Продолжение таблицы 1 8 глава

Изготавливается серийно с 1988 г.

Разработчик – ОАО "ЦНИИподземмаш".

Изготовитель – ОАО "Горловский машиностроительный завод им. С.М. Кирова".

2.15 Забойные насосы

2.15.1 Турбонасос забойный Н-1м

Предназначен для местного водоотлива при проведении горизонтальных и наклонных горных выработок и при проходке вертикальных стволов шахт.

Технические характеристики Н-1м:

Подача, м /ч..........................................
Напор, МПа............................................	0,4
Привод:
тип......................................................	Пневматическая турбина
рабочее давление воздуха, МПа......	0,45-0,5
мощность кВт....................................	5,2
частота вращения вала, мин ..........
расход воздуха, м /мин....................
Диаметр, мм
рукава для воздуха...........................
рукава для воды................................
Габаритные размеры, мм......................	330x490x450
Масса, кг.................................................

Турбонасос Н-1м (рисунок 79) состоит из рабочего колеса 1, корпуса 2, ротора с венцом 3 и крышки 4. Венец ротора с литыми торцовыми лопатками закреплен на стакане ротора. Внутри стакана размещены две подшипниковые опоры. Крышка выполнена как одно целое с ручкой, внутри которой проходит выхлопной канал. Рабочее колесо находится в нижней части корпуса в специальном отводе. На всасывающей стороне установлены раструб и сетка всасывания. К патрубку отводного канала подсоединяются водонапорный рукав и рукав, подводящий воду от напорного патрубка к сильфону клапана. В верхней части корпуса насоса имеется прилив, в котором размещены два сопла и прикреплен узел клапана автоматического выключения насоса. К штоку клапана подсоединен сильфон, а к крышке насоса снизу через штуцер крепится рукав для подвода воды из отводного канала. Рукав для воздуха крепится к корпусу клапана через ниппель. Сжатый воздух из сети подводится к турбине, которая вращает рабочее колесо и вода, поступающая через сетку всасывания, направляется в специальный отводящий канал и диффузор, а дальше по рукаву – в водосборник. Выхлоп отработанного воздуха происходит через канал, расположенный в ручку крышки. Камера сильфона с помощью рукава соединена с напорным патрубком для удержания клапана в открытом состоянии. Автоматическое отключение насоса произойдет, если насос откачает всю воду или сетка всасывания обнажится.

Рисунок 79 – Турбонасос забойный Н-1М

Изготовитель – ОАО "Ясногорский машиностроительный завод".

2.15.2 Насос пневматический водоотливной НПВ-1.У5

Предназначен для откачки чистых и загрязненных вод, содержащих до 20 % твердых частиц, из забоев при проведении подземных горных выработок, зумпфов, водосборников, котлованов и карьеров.

НПВ-1.У5 применяется в шахтах любой категории по газу и пыли при наличие пневмоэнергии.

Насос (рисунок 80) состоит из металлического корпуса 1, системы клапанов 2, механизма управления 3, сопловой системы перемешивания и вытеснения 4.

Принцип действия заключается в периодическом всасывании загрязненной воды в корпус и последующим вытеснении ее под действием сжатого воздуха в нагнетательный трубопровод.

Под давлением сжатого воздуха вода вытесняется в нагнетательный трубопровод и ее уровень в корпусе насоса понижается, а поплавок опускается до тех пор, пока стержень не нажмет на штоки и не отведет клапаны в нижнее положение, после этого сжатый воздух поступает в эжекторы. В корпусе насоса создается разряжение, и цикл повторяется.

Технические характеристики НПВ-1.У5:

Подача (в зависимости от высоты нагнетания, дм /с...................................................	2,8-5,5
Максимальная высота нагнетания, м........
Давление сжатого воздуха, МПа..............	0,45-0,55
Расход сжатого воздуха, дм /с.................	25-33
Высота всасывания, м...............................	До 1,2
Основные размеры, мм.............................	1105x410x625
Масса, кг....................................................

Аналогом является насос типа НЗВ-2, по сравнению с которым НПВ-1.У5 имеет преимущество в надежности и эффективности работы при откачке воды с содержанием твердого до 20% по весу.

Рисунок 80 – Насос НПВ-1.У5

Благодаря простоте конструкции, надежности в работе и удобству в монтаже и эксплуатации насос НПВ-1.У5 рекомендован к применению в угольных бассейнах страны как на строящихся, так и на эксплуатируемых шахтах и в других отраслях промышленности.

