Способ проходки вертикальных шахтных стволов

Авторы патента:

E21D1/03 - механическими средствами (E21D 1/08 имеет преимущество)

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.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Е 21 D 1/03

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН т, т Ф); 6

jÿ() „ -,й,-"1

6 Л""" с

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4893506/03 (22) 25.12 90 (46) 15.04.93. Бюл. ¹ 14 (71) Донецкий политехнический институт (72) M.È.Áoëüøèíñêèé, Ю,А.Пшеничный и С.В. Борщевский (56) Авторское свидетельство СССР № 378624, кл. Е 21 0 1/06, 1971. (54) СПОСОБ ПРОХОДКИ ВЕРТИКАЛЬНЫХ

ШАХТНЬИ СТВОЛОВ

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при сооружении вертикальных стволов новых и реконструируемых шахт, Цель изобретения вЂ” 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 время работы внутрь затвора 4 входит проходческая бадья 10, служащая для выдачи на поверхность нагруженной в нее породы 11, „„5Ll ÄÄ 1809074 А1 (57) 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 воэможностью вертикального перемещения, скважина постоянно заполнена глинистым раствором, а затвор выполнен в виде полого цилиндра со съемной крышкой. 1 ил.

Передовую скважину бурят в подготовительный период строительства шахты в пре- Я делах проектного сечения ствола 1.

Скважина 2 должна иметь диаметр 1,4-1,6 м и глубину, превышающую глубину ствола 1 на 15 вЂ” 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 вы- 00 шележащего столба глинистого раствора С) уравновешивает горное давление пород и 0 гидростатическое давление подземных С) вод). 4

Затвор 4 должен иметь несколько мень- р ший 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 по формуле:

Н»т = Кр 1-шп + 2, м, где H»T вЂ” высота полого цилиндра 5, м, 1809074

Kp вЂ” коэффициент разрыхления породы, К л вЂ” 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 грузоподьемности подъемных машин,.одна из обычно применяемых двух бадей 10 должна быть. снабжена в нижней части впускным клапаном (не показан) для откачки воды, скапливающеся в передовой скважине 2 и лишнего глинистого раствора 3, Существующие зазоры между 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 вер1 икального ствола

1 заключается в следующем. В момент взрыва затвор 4 располо:кен в передовой скважине 2, ниже зоны взрыва после взрыва затвор 4 перекрывает с: чение скважины 2 и препятствует поступлению породы 11 в нее, тем самым защищая станки 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 любой точке скважины 2 горное давление пород и гидростатическое давлени 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 породы 11, а низвЂ” в скважине 2, в этом полож .нии 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 11.5 м, После этого начинают спуск цилиндра

5. В поло>кении, когда верхняя кромка цилиндра 5 будет расположена ниже уровня породы 11 в забое ствола, порода 11 под воздействием собственного веса будет ссыпаться внутрь цилиндра 5 и соответственно

Формула изобретения

Способ проходки вертикальных шах40 тных стволов, включающий бурение передовой скважины, установку полого цилиндрического затвора в устье передовой скважины, расширение передовой скважины буровзрывными работами, подъем за45 твора и выемкупороды,отл ича ющийс 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 предполага-. емой зоны взорванной породы, затем поднимают крышку затвора, а выемку породы осуществляют бадьей, спущенной в за55 твор, который затем опускают ниже уровня взорванной породы.

35 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; вЂ” способ позволяет организовать выдачу взорванной породы.из забоя ствола на поверхность земли по проходимому стволу, вЂ” 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 воэможность 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.

