Тоннели и штольни для железнодорожного транспорта
|
Тоннели и штольни позволяют расширить зону эффективного использования железнодорожного транспорта без дополнительного разноса бортов и интенсифицировать отработку месторождения. При этом обеспечивается оптимальная высота подъема горной массы с нижних горизонтов до внутрикарьерных перегрузочных и усреднительных складов, достигается увеличение углов погашения бортов карьера и соответствующее снижение коэффициента вскрыши. Постоянство транспортных коммуникаций создает условия для более производительной работы железнодорожного транспорта, благоприятствует применению средств автоматизации и внедрению средств СЦБ. В практике открытых горных работ тоннели применяются сравнительно редко. В качестве примера тоннелей с выходом на поверхность (склона возвышенности) можно назвать тоннели наиболее глубокого карьера мира Бингхем Каньон (шт. Юта, США), имеющего глубину около 800 м. Из карьера на разных горизонтах пройдены три тоннеля для железнодорожного транспорта, длина которых составляет 971, 1859 и 5200 м. По тоннелям руда вывозится на обогатительную фабрику, а породы — в отвалы. Площадь сечения тоннелей в свету 4,87х5,48 м. Обделка тоннелей — железобетонная, толщина изменяется от 600 до 1200 мм. В тоннелях уложен одноколейный железнодорожный путь. Перед входом в тоннель имеется стопорная блокировка, позволяющая выключить контактную сеть в случае схода локомотивосостава с рельсов. На карьерах производственного объединения ’’Апатит” для вскрытия месторождения пройдены капитальные штольни. Руда внутри карьеров транспортируется автосамосвалами до рудоспусков, которые в нижней части сбиты общей для обоих карьеров штольней (Расвумчоррский тоннель). Из карьера Центральный пройдены три рудоспуска высотой до 600 м, из карьера Расвумчорр-Цирк — два рудоспуска. На эту же штольню выведены два рудоспуска, которые относятся к Расвумчоррскому подземному руднику. Подземные рудники Юкспор и им. Кирова также вскрыты с помощью рудоспусков и самостоятельной штольни. Характеристика пути, расположейного в штольне производственного объединения ’’Апатит”, представлена в табл. 60. Общая протяженность штолен составляет 12227 м.  Уклоны, принятые в штольнях по продольному профилю, составляют от 2,5 до 10 %. Площадь сечения различных участков штолен в свету изменяется в зависимости от типа крепления и свойств пород от 37 до 44 м2. В последние годы институтом Гипроруда предложена проходка внутрикарьерных наклонных штолен, обеспечивающих использование железнодорожного транспорта на более глубоких горизонтах карьера. В настоящее время заканчивается проходка наклонных двух сопрягающихся штолен для выхода на нижние горизонты Сарбайского карьера Соколовско-Сарбайского ГОКа (рис. 94). Устройство штолен позволяет увеличить глубину использования железнодорожного транспорта, сократить расстояние автомобильной откатки до перегрузочных пунктов в железнодорожный транспорт, создать условия для развития железнодорожных путей (с допустимыми радиусами закруглений), избежать большого разноса бортов карьера и т. д. Штольни грузового и порожнякового направлений состоят из двух пар наклонных ветвей: верхних и нижних, которые сопряжены между собой вытяжными тупиками, расположенными на горизонтальных площадках. Руководящий уклон верхней и нижней ветвей каждого направления составляет 34 ‰.Ввод в эксплуатацию штолен первой очереди позволит увеличить глубину разработок на 70 м и использовать при этом железнодорожный транспорт. Кроме того, с помощью системы постоянных съездов транспортные коммуникации удается опустить еще на 80 м. Общая протяженность однопутных штолен первой очереди составляет 5330 м. В перспективе намечается строительство второй очереди штолен с руководящим уклоном 34 ‰. Общая протяженность однопутных штолен второй очереди — 5663 м. С пуском второй очереди путевое развитие достигает своей окончательной глубины до отметки —200 м, т. е. порядка 400 м от уровня поверхности. Штольни Сарбайского карьера (рис. 95) запроектированы для габарита подвижного состава 1Т и имеют высоту в свету 7650—8050 мм и ширину понизу 5100 и 6350 мм. Основанием для шпал служит бетонная подушка толщиной 900 мм, имеющая по краям канавки для отвода воды сечением 0,6 м2. Рельсы предусмотрены типа Р-65 кг/пм. В проекте предложены три типа крепления: железобетонные штанги в кровле и набрызгбетон, железобетонные штанги, железобетонный свод и набрызгбетон стен и, наконец, железобетонные штанги в качестве временной крепи и в постоянном исполнении железобетон. Железобетонные штанги имеют длину 1,8 и 2,5 м. Набрызгбетон применяется марки М-300, монолитный бетон марки М-150, для основания пути применяли бетон марки М-100. Площади сечения штолен приведены в табл. 61.   