Способ строительства шахт и рудников на космических объектах
Владельцы патента RU 2423610:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный университет" (RU)
Изобретение относится к горному делу, в частности к способам строительства изолированных герметичных шахт, рудников и горно-буровых выработок, используемых для проведения спасательных операций, а также для ведения геологоразведочных работ и разработок месторождений полезных ископаемых на космических объектах. Способ включает сооружение главного и вспомогательного стволов буровым станком из здания-укрытия, установку на устьях стволов герметизирующих и теплоизоляционных полков. Один из вспомогательных стволов сооружают в виде микроствола, разбуренного из разведочной скважины путем ее расширения из внутренней горной выработки до выхода на поверхность космического объекта и используемого в качестве спасательного ствола, который на поверхности через шлюзовую камеру контактирует с посадочным комплексом космического корабля. В спасательном стволе в месте его соединения с внутренней горной выработкой устанавливают герметизирующий теплоизоляционный полок, выдачу разбуренной породы производят в кратер космического объекта. Изобретение позволяет проводить спасательные операции и обеспечить необходимую вентиляцию в шахтах и рудниках, а также устанавливать связь между стволами на поверхности космического объекта. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к горному делу, в частности к способам строительства изолированных герметичных шахт, рудников и горнобуровых выработок, используемых для проведения спасательных операций, а также для ведения геологоразведочных работ и разработок месторождений полезных ископаемых на космических объектах.
Известен способ строительства ствола передовой выработкой (Технология строительства подземных сооружений. Строительство вертикальных выработок. - М.: Недра, 1992, стр.239-240, рис.14.4). Сущность этого способа заключается в следующем. До начала строительства ствола в центральной его части проходит передовая выработка, которая в дальнейшем используется для спуска породы из забоя ствола в расположенный ниже тоннель, в котором взорванную породу грузят в вагонетки и транспортируют в отвал.
Недостатками данного способа являются:
- большие затраты на создание передовой выработки;
- расширение ствола происходит сверху-вниз, что сужает его использование;
- высокая трудоемкость использования при строительстве рудников и шахт на космических объектах.
Известен также способ строительства рудников и шахт на космических объектах (RU №2368784, публ. 27.09.2009), включающий сооружение главного и вспомогательных стволов буровым станком из здания-укрытия, установку герметизирующих и теплоизоляционных полков.
Основными недостатками данного способа являются:
- невозможность проведения спасательных операций, что должно быть обязательным, и недостаточная вентиляция в шахтах и рудниках;
- длительные сроки сооружения вспомогательных стволов;
- отсутствие связи на поверхности космического объекта между стволами.
Задачей предлагаемого технического решения является создание способа строительства шахт и рудников на космических объектах, позволяющего проводить спасательные операции и обеспечивать необходимую вентиляцию в стволах и горных выработках, а также удешевить и уменьшить сроки строительства отдельных стволов, установить связь между стволами на поверхности космического объекта.
Задача решается за счет предложенного способа строительства шахт и рудников на космических объектах, который включает сооружение главного и вспомогательных стволов буровым станком из здания-укрытия, установку на устьях стволов герметизирующих и теплоизоляционных полков. Отличается от наиболее близкого технического решения тем, что:
- один из вспомогательных стволов сооружают в виде микроствола, разбуренного из разведочной скважины путем ее расширения из внутренней горной выработки до выхода на поверхность космического объекта и используемого в качестве спасательного ствола, который на поверхности через шлюзовую камеру контактирует с посадочным комплексом космического корабля, в спасательном стволе в месте его соединения с внутренней горной выработкой устанавливают герметизирующий теплоизоляционный полок, выдачу разбуренной породы производят в кратер космического объекта - это решение позволяет проводить спасательные операции в шахтах и рудниках, а также удешевлять и уменьшать сроки строительства;
- внутри спасательного ствола перемещают обслуживающий персонал с помощью соответствующего оборудования, установленного и опускаемого внутрь ствола, - это также позволяет ускорить процесс проведения спасательных операций в шахтах и рудниках;
- спасательный ствол используют в качестве дополнительного вентиляционного ствола, используя соответствующее оборудование, установленное в стволе или в прилегающих горных выработках, - это позволяет повысить безопасность проведения работ на космическом объекте;
- на поверхности космического объекта между устьями спасательного и главного стволов устанавливают связь в виде механизированной дороги, позволяющей перемещать груз и обслуживающий персонал между стволами.
Предлагаемое техническое решение иллюстрируется чертежом, на котором изображена стадия строительства шахт и рудников на космическом объекте.
На поверхности 1 космического объекта сооружают главный 2 и вспомогательный 3 стволы с помощью буровых станков из здания укрытия 4. На устьях стволов устанавливают герметизирующие и теплоизоляционные полки 5. Главный 2 и вспомогательные 3 стволы внутри космического объекта соединяются внутренними выработками на горизонте 6. Вспомогательный ствол 3 преобразуют в спасательный ствол (на чертеже показан под той же позицией 3). Для сооружения спасательного ствола 3 с поверхности 1 космического объекта с помощью бурового станка бурят разведочную скважину 7, входящую в камеру 8 на горизонте 6. Разведочная скважина 7 может быть выполнена как вертикальной, так и наклонной (как на чертеже) это связано с последующим преобразованием ее в спасательный ствол, а в аварийном случае выход на поверхность космического объекта в наклонном стволе будет более длительный, но может быть более легким, и при этом необходимо учитывать геологическую специфику данного космического объекта, глубину залегания шахты, поперечные размеры стволов.
Спасательный ствол 3 сооружают в виде микроствола, т.е. минимально необходимого в поперечном размере (диаметре) для данной шахты или рудника. Спасательный ствол 3 сооружают путем разбуривания буровым снарядом 9 разведочной скважины 7, при этом разбуренная порода спускается по стволу 3 в вагонетку 10 и транспортируется через шлюзовые камеры в кратер космического объекта, расположенный рядом (не показано). Разбуривание скважины 7 производится до выхода ствола 3 на поверхность 1 космического объекта, где спасательный ствол 3 через шлюзовую камеру 11 контактирует с посадочным комплексом 12 космического корабля.
В спасательном стволе 3 в месте его соединения с внутренней горной выработкой 8 устанавливают герметизирующий теплоизоляционный полок 13, позволяющий в случае аварийной ситуации в шахте или руднике полностью изолировать спасательный ствол 3 от внутренних выработок. В зависимости от складывающихся горногеологических условий на том или ином космическом объекте вместо предлагаемого полка 13 возможно применение шлюзовой камеры на том же месте ствола 3.
После сооружения ствола 3 внутри его размещают оборудование для выполнения спасательных операций в шахте, руднике (в т.ч. для перемещения обслуживающего персонала или же спускают внутрь ствола подобное оборудование и др.). Для дополнительного решения вопросов вентиляции шахты, рудника в спасательном стволе 3 размещают оборудование для обеспечения необходимой вентиляции (насосы, клапаны, фильтры и т.д., но приспособленные для данного космического объекта), т.е. спасательный ствол 3 используют в качестве запасного вентиляционного ствола.
На поверхности 1 космического объекта между устьями спасательного 3 и главного 2 стволов устанавливают связь в виде механизированной дороги 14, позволяющей перемещать груз и обслуживающий персонал между стволами.
При выполнении работ по разбуриванию разведочной скважины 7 ведут наблюдение за разбуренной породой, и если попадают породы, представляющие интерес, то их отбирают и складируют для дальнейшего использования.
Предлагаемое техническое решение позволяет вести строительство шахт и рудников на космических объектах, позволяющее проводить спасательные операции и обеспечивать необходимую вентиляцию в шахтах и рудниках, а также удешевлять и уменьшать сроки строительства отдельных стволов, устанавливать связь между стволами на поверхности космического объекта.
1. Способ строительства шахт и рудников на космических объектах, включающий сооружение главного и вспомогательного стволов буровым станком из здания - укрытия, установку на устьях стволов герметизирующих и теплоизоляционных полков, отличающийся тем, что один из вспомогательных стволов сооружают в виде микроствола, разбуренного из разведочной скважины путем ее расширения из внутренней горной выработки до выхода на поверхность космического объекта и используемого в качестве спасательного ствола, который на поверхности через шлюзовую камеру контактирует с посадочным комплексом космического корабля, в спасательном стволе в месте его соединения с внутренней горной выработкой устанавливают герметизирующий теплоизоляционный полок, выдачу разбуренной породы производят в кратер космического объекта.
2. Способ по п.1, отличающий тем, что внутри спасательного ствола перемещают обслуживающий персонал с помощью соответствующего оборудования, установленного или спускаемого внутрь ствола.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что спасательный ствол используют в качестве дополнительного вентиляционного ствола, используя соответствующее оборудование, установленное в стволе или в прилегающих горных выработках.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что на поверхности космического объекта между устьями спасательного и главного стволов устанавливают связь в виде механизированной дороги.
