Околоствольные дворы

Околоствольным двором называется совокупность протяженных выработок и камер, примыкающих к шахтным стволам и предназначенных для обслуживания подземного хозяйства шахты. Околоствольный двор выполняет роль подземной узловой станции, на которую поступает весь груз, подлежащий выдаче на поверхность, и с которой отправляются составы порожних вагонеток, материалы и оборудование к обычным и подготовительным участкам.

Требования, предъявляемые к околоствольным дворам:

- обеспечение проектной мощности шахты;

- минимальная продолжительность маневровых работ;

- компактность выработок и крепление их долговременной и прочной крепью;

- минимальная трудоемкость работ при максимальной их энерговооруженности;

- минимальная стоимость сооружения;

- безопасность и комфортность работ;

- экономичность привязки.

Околоствольные дворы классифицируются по следующим признакам.

1.По типу применяемых вагонеток:

- с обычной технологией (глухие вагонетки);

- с новой технологией (вагонетки с донной разгрузкой).

2.По количеству обслуживаемых стволов:

- при одном стволе;

- при двух стволах;

- при трех стволах.

3.По типу обслуживаемых стволов:

- при вертикальных стволах;

- при наклонных стволах.

4.По виду подъемов:

- с клетевым подъемом;

- со скиповым подъемом;

- с клетевым и скиповым подъемом;

- с клетевым и гидроподъемом.

5.По принципу движения грузовых и порожняковых составов:

- круговые;

- петлевые;

- челноковые;

- тупиковые.

6.По расположению ветвей двора к главной откаточной выработке:

- параллельные;

- перпендикулярные;

- диагональные.

Круговой околоствольный двор отличается от челнокового тем, что в первом вагонетки движутся вперед все время одной и той же лобовой стенкой, в то время как в челноковом они меняют нап-равление своего движения: движутся вперед вначале одной лобовой стенкой, а затем другой. Круговой и челноковый околоствольные дворы предназначены для приема грузов с двух сторон ствола, петлевые и тупиковые – с одной стороны. Круговой односторонний двор называется петлевым, а челноковый односторонний – тупиковым.

Технологические схемы перечисленных околоствольных дворов с указанием направлений движения в них груженных и порожних составов представлены на рис. 2.43 – 2.48.

направление движения груженных составов;

направление движения порожних составов

Рисунок 2.43 – Круговой параллельный околоствольный двор

Рисунок 2.44 – Петлевой околоствольный двор

Рисунок 2.45 – Челноковый околоствольный двор

Рисунок 2.46 – Тупиковый околоствольный двор

Рисунок 2.47 – Перпендикулярный околоствольный двор

Рисунок 2.48 – Диагональный околоствольный двор

Достоинства круговых и петлевых околоствольных дворов: компактное расположение выработок, простые маневры с составами, простая привязка к конкретным горно-геологическим условиям.

Их недостатки: большое количество криволинейных выработок и закруглений пути, сложность проведения и эксплуатации криволинейных выработок, недостаточное использование главной откаточной выработки.

Достоинства челноковых и тупиковых околоствольных дворов: прямолинейность выработок, удобное расположение оборудования, максимальное использование главной откаточной выработки.

Их недостатки: сложные маневры с составами, невысокая пропускная способность, сложная привязка к конкретным горно-геологическим условиям из-за большой длины прямолинейных выработок (500-700 м).

Ветви околоствольных дворов:

- скиповые угольные и порожняковые;

- скиповые породные грузовые и порожняковые;

- клетевые входные (для составов, поступающих с участков) и выходные (для составов, отправленных на участки);

- обгонные.

В околоствольных дворах с новой технологией скиповые ветви являются общими для угля и породы. Вагонетки с углем и породой разгружаются над угольными и породными ямами, расположенными на одной прямой на некотором расстоянии друг от друга.

Основным достоинством околоствольных дворов с новой технологией является их увеличенная пропускная способность за счет резкого сокращения маневровых работ (электровоз движется в голове состава над разгрузочными ямами).

Расположение камер и протяженных выработок в около-ствольных дворах представлено на рис.2.49.

Выработки околоствольных дворов должны быть закреплены такими видами крепи, которые не требуют существенного ремонта в течение всего срока службы: монолитным бетоном, сборным железобетоном, реже – металлом, а отдельные сопряжения – железобетоном.

Камеры центральной электроподстанции и главного водоотлива располагаются, как правило, у клетевого ствола и примыкают друг к другу. Между ними устанавливается герметическая противопожарная дверь.

Камера главного водоотлива в соответствии с требованиями действующих ПБ должна быть оборудована тремя насосными агрегатами, один из которых находится в работе, другой – в резерве и третий – в ремонте. Она соединяется с клетевым стволом водотрубным ходком, служащим одновременно запасным выходом. Угол наклона

1 – скиповой ствол; 2 – клетевой ствол; 3 – угольная разгрузочная яма; 4 – породная разгрузочная яма; 5 – камера ожидания; 6 – камера медпункта; 7 – камера центральной электроподстанции; 8 – камера главного водоотлива; 9 – водотрубный ходок; 10 – водосборники; 11 – камера осветляющих резервуаров; 12 – камера обезвоживающей установки; 13 – депо противопожарного поезда; 14 – гараж-зарядная; 15 – ремонтная мастерская; 16 – камера выпрямительной подстанции; 17 – склад взрывчатый материалов; 18 – путь для стоянки пассажирского состава; 19 – санузел; 20 – вентиляционная сбойка.

Рисунок 2.49 – Камеры и выработки околоствольных дворов

ходка должен быть не более 30⁰, его сопряжение с клетевым стволом располагается выше пола насосной камеры не менее, чем на 7 м. С клетевой ветвью околоствольного двора камеры центральной электроподстанции и главного водоотлива соединяются горизонтальными ходками с герметической и решетчатой дверьми.

В соответствии с требованиями действующих ПБ водоотливные установки должны иметь водосборники, состоящие не менее чем из двух выработок. Емкость водосборников главного водоотлива должна быть рассчитана не менее чем на 4-часовой нормальный приток.

Склад ВМ камерного типа должен располагаться не ближе 100 м от стволов. Он и зарядная камера электровозного депо должны проветриваться обособленной струей воздуха за счет общешахтной депрессии.

В камере противопожарного поезда находится состав (поезд) со средствами и материалами для тушения и локализации подземных пожаров.

На шахтах, особо опасных в пожарном отношении, устраивается камера горноспасательного пункта, которая располагается вблизи депо противопожарного поезда.

Объем околоствольных дворов состоит из объема протяженных выработок и объема камер и колеблется от 5 до 40 тыс.м³ в свету, что составляет 7-15% общего объема горных выработок, проводимых на момент сдачи шахты в эксплуатацию. Продолжительность же строительства околоствольных дворов составляет в среднем 60% от продолжительности строительства шахты (из-за сложной конфигурации выработок и большого числа камер, для проходки которых не создано средств комплексной механизации). Объем около- ствольного двора в свету для шахт, вскрытых вертикальными стволами, при ориентировочных расчетах может быть определен по формуле Ф.Т.Скуйбина:

(2.6)

где А_год. – годовая проектная мощность шахты, т.

Для шахт, вскрытых наклонными стволами, ее можно определить по формуле:

(2.7)

Схемы привязки кругового перпендикулярного (а), петлевого (б) и кругового параллельного околоствольных дворов при вскрытии свиты пластов представлены на рис.2.50.

Рисунок 2.50 – Схемы, поясняющие экономичность привязки ОКД к конкретным горно-геологическим условиям

Экономичность привязки околоствольного двора оценивается степенью использования транспортной вскрывающей выработки как его части. В большинстве случаев наиболее экономичным является параллельный круговой околоствольный двор, так как вся его грузовая ветвь является частью главной вскрывающей выработки. Однако при вскрытии свиты пластов с незначительным расстоянием между ними более экономичным может оказаться петлевой или круговой пер-пендикулярный двор. Это связано с тем, что параллельный около- ствольный двор в этом случае пересечет своими выработками отдельные пласты. С квершлага при этом необходимо будет проводить дополнительные заезды, объем которых может быть очень большим, а их прохождение экономически невыгодным по сравнению с петлевым или перпендикулярным двором, которые не требуют большого расстояния между пластами.

При вскрытии крутых и крутонаклонных пластов, когда стволы располагаются в лежачем боку свиты, наиболее экономичны и целесообразны петлевые околоствольные дворы.

При вскрытии горизонтального пласта наиболее экономичным является параллельный околоствольный двор, при котором участки штреков главных направлений используются в качестве грузовых и порожняковых ветвей.

Околоствольные дворы при наклонных стволах дешевле, чем при вертикальных, так как они меньше по объему и закреплены более дешевой крепью (в силу меньшего срока их службы).

Околоствольный двор на шахте с гидравлической добычей угля представлен на рис.2.51.

Особенностями околоствольных дворов на шахтах с гидродобычей являются:

- большой удельный вес камер;

- меньший суммарный объем околоствольного двора;

- уголь поступает в околоствольный двор в виде пульпы по желобам;

- рельсовый транспорт выполняет вспомогательные операции по доставке оборудования и материалов;

1 – главный ствол; 2 – вспомогательный ствол; 3 – пульпо-водосборник; 4 – камера электроподстанции; 5 – камера дугового сита

Рисунок 2.51 – Схема околоствольного двора на шахтах с гидравлической добычей угля

- камеры главного водоотлива заменены камерой центрального гидроподъема, водосборники-пульпосборниками