Очистка и восстановление шахтных стволов от наледей и технологических отложений

При эксплуатации вертикальных стволов в холодных климатических зонах и в условиях калийных рудников одной из наиболее частых проблем становится образование наледей и солевых отложений на стенках крепи, армировке и проводниках. Эти отложения сокращают полезное сечение ствола, создают аварийные ситуации при движении подъёмных сосудов и требуют регулярной очистки с применением специализированных технологий.

Причины и источники образования отложений

В стволах, эксплуатирующихся в районах с отрицательными температурами, наледи образуются при водопритоках из закрепного пространства или с вышележащих горизонтов. Вода, просачиваясь в ствол, замерзает на элементах крепи и армировки. В калийных шахтах дополнительным фактором является кристаллизация солей на стенках ствола из-за испарения влаги из рудничной атмосферы или капежа.

Основными зонами образования отложений являются места водопритоков (трещины в крепи, негерметичные межтюбинговые швы), участки с пониженной температурой воздуха (приустьевые зоны, вентиляционные сопряжения), элементы армировки и призабойная зона при аварийных остановках подъёма.

Наледи представляют собой ледяные образования мощностью от нескольких сантиметров до метра и более. Они способны полностью перекрыть межсосудный зазор, повредить направляющие вкладыши скипов и клетей, привести к заклиниванию подъёмного сосуда и обрыву канатов. Солевые отложения характерны для калийных шахт: кристаллизация сильвинита и галита на стенках и проводниках создаёт неровную поверхность, ускоряет износ армировки. Мощность солевой корки может достигать 10–15 см за несколько месяцев эксплуатации.

Методы очистки стволов:

• Механическая очистка — наиболее распространённый метод. Выполняется скалывание отложений пневматическими или гидравлическими инструментами (отбойные молотки, гидромолоты) с подвесных полков. Также применяются скребковые устройства на подъёмных сосудах, очищающие проводники при движении. Требует остановки ствола.
• Термическая очистка — применяется для борьбы с наледями. Основана на плавлении льда паром или горячей водой, подаваемыми через форсунки с подвесного полка. Расход тепла составляет 3–5 Гкал на 1 м³ льда. Метод быстр, но создаёт повышенную влажность в стволе.
• Химическая очистка — используется для растворения солевых отложений. Применяются пресная вода (растворяет галит) или специальные реагенты. Требует организации сбора и откачки отработанных растворов.
• Гидромеханическая очистка — сочетает воздействие струй воды высокого давления (300–500 бар) и механическое скалывание. Наиболее эффективна для плотных солевых отложений.

Технические средства проведения работ:

• подвесные полки, оборудованные рабочими площадками, лебёдками и гидроманипуляторами с набором сменного инструмента;
• мобильные очистные устройства на подъёмных сосудах (роторные щётки, скребки из износостойкой резины) — работают без остановки ствола;
• системы лазерного сканирования для предварительного обследования зон и объёмов отложений.

Технология проведения очистных работ

Типовой цикл очистки ствола включает обследование с определением зон отложений, остановку ствола и фиксацию сосудов, монтаж подвесного полка, удаление отложений сверху вниз секциями по 10–20 метров, уборку обрушенной массы и контрольное сканирование.

Профилактика образования отложений

Борьба с наледями и отложениями эффективнее при применении профилактических мер. Тампонаж затюбингового пространства и ликвидация водопритоков устраняют источник поступления воды. Термоизоляция приустьевой зоны и подогрев воздушной струи предотвращают замерзание. На калийных рудниках практикуется регулярная промывка проводников пресной водой для растворения солевой корки без остановки подъёма.

Очистка стволов от наледей и технологических отложений — обязательное мероприятие для поддержания безопасной эксплуатации подъёмного комплекса. Наиболее перспективным направлением является развитие мобильных очистных устройств, работающих без полной остановки подъёма, а также совершенствование систем профилактики водопритоков.

Фото: https://upgsolutions.com/