Научная статья на тему 'УСКОРЕННАЯ ПРОХОДКА ШАХТНЫХ СТВОЛОВ МЕХАНИЗИРОВАННЫМ СПОСОБОМ'

УСКОРЕННАЯ ПРОХОДКА ШАХТНЫХ СТВОЛОВ МЕХАНИЗИРОВАННЫМ СПОСОБОМ Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
229
27
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ШАХТНЫЕ СТВОЛЫ / ПРОХОДКА И КРЕПЛЕНИЕ СТВОЛОВ / ЗАМОРАЖИВАНИЕ ГОРНЫХ ПОРОД / УСКОРЕННАЯ ПРОХОДКА МЕХАНИЗИРОВАННЫМ СПОСОБОМ / ПРИМЕНЕНИЕ SBR / ГИДРОИЗОЛЯЦИЯ ШАХТНЫХ СТВОЛОВ / ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ УСКОРЕННОЙ ПРОХОДКИ / НЕЖИНСКИЙ ГОК

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Иголка Д.А., Франк Оттен

На территории Республики Беларусь (Старобинское месторождение калийных солей, г. Любань) по заказу компании ИООО «Славкалий» немецкая компания REDPATH DEILMANN GmbH с 2017 г. выполняет проходку и крепление двух шахтных стволов и первоочередных выработок околоствольного двора. При строительстве новых горнодобывающих предприятий по добыче полезных ископаемых подземным способом проходка шахтных стволов является одним из самых сложных и трудоемких этапов работ. При этом проходка и крепление стволов в абсолютном большинстве случаев находятся на критическом пути реализации таких проектов. Ускоренные темпы строительства стволов обеспечивают высокие технико-экономические показатели ввода в эксплуатацию горнодобывающих предприятий и более ранний выход на рынок производимых конечных продуктов. В статье представлен инновационный метод проходки шахтных стволов механизированным способом, обеспечивающий ускоренную параллельную проходку и крепление шахтных стволов. Использованы уникальные проходческие комплексы механизированной проходки (SBR) компании Herrenknecht. Проходка стволов выполнена в сложных горно-геологических условиях с применением специального способа замораживания пород и в условиях слабой устойчивости пород. Применены современные материалы для дополнительной гидроизоляции тюбинговой крепи. Выполнена проходка приствольных выработок с применением комбайна избирательного действия. В совокупности все решения позволяют осуществить ускоренную проходку шахтных стволов без применения взрывчатых веществ, безопасно и с достижением высоких технико-экономических показателей по проекту проходки стволов и в целом по строительству горно-обогатительного комбината.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Иголка Д.А., Франк Оттен

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

RAPID MECHANIZED SHAFT SINKING

REDPATH DEILMANN GmbH from Germany has been sinking and lining two shafts and initial underground development since 2017 on the territory of the Republic of Belarus (Starobinskoe potassium salt deposit, Luban) by request of Slavkaliy LLC. Shaft sinking is one of the most complicated and time-consuming stages in renovation and construction of new underground mines. In the absolute majority of cases, shaft sinking and lining are at the critical path for implementation of such projects. Rapid rates of shaft construction ensure high technical and economic performance during the commissioning phase and earlier supply of end products to the market. The article introduces an innovative method of mechanized mine shaft sinking that provides rapid parallel sinking and lining of the mine shafts. Unique mechanized shaft boring roadheaders (SBR) manufactured by Herrenknecht are employed. Shaft sinking is done in complicate geotechnical and geological conditions intensified by a very low stability of the rocks using a dedicated rock freezing method. Modern materials are used for additional hydrosealing of the tubing liner. Workings in the near shaft insets are driven with roadheaders. A combination of all these solutions makes it possible to accelerate shaft sinking in a safe way without blasting operations and with high technical and economic performance both for the shaft sinking project and the overall construction of the mining and processing plant.

Текст научной работы на тему «УСКОРЕННАЯ ПРОХОДКА ШАХТНЫХ СТВОЛОВ МЕХАНИЗИРОВАННЫМ СПОСОБОМ»

DOI 10.30686/1609-9192-2020-6-22-29

Г

УСКОРЕННАЯ ПРОХОДКА

шахтных стволов механизированным способом

Франк Оттен,

Вице-президент по международным проектам и странам СНГ REDPATH DEILMANN GmbH

Д.И. Иголка,

Техническийдиректор проекта REDPATH DEILMANN GmbH

Введение

В зависимости от горно-геологических условий месторождений стоимость проходки и крепления шахтных стволов в среднем может составлять от 15 до 50% от общего объема требуемых инвестиций на строительство горнодобывающего предприятия. Вскрытие месторождений шахтными стволами, как правило, находится на критическом пути реализация таких проектов, и поэтому особенно важно осуществлять данные виды работ с высокой технологической безопасностью и быстрыми темпами.

