CS244677B2 - Method of drilling and breasting of conveying and/or lifting wells and apparatus to perform this method - Google Patents

Description

Způsob vrtání a zapažování dopravních a/nebo výtažných vrtů zejména v středně příkrých a prudce se svažujících nesoudržných uhelných slojí a zařízení k provedení tohoto způsobu.Podstata způsobu spočívá v tom, že se vývrt provádí zdola nahoru po úsecích a pro zabránění zúžení nebo zavalení vývrtu se během jednotlivých vrtných úseků nebo mezi vrtáním jednotlivých vrtných^úseků do vývrtu zasouvají a v něm upevňují pažnice. Zařízení sestává ze základového rámu, z vrtací soupravy a z jednotky pro posouvání vrtací soupravy, umístěných na základovém rámu. Mimo základového rámu pro zvedání pažnic sestává popsané zařízení z posouvací jednotky, složené ze svislých hydraulických pracovních válců a z vodorovné spojovací desky, a na horní části základového rámu jsou uspořádány vodorovná upevňovací zařízení vrtacích tyčí a pažnice.

Obr. 1

Vynález se týká způsobu vrtání a zapakování dopravních a/neboivýtažných vrtů, zejména v středné příkrých a prudce se svažujících nesoudružných uhelných slojích a zařízení k provedení tohoto způsobu.

Známými způsoby a zařízení v středně příkrých a prudce se svažujících nesoudržných uhelných slojích není vůbec možno zřídit dopravní a/nebo výtažné vrty, protože se vývrt velmi rychle zavaluje. Dovrchní chodbu je též možno zřídit výlučně postupem ve 'směru shora dolů odklizením rubaniny zdola nahoru, přičemž tato práce vyžaduje největší opatrnost, stává se hloubením chodby stále obtížnější, vyžaduje stále více zařízení a má větěí spotřebu energie.

^Úko^lem vynélezu je o^dstranění shora uve^denýc^h po^tíží a nedostat^ a vypracování technického řešení pro efektivní zřizování dopravních a/nebo výtažných vrtů za příznivých bezpečnostních podmínek. Základním úkolem přitom jé zabránit zavalení vývrtu v nesoudružných slojích.

Vynález vychází z poznatku, že když se dopravní nebo výtažný vrt vrtá mezi rovnoběžnými chodbami zdola nahoru, je možno zavalení, popřípadě zúžení vývrtu zabránit tak, že bezprostředně nebo v malé vzdálenosti za vrtací korunkou následuje úsek pažnice, který se ihned po skončení jednotlivých vrtných úseků posune vzhůru až k vrtací korunce.

Dosahuje se proto vytčeného úkolu podle vynálezu způsobem, podle něhož se vývrt provádí zdola nahoru po úsecích, aby se zabránilo zúžení nebo zavalení vývrtu během zřizování nebo mezi zřizováním jednotlivých úseků, vsune se do vývrtu a v něm se upevní pažnice.

Předpokladem provádění tohoto způsobu je možnost použití odpovídajících prostředků pro upevnění vrtací korunky a prodlužitelné vrtací tyče na vrtací korunku, jakož i prostředků pro zabránění zpětnému skluzu pažnic zasunutých již po skončení jednotlivých vrtných úseků. Délka jednotlivých vrtných úseků je určena délkou vzájemně napojitelných vrtacích tyčí. Pažnice je nutno do zřízeného - vrtného úseku zasunout dříve, než se vývrt zavalí nebo se zúží.

V uhelných slojích s velmi nesoudržnou strukturou, popřípadě v průvodních horninách, je zřizování dopravních a výtažných vrtů, zvláště jsou-li velmi dlouhé, spojeno se značnými problémy. Variantou způsobu podle vynálezu je možno vyřešit i tento problém, když se vývrt provedený jako dopravní nebo výtažný vrt vyztuží vložením dvou nebo více úseků pažnic se s^tu^pnovi^tě se zužuj^íc^ím průn^rem. Tento způso^b m^á tu výhodu, že se síla potřebná ^k dopředn^ému posunu jébo vsunutí pažnⁱc může podstatně zmenši a ^dlou^ho do^pravn^í nebo výta^žnou jámu je možno zřídit, popřípadě vyztužit i ve sloji s velmi nesoudružnou strukturou tak, že po vyvrtání a zapažení prvního úseku s velkým průměrem se při nejbližším pracovním. kroku vysune ve vrtu pažnic o menším průměru zasahující až k novému vrtnému úseku, takže se ve vývrtu nalézají dva soustředné úseky pažnic, jeden větěí a jeden menší. V novém vrtném úseku se vysouvají vzhůru pouze pažnice o menším průměru, takže jednotka vysouvající vzhůru tento úsek pažnic musí překonávat pouze napínagí - - šílil . vznikající hutností horniny, popřípadě s^ílu . třen^í půsbB^fsí na ten^to vnitřní úsek ^pa^žnic. V p^ří^padě pou^žití ně^ko^likss^tu^pnovýc^h úseků je možno prakticky provést vývrt, popřípadě zapažení libovolné délky, je nutno pouze zvolit odpovídající průměr pažnic tak, aby úseky pažnic se zmenšeným průměrem bylo možno protáhnout předchozími zapažovacími úseky, a aby pohybu vrtné tyče nebylo ne překážku ani zapažení nejmenšího průměru. To znamená, že způsobem podle vynálezu je možno spojit i vzájemně velmi od sebe vzdálené chodby, aniž by vrtací tyč byla sevřena.

Zařízení podle vynálezu musí splnit následující funkce. Musí provádět vrtací úkon, to jest, otáčet se a posouvat spolu s vrtací tyčí dopředu vrtací korunku, vsazovat prodlužovací úseky vrtací tyče, zvedat nebo posouvat pažnice pod vrtací korunkou během vývrtu nebo po něm a zajištovat vrtací tyč a pažnice po dokončení jednotlivých vrtných úseků během přípj* vy nejbližěího vrtného úseku.

Zařízení podle vynálezu sestává z konstrukčních jednotek odpovídajících funkcím, které musí plnit, a to z vrtací soupravy, z posouvací jednotky vrtací soupravy, z posouvací jednotky pro zvedání pažnic, z pracovního válce pro upevněn* vrtací tyče a pažnic. Všechny tyto jednotky jsou namontovány na základovém rámu.

Vypočtené konstrukční jednotky nejsou, pokud jde o jejich provedení a konstrukční detaily, předmětem vynálezu, ale pouze jejich uspořádání a spolupráce. Vrtací korunka vrtací soupravy je složený nástroj dělící jámu, která se má vrtat, na několik úseků, čímž ulehčuje technologické podmínky vrtání. Vrtací souprava má pneumatický pohon. Vysouvání pažnic vzhůru opatřují teleskopické hydraulické pracovní válce. Na konci jednotlivých vrtných úséků se pažnice a vrt-ací ty^{č př}ec^hodně upevňuj^í rovn^ěž hy^draulickými jednotkami. Pro umístění a pohyb konstrukčních jednotek slouží ocelová konstrukce opatřená kluznou dráhou.

Claims (1)

1. Vynález tedy umožňuje rychlé a hospodárné spojení chodeb a chodbic, které se nacházejí v různých úrovních,za příznivých bezpečnostních podmínek.

   Vývrt provedený a vyztužený podle vynálezu zajištujé jako výtažná jáma bezpečné a důkla^dn^é větr^án^í chode^b, pop^řípa^dě ^důln^íc^{h p}rostor^ů a ja^ko ^do^prav^bí vrt umožňuje s^pu^štění rubaniny v^ytě^žen^{é při} ra^žen^í cho^dby shora dolů. ^Vyn^ález o^dstra^ňuje o^btíže vzni^kající Roubením chodeb, poskytuje značnou úsporu energie a práce, přičemž podstatně zvyšuje rychlost a hospodárnost ražení chodeb ve směru pádu.

   Vynález je podrobněji vysvětlen з odvoláním na výkresy, na nichž je znázorněno několik provedení zařízení podle vynálezu. Na výkresech značí obr. 1 schéma provedení zařízení podle vynálezu v pohledu ze strany počáteční fázi vrtání, obr. 2 další provedení zařízení podle vynálezu s obměněnými zajištovacími zařízeními vrtací tyče a pažnic, obr, 3 provedení ^podle obr. 1 v ^poz^dějš^{í fá}zi vrt^ání při ^pou^žit^í stu^pňovit^ého za^pažen^í.

   Jak je patrno z obr. 1 , je na základovém rámu J uspořádána vrtací souprava 2 a posouvací jednotka J vrtací soupravy které jsou vedeny na svislých vodicích '-sáních připevněných na základním rámu 2· Na straně základního rámu 2 jsou uspořádány dva svislé hydraulické pracovní válce 4 pro uvádění do pohybu, to je pro zvedání spojovací desky 2 a pažnice 6 nasazené na této spojovací desce 2· Uvnitř již zvednuté a vzhůru vysunuté pažnice 6 _ j# uložena po úsecích prodlužitelná vrtací tyč 2, k jejímuž hornímu konci je připojena složená, z více částí se skládající vrtací korunka 8.,Za účelem společného upevnění vrtací tyče 2 a pažnice 6 jsou umístěny na ' horní části základového rámu 2 vodorovné pracovní válce 2> na jejichž pístnicích jsou našroubovány zástrčky 22, procházející okénky provedenými v pažnicích 6 a zajištující bezpečné uchopení, popřípadě upevnění vrtací tyče 2 ^a pažnice 6.

   Pracovní válce 2 je možno pohánět jak pneumaticky, tak hydraulicky a jsou - nastavitelné do tří různých poloh. Při zasunutí pístnice není zástrčka 10 v činnosti, při zcela .vysunuté pístnici jsou upevněny jak vrtací tyč 2» ' tak pažnice 6, ve střední poloze je upevněn# pouze pažnice 6.

   U provedení znázorněného na obr. 2 nejsou v pažnici 6 provedena okénka, nýbrž pažnice 6 je upevněna, popřípadě zajištěna,.svěracími čelistmi 13 ovládanými pracovními válci 12. kdežto - vrtací tyč 2 je upevněna, popřípadě zajištěna zástrčkami 22, ovládanými zvláštními pracovními válci 21· Toto provedení je zvláště výhodné u velmi nesoudružných stojí, má-li se zabránit, aby uvolně^r^ý^, materiál vnikal okénkem 22 dovnitř pažnic 6.

   Na obr. 3 je prakticky znázorněno totéž jako na obr. 2 s iím rozdílem, že se zapažuje překládáním úseků pažnic 6 se stále menšími průměry. Z obr. je patrno, že rada vnitřních , . pažnic 6 se vysouvá vzhůru uvnitř rady již přeložených vnějších pažnic £. Zařízení může být podle okolností vytvořeno též tak, že posouvací jednotka 2 vrtací soupravy 2 vypouští a vrtací souprava 2 se posouvá rovněž hydraulickými pracovními válci 4.

   Zařízení podle vynálezu pracuje, popřípadě průběh základní varianty způsobu podle vynálezu, je následující. Do vrtací hlavy soupravy 2 se upne první vrtací tyě 2, načěž se nasadí vrtací korunka 8, motor a posouvací jednotka 2 vrtací soupravy 2 se uvedou do Chodu, čímž ee provede vrtací úsek odpovídající délkou první vrtací tyči 7 zdola nahoru do uhelné sloje. Po skončení vrtání prvního úseku chodby se vrtací tyč i upevní zástrčkou 10. kdežto vrtací souprava 2 a posouvací, jednotka J se vrací do výchozí ^polohy. 'Poté se nasadí na spojovací'desku £ první pažnice 6, popřípadě podle délky vrtacího úseku několik pažnic 6 a dovnitř této pažnice či pažnic 6 se vloží i nejbližší článek prodlužitelné vrtací tyče 2· Poté se tato druhá vrtací tyč 2 spřáhne pomocí posouvací jednotky J s první vr^tac^{í t}y^čí 2, po^případ^ě s vrtací sou^pravou 2, upevňoval za^řízení sestávají! z ^pracovních válců 2 a zástrček 10 se odjistí a pomocí spojovací desky J, popřípadě hydraulických pracovních válců 4 ^se zasune do vývrtu první pažnice 6, která se nakonec ve vhodné poloze upevnění zástrčkami 10 procházejícími okénky 11. Tím se mohou pracovní válce 4 vrátit do své výchozí po^hy. Upev^ňovací zaMzení věak mů^že ^být upořádáno zvl^áš^{t pr}o vrtění tyč 2. popřípadě pro pažnici 6, přičemž upevňovací zařízení pro pažnici 6 je vytvořeno bez okének 11 jako válec 14 opatřený svěrací čelistí 1 3.

   Při zapažování je třeba dbát na to, že úsek pažnic 6 odpovídající vrtnému úeeku nesmí být v žádném případě delší než vrtací tyč 2, aby vrtací korunka 8 nebyla vytržena z vrtací tyče 7.

   Po zapažení, to je po vyztužení prvního vrtného úseku, je možno provést vývrt druhého úseku. Když je druhý vrtný úsek hotov, uchopí zástrčky 1 0. které upevňují současně i pažnice 6, popřípadě více pažnic 6'prvního vrtného úseku,spodní část vrtací tyče 2, se vrtací souprava 2 a posouvací jednotka J mohou vrátit opět do své výchozí polohy.

   Na spojovací desku £ .se nyní nasadí pažnice 6 druhého vrtného úseku a uvnitř této pažnice 6 se osadí třetí vrtací tyč 2·

   Třetí vrtací tyč 2 se spojí,_;jak bylo uvedeno, s druhou vrtací tyčí 7 . načež se pažnice 6 zvedne až na doraz k nejnižšímu zvednutému úseku pažnic 6 a spojí se s ním neznáa^prn^ěn^ým^{i p}rostředky. ^Po^té se upev^ňovac^í zařízení odjetí a celá ře^da pa^žníc 6 se ^pomoc^í spojovací desky £, popřípadě hydraulických pracovních válců 4, zvedne. Tímto způsobem se vyztuží i druhý vrtný úsek. Pomocí zástrčky 10 se upevní poslední pažnice 6, spojovací deska 2 se vrátí do výchozí polohy a je možno začít s vrtáním dalšího úseku. Od tohoto okamžiku se opakuje tento postup do libovolné délky, popřípadě až pokud to povaha horniny dovolí.

   V ^případě, že vývrt, je ^dlouhý^, je ^úče^lnějš^{í p}rov^ést stu^pňovit^é zapažení^, j^ak je naznačeno na obr. 3. U této varianty způsobu podle vynálezu se podle již popsané metody provede první vrtný úsek v určité dálce, poté se tento úsek v odpovídající délce vyztuží pažniceni 6'o vět^m průměru, ^po^př^ípad^ě několika stupn^{i p}a^žnic 6'o v^ětším ^prům^ěru. ^Zapa^žení pažniceni 6 o menším průměru probíhá obdobně, jak bylo popsáno, pouze vrtání nepokračuje ^tak dlouho^, ne^ž řa^da vnitřn^h ^pa^žnⁱc 6 s men^ším prům^ěrem dos^áhae ^délky řady ^pa^žnⁱc 6' s větším průměrem, čili přesněji řečeno, než nejvyšší zasunutá pažnice 6 je vzdálena asi 20 až 60 cm od vrtací korunky 8. Od tohoto okamžiku se pokračuje ve vrtání a zapažování ^popsaným způsobem do žádan^é dolíky tohoto úseku. ^Vn^ěj^ší pa^žnⁱce 6'o vět^m ^pr^ůměru jsou přitom upevněny stlačujícím se uhlím a tedy jen vnitřní pažnice 6 musí být upevněny zástrčkou 10. Tento způsob má tu výhodu, že při vysouvání vzhůru se nemusí přemáhat tlakové, popřípadě třecí síly působící na celou řadu pažnic 6, jelikož vnější pažnice 6'^aclhovávají svoji polohu, pažnice 6 se v těchto vrtných úsecích vysouvají vzhůru.