книги / Технология строительства подземных сооружений. Строительство вертикальных выработок

поддоном’ на частично неубранную породу. Делают небольшой напуск подвесных канатов. Каркас род действием собственного

стоит из секций 2, которые соединены с каркасом 1 двумя ка­ натами 3, расположенными в- двух уровнях по периметру. От­ рыв секций от бетона происходит при напуске (ослаблении на­ тяжения) подвесных канатов. Каркас, перемещаясь вниз, пере­ дает свою массу отрывным канатам, которые отрывают секции от бетона. Эта опалубка имеет резервные средства отрыва — форкопфные стяжки 4 и карманы 5 для гибкого бетонопровода.

Опалубки ОСД имеют высоту 3,3 и 4,2 м и могут приме­ няться в стволах диаметрами 4,5—8.5 м в свету. Масса опа­ лубки 20—35 т. Призабойные опалубки могут работать без ка­

несущего кольца, которые соединены демпферным устройством. Опалубка состоит из каркаса жесткости 8 и двух секций 9 и 3, соединенных форкопфами 5 и вставками 6. Секции состоят из отдельных сегментов, соединенных болтами. Сегменты имеют шарнирные выступы, которые при укладке бетона образуют лунки.

Рис. 9.9. Секционная шагающая опалубка конструкции ВНИИОМШСа

Несущее кольцо 2 состоит из восьми секций, которые при монтаже в стволе соединяются между собой болтами или элек­ тросваркой. В четырех секциях установлены выдвижные риге­ ли 4 для раскрепления кольца в лунках, образованных в бето­ не шарнирными выступами. На четырех остальных секциях установлены пневмотали 1 для спуска опалубки. Трос пневмо-

дится демпферным устройством -10 (цилиндр с двумя поршня­ ми и штоком, заполненный консистентной смазкой). Несущее кольцо и опалубка перемещаются поочередно.

Общая схема расположения оборудования в стволе при наи­

взрыванием шпуров металлическая передвижная опалубка на­ ходится на высоте 1,5—2 м от забоя .(рис. 9.11,а). После взры­

ды, когда опалубка будет полностью освобождена от породы, ее отрