживания и организации быта рабочих.

В начальный период строительства число работающих

где О — объем работ, подлежащий выполнению в начальный период, тыс. руб.; В — средняя выработка на одного работающего, тыс. руб. в год.

Исходя из расчетного количества трудящихся, в начальный период строительства до ввода в действие административно-бытового комбината необходимо осуществить монтаж городка для строителей. Городок состоит из мобильных (инвентарных) зданий и сооружений, в которых предусмотрены бытовые помещения, медпункт, столовая, магазин, клуб, спортивные площадки, киоски для продажи газет и журналов, помещения для ремонта обуви, парикмахерской, по приему одежды в чистку и стирку и др. Его сооружают при строительстве шахт и рудников во вновь осваиваемых районах и удаленных на расстоянии более 10 км от благоустроенных районов.

В соответствии с РД 12.13.046—86 в начальный период сооружают городок строителей на 400 чел. с последующим расширением на 1200 чел.

Здание постоянного административно-бытового комбината используют частично для размещения временных бытовых и административных помещений.

Количество и тип бытовых помещений для обслуживания рабочих, занятых на возведении объектов шахтной поверхности и проведении стволов и выработок, определяют на основании графика потребности в рабочих и норм по их обслуживанию. Потребность в рабочих определяют исходя из предварительного состава объектов шахтной поверхности, подлежащих строительству в подготовительном периоде. Устройством временных перегородок и частичным применением постоянного оборудования (душевых, санузлов, фотария, медпункта, автоматической телефонной станции, радиосвязи и др.) в используемой части здания предусматривают все необходимые помещения для комбината на 500 чел.

Постоянное здание столовой, используемое для нужд строительства, должно сооружаться одновременно с административно-бытовым комбинатом.

Выбор типа и объема объектов теплоснабжения. Потребителями тепла на период строительства являются административно-бытовой комбинат, столовая, здания постоянных подъемных машин, складские помещения, тампонажный узел и др. Расчетные максимальные расходы тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение определяют для каждого объекта отдельно.

Ориентировочный расход тепла для отопления и вентиляции [Вт(м 2 ·К)]

Максимальный часовой расход тепла на вентиляцию принимают ориентировочно 30—50 % от соответствующего расхода на отопление здания. В начальный период строительства для теплоснабжения должны использоваться котельные установки передвижного типа, которые демонтируют после сдачи во временную эксплуатацию постоянной котельной или ее части, используемой для нужд строительства.

Выбор типа и объема объектов водоснабжения и канализации. В подготовительный период воду расходуют на хозяйственно-бытовые, производственные и противопожарные нужды. Общую потребность в воде строительной площадки определяют, исходя из норм водопотребления для каждого объекта в зависимости от объема строительства, принятых методов производства работ, применяемых машин и механизмов дли выполнения строительных процессов.

Суточный расход воды для площадки

где Q₁, Q₂, Q_пож — расход воды соответственно для хозяйственных производственных нужд и пожаротушения.

Подводящие и внутриплощадочные водопроводные сети должны выполняться по постоянной схеме с использованием резервуаров и насосных станций постоянного назначения.

Канализацию на промплощадке осуществляют от административно-бытового комбината, городка строителей, котельной и др. Расчет канализационной сети сводят к определению расчетных расходов сточных вод и диаметров трубопроводов для пропуска стоков.

Нормы водоотвода от санитарных приборов приведены в табл. 3.3.

Расчетный расход сточных вод в бытовых помещениях производственных зданий (л/с)

где d_n — расчетный расход сточных вод одного однотипного прибора, л; Р — одновременность действия приборов, %; n — число однотипных приборов.

Канализационные сети должны выполняться по постоянной схеме с использованием зданий и сооружений, предназначенных для постоянной эксплуатации.

3.5. Выбор типа и определение объема электроснабжения, освещения и связи

Схему электроснабжения в подготовительном периоде строительства шахты определяют в зависимости от потребляемой мощности и условий аварийного режима; характера концентрации потребителей электроэнергии на площадке; принятого напряжения потребителей.

На период строительства, как правило, должны использоваться постоянные линии электроснабжения и подстанции. Временные и передвижные электростанции могут применяться только в пионерный период строительства.

Освещение площадки в подготовительном периоде осуществляют светильниками или прожекторами наружной установки на временных или постоянных опорах в соответствии с расчетом освещенности территории.

В качестве линий связи применяют воздушные линии в пионерный период строительства с переключением на постоянную телефонную станцию, монтируемую в постоянном административно-бытовом комбинате.