В 2017 г. немецкая компания REDPATH DEILMANN GmbH (г. Дортмунд) подписала договор на проходку двух шахтных стволов и первоочередных выработок околоствольного двора в Республике Беларусь на калийных месторождениях для ИООО «Славкалий». Добыча и производство калия ведутся в Беларуси более 60 лет и выполняются компанией ОАО «Беларуськалий», которая является одним из мировых лидеров калийного производства. До настоящего момента ОАО «Беларуськалий» было единственным производителем калия в Беларуси, которое осуществляет эксплуатацию семи калийных рудников. При этом в 2015 г. на территории Республики Беларусь вблизи г. Любани на восточной части Нежинского участка Старобинского месторождения калийных солей началось строительство Нежинского ГОКа, осуществляемое компанией ИООО «Славкалий». По результатам реализации проекта по строительству ГОКа ИООО «Славкалий» планирует наладить выпуск около 2 млн т калийных удобрений в год. REDPATH DEILMANN GmbH имеет более чем 130-летний опыт работы и построил по всему миру более 560 шахтных стволов, 200 из которых - с применением специального способа замораживания, включая ряд шахтных стволов с применением механизированного способа проходки.

По решению компании ИООО «Славкалий», проходка шахтных стволов должна осуществляться механизированным способом с применением комбайнов SBR (Shaft Boring Roadheader) производства компании Herrenknecht

(г. Шванау, Германия). Концепт данного решения заключался в реализации проходки стволов более безопасным методом без применения взрывчатых материалов, а также в ускорении проходки, связанном с полным совмещением работ по разрушению и погрузке пород с операциями по креплению стволов. Данное решение оказалось оправданным и способствует высоким темпам строительства шахтных стволов, что должно позволить компании ООО «Славкалий» своевременно и в более краткие сроки начать добычу полезного ископаемого с последующим производством окончательного продукта в виде калийных удобрений.

Объем работ и геологические условия

Новый участок месторождения решено вскрыть на первоначальном этапе двумя шахтными стволами глубиной 700 и 725 м. В настоящий момент выполняется строительство скипового и клетевого стволов со вскрытием второго калийного горизонта. Ствол №1 предусмотрен для подъема руды и является воздухоподающим. Ствол №2 предусмотрен для спуска и подъема людей и материалов, а также является вентиляционным. Основные параметры стволов приведены в табл. 1.

Таблица 1 Основные параметры шахтных стволов

Наименование параметра Скиповой ствол Клетевой ствол

Глубина ствола, м 725 700

Диаметр ствола (в свету), м 8 8

Глубина заморозки, м 160 160

Глубина окончания гидроизоляционной крепи,м 325 325

Геологические условия шахтных стволов обусловлены наличием зоны обильных водопритоков на интервале от 0 до 150 м и зоны незначительных водопритоков на интервале от 150 до 305 м, поэтому принято решение осуще-

ствить замораживание пород до глубины около 160 м. Геологическая формация до каменной соли (отметка -520 м) сложена в основном слабоустойчивыми породами из глины, мергеля и аргиллита (рис. 1). Проектными решениями принято установить водонепроницаемую крепь из чугунных тюбингов до отметки -320 м и остальную часть крепи выполнить в виде бетона и железобетона.

На рисунке 1 показана принципиальная схема ствола с проектными параметрами крепи шахтных стволов и укрупненными геологическими данными.

Рис. 1 Укрупнённые данные по геологии и гидрогеологии стволов и проектные параметры крепи

Для дальнейшего развития шахты сразу после окончания проходки стволов планируется выполнить проходку первоочередных выработок околоствольного двора, включая приствольный загрузочный комплекс и шахтный бункер высотой около 40 м и диаметром в свету 8 м. Общий объем данных работ примерно 90 000 м3 породы, что составит около 10 км общей протяженности выработок (схема данных первоочередных выработок представлена на рис. 2). При этом ширина выработок изменяется в основном от 3 до 4,5 м при высоте от 3 до 4 м, за исключением отдельных специальных камер и бункера. Геологические условия характеризуются наличием пород каменной и калийной соли с прослоями глины разной мощности - от нескольких миллиметров до двух метров, а к выработкам околоствольного двора предъявляются требования по обеспечению их устойчивости на полный срок службы рудника. С учетом данных условий проходка выработок околоствольного двора проводится под калийным пластом в породах каменной соли.

Рис. 2 Объем работ по первоочередным выработкам околоствольного двора

Ускоренная проходка шахтных стволов механизированным способом

Д.А. Иголка, Франк Оттен

Аннотация: На территории Республики Беларусь (Старобинское месторождение калийных солей, г. Любань) по заказу компании И000 «Славкалий» немецкая компания REDPATH DEILMANN GmbH с 2017 г. выполняет проходку и крепление двух шахтных стволов и первоочередных выработок околоствольного двора. При строительстве новых горнодобывающих предприятий по добыче полезных ископаемых подземным способом проходка шахтных стволов является одним из самых сложных и трудоемких этапов работ. При этом проходка и крепление стволов в абсолютном большинстве случаев находятся на критическом пути реализации таких проектов. Уско-ренныетемпы строительства стволов обеспечивают высокиетехни-ко-экономические показатели ввода в эксплуатацию горнодобывающих предприятий и более ранний выход на рынок производимых конечных продуктов. В статье представлен инновационный метод проходки шахтных стволов механизированным способом, обеспечивающий ускоренную параллельную проходку и крепление шахтных стволов. Использованы уникальные проходческие комплексы механизированной проходки (SBR) компании Herrenknecht Проходка стволов выполнена в сложных горно-геологических условиях с применением специального способа замораживания пород и в условиях слабой устойчивости пород. Применены современные материалы для дополнительной гидроизоляции тюбинговой крепи. Выполнена проходка приствольных выработок с применением комбайна избирательного действия. В совокупности все решения позволяют осуществить ускоренную проходку шахтных стволов без применения взрывчатых веществ, безопасно и с достижением высоких технико-экономических показателей по проекту проходки стволов и в целом по строительству горно-обогатительного комбината.

Ключевые слова: шахтные стволы, проходка и крепление стволов, замораживание горных пород, ускоренная проходка механизированным способом, применение SBR, гидроизоляция шахтных стволов, экономический эффектускоренной проходки, Нежинский ГОК

Rapid Mechanized Shaft Sinking

Dzianis Iholka, Frank Otten

Abstract: REDPATH DEILMANN GmbH from Germany has been sinking andlining two shafts and initial underground development since 2017 on the territory of the Republic of Belarus (Starobinskoe potassium salt deposit, Luban) by request of Slavkaliy LLC. Shaft sinking is one of the most complicated and time-consuming stages in renovation and construction of new underground mines. In the absolute majority of cases, shaft sinking andlining are at the critical path for implementation of such projects. Rapid rates of shaft construction ensure high technical and economic performance during the commissioning phase and earlier supply of end products to the market. The article introduces an innovative method of mechanized mine shaft sinking that provides rapid parallel sinking andlining of the mine shafts. Unique mechanized shaft boring roadheaders (SBR) manufactured by Herrenknecht are employed. Shaft sinking is done in complicate geotechni-cal and geological conditions intensified by a verylow stability of the rocks using a dedicated rock freezing method. Modern materials are used for additional hydrosealing of the tubing liner. Workings in the near shaft insets are driven with roadheaders. A combination of all these solutions makes it possible to accelerate shaft sinking in a safe way without blasting operations and with high technical and economic performance both for the shaft sinking project and the overall construction of the mining and processing plant.

Keywords: rapid mechanized shafts sinking, shafts sinking and lining, ground freezing, application of shaft boring roadheaders (SBR), waterproofing of shafts, potash deposit, economical effect of rapid sinking, Ne-zhinsky mine

Оснащение и подготовка поверхностного комплекса

Для обеспечения начала проходки стволов проходческим комплексом 8ВБ. в условиях Нежинского проекта необходимо было выполнить:

• заморозку пород;

• проходку технологического отхода;

• монтаж постоянного копра;

• оснащение поверхности проходческими подъемными машинами и лебедками;

• монтаж комплекса 8ВБ.;

• оборудование поверхности основной и вспомогательной инфраструктурой проходки стволов.

