Способ проходки вертикальных шахтных стволов Советский патент 1993 года по МПК E21D1/03 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при сооружении вертикальных стволов новых и реконструируемых шахт.

Цель изобретения - расширение области применения проходки вертикальных стволов по передовой скважине для условий строящихся шахт, обеспечение неограниченного срока службы передовой скважины путем надежной защиты ее стен от обрушения, уменьшение трудозатрат при сооружении стволов..«

Пример. Способ проходки поясняется чертежом, где показан продольный разрез проходного ствола 1. Способ проходки вертикального ствола 1 включает бурение передовой скважины 2, заполненной глинистым раствором 3 с последующим расширением ее до проектного сечения ствола. В верхней призабойной части скважины 2 расположен затвор 4, состоящий из полого цилиндра 5 и съемной конической крышки 6, подвешенных обособленно на канатах 7 лебедок 8, установленных на подвесном проходческом полке 9. Во бремя работы внутрь затвора 4 входит проходческая бадья 10, служащая для выдачи на поверхность нагруженной в нее породы 11,

Передовую скважину бурят в подготовительный период строительства шахты в пределах проектного сечения ствола 1. Скважина 2 должна иметь диаметр 1,4-1,6 м и глубину, превышающую глубину ствола 1 на 15-20 м, Это превышение глубины необходимо для аккумуляции породы в случае ее просыпания при погрузке. Находящийся постоянно в скважине 2 глинистый раствор 2 выполняет функцию.временной крепи стен скважины (в любой точке скважины вес вышележащего столба глинистого раствора уравновешивает горное давление пород и гидростатическое давление подземных вод).

Затвор 4 должен иметь несколько меньший по сравнению со скважиной 2 диаметр (1,3-1,5 м). Он служит одновременно преградой от попадания взорванной породы 11 в скважину 2, Нижние участки канатов подвески 7 затвора 4 защищены от воздействия взрыва стальными трубами (на чертеже не показаны). Высота полого цилиндра 5 должна быть такой, чтобы полностью перекрыть весь слой взорванной породы 11. Ее определяют п о формуле:

Нзат Кр 2, М, где Нзат высота полого цилиндра 5, м,

w

И

00

о о о

2

Кр - коэффициент разрыхления породы,

Кшп длина шпуров, м,

Диаметр бадей 10, применяемых для выдачи породы 11 и откачки воды, должен быть меньше внутреннего диаметра цилиндра 5 и составлять 1,1-1.3 м. Высота бадей 10 не ограничена условием устойчивости бадьи, ее определяют исходя из грузоподъемности подъемных машин,,одна из обычно применяемых дпух бадей 10 должна быть- снабжена в нижней части вйускным клапаном (не показан) для откачки воды, скапли- вающеся в передовой скважине 2 и лишнего глинистого раствора 3. Существующие зазоры цилиндром 5 и стенками скважины 2, а также между бадьей 10 и цилиндром 5 во избежание просыпания породы 11 в скважину 2 перекрываются резиновыми фартуками (на чертеже не показаны), прикрепляющимися соответственно к цилиндру 5 и бадье 10.

Способ проходки вертикального ствола 1 заключается в следующем. В момент взрыва затвор 4 расположен в передовой скважине 2, ниже зоны ячрыва после взрыва затвор 4 перекрывает с: чение скважины 2 и препятствует поступлению породы 11 в нее, тем самым защищая стопки скважины 2 от воздействия кинетической энергии падающей породы 11. Находящийся постоянно в скважине 2 глинистый раствор 3 надежно защищает ее стенки от обрушения, уравновешивая в л/эбой точке скважины 2 горное давление пород и гидростатическое давление подземных вод.

После проветривания ствола 1 производят подъем закрытого затвора 4 сквозь взорванную породу 11 до положения когда верх цилиндра 5 будет расположен выше уровня лежа.цей в забое пореды 11, а низ - в скважине 2, в этом положении затвор 4 перекрывает всю мощность взорванной породы 11 и по-прежнему препятствует ее проникновению в скважину 2. После этого демонтируют крышку 6 затвора 4 и осуществляют уборку породы 11 следующим образом. Проходческую бадью 10 опускают и заводят внутрь полого цилиндра 5 таким образом, чтобы верхняя кромка бадьи 1, была ниже верхней кромки цилиндра 5 на 1- 1,5 м. После этого начинают спуск цилиндра 5. В положении, когда верхняя кромка цилиндра 5 будет расположена ниже уровня породы 1И в забое ствола, порода 11 под воздействием собственного веса будет ссыпаться внутрь цилиндра 5 и соответственно

в бадью 10 (фиг.1). После наполнения бадьи 10 породой 11 цилиндр 5 возвращают в исходное положение, а груженую бадью 10 выдают на поверхность земли по проходимому стволу 1, После этого цикл погрузки повторяют, вертикальные перемещения затвора 4 обеспечивают посредством канатов подвески 7 проходческие лебедки 8, установленные для удобства их управления на

нижнем этаже полка 9.

Существенные отличия предлагаемого способа проходки вертикального ствола заключаются в том, что:

- способ позволяет организовать выдачу взорванной породы.из забоя ствола на

поверхность земли по проходимому стволу,

- постоянное нахождение в передовой скважине глинистого раствора обеспечивает надежную защиту стен скважины от обрушения и гарантирует чистоту скважины на весь период проходки ствола(

Преимущество предлагаемого способа заключается в том, что перспективная технология проходки ствола путем расширения

передовой скважины не ограничивается впредь обязательным наличием действующего горизонта шахты, а применима также при проходке вертикальных стволов для строящихся шахт, кроме того, полностью исключается возможность обрушения пород со стен передовой скважины за счет постоянного нахождения глинистого раствора в ней, сокращаются затраты на выдачу породы, сокращаются затраты труда и время на

погрузку породы, исключается ручной труд при уборке породы во второй фазе.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Способ проходки вертикальных шахтных стволов, включающий бурение передовой скважины, установку полого цилиндрического затвора в устье передовой скважины, расширение передовой скважины буровзрывными работами, подъем затвора и выемку породы, отличаю-щий- с я тем, что, с целью упрощения технологии проходки шахтных стволов в условиях строящихся шахт, осуществляют заполнение скважины глинистым затвором, подъем

затвора, имеющего съемную крышку, осуществляют до перекрытия всей предполагаемой зоны взорванной породы, затем поднимают крышку затвора, а выемку породы осуществляют бадьей, спущенной в затвор, который затем опускают ниже уровня взорванной породы.

Использование: в горном деле при сооружении вертикальных стволов новых и реконструируемых шахт. Сущность изобретения: в передовую скважину опускают затвор для ее перекрытия в виде цилиндра, подвешенного к полку с возможностью вертикального перемещения, скважина постоянно заполнена глинистым раствором, а затвор выполнен в виде полого цилиндра со съемной крышкой. 1 ил.