CC BY
61
2004
УДК 622.258
А.Ю. Прокопов, Р. О. Саакян
АНАЛИЗ СХЕМ РЕКОНСТРУКЦИИ АРМИРОВКИ ВЕРТИКАЛЬНЫХ СТВОЛОВ БЕЗ ОСТАНОВКИ РАБОТЫ ПОДЪЕМНОГО КОМПЛЕКСА
Семинар № 14
~П настоящее время в связи с плохим фи-
-Я-Э нансированием угольной промышленности остро стоит вопрос поддержания действующих мощностей предприятий в целом и вертикальных стволов в частности.
В период эксплуатации стволы подвергаются различным негативным воздействиям, в результате чего происходит не только нарушение крепи, но и деформация армировки. Кроме того, армировка подвергается воздействию эксплуатационных нагрузок, что приводит к необходимости проведения работ связанных, если не с полной, то с частичной заменой ар-мировки. Замена единичных элементов жесткой армировки может занимать небольшой промежуток времени (это зависит от способа крепления расстрелов к стенке ствола - в лунках или анкерами). Если же возникает необходимость в замене всей армировки, то остро встает вопрос об организации и сроках проведения этих работ, так как переармирование ствола - это процесс, растянутый во времени, а длительная остановка шахты негативно сказывается на ее производительности.
Замена всей армировки - один из самых дорогогих видов ремонтных работ (затраты на
ремонтные работы, связанные с заменой элементов армировки, как правило, на 30-40%, а в отдельных случаях в 1,5-2 раза выше, чем при строительстве ствола (без учета убытков за счет остановки или снижения производительности шахты и др.)), который происходит не один раз в процессе эксплуатации ствола по причине того, что срок службы расстрелов и проводников не превышает соответственно 5-9 лет и 25лет.
В настоящее время существует множество схем и способов замены армировки в стволах, которые можно объединить в своеобразные группы:
- первая - реконструкция армировки направлена на замену одного вида армировки на другой (например, жесткой на канатную);
- вторая - реконструкция армировки направлена на изменение схемы расположения расстрелов и проводников;
- третья — реконструкция армиров-ки направлена на сохранение схемы расположения расстрелов (возможна установка дополнительных расстрелов) и изменение схемы расположения проводников.
Рис. 1. Схема яруса армировки клетьевого ствола;а -до реконструкции; б - во время реконструкции; в -после реконструкции
а
б
в
Рис. 2. Схема реконструкции армировки вертикального ствола
Рассмотрим способ реконструкции жесткой армировки вертикального ствола, разработанный во ВНИИГМ им. М.М. Федорова
[1], относящегося к первой группе, суть которого заключается в следующем.
Предварительно на копре и в зумпфе монтируют специальные балки для установки прицепных и натяжных устройств.
На подъемных сосудах 1 (рис. 1) одного подъема на максимально возможном расстоянии от их вертикальных осей закрепляют новые разъемные направляющие устройства 2 в виде муфт. Заменяют существующие рабочие башмаки 3 скольжения для жестких проводников на модернизированные 5 с увеличенными зазорами между контактирующими поверхностями башмаков и проводников. При этом указанные зазоры должны иметь максимальные значения, но не превышать при этом величину, указанную в правилах безопасности (для рельсовых и коробчатых проводников 10±8 мм, для деревянных 20±10 мм)
[2]. На следующем этапе навешивают канатные проводники 6, закрепляя их на копре и натягивая их грузами или специально установленными в зумпфе натяжными устройствами. После навески каждый канат поочередно заводят в направляющие муфты 2 и после этого во всех направляющих муфтах устанавливают втулки 7 с минимальными нормативными зазорами между контактирующими поверхностями втулок и канатов. На последнем этапе производят демонтаж вначале жестких направляющих 4, а затем расстрелов 8, после того как произвели демонтаж жесткой армировки производят навеску отбойных канатов 10 и установку отбойных лыж 9 на подъемных сосудах.
Достоинством данного способа реконструкции является то, что на период проведения работ, связанных с заменой армировки, не возникает необходимость остановки подъемного комплекса, а лишь только незначительного снижения его производительности, по окончании реконструкции армировки значительно улучшится вентиляция шахты за счет снижения аэродинамического сопротивления ствола.
К недостаткам можно отнести невозможность произведения реконструкции ствола в случае, если после проведения работ по замене армировки зазоры между подъемными сосудами и стенкой ствола не будут соответствовать требованиям правил безопасности, или необходимость замены подъемных сосудов на сосуды меньшего типоразмера. Кроме того, канатная армировка имеет более меньший срок службы в отличие от жесткой ар-мировки и снижается интенсивность подъема.
К первой группе также относится способ реконструкции жесткой армировки, разработанный управлением «Спецшахтомонтаж» ПО «Карагандауголь» [3].
Для повышения надежности и ремонтопригодности жесткой армировки в вертикальной плоскости со старыми расстрелами 1 (рис. 2) с двух сторон устанавливают анкеры 2 в промежутке между ярусами и со смещением одной стороны по отношению к другой на величину яруса. Навешивают с каждой стороны по два несущих каната 3 закрытой конструкции с
антикоррозийным покрытием. Фиксируют канаты 3 к опорным пластинам 4 закрепленными
на анкерах 2 болтами б. Это обеспечивает жесткость и надежность фиксации канатов 3 и пластин 4. Затем в опоры заводят новые расстрелы 5 с зазором между поверхностью опорной плиты и концом расстрела, что обеспечивает податливость армировки при смещении крепи ствола.
Достоинством данного способа реконструкции жесткой армировки вертикального ствола является то, что вновь устанавливаемые расстрелы монтируются в узлах, обеспечивающих их податливость, и монтаж но-
Рис. S. Схема яруса армировки скипового ствола:а - до реконструкции; б -после реконструкции
Рис. 4. Схема яруса армировки клеть-евого ствола:а - до реконструкции; б - после реконструкции
Рис. 5. Схема яруса армировки клеть-евого ствола а - до реконструкции; б -после реконструкции
вых ярусов происходит без ос-
тановки подъемного комплекса.
Недостатком данного способа можно считать сложную организацию работ по монтажу узлов крепления расстрелов и увеличение аэродинамического сопротивления ствола за счет введения в ярус армировки дополнительных элементов.
Рассмотрим способ реконструкции жесткой армировки тикального ствола разработанный также во ВНИИ им. М.М. Федорова [4] относящегося ко второй группе и суть, которого заключается в следующем.
С целью сокращения сроков проведения работ по реконструкции жесткой армировки первоначально установку новых расстрелов и навеску проводников производят в нерабочей зоне сечения ствола со старых скипов или клетей, далее производят демонтаж старых (изношенных и поврежденных) расстрелов и проводников и на последнем этапе производят замену старых подъемных сосудов на новые, что связанно с изменением места расположения проводников. Схема реконструкции скиповых стволов показана на рис. 3 и клетьевого на рис. 4.
Достоинством данного способа реконструкции является то, что на период проведения работ, связанных с заменой армировки, не возникает необходимость производить остановку подъемного комплекса, а лишь только незначительно снизить его производи-
тельность, по окончании реконструкции армировки возможно улучшение вентиляции шахты за счет уменьшения количества элементов армировки, что приведет к понижению аэродинамического сопротивления ствола.
К недостаткам можно отнести невозможность использования старых подъемных сосудов и вследствие этого необходимость переоборудования загрузочной и разгрузочной площадки для скиповых и посадочных площадок для клетьевых подъемов, что в результате может привести к нежелательному простою шахты.
Рассмотрим способ реконструкции жесткой армировки вертикального ствола, разработанный также во ВНИИГМ им. М.М. Федорова [4], входящий в третью группу, суть которого заключается в следующем.
При реконструкции армировки, показанной на рис. 5,а, установку новых расстрелов и навеску новых проводников 1 выполняют по измененной схеме (рис. 5,6). При этом в стволе вместо шести рабочих расстрелов 2 и одного вспомогательного 3 устанавливают один рабочий 2 два вспомогательных 3. Новые рабочие расстрелы 2 монтируют в промежутке между существующими ярусами в плоскости (вертикальной плоскости ствола) старых вспомогательных расстрелов 3 в свободной (нерабочей) зоне сечения ствола, а новые вспомогательные расстрелы 3 - в плоскости старых рабочих расстрелов 2. На следующем этапе производят замену старых подъемных сосудов 4 на новые 5 и демонтаж старых расстрелов и проводников и выдачу их на поверхность.