Проходку шахтных стволов в условиях Нежинского участка решено выполнять способом замораживания до глубины 160 м с температурой -35°С, что позволяет заморозить основной водоносный горизонт. Таким образом, на каждом стволе были пробурены 40 замораживающих и 4 контрольно-термические скважины, после чего осуществлен ввод в эксплуатацию замораживающей станции общей установленной мощностью около 4 МВт. Основные технические характеристики и параметры заморозки приведены на рис. 3.

Рис. 3 Устройство системы замораживания горных пород Таблица 2 Основные характеристики подъемных машин и лебедок

Рис. 4 Устье шахтного ствола в начале проходки техотхода с оголовками замораживающих скважин

Проходка двух технологических отходов началась после полного смыкания ледопородного ограждения. Глубина каждого технологического отхода составила 52 м, проходка осуществлялась с применением экскаваторов и подъема породы с помощью крана и породных бадей с рамкой и направляющими, крепление отхода выполнялось железобетонной крепью одновременно с проходкой сверху вниз за-ходками по 1,5 м. Для крепления был использован морозостойкий бетон марки С25/30 толщиной 550 мм. После этого на дне технологического отхода была возведена бетонная подушка для последующего монтажа 8ВБ., постоянный шахтный копер и осуществлено его оснащение для последующего монтажа проходческого комплекса в техотход.

Параллельно с проходкой технологических отходов начались работы по возведению зданий поверхности, к основным из которых относится здание проходческих подъемных машин и лебедок. Основные характеристики данных механизмов приведены в табл. 2.

Мощность двигателя Диаметр каната Максимальная скорость Номинальная нагрузка

ПОДЪЕМНАЯ МАШИНА 215 кН 2x710 кВ асинхронные двигатели переменного тока 0 40 мм 6 м/с 215 кН

ПОДЪЕМНАЯ МАШИНА 252 кН 2x1350 кВ асинхронные двигатели переменного тока 0 40 мм 9,5 м/с 252 кН

ЛЕБЕДКА БВИ 4x132 кВ трехфазные асинхронные двигатели 0 54 мм 0,2 м/с 455кН

ЛЕБЕДКА АВАРИЙНОГО ПОДЪЕМА 4x55 кВ трехфазные асинхронные двигатели 0 19 мм 0,35 м/с 50 кН

ЛЕБЕДКА НЕСУЩЕГО КАБЕЛЬНОГО КАНАТА 4x55 кВ трехфазные асинхронные двигатели 0 30 мм 0,16 м/с 31 ЗкН

Рис. 5 Общий вид зала проходческих подъемных машин и лебедок

Рис. 6 Подготовка поверхностного комплекса для проходки

шахтных стволов:

1. Замораживающая станция;

2. Компрессорная станция;

3. Здание лебедок и подъемных машин №2;

4. Здание лебедок и подъемных машин №/;

5. Энергоконтейнеры ствола №2;

6. Энергоконтейнеры ствола №/;

7. Надшахтное здание №2;

8. Надшахтное здание №/;

9. Вентиляторная установка; №2.

10. Вентиляторная установка №/;

11. Копер клетевого ствола (проходка);

12. Копер скипового ствола (проходка);

13. БРУ;

14. АБК 1;

15. Складской ангар с мастерской;

16.АБК2.

Также для проведения проходческих работ выполнено полное оснащение площадки всей необходимой основной и вспомогательной инфраструктурой, включая проходческие вентиляторы, энергоснабжение площадки и SBR, БРУ, складские и административные помещения. Общий вид площадки приведен на рис. 6.

Завершающим этапом подготовительного периода стал монтаж двух установок SBR и завешивание их на канаты проходческих лебедок, после чего SBR был принят в эксплуатацию и с отметки -50 м начались работы по проходке, созданная ранее бетонная подушка пройдена самим проходческим комплексом.

Рис. 7 Спуск модулей СБР в технологический отход

Технология производства работ и устройство SBR

Проходка стволов выполнялась до глубины -326 м с использованием SBR и креплением стенок стволов передовой временной бетонной крепью. Толщина передовой бетонной крепи марки С25/30 составляла 450 мм. Далее на отметке -326 м был возведен опорный венец и в последовательности снизу вверх возведена тюбинговая колонна с заполнением затюбингового пространства бетоном толщиной 350 мм. Всего было смонтировано 215 тюнинговых колец на каждом стволе. После окончания работ по возведению тюбингов была продолжена проходка стволов комплексами SBR до сопряжения шахтных стволов. Толщина бетонной крепи на данном участке составляла от 600 до 750 мм с маркой бетона С40/50. Порядок выполнения работ по креплению и проходке представлен на рис. 8.