Разработчик – ОАО "НИИОМШС".

2.15.3 Подвесные проходческие насосы типа ППН

Предназначен для откачки шахтных вод.

Насос ППН-50-12М (рисунок 81) состоит из насосного узла 1, электродвигателя 2, рамы с подвесным устройством, регулирующей задвижки, обратного клапана, напорных труб, заливочного устройства и гибкого рукава с приемной сеткой. Для предохранения нагнетательного трубопровода могут применяться клапаны-гасители гидравлических ударов конструкций ОАО "Донуги" и ОАО "ЦНИИподземмаша".

Во избежании потери чувствительности из-за коррозии деталей клапанов, седла и шарики изготавливают из нержавеющих материалов. Площадь предохранительного клапана-гасителя должна составлять не менее 20% площади сечения нагнетательного трубопровода. В случае необходимости для обеспечения указанного соотношения устанавливаются два клапана-гасителя. В крышке обратного клапана имеется пробковый кран для периодической промывки полости клапана. Над стальным опорным коленом укреплены манометр и кран для выпуска воздуха при заливке насоса. С целью предотвращения возможности вращения электродвигателя в обратном направлении предусмотрен контрреверс пальцевого типа.

Рисунок 81 – Подвесной проходческий насос типа ППН

Технические характеристики насосов типа ППН:

Подача, м /ч................................................
Напор, МПа................................................
Мощность электродвигателя, кВт..............
Напряжение питания, В..............................
Чистота вращения, об/мин..........................
Число рабочих колес..................................
Основные размеры, мм...............................	950x990x6800
Масса, кг......................................................

Изготовитель – Черемховский машиностроительный завод.

2.15.4 Центробежные секционные насосы типа ЦНС

Предназначены для откачивания нейтральных вод с содержанием механических примесей не более 0,2% по массе при размере твердых частиц не более 0,1 мм в угольных шахтах и на рудниках.

При проходке шахтных стволов в перекачных насосных станциях применяются насосы типа ЦНС с подачей 38, 60 и 105 м /ч и соответствующими напорами, обеспечивающие перекачку.

Корпуса этих насосов состоят из отдельных чугунных секций с направляющими аппаратами и двух крышек (всасывания и нагнетания), соединенных стяжными болтами. Рабочие колеса насосов – закрытые, радиального типа. Уплотнение в секциях обеспечивается резиновыми прокладками. Для перекачки кислотной воды насосы изготавливаются из кислотоупорной нержавеющей стали. Осевое усилие в насосах уравновешивается специальным тарельчатым диском или гидравлической пяткой и уплотнительными кольцами.

Насос и электродвигатель монтируются на общей раме и соединяются эластичной муфтой. Напорный патрубок насоса нормально направлен вверх, а всасывающий – горизонтально, перпендикулярно к оси.

Технические характеристики насосов типа ЦНС приведена в таблицах 22 и 23.

Изготовитель – ОАО "Ясногорский машиностроительный завод".

2.16 Забойный перегружатель ЗП-КС

Предназначен для осуществления двухступенчатой погрузки горной массы в забое вертикального ствола машиной 2КС-2У/40 с целью снижения продолжительности и трудоемкости процесса.

Технические характеристики ЗП-КС:

Вместимость перегружателя, м .......	Соответствует вместимости бадьи
Диаметр корпуса, м...........................	Соответствует диаметру бадьи
Днище корпуса..................................	Двухстворчатые с затвором
Привод затвора.................................	Пневмодомкраты
Продолжительность срабатывания затвора, с............................................	4-5
Продолжительность разгрузки, с.....

Таблица 22 – Технические характеристики центробежных насосов типа ЦНС

Показатели	Насосы
ЦНС-38-44	ЦНС-38-66	ЦНС-38-110	ЦНС-38-132	ЦНС-38-44	ЦНС-38-154	ЦНС-38-176	ЦНС-38-198	ЦНС-38-220
Подача, м /ч
Напор, МПа	0,44	0,66	0,88	1,1	1,32	1,54	1,76	1,98	2,2
Кавитационный запас, МПа	0,04
Мощность насоса, кВт
Электродвигатель:
Тип	ВАО51-2	ВАО52-2	ВАО62-2	ВАО71-2	ВАО72-2	ВАО72-2	ВАО72-2	ВАО81-2	ВАО81-2
Мощность, кВт
Частота вращения, об/мин
КПД, %
Масса, кг