Опыт строительства карьеров показывает, что большинство штолен однопутные, они проходятся сечением в свету 35—45 м2, а двух путные — до 60—70 м2. Руководящие уклоны железнодорожных трасс изменяются от 3 до 35 ‰, на магистральном транспорте — от 1,5 до 30 ‰. Пропускная способность штолен (в сутки) при тупиковой форме трассы (типа Сарбайского карьера ССГОКа) при наличии грузового и порожнякового направлений составит: для грузового направления  где Тр — время работы транспорта в сутки, мин; Тп.з — время на подготовительно заключительные операции в сутки, мин; tотп — время на отправление поезда, мин; tгp — время движения в грузовом направлении (причем Vгр ≤ 15 км/ч), мин; tост — время остановки в вытяжном тупике, мин; tпр — время на прием поезда, мин; tм' — время подготовки стрелочного маршрута, открытия выходного сигнала, восприятия его показания машинистом, подачи сигнала отправления и приведения поезда в движение, мин; tвых — время прохода поездом расчетного расстояния, мин; tм'' — время подготовки стрелочного маршрута и открытия входного сигнала, мин; tвх — время проезда поездом расчетного расстояния, мин; - для порожнякового направления  где tпop — время движения в порожняковом направлении, мин. Большинство тоннелей и штолен проходятся буровзрывным способом. Перспективные направления тоннелестроения свидетельствуют о целесообразности применения тоннелепроходческих комплексов, которые постепенно вытесняют буровзрывной способ. Скорость проходки тоннелей и штолен в зависимости от способа проходки, местных горнотехнических, климатических и других условий составляет от 50 до 400 м/мес. Большинство из них крепится набрызгбетоном, в более редких случаях используется железобетон. Для крепления порталов, припортальных участков, участков со слабыми породами и сопряжений с монолитной бетонной отделкой применяется бетон М-200—М-300. Затраты на проходку 1 м тоннелей и штолен изменяются от 2 до 10 тыс. руб. Обычно тоннели и штольни имеют прямолинейное направление трассы. Людские ниши и камеры устраиваются в соответствии с действующими положениями: ниши по обеим сторонам располагаются в шахматном порядке, через каждые 25 м, камеры через 50 м. Напряжение сети общего освещения 380/220 В. Минимальная освещенность на уровне головки рельсов принимается не менее 1 лк. Напряжение в контактной сети составляет 3300 В. Высота подвески контактного провода составляет 5300—5500 мм. Наиболее часто в качестве средств СЦБ в выработках и на поверхности применяется полуавтоматическая блокировка с релейно-маршрутной централизацией* Железнодорожный транспорт в тоннелях обслуживают: служба безопасности, служба пути, служба контактной сети, служба СЦБ и связи. На основании действующих ПТЭ в период непосредственной эксплуатации проведение каких-либо работ по обеспечению безопасности движения, профилактики, обследованию состояния горных выработок и обустройств исключено без предоставления специальных ’’окон”. Обеспечение безопасной работы подвижного состава является основным требованием и в этой связи, при обнаружении неисправностей, угрожающих работе подвижного состава, эксплуатация тоннеля прекращается, независимо от других технологических процессов, с предоставлением на весь период нерегламентированных окон. Практически все основные работы по содержанию выработок (за исключением осуществляемых в нерегламентированные окна) проводятся во время массовых взрывов, в установленный на предприятии день каждой недели при полном прекращении технологических перевозок. В условиях производственного объединения ’’Апатит” продолжительность предоставляемого окна составляет около 6 ч.  При эксплуатации штолен особо важное значение имеет служба безопасности тоннелеобслуживания, в функции которой входят: текущее содержание и ремонт обделки, проверка состояния анкерной крепи, оборка заколов и их уборка, скалывание льда, чистка лотков, ремонт и замена надкюветных перекрытий, уборка просыпавшегося при транспортировании груза и др. Наиболее ответственной операцией является оборка заколов, образующихся обычно вследствие горного давления, сейсмичности, как результат проведения массовых взрывов в карьере, динамического воздействия подвижного состава на тоннелях. Обследование состояния крепи, незакрепленных участков штольни и оборка заколов производятся со специальной вышки, которая монтируется на железнодорожной платформе. Осуществляет оборку обычно специальная бригада, с использованием ряда ручных инструментов и приспособлений. Состав и периодичность работ по содержанию штолен приведены в табл. 62. |