Рис. 8 Последовательность возведения крепи шахтного ствола

Принцип проходки стволов механизированным способом с помощью комплекса 8ВБ. заключается в механизации процесса разрушения породы и параллельном креплении бетоном стенки шахтных стволов. В случае с комплексом 8ВБ. разрушение пород осуществляется с помощью режущего органа, находящегося на рукояти внизу машины. Режущий орган выполнен в виде телескопической стрелы с горизонтальным барабаном с возможностью поворота вокруг своей вертикальной оси на 360°. Мощность гидропривода режущего органа составляет 600 кВт. Режущий барабан диаметром 1,2 м и шириной 1,5 м оснащается резцами с круглым хвостовиком (рис. 9)

Рис. 9 Общий вид режущего органа БВР

Резание породы начинается всегда по центру и продолжается от центра к контурам сечения ствола. При этом об-

разуется сферическая форма забоя со стенками, профиль которых может регулироваться настройками машины. Глубина резания в один проход режущего органа 0,2 м. Для выемки заходки глубиной на 1,2 м данная операция повторяется в обычном случае шесть раз. Диаметр резания (вчерне) может варьироваться в пределах рабочего радиуса комбайна, что позволяет выполнить выемку породы на участках большего диаметра, например, на участках заложения фундаментов крепи, опорных венцов или на участках сопряжений. Так, на рис. 10 показаны основные проходческие операции, выполняемые в ходе работ по проходке ствола, которые состоят из следующих операций:

• проходка заходки на высоту 1,2 м слоями по 0,2 м и спуск машины на 1,2 м;

• выполнение четырех циклов по 1,2 м на высоту 4,8 м с параллельным наращиванием штанг опорного кольца и спуском опалубки;

• продолжение проходки ствола с укладкой бетона за опалубку.

При резании породы предусматривается система пневматического всаса, которая поднимает породу по центральному трубопроводу на высоту около 30 м с последующей перегрузкой породы через циклон в бадью. Всасываемый воздух отводится сверху из циклона на пылеуловитель. Со стороны выдачи чистого воздуха для создания вакуума установлены три ротационно-поршневых компрессора с мощностью привода - 315 кВт каждый. При этом исходящий воздух охлаждается дополнительными установками с целью исключения влияния высоких температур на ледопо-родное ограждение. Всас системы пневмопогрузки выполнен по всей ширине режущего барабана в виде всасывающего породного ящика непосредственно за барабаном. Укрупненно устройство 8ВБ. представлено на рис. 11.

Рис. 10 Регулярные фазы проходки шахтного ствола комплексом БВР

--------

Фильтры/Fi iters —----

всасывающий бункер/ Bunker Комп pec с оры/Со repressor*, "

Pa^AäT^HViK GiTOnJ/Concrett — distributor

Опера торс, к j ft/O per а [ injj room

С та С И л H торы/Sta h il i s ä tori

Режущий oprau/Cutlinfl drum -

---Work Deck Ol

Рис.11 Укрупненное устройство SBR

В результате конструирования проходческого комплекса в соответствии с необходимыми граничными условиями были достигнуты следующие технические характеристики:

• глубина разработки - до 1000 м;

• диаметр разработки - до 12 м;

• средняя скорость проходки - 3 м/день;

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

• общий вес —400 т;

• диаметр режущего органа - 1,2 м;

• ширина режущего органа - 1,5 м;

• гидравлический двигатель - 600 кВ;

• транспортировка породы: пневматическая система;

• максимальная прочность породы - 100 МПа.

Рис. 12 Опорное кольцо с гидравлическим распорным

приводом - а). Забой шахтного ствола при проходке комплексом SBR - б)

Следует отметить, что в ходе выполнения работ также возникали определенные сложности, связанные с особенностями геологического строения и устройством 8ВБ., при этом все сложности оперативно были решены, что в целом не повлияло на ход работ и их безопасность. Описание данных сложностей и их решение приводятся в табл. 3.