3.6. Машины и механизмы, применяемые для выполнения работ в подготовительном периоде

При производстве строительно-монтажных работ выбор машин и механизмов зависит от характера строящегося сооружения; объема и массы конструкций; размеров в плане и высоты зданий; сроков строительства; методов организации труда; технико-экономических характеристик машин и механизмов.

Основным при выборе средств механизации работ является требование наиболее эффективного осуществления строительства при обеспечении безопасности выполнения строительно-монтажных работ, экономически оправданного использования парка машин и оборудования, предоставленных в распоряжение строителей и монтажников.

Для производства земляных и дорожных работ применяют бульдозеры, экскаваторы, грейдеры, скреперы, катки, трамбовки, автосамосвалы, асфальтоукладчики; для производства железобетонных и бетонных работ — самоходные и башенные краны, автобетоновозы, бетоноукладчики, бетононасосы, виброжелоба, вибробункеры и вибраторы; для производства монтажных работ — самоходные и башенные краны, машины для заделки стыков, траверсы и стропы, кондукторы, погрузчики, кабеле- и трубоукладчики; для производства отделочных и кровельных работ — штукатурные и малярные станции, машины для наклейки рулонных ковров, передвижные кровельные установки, машины для прирезки и сварки линолеума.

Примерный состав машин и механизмов для производства работ в подготовительном периоде приведен в табл. 3.4.

Источник

Проектирование первого основного периода строительства шахты

Проектирование первого основного периода строительства шахты

Порядок проектирования строительства ствола

Проектирование проходки вертикального ствола.

Проектирование оснащения ствола.

Сводный проект строительства ствола

Порядок проектирования строительства ствола

Строительство ствола шахты предусматривает выполнение всего, комплекса работ, обеспечивающих его готовность для сдачи в эксплуатацию по добыче полезного ископаемого.

Основными этапами этих работ являются: подготовительные относящиеся к проходке ствола; оснащение и проходка технологической части (устья) и самого ствола; проходка всех приствольных камер, которые требуют остановки работ в забое ствола; армирование ствола; монтаж и демонтаж временного копра, сооружение постоянного копра; монтаж комплекса постоянных, а при необходимости и временных подъемов; переходы от проходки ствола к проведению горизонтальных выработок на основном горизонте.

Не следует отождествлять термины «строительство» и «про­ходка» ствола, так как проходка ствола является составной частью его строительства. Термин «проходка» ствола и его содержание и соответственно «технологические схемы проходки ствола» объединяют круг вопросов, относящихся к проходческому оборудованию, взаимосвязи процессов и организации работ в забое. Сюда же относится и армирование, если оно выполняется одновременно с выемкой породы и возведением постоянной крепи.

Порядок проектирования строительства всех стволов шахт (рис. 1) предусматривает развитие и углубление разработок: технологической схемы строительства шахты.

К исходным данным при проектировании технологии строительства ствола шахты относятся следующие сведения: район закладки стволов шахты; генеральный план поверхности с подъездными дорогами, отвалами; источники водоснабжения и электроснабжения, линии связи; наличие предприятий стройиндуст­рии, продукция которых может быть использована при сооружении ствола шахты; геологические и гидрогеологические условия строительства ствола (структура и сложение пересекаемых свит, направление простирания пород и угол падения, характеристика основных пересекаемых пород, и в первую очередь наиболее сла­бых и крепких, водоносных и газоопасных, мощности отдельных толщ парод, детальный геологический разрез пород, приток воды по отдельным пластам и горизонтам, химический состав подзем­ных вод с указанием их агрессивности по отношению к цементу и металлу); газоопасность пересекаемых пород (категория шахты по газу, ожидаемая газообильность по отдельным пластам уг­ля, возможности суфлярных газовыделений, внезапных выбросов угля и породы); техническая характеристика ствола (попереч­ные размеры, площадь поперечного сечения ствола в свету и в проходке, глубина ствола, глубина зумпфа, материал, тип и тол­щина крепи, перечень и конструкция примыкающих к стволу выработок с указанием горизонтов, характеристика и чертежи конструкций армировки ствола); основные сведения о постоянном копре и постоянных подъемах; общие данные по постоянной тех­нологической схеме транспорта породы от ствола в отвал, место размещения породного отвала на период строительства и экс­плуатации шахты.

Задача проектирования строительства ствола на первой ста­дии определяется порядком проектирования (см. рис. 1) и со­держанием отдельных разделов, изложенных в последующих па­раграфах. Завершается проект построением графика строитель­ства ствола и определением технико-экономических показателей (продолжительности, скорости, стоимости). Производительность труда определяется по отдельным этапам и видам работ.

