СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ СТВОЛА ВЕРТИКАЛЬНОЙ ГОРНОЙ ВЫРАБОТКИ И АРМИРОВОЧНЫЙ АГРЕГАТ ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБА
METHOD FOR ERECTION OF STEEL CONSTRUCTIONS OF VERTICAL MINE OPENING SHAFT AND ARMORING UNIT FOR IMPLEMENTATION OF THE METHOD

Изобретение относится к области горного дела и предназначено для монтажа металлоконструкций армировки ствола вертикальной горной выработки.
Известно устройство для подвески полка при проходке глубоких стволов (патент РФ №2292458, 27.01.2007 г.), содержащее полок из двух частей (верхней и нижней), шкивы, лебедки, каждая из которых соединена с полком канатом по полиспастной схеме подвески посредством гидроцилиндра, закрепленного на полке, штоковая полость которого соединена со штоковыми полостями других гидроцилиндров, балки, размещенные над полком, с жестким закреплением их в стволе и возможностью переустановки по мере углубки ствола, при этом каждая балка снабжена шкивами, огибаемыми канатами полиспастной подвески.
Указанное устройство используется для проведения буровзрывных работ, в связи с чем оно является громоздким и тяжелым. Данное конструктивное решение с использованием двух двухбарабанных лебедок и балок нацелено на обеспечение равномерной нагрузки на канаты, которые должны выдерживать весь процесс проведения буровзрывных работ. Разделение полка на верхнюю и нижнюю части также предназначено для повышения надежности работы канатов, но не для их функционального использования с точки зрения монтажа металлоконструкций армировки ствола. То есть указанный полок не является армировочным. Таким образом, указанное устройство возможно использовать для возведения металлоконструкции ствола вертикальной горной выработки, однако это увеличит срок его строительства и отразится на повышении трудозатрат и стоимости проведения работ в целом.
В качестве ближайшего аналога предлагаемого изобретения может быть выбран механизированный комплекс для проходки вертикальных стволов горных предприятий, используемый при сооружении горной выработки (патент РФ №137573, 20.02.2014 г.), имеющий стволопроходческий агрегат с опорными гидроцилиндрами (домкратами) для перемещения по стволу отдельно (независимо) от проходческого полка, перемещающегося в стволе при помощи тяговых лебедок и имеющего оборудование для отгрузки из забоя ствола разрушенной породы.
Указанная конструкция позволяет увеличить темпы строительства ствола вертикальной выработки за счет раздельного перемещения стволопроходческого агрегата и проходческого полка. Стволопроходческий агрегат имеет гидроцилиндры, закрепленные на опорном кольце для монтажа тюбинговых колец, проходческий полок также представляет собой единую массивную конструкцию, что приводит к необходимости использования дополнительного оборудования для обеспечения равномерной нагрузки на канаты и перемещения агрегата в целом, в связи с чем темпы строительства также оказываются недостаточными. К тому же, в данном случае монтаж ярусов металлоконструкций и проводников ведется последовательно, что является наиболее распространенным вариантом строительства ствола вертикальной горной выработки у аналогичных конструкций вообще, что в итоге также затягивает процесс строительства ствола вертикальной горной выработки.
Техническим результатом заявленного изобретения является обеспечение дальнейшего повышения темпов возведения металлоконструкций ствола вертикальной горной выработки за счет уменьшения веса конструкции и одновременного монтажа ярусов металлоконструкций и проводников.
Указанный технический результат достигается за счет использования армировочного агрегата для возведения металлоконструкций ствола вертикальной горной выработки, который содержит верхний армировочный полок с подвеской на копровых лебедках по полиспастной схеме, нижний армировочный полок с подвеской на коушах, причем верхний и нижний полки оснащены грузоподъемными устройствами и выполнены с возможностью перемещения относительно друг друга.
Наличие верхнего и нижнего армировочных полков, выполнение верхнего армировочного полка с подвеской на копровых лебедках по полиспастной схеме, а также нижнего армировочного полка с подвеской на коушах позволяет уменьшить количество используемых канатов и шкивов, обеспечить равномерную нагрузку на используемые канаты и шкивы, тем самым облегчив вес конструкции в целом, что способствует повышению скорости перемещения агрегата по стволу горной выработки. Для его перемещения достаточным является использование только одной двухбарабанной лебедки. Также оснащение верхнего и нижнего полков грузоподъемными устройствами, возможность их перемещения относительно друг друга позволяют выполнить дополняющие друг друга функции по монтажу металлоконструкции армировки ствола и монтажу проводников, то есть вести указанный монтаж одновременно, что повышает темпы выполнения работы на отдельном участке ствола. В итоге, повышаются общие темпы строительства ствола вертикальной горной выработки.
Верхний и нижний полки выполнены двухъярусными и оснащены грузоподъемными устройствами, включающими электрические лебедки, консольно-поворотные краны с ручным приводом для монтажа металлоконструкций ярусов и проводников, ручные шестеренчатые стационарные тали, а также оснащены лядами с пневмоприводом.
Предложенный армировочный агрегат для возведения металлоконструкций, изображенный на чертеже, состоит из верхнего армировочного полка 1 и нижнего армировочного полка 2 с их перемещением на канатах и шкивах 3, что обеспечивает оперативное проведение необходимых работ по возведению металлоконструкций. Для подвески верхнего армировочного полка 1 использована полиспастная схема 4 с использованием двух копровых лебедок, что обеспечивает надежное перемещение всего агрегата в составе верхнего 1 и нижнего 2 армировочных полков. Для подвески нижнего армировочного полка 2 на верхнем армировочном полке 1 использованы четыре коуша 5, например известные по надежности коуши клиновые безжилковые типа ЗККБ. Таким образом, верхний 1 и нижние 2 армировочные полки, а также агрегат в целом перемещаются в вертикальном стволе к местам проведения работ.
В верхнем 1 и нижнем 2 полках выполнены ляды 6, служащие для пропуска бадей и иного оборудования, для управления открытием и закрытием лядов 6. Для обеспечения надежности использован пневматический привод - пневмоцилиндры 7, например, типа Camozzi. Верхний 1 и нижний 2 армировочные полки оснащены всем необходимым оборудованием - грузоподъемными устройствами для перемещения и монтажа металлоконструкций. Например, отработан следующий комплект грузоподъемных устройств: две электрические лебедки, например, типа Beta Proline, семь ручных шестеренчатых стационарных талей для поднятия защитных козырьков, например, типа ТРШСК-0.5. Также нижний армировочный полок 2 имеет консольно-поворотный кран 8, служащий для монтажа металлоконструкций ярусов и разгрузки грузоподъемного оборудования, а верхний армировочный полок 1 имеет консольно-поворотный кран 9, служащий только для монтажа проводников.
Армировочный агрегат подвешен на канатах и шкивах 3 за верхний армировочный полок 1, который имеет подвеску на копровых лебедках по полиспастной схеме 4. Нижний армировочный полок 2 с подвеской на коушах связан с верхним армировочным полком 1. Таким образом, снижается количество канатов, лебедок и другого дополнительного оборудования на поверхности, которые необходимы для размещения верхнего 1 и нижнего 2 армировочных полков в стволе вертикальной горной выработки.
Нижний армировочный полок 2 на необходимом уровне закрепляется в стволе с помощью распирающих домкратов. Верхний армировочный полок 1 может при необходимости подниматься или опускаться относительно уровня расположения нижнего армировочного полка 2. Подвеска на коушах, соединяющая верхний 1 и нижний 2 армировочные полки между собой, позволяет регулировать длину канатов между ними с обеспечением необходимого уровня натяжения. Расстояние между верхним 1 и нижним 2 армировочными полками может изменяться от минимального, когда указанные армировочные полки стыкуются друг с другом, до максимального расстояния, равного длине канатов. Элементы металлоконструкций ярусов армировки ствола разгружаются только на нижнем армировочном полке 2, а проводники монтируются с использованием консольно-поворотного крана 9 и грузоподъемных элементов, расположенных только на верхнем армировочном полке 1. При этом стыковка проводников и их крепление к расстрелам ярусов ствола производится на двух ярусах нижнего армировочного полка 2. После выполнения работы на одном участке ствола верхний 1 и нижний 2 армировочные полки перемещаются на новый уровень. Далее происходит новый цикл работы с монтажом металлоконструкции яруса ствола и проводников.
В итоге, верхний 1 и нижний 2 армировочные полки одновременно, а не последовательно, выполняют работу по монтажу металлоконструкции ярусов ствола и проводников. Облегчение конструкции также позволяет использовать только одну двухбарабанную лебедку для подвески верхнего армировочного полка, которого достаточно для обеспечения перемещения конструкции.
Таким образом, предложен армировочный агрегат, который может быть эффективно использован для повышения темпов возведения металлоконструкций ствола вертикальной горной выработки.