Таблица 3 Описание сложностей и их решение

Описание сложности Решение

Сильный ИЗНОС трубопроводов ,„ ЗЗМ0Р0" провеоНдсРпУобк0рП^?тиВе°мДа<<НаЖб>°" ЖсппЫХ ИирОД

Неполное опорожнение бадьи при разгрузке на опрокиде из-за сужения в верхней части Установка дополнительных внутреннихжелобов в бадье и дополнительная обработка внутренней поверхности бадьи

Залипание трубопроводов при проходке по непромороженным глинистым и меловым породам, а также глинистым обводненным Трубопровод и приёмный бункер-циклон оснащены дополнительными промывающими инъекционными установками

Вывалы породных стенок на участках неустойчивых пород ниже зоны заморозки Перемещение опалубки ближе к забою ниже системы стабилизаторов, уменьшение высоты опалубки

Гидроизоляция стволов

Согласно проектной документации принята типовая технология гидроизоляции шахтных стволов, опробованная на Старобинском месторождении калийных солей. Основная гидроизоляция стволов достигается за счет расчеканки свинцовых пластин на фланцах тюбингов и проведения тампонажа закрепного пространства, включая возведение двух тампонажных завес, предотвращающих переток вод по за-крепному пространству. При этом известным фактом является то, что тюбинговая крепь не является эффективной водонепроницаемой крепью, особенно в условиях сезонных изменений температур в ходе эксплуатации шахтных стволов, а на территории Германии, например, данный вид крепи еще в 1970-х годах был заменен на водонепроницаемые композитные сталебетонные крепи. С целью дополнительной изоляции вдобавок к свинцовым пластинам был применен специальный герметик, нанесение которого позволило выполнить надежную гидроизоляцию в первую очередь самых трудноизолируемых Т-образных стыков тюбингов, а также значительно улучшить гидроизоляцию по всей плоскости тюбинговых фланцев. На рис. 13 представлена укруп-ненно схема работ по гидроизоляции ствола.

Рис. 13 Схема гидроизоляции шахтного ствола

Проходка и крепление сопряжений и дозаторных камер

Проходка и крепление сопряжений и дозаторных камер выполнены также без применения буровзрывных работ. Для разделки сопряжений применен комбайн избирательного действия, что позволило точным образом разделать контур выработки и обеспечить ее долгосрочную устойчивость из-за исключения дополнительной трещиноватости пород, потенциально возникающей при отбойке буровзрывным способом. Крепление сопряжений и дозаторных камер выполнено железобетонной крепью толщиной от 500 до 750 мм. В качестве опалубки при возведении крепи сопряжений использованы индивидуально изготовленные профили арочной крепи, а для дозаторных камер секционная-щитовая опалубка для одновременного бетонирования ствола и самих камер по направлению снизу вверх.

Рис.14 Проходкасопряжений(слева) и дозаторных камер (справа)

Армировка шахтных стволов

Скиповой и клетевой стволы оснащаются традиционной системой шахтных подъемов с применением скипов и клетей, при этом принимается система армировки с жесткими проводниками. Клетевой ствол оснащается консольной системой, а скиповой -расстрельной (рис. 15).

Рис. 16 Модели армировки, слева - скипового ствола в районе дозаторных камер и сопряжения; справа - рудстанок сопряжения клетевого ствола

Укрытие

Шкив

Манипулятор

Труба

соединительная воздуховода

Монтажный манипулятор

Труба монтажных площадок

Рис. 15 Схемы расположения сосудов и армировки стволов (слева клетевой, справа скиповой)

Монтаж металлоконструкций выполняется по схеме снизу вверх с помощью специальных многоярусных полков высотой около 40 м, что позволяет избежать необходимости дополнительного переоснащения копра и ускорить процесс армировки (схема армировочного полка представлена на рис. 17).

Рис.17 Схемаармировочногополка Ход работ и графики

В октябре 2017 г. начался монтаж замораживающей станции и активное замораживание началось в феврале 2018 г. В апреле 2018 г. параллельно с работами по оснащению поверхностного комплекса была начата проходка технологических отходов. В это время в Германии заканчивались работы по производству комплексов 8ВБ.. После окончания проходки техотходов, монтажа копров и монтажа 8ВБ., в декабре 2018 г. началась проходка клетевого ствола, а через месяц проходка скипового. По состоянию на ноябрь 2020 г. проходка и крепление клетевого ствола полностью закончены, включая крепление сопряжений железобетоном на расстояние 8 и 13 м от края ствола. При этом на скиповом стволе завершены работы по проходке и креплению основной части ствола, включая сопряжение и дозаторные камеры, ведется завершающий этап проходки и крепления зумпфа ствола. Ход работ и укрупненный график представлены на рис. 18 и 19.

Рис.18 Ходвыполненияработ

После завершения всех проходческих работ будет выполнено армирование шахтных стволов и их переоснащение на работу с подъемными машинами постоянного периода. После чего необходимо осуществить спуск проходческого оборудования для подземных горных работ и выполнить проходку выработок околоствольного двора и общешахтного бункера. Завершение всего объема работ планируется в третьем квартале 2022 г.

Следует отметить, что средняя скорость проходки стволов составила около 3 м/сут, при этом максимальные темпы составили до 7,5 м/сут. В апреле 2020 г. был поставлен рекорд проходки и крепления ствола с темпами 144 м/мес. Более детальная информация по темпам проходки в апреле 2020 г. и посуточной производительности комплексов представлена на рис. 20.

Рис. 19 Укрупненный график выполнения работ по проходке стволов и первоочередныхвыработок околоствольного двора

Рис. 20 Рекордные темпы проходки стволов в апреле 2020 г. (144 м/мес.- ствол №1,138 м/мес. - ствол № 2)

Выводы и экономический эффект ускоренной проходки стволов

Безопасность ведения работ является приоритетом при принятии любых инженерных решений организации горных работ. Технология механизированной проходки позволяет эксплуатировать проходческий механизм без людей в забое -машина управляется дистанционно из помещения оператора. Соответственно, риск для сотрудников, связанный с обрушениями и другими подобными ситуациями, случающимися во время работы, снижается до минимума. Отсутствие горновзрывных работ, которые всегда сопряжены с определенной степенью риска, также улучшает безопасность работ в целом.

При проходке стволов на Нежинском участке в Республике Беларусь при применении стволопроходческих комплексов 8ВБ. достигнута производительность, которая является существенным технологическим прогрессом. Большая часть решений являются инновационными, так как проходка стволов с применением данного оборудования представляет собой высокотехнологичный процесс. При этом ведется дальнейшее совершенствование способов ведения работ с применением новых технологий и конструкций материалов крепления стволов и выработок. В особенности для соляных и калийных рудников необходимо переходить на технологию возведения абсолютно водонепроницаемых крепей, что в том числе позволит сократить сроки строительства и снизить стоимость эксплуатационных расходов.

Технологии проходки, а также крепления стволов и подземных горных выработок требуют постоянного улучшения и поиска новых эффективных решений. Ведь тех запасов, которые залегали, что называется, в комфортных условиях, становится все меньше, также во многих случаях приходится переходить с открытого способа разработки на подземный. И у недропользователей возникают более сложные задачи, появляется необходимость проходки шахт на больших глубинах, в сложных геологических условиях. Еще больше осложняет задачу тот факт, что с учетом рыночной конъюнктуры это необходимо делать ускоренными темпами. Принимая эти вызовы, инженеры и ученые занимаются новыми разработками, чтобы решать задачи недропользования как можно более эффективно. Поэтому сейчас, например, разрабатывается принципиально новая технология механизированной проходки стволов, которая будет называться машиной нового поколения механизированной проходки на полное сечение ствола. С ее помощью можно будет реализовать механизированную проходку высокими темпами, в том числе и по породам высокой прочности.

Проходка шахтных стволов - один из самых долго строящихся и дорогостоящих этапов строительства, который лежит на критическом пути ввода в эксплуатацию того или иного комбината. Соответственно, быстрые темпы проходки шахтных стволов при нужной подготовке на поверхности -строительстве надземного обогатительного или инфраструктурного комплекса - позволяют выходить на рынок окончательной продукции намного быстрее. А более ранний ввод в эксплуатацию предприятия, соответственно, позволяет экономить колоссальные суммы за счет снижения стоимости заемных средств и уменьшения стоимости общестроительных работ, ускорения сроков окупаемости инвестиций и более раннего выхода на рынок готовой продукции.

Haustenbecke 1, 44319, Dortmund/Germany Хаустенбеке 1, 44319, Дортмунд/Германия Tel: +49 231 2891 396 infogermany@redpathmining.com Тел: +49 231 2891 396 infogermany@redpathmining.com

www.redpathdeilmann.com

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.