Достоинством данного способа реконструкции является то, что на период проведения работ, связанных с заменой армировки, не возникает необходимость производить остановку подъемного комплекса, а лишь толь-
1. А.с. 827797 СССР, М. Кл.3 E21D5/00. Способ реконструкции жесткой армировки вертикального ствола/ Н.Г. Гаркуша, А.А. Храмов, В.М. Кладов, М.Б. Же-беленко. - 2779287/ 22-03; Заявлено 18.06.79; Опубл. 07.05.81. Бюл. №17. - 3 с.
2. Правила безопасности в угольных и сланцевых шахтах. М., Недра, 1995.
3. А.с. 1332023 СССР, М. Кл.3 Е 21 D 7/00. Способ реконструкции жесткой армировки вертикального ствола / И.Г. Манец, В.А. Присто-ром, В.И. З.В. Дацун, В.Н. Ноздрин, А.И. Ани-
ко незначительно снизить его производительность, по окончании реконструкции ар-мировки возможно улучшение вентиляции шахты за счет уменьшения количества элементов армировки, что приведет к понижению аэродинамического сопротивления ствола.
К недостаткам можно отнести невозможность использования старых подъемных сосудов и вследствие этого необходимость переоборудования загрузочной и разгрузочной площадки, что в результате может привести к нежелательному простою шахты.
На основании вышеизложенного можно сделать вывод о том, что в настоящее время необходимо разрабатывать и внедрять новые узлы крепления расстрелов к стенке ствола и разрабатывать новые схемы и способы замены армировки, которые бы исключали недостатки существующих.
В настоящее время на кафедре «Строительство подземных сооружений и шахт» Шахтинского института ЮРГТУ (НПИ) ведутся исследования в области совершенствования схем и способов реконструкции крепи и армировки вертикальных стволов горнодобывающих предприятий. Разработаны ремонтопригодные конструкции узлов крепления расстрелов к стенке ствола [5-7], и на их основе - новые схемы и способы замены последних. Эти конструкции имеют ряд достоинств, которые отсутствовали в большинстве случаев в существующих конструкциях:
- податливость расстрела, без ослабления его тела (использование цельных расстрелов с клиновидными распорными элементами);
- повышенная ремонтопригодность и технологичность;
- сокращение сроков выполнения работ, связанных с заменой армировки.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
щенко - 3974150/ 22-03; Заявлено 10.11.85; Опубл. 23.08.87. Бюл. №31. - 2 с.
4. А.с. 1301974 СССР, М. Кл.3 E21D 7/00. Способ реконструкции жесткой армировки вертикального ствола/ В.А. Пристором, И.Г. Манец, В.И. Дворников, А.И. Самородов, В.В. Махиня, А.И. Коваль - 3895428/ 22-03; Заявлено 07.05.85; Опубл. 07.04.87. Бюл. №13. - 2 с.
5. Саакян Р.О. Проблемы ремонта армиров-ки вертикальных стволов и направления их реше-
ния//Изв. вузов. Сев.-Кавк. Регион. Техн. науки.-2003.-Приложение №4. - С. 79-82.
6. Прокопов А.Ю., Саакян Р.О., Павлинов П.А. Универсальный податливый ремонтопригодный узел крепления несущих элементов ар-мировки шахтного ствола//Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. - 2003. - Приложение №4. -С. 75-79.
7. Сильченко Ю.А., Саакян Р.О. Повышение ремонтопригодности и технологичности конструкций армировки//Материалы международной научно-практической конференции «Уголь-Mining Technologies 2003», посвященной 60-летию ГОАО «Луганскгипрошахт»: Сб. науч. тр. / Алчевск: ДГМИ, 2003. - С. 155-161.
— Коротко об авторах ----------------------------------------------------------------------------
Прокопов Альберт Юрьевич - кандидат технических наук, доцент,
Саакян Рафаель Оксенович — аспирант,
кафедра «Строительство подземных сооружений и шахт» Шахтинского института - филиала Южно -Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института).
