ГИДРОМЕХАНИЗИРОВАННАЯ ПЛАТФОРМА ДЛЯ МОНТАЖА ТЮБИНГОВОЙ КРЕПИ ВЕРТИКАЛЬНЫХ СТВОЛОВ ГОРНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

Предлагаемое техническое решение относится к области горного дела, именно к горнопроходческому оборудованию для строительства вертикальных стволов горных предприятий.
В качестве ближайшего аналога предлагаемого технического решения может быть выбран патент на полезную модель RU 99822, опубликованный 27.11.2010. В RU 99822 описано использование гидромеханизированной платформы для монтажа тюбинговой крепи вертикальных стволов горных предприятий, состоящей из металлических сегментов и содержащей совокупность подъемных гидродомкратов, средства гидравлического привода и средства ее подвески. Платформа собирается в контур из металлических сегментов, скрепляемых между собой болтами, и представляет собой опорную конструкцию, воспринимающую основную нагрузку от веса тюбингового кольца, оснащается гидродомкратами подъема и поворота, а также раскладным настилом. На одном из сегментов устанавливается пульт управления гидродомкратами; рукава высокого давления, для подвода масла к гидродомкратам, прокладываются внутри сегментов кольца. Для подвески платформы предусмотрены три проушины, к которым крепятся канаты тяговых лебедок. Практическое использование описанного выше агрегата описано в статье «О решении проблем безопасности при возведении тюбинговой крепи в условиях сооружения стволов на Верхнекамском месторождении калийных солей», журнал «Безопасность труда в промышленности», №8, 2012.
При практическом использовании описанной выше гидромеханизированной платформы были выявлены ряд недостатков. При оставлении на забое ствола взорванной горной массы, происходит погружение в нее опорных башмаков подъемных гидродомкратов, для исключения этого явления на поверхность горной массы укладываются специальные щиты, которые необходимо выдавать на поверхность перед каждым взрыванием забоя ствола. В случае же недостаточной длины вертикального хода подъемных гидродомкратов, возникает необходимость в укладке под опорные башмаки подъемных гидродомкратов, большего числа вышеуказанных специальных щитов, которые также необходимо выдавать на поверхность перед каждым взрыванием забоя ствола. В свою очередь, предлагаемое техническое решение позволит устранить указанный недостаток, то есть позволит упростить технологию проходки ствола, за счет сокращения номенклатуры используемого оборудования и уменьшения времени работ.
Указанный технический результат достигается при использовании гидромеханизированной платформы для монтажа тюбинговой крепи вертикальных стволов горных предприятий, состоящей из металлических сегментов и содержащей совокупность подъемных гидродомкратов, средства гидравлического привода и средства ее подвески. В отличие от известных решений каждый подъемный гидродомкрат механически связан с опорными башмаками, конструкция которых обеспечивает возможность крепления на анкерных стержнях, заделанных в бетоне затюбингового пространства и пропущенных через отверстия в сегментах гидромеханизированной платформы. Опорные башмаки содержат отверстия под анкерные стержни и, совместно с подъемным гидродомкратом и анкерными стержнями, образуют компоновку - «коромысло», соответствующую приведенной на фиг.1. Кроме фиг.1, предложенное техническое решение поясняется фиг.2, на которой приведена схема подъема тюбингового кольца с опиранием на анкерные стержни.
Предложенная гидромеханизированная платформа для монтажа тюбинговой крепи вертикальных стволов горных предприятий состоит из металлических сегментов 1 и содержит совокупность подъемных гидродомкратов 2, средств гидравлического привода и средств ее подвески (на схеме не показаны). Каждый подъемный гидродомкрат 2 одним своим концом связан с конструкциями гидромеханизированной платформы. Противоположный (нижний) конец подъемного гидродомкрата 2 механически связан (соединен) с опорным башмаком 3. Конструкция опорного башмака 3 обеспечивает возможность крепления на анкерных стержнях 4 (крепятся в отверстиях опорного башмака), заделанных в бетоне затюбингового пространства и пропущенных через отверстия в сегментах 1 гидромеханизированной платформы. Подъемный гидродомкрат 2, опорный башмак 3 и анкерные стержни 5 образуют компоновку - «коромысло», соответствующую приведенной на фиг.1 и отработанную наибольшим образом. Таким образом, подъемные гидродомкраты 2 обеспечивают подъем гидромеханизированной платформы со смонтированным на нем тюбинговым кольцом с опорой не на забой ствола, а через «коромысло» опорного башмака 3 на анкерные стержни 4, заделанные в бетоне затюбингового пространства.
В сегментах 1, из которых собрана гидромеханизированная платформа, на равном расстоянии от каждого подъемного гидродомкрата 2, делаются по два отверстия диаметром, равным диаметру анкерного стержня 4, конструкция каждого опорного башмака 3 позволяет прикрепить его к двум анкерным стержням 4, пропущенным в отверстия опорного башмака 3. Таким образом, за счет опирания подъемных гидродомкратов 2 не на забой ствола, а через опорный башмак - «коромысло» 3 на анкерные стержни 4, заделанные в бетоне затюбингового пространства, решается описанная выше проблема, заключающаяся в необходимости постоянного монтажа и демонтажа вспомогательных щитов, которые в большинстве случаев не могут быть использованы повторно. На практике, в качестве закладных элементов - анкеров используются анкерные стержни из арматурной стали винтового профиля длиной порядка 1,5 м, диаметр анкеров, параметры муфт 5 для их соединения, определяются расчетным путем исходя из максимального веса поднимаемого груза (гидромеханизированная платформа с тюбинговым кольцом). Подъем гидромеханизированной платформы с опиранием на закладные элементы -анкерные стержни 4 может начинаться только после обеспечения минимально необходимой длины заделки закладных элементов в бетоне затюбингового пространства, определяемой также расчетным путем.
Технология возведения тюбинговой крепи при подъеме гидромеханизированной платформы с опиранием на закладные элементы - анкерные стержни 4 заключается в следующем. После очередной углубки ствола гидромеханизированная платформа, при помощи канатов, опускается от нижнего кольца тюбинговой колонны на расстояние, превышающее на 0,1-0,2 м высоту тюбингового кольца (1,5 м). Производится наращивание на длину 1,5 м, при помощи соединительных муфт 5, закладных элементов - анкерных стержней 4. На выступающие в нижней части гидромеханизированной платформы концы пар анкерных стержней 4 одеваются опорные башмаки 3, которые закрепляются гайками 6 и таким образом создается опора для гидродомкратов 2. Затем на гидромеханизированной платформе собирается тюбинговое кольцо, стыковка тюбингового кольца с тюбинговой колонной осуществляется при помощи оправок и системы гидродомкратов 2, опирающихся на закладные элементы - анкерные стержни 4. После стыковки выполняется болтовое соединение тюбингового кольца с колонной и производится бетонирование затюбингового пространства. Бетонирование может производиться как после установки одного тюбингового кольца, так и после установки двух колец, в зависимости от устойчивости обнажений горных пород. После выполнения очередной стадии углубки ствола выбирается напуск канатов лебедок подвески гидромеханизированной платформы, «втягиваются» гидродомкраты 2 и происходит «подвешивание» гидромеханизированной платформы на канатах. Снизу гидромеханизированной платформы откручиваются гайки 6, фиксирующие опорные башмаки и гидромеханизированная платформа, при помощи канатов, опускается и технологические операции, указанные выше, повторяются.
Таким образом, предложена опорная конструкция гидромеханизированной платформы, обеспечивающая повышенную технологичность при возведении тюбинговой крепи вертикального ствола горного предприятия.