Проект строительства вертикального ствола шахты на рабо­чей стадии (ППР) требует более детальной разработки органи­зации работ и изготовления рабочих чертежей с конкретной при­вязкой к местным условиям. Здесь наряду с графиком строитель­ства ствола составляются графики организации работ в забое по выемке породы и креплению, графики организации работ по армированию, паспорта буровзрывных работ, крепления, норм и расценок, технологические карты и отдельные проекты на слож­ные виды работ (цементация и др.) и работы, выполняемые но­выми методами, не получившими широкого распространения, де­тализированный расчет стоимости проходки 1 м(м 3 ) ствола в свету на основе объемов работ и расхода материалов по конст­руктивным элементам, а также тарифных ставок проходчиков.

Рис. 6.1. Порядок проектирования строительства стволов шахт

Рабочие чертежи изготовляются на временные технологиче­ские комплексы и оснащение поверхности, а также приспособле­ния, устройства и оборудование, необходимые для проходки ствола. Большое внимание уделяется технике безопасности, пром­санитарии и гигиене труда. Некоторые важные вопросы (вскры­тие пласта угля, опасного по внезапным выбросам угля и газа, или пересечение стволом выбросоопасных пород и др.), требую­щие проектной разработки, выделяются в отдельные разделы.

Проектирование проходки вертикального ствола

Выбор способа проходки ствола зависит от геологической и гид­рогеологической характеристики пересекаемых пород, а также от условий применения каждого способа.

Проект проходки ствола обычным способом в устойчи­вых породах и с притоками воды менее 8 м 3 /ч на стадии ППР выполняется в следующем порядке:

выбирают наиболее эффективную для данных горно-геологи­ческих и горнотехнических условий технологию проходки ствола (буровзрывную, комбинированную, комбайновую);

выбирают на основе уже принятой технологии и заданных ус­ловий технологическую схему проходки (совмещенную, последо­вательную, параллельную, параллельно-щитовую, комбинирован­ную) и комплекс проходческого оборудования забоя;

проектируют технологию работ по процессам, рассчитывают комплексную норму выработки, подбирают состав проходческой бригады, определяют продолжительность проходческого цикла и строят график организации работ в забое;

рассчитывают техническую скорость проходки ствола, уточ­няют возможную производительность труда проходчиков и опре­деляют полную стоимость 1 м 3 ствола;

проектируют оснащение поверхности ствола, рассчитывают ­подъем, транспорт породы на поверхности, вентиляцию, водоот­лив, снабжение сжатым воздухом, освещение, сигнализацию и связь;

проектируют технология вскрытия опасных по газу или вне­запным выбросам пластов угля и другие мероприятия по без­опасному ведению работ;

проектируют строительство технологической части ствола сов­местно с устьем и проходку примыкающих к стволу выработок и сопряжений.

В случаях, когда для одних и тех же условий могут быть вы­браны несколько схем проходки ствола, следует провести техни­ко-экономическое сравнение и выбрать наиболее целесообразную схему. Далее производится расчет и выбор оборудования строи­тельства.

Буровзрывная технология при обычном способе проходки ство­лов не имеет ограничений и наиболее распространена. Этой тех­нологии проходки присущи следующие технологические схемы: последовательная, совмещенная, параллельная и параллельно-­щитовая.

Последовательная и параллельная схемы не применяются из­-за существенных недостатков, основным из которых является не­обходимость возведения и снятие временной крепи.

Преимущественное применение имеет совмещенная технологи­ческая схема, при которой временная крепь отсутствует, а на­правление возведения постоянной крепи совпадает с направлени­ем выемки породы. По сравнению с другими совмещенная схема требует минимума проходческого оборудования на оснащение ствола. Термин «совмещенная» относится к совместному произ­водству работ в призабойном участке ствола по выемке породы и возведению постоянной крепи. Совмещение работ во времени достигает 20-30%.

Параллельно-щитовая схема по сравнению с совмещенной обеспечивает повышение технической скорости проходки ствола, однако требует некоторого увеличения продолжительности подго­товительно-переходных периодов в связи с монтажом и демонта­жом сложных комплексов и дополнительного проходческого обо­рудования.

Технологическую схему проходки ствола и соответствующий ей комплекс проходческого оборудования предварительно можно выбирать по данным табл. 1, рекомендованной ЦНИИПодзем­машем, в зависимости от диаметра и глубины ствола с учетом требуемой скорости проходки ствола.

Источник