Таблица 23 – Технические характеристики центробежных насосов типа ЦНС

Показатели	Насосы
ЦНС-60-50	ЦНС-60-75	ЦНС-60-100	ЦНС-60-125	ЦНС-60-150	ЦНС-60-175	ЦНС-60-200	ЦНС-60-225	ЦНС-60-250
Подача, м /ч
Напор, МПа	0,5	0,75		1,25	1,5	1,75		2,25	2,5
Кавитационный запас, МПа	0,03
Мощность насоса, кВт
Электродвигатель:
Тип	ВАО62-4	ВАО71-4	ВАО72-4	ВАО81-4	ВАО82-4	ВАО82-4	КО 51-4	КО 51-4	КО 51-4
Мощность, кВт
Частота вращения, об/мин
Масса, кг

Забойный перегружатель (рисунок 82) имеет корпус 1 с дужкой и двухстворчатым днищем 2. В двух огражденных отсеках 3 корпуса расположены пневмодомкраты 4, штоки которых связаны со створками днища цепями 5. Рабочие полости пневмодомкратов соединены между собой трубопроводами 6, выведенными к приемному штуцеру 7, к которому присоединяется шланг с краном управления в кабине машиниста.

Рисунок 82 – Забойный перегружатель

Перегружатель 1 навешивается на тельфер 2 второй погрузочной машины (вместо второго грейфера). Во время движения груженой и порожней бадьи по стволу перегружатель загружается горной массой с помощью грейфера первой погрузочной машины без присутствия проходчиков в забое, а затем приподнимается полиспастом 3 тельфера над забоем. В момент касания забоя днищем опускаемой бадьи 4 перегружатель перемещается механизмом вождения на бадью, направляет укладку дужки и разгружается. Затем затвор закрывается, перегружатель отводится от бадьи и опускается на забой для последующей загрузки, а бадья движется на поверхность.

Разработчик – ОАО "ЦНИИподземмаш".

Изготовитель – ОАО "Горловский машиностроительный завод им. С.М.Кирова".

2.17 Бетоноводы

Оборудование для спуска бетонной смеси по трубам (рис. 83) состоит из приемного лотка 1 с вибратором, воронки 2, става труб 4, телескопического устройства 3, тупикового гасителя 5, гибкого бетоновода 6 ("хобота"), приемной воронки на полке и рештака (при использовании для спуска бетонной смеси одного бетоновода).

Рисунок 83 - Общая схема подачи бетонной смеси в ствол

Приемный лоток принимают вместимостью, равной вместимости автосамосвала, и устанавливают у устья ствола. Лоток служит для приема и подачи бетонной смеси в загрузочную воронку. Лоток шарнирно закрепляют на опорной раме, которая анкерами крепится к фундаменту.

Для подачи бетонной смеси в загрузочную воронку лоток после его загрузки поворачивают лебедкой грузоподъёмностью 5 или 10 т в наклонное положение (на угол не менее 70°).

Загрузочная воронка имеет решетку с ячейками 70х70 мм, предотвращающую попадание негабаритных кусков щебня и инородных предметов.

Для бетонопроводов используют стальные трубы длиной 6–12 м из углеродистых сталей марок ст. 4, ст. 5 и легиро­ванные из стали 15ХФ, 20Х с наружным диаметром 168, 180 и 219 мм, толщиной стенок от 8 до 12 мм. Трубы соединяют при помощи фланцев, полумуфт или накладными хомутами.

Бетонопроводы подвешивают к крепи ствола (рис. 84) или к канатам (рис. 85).

Гибкий став собирают из конических патрубков (рис. 86) длиной 500 мм, соединяющихся между собой при помощи канатов или крючков и накидных петель, которые про­пущены через отверстия в угольниках и хомутах подвески. Длина гибкого става определяется расстоянием между опалуб­кой и полком и изменяется от 10 до 20 м.

Анализ всех применяющихся конструкции контейнеров для доставки бетона в ствол показывает, что все они разработаны на базе проходческих бадей различной вмести­мости (от 0,5 до 5 м³). Конструктивно контейнер состоит из корпуса материальной бадьи, внутри которого приварен бункер, имеющий форму усеченного конуса, переходящего книзу в горловину, и механизма для управления затвором (рис. 87).

а – полумуфтное соединение труб; б – соединение труб при помощи накладных хомутов; 1 – визирные планки; 2 – центровочный винт; 3 – став трубы; 4 – отвес; 5 – анкер; б – фаркопф; 7 – тяги; Д – полумуфта, приваренная к трубе; 9 – полухомут

Рисунок 84 - Схема подвески бетонопровода к крепи ствола:

Рисунок 85 – Схема подвески бетонопроводов на канате

а – общий вид; б – конический патрубок при канатном соединении; в – конический патрубок при соединении на петлях; 1 – канаты; 2 – патрубок; 3 – хомут

Рисунок 86 - Гибкий став

1 – отверстие для наполнения; 2 – выходное отверстие с шибером; 3 рычаг шибера; 4 – подвеска

Рисунок 87 - Передвижной ковш для бетонной смеси

2.18 Гаситель скорости движения бетона

Предназначен для снижения скорости движения бетона за опалубку при проходке вертикальных стволов.

Гаситель скорости состоит из расположенного в верхней части опалубки гнезда, приемного кармана, металлических листов и плиты, которая выполняет функции собственного гасителя скорости бетона и защищает опалубку от истирания.

По окончании усадки бетонной смеси, поступающей за опалубку по бетонопроводу на одну заходку, приемный карман и плита демонтируются и складываются до следующей заходки на полке.

Плита заменяется через каждые 20 м крепления ствола.

Разработчик – ОАО " Донецкшахтопроходка".

2.19 Стволовой светильник "Проходка-2"

Предназначен для освещения забоев вертикальных горных выработок при строительстве шахт, опасных по газу и пыли, а так же для освещения полков, пройденной части ствола и околоствольных горных выработок.

Источником света является дуговая ртутная лампа высокого давления с исправленной цветностью типа ДРЛ-125. Для обеспечения требуемого светораспределения установлен отражатель. Светопропускающий элемент – трехслойное защитное стекло повышенной прочности.

Пускорегулирующий аппарат ДБИ-125 ДРЛ/220-В-031-У2 крепится в крышке светильника с помощью пластины, на которой нанесена электрическая схема.

Подача электроэнергии осуществляется кабелем марки ГРШН или КРПСН сечением 3x2,5+1x1,5 или 3x4+1x2 мм , который вводится в корпус светильника через кабельную муфту. Светильник подвешивается к тросу на подвеске.

Технические характеристики светильников "Проходка-2":

Светильник на высоте 8 м обеспечивает освещенность поверхности в радиусе 4 м, равную 20 лк.

Разработчик – ОАО "НИИОМШС".

Изготовитель – ОАО "Прокопьевский завод шахтной автомеханики" (ОАО "ПЗША").

2.20 Технологические коммуникации по стволу

Для выполнения проходческих работ в стволе проклады­вают кабели: взрывания, освещения, сигнализации, связи, блокировки, силовой и сигнальный для перекачных водоотливных установок и трубопроводы: вентиляции, сжатого воздуха, водоотлива, цементации и подачи бетонной смеси [3].

Кабели, как правило, подвешивают на канатах некрутящейся конструкции и крепят специальными зажимами, кото­рые устанавливают через 6 м (канаты удерживают лебедками, расположенными на поверхности у ствола).

Силовые, сигнальные и телефонные кабели перекачных водоотливных установок прокладывают на кронштейнах, которые крепят к стенке ствола через 5 м с проходческого полка по мере проходки ствола.

Для трубопроводов вентиляции, сжатого воздуха, водоотлива и подачи бетонной смеси, как правило, применяют жесткую подвеску (к крепи ствола).

Вентиляционные ставы труб монтируют из металлических труб диаметром 0,3– 1,2 м (в глубоких стволах диаметром 1 – 1,2 м) с толщиной стенки 2 – 2,5 мм и длиной 3; 3,5; 4 м. Масса 1 м трубы 32 – 73 кг. Трубы соединяют на фланцах болтами. Стыки уплотняют прорезиненными прокладками толщиной не менее 8 мм.

Вентиляционные ставы труб подвешивают на канатах (рис. 88, а) или к крепи ствола (рис. 88, б), а при проходке ствола с одновременным армированием – к расстрелам. При подвеске труб на канатах наращивание их производят на поверхности. Недостаток этого способа – большой расход канатов.

Для подвески става труб к крепи бурят шпуры длиной 0,6 – 0,8 м и вставляют в них анкеры, к которым винтами крепят хомуты вентиляционных труб. Став труб наращивают снизу.

В нижней части ставов металлических вентиляционных труб (на участке ниже подвесного полка) монтируют гибкие ставы из прорезиненных труб диаметром 0,3 – 1 м, длиной 5, 10 и 15 м.

Подачу сжатого воздуха от компрессорной станции к стволу и по стволу до подвесного полка производят по стальным водогазопроводным сварным трубам диаметром 100 мм или стальным бесшовным горячекатаным трубам диаметром 150 – 200 мм. Трубы на поверхности соединяют электросваркой, в стволе – свободными фланцами, между которыми устанавливают прокладки из паронита, асбеста и других материалов, устойчивых к воздействию тепла, влаги и масла.

В стволе ставы труб подвешивают на канатах или к крепи ствола (рис. 89). Ставы труб на уровне подвесного полка заканчиваются воздухораспределителем.

Рисунок 88 - Способы подвески става вентиляционных труб

1 – анкер; 2 - хомут; 3 - подвеска; 4 - упор   Рисунок 89 - Схема подвески труб сжатого воздуха к крепи ствола:

3 альбом новых ТЕХНОЛОГИй сооружения ВЕРТИКАЛЬНЫХ ШАХТНЫХ СТВОЛОВ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЙ темпы проходки,

превышающие нормативные в 2–3 раза

3.1 технологические схемы проходки вертикальных шахтных стволов

Проходка вертикальных стволов ведется по различным технологическим схемам, обусловленным характером оснащения, выбором проходческого оборудования, горно-геологическими условиями и др. [1, 7]. Наибольшее распространение имеет классификация технологического процесса проходки стволов, исходя из последовательности работ по подвиганию забоя и возведению постоянной крепи. В зависимости от этих работ выделяют следующие схемы проходки стволов: последовательную, совмещенную и параллельную [1, 5].

Технологическая схема отражает взаимосвязь и последовательность выполнения отдельных операций проходческого цикла, а продолжительность их выполнения – уровень механизации этих операций, маневренность машин и механизмов, их надежность, наличие или отсутствие трудоемких вспомогательных операций и доли ручного труда в общем цикле проходки.

В связи с низкими технологическими возможностями последовательной схемы проходки вертикальных стволов данная схема в настоящей работе не рассматривается.

Совмещенная схема характеризуется производством работ по выемке породы и возведению постоянной крепи непосредственно в призабойном пространстве ствола вслед за подвиганием без применения временной крепи. Эта схема является простой и универсальной, так как обеспечивает комплексную механизацию проходческих работ, высокую их экономическую эффективность. Совмещенная схема сооружения ствола показана на рисунке 90.

По данным статистики, совмещенная технологическая схема проходки стволов получила наибольшее распространение в России и странах СНГ. Эта схема и применяемое оборудование позволяют получить стабильную техническую скорость проходки ствола 75 м/мес. При высоком уровне организации работ достигается скорость проходки до 260 м/мес.

Вместе с тем наблюдаются серьезные недостатки, влияющие на технико-экономический уровень и качество проходки стволов по этой схеме, к которым можно отнести невозможность полного совмещения во времени операции по выемке породы и возведению постоянной крепи.

При возведении монолитной бетонной крепи из быстротвердеющего бетона непосредственно за подвиганием забоя в глубоких стволах возникают значительные нагрузки за счет конвергенции вмещающих пород, которые неблагоприятно влияют на крепь и могут привести к ее разрушению. Исходя из законов механики горных пород, постоянная крепь ствола должна сооружаться на расстоянии от забоя, не менее чем вдвое превышающем диаметр ствола. Это необходимо, чтобы на большой глубине перед креплением происходила достаточная конвергенция пород, и тем самым обеспечивалось предохранение крепи от повреждения при смещениях пород. При совмещенной схеме проходки вокруг ствола устанавливается от 20 до 22 лебедок различного назначения и мощности (рисунок 91).

а) Фаза № 1 – спуск бурового оборудования, бурение шпуров;

б) Фаза № 2 – подъём бурового оборудования, подъём подвесного полка на взрывобезопасную высоту (30м), спуск ВВ, заряжание, взрывание, проветривание;

в) Фаза № 3 – спуск подвесного полка, подготовка погрузочной машины 2КС-2у/40 к работе, уборка взорванной породы (I-фаза погрузки), отрыв и перемещение опалубки на следующую заходку, установка и центровка секционной опалубки, бетонирование на заходку 1 м, выдержка бетона;

г) Фаза № 4 – уборка взорванной породы (II-фаза погрузки), бетонирование на всю высоту опалубки

Рисунок 90 – Технологическая схема проходки вертикального ствола
по совмещенной схеме с бетонной крепью

Рисунок 91 – Схема расположения оборудования вокруг ствола при совмещенной схеме