1809074

Составитель С.борщевский

Техред М,Моргентал Корректор А.Мотыль

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1268 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Способ проходки вертикальных шахтных стволов

Установка для разметки и направленного бурения вертикальных скважин // 1590551

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к установкам для разметки и бурения вертикальных скважин в подъемных условиях

Устройство для проходки вертикальных стволов // 1479654

Изобретение относится к подземному строительству

Устройство для поддержания крепи ската // 1257183

Устройство для механизации проходки вертикальных стволов шахт // 1146455

Вертикальный щит для проходки стволов шахт // 981611

Проходческий комплекс для сооружения вертикальных горных выработок // 977788

Стволовая бурильная установка // 973847

Агрегат для бурения цилиндрических шахт // 934018

Вертикальный щит // 929849

Проходческий щит // 2150582

Изобретение относится к области подземного строительства, а именно к проходческим щитам, и может быть использовано при строительстве тоннелей различного назначения на участках с различными видами грунта

Буровое устройство для проходки шахтных стволов и способ проходки шахтного ствола // 2358107

Стволопроходческая машина // 2442897

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к стволопроходческой машине

Способ проходки неглубоких шахтных стволов // 2098629

Установка для расширения вертикальных камер, выработок и других сооружений // 2020238

Изобретение относится к проходческой технике, в частности к установкам для расширения вертикальных камер, выработок и других сооружений

Способ проходки горизонтальной или наклонной подземной горной выработки и проходческий комбайн для осуществления способа // 2490467

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при строительстве подземных выработок

Способ строительства вертикальной выработки буровзрывным способом с тюбинговой обделкой и проходческий комплекс для осуществления способа // 2493367

Предложенное изобретение относится к области горного дела и позволяет обеспечивать качественную и быструю проходку подземных горных выработок различного назначения. Технический результат направлен на обеспечение качественной и быстрой проходки горных выработок различного назначения за счет совместного использования оборудования, выполняющего разные функции, в том числе качественную проходку неоднородных грунтов и горных пород, и повышение качества сооружения тюбинговых крепей. Способ проходки вертикальной горной выработки включает последовательность операций, выполняемых посредством оборудования, установленного на одном проходческом комплексе: бурение грунта или горной породы с использованием по меньшей мере одного бурового агрегата на манипуляторе, экскавацию грунта или горной породы с использованием по меньшей мере одного ковша. Сооружение тюбинговой крепи с использованием самоходного полка проходческого. Проходческий комплекс, выполнен на единой подвижной платформе с расположенным на ней проходческим оборудованием, включающим по меньшей мере один буровой агрегат на основе гидроперфоратора, размещенный на манипуляторе, по меньшей мере два распорных домкрата, по меньшей мере одну стрелу ковша экскаватора, по меньшей мере самоходный проходческий полок. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 5 ил.

Способ сооружения технологического отхода вертикального шахтного ствола и устройство для осуществления способа // 2539454

Предлагаемое изобретение относится к области горного дела, а именно к способу и устройству для сооружения технологического отхода вертикального шахтного ствола. Технический результат направлен на ускорение проходки технологического отхода от сооружения устья до сооружения крепи технологического отхода. Способ включает монтаж проходческого копра, проходку ствола по меньшей мере одним шахтным миниэкскаватором со сменным гидромолотом. Тюбинговую обделку ствола осуществляют с использованием агрегата, перемещающегося в стволе, причем монтаж тюбингов выполняют с использованием по меньшей мере одного тюбингового гидрозахвата с противовесом, располагаемого на кран-балке, перемещаемой кошками с ручным приводом. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Комплекс для сооружения вертикальных стволов // 2556764

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано в шахтном, рудном, горно-химическом и промышленном подземном строительстве в различных горно-геологических условиях. Техническим результатом является повышение эффективности работы устройства путем рационального размещения рабочего оборудования и сокращения сроков проходки, Комплекс включает двухъярусный проходческий полок с механизмом перемещения, каретку, механизм разработки грунта, механизм погрузки грунта и механизм укладки тюбингов. Согласно изобретению снабжен монтажным кольцом, а механизм перемещения проходческого полка выполнен в виде телескопической системы, состоящей из телескопических домкратов, опирающихся на монтажное кольцо. При этом проходческий полок в своей средней части снабжен наружной обоймой и внутренней обоймой и имеет центральный гидродомкрат, цилиндр которого жестко связан с этажом полка, а штоком шарнирно с внутренней обоймой. Причем на внутренней обойме закреплено устройство для размещения механизмов разработки грунта, выполненное в виде поворотного полого цилиндрического колпака, соединенного шарнирно в верхней и нижней частях с внутренней обоймой. На внешней стороне колпака установлены парные проушины для монтажа проходческого оборудования, двигатель вращения с шестерней вращения колпака, которая входит в зацепление с зубчатым колесом, установленным жестко на внутренней обойме, а колпак в нижней части внутренней стороны жестко связан с поддоном, который в центральной части шарнирно связан с внутренней обоймой. Причем поворотное устройство установлено с возможностью перемещения по столу посредством роликов. 6 ил.

Способ сооружения шахтного ствола, стволопроходческий комбайн, породоразрушающий агрегат и устройство для возведения армирующей крепи (варианты) // 2592580

Изобретения относятся к области горного дела, а именно к технологии строительства вертикальных шахтных стволов горных предприятий и горнопроходческому оборудованию для ее осуществления. В способе сооружения шахтного ствола каждый этап разработки забоя в глубину и уборки разрушенной породы осуществляют независимо от этапов сборки и установки армирующей крепи. Разработку забоя и уборку разрушенной породы осуществляют одновременно и раздельно в технологически самостоятельных зонах в течение всего процесса разработки. Между каждым этапом разработки забоя в глубину и уборки разрушенной породы и соответствующим ему этапом сборки и возведения армирующей крепи поддерживают запас хода технологического оборудования в виде разработанного в глубину забоя и/или зазора для формирования последующего шага сборки и возведения армирующей крепи в размере по меньшей мере одного шага возведения армирующей крепи. При этом запас хода технологического оборудования достигается за счет оснащения монтажной рамы опорными домкратами, которые имеют возможность взаимодействовать с забойной рамой. Стволопроходческий комбайн включает смонтированный на забойной раме породоразрушающий агрегат для разработки забоя и погрузки разрушенной породы и расположенное над ним устройство для возведения армирующей крепи, включающее монтажную раму, которая расположена относительно забойной рамы с возможностью сближения в процессе работы, исключающего их физический контакт. В породоразрушающем агрегате забойная рама содержит поворотное основание и в своей нижней части снабжена расположенными по периметру и направленными вниз опорными домкратами с независимыми рабочими приводами. Поворотное основание со стороны, противоположной размещению цапфы с породоразрушающим органом, содержит сквозное окно, оснащенное поворотным кронштейном, на котором закреплен погрузочный орган с ломающейся стрелой и ковшом. Причем вылет стрелы выполнен с возможностью выхода ковша за пределы забойной рамы при любом положении поворотного основании. Поворотный кронштейн погрузочного органа расположен в центре поворотного основания, а породоразрушающий и погрузочный органы выполнены с возможностью вести разработку забоя и уборку разрушенной породы одновременно и раздельно в технологически самостоятельных зонах в течение всего процесса разработки. В первом варианте устройства для возведения армирующей крепи монтажная рама содержит поворотный полок, в средней части которого имеется поворотный кронштейн с закрепленной на нем ломающейся стрелой с оконечником. Причем вылет стрелы выполнен с возможностью выхода оконечника за пределы монтажной рамы при любом положении поворотного кронштейна, при этом монтажная рама в своей нижней части включает расположенные по периметру направленные вниз опорные домкраты, выполненные с возможностью одновременного ступенчатого перемещения, или в своей верхней части включает элементы крепления подвесных канатов тяговых лебедок. Во втором варианте устройства для возведения армирующей крепи монтажная рама имеет стационарный полок и в своей нижней части снабжена расположенными по периметру направленными вниз опорными домкратами. Изобретения увеличивают скорость проходки вертикальных шахтных стволов и стабилизируют качество возведения армирующей (гидроизолирующей) тюбинговой и/или бетонной крепи. 5 н. и 16 з.п. ф-лы, 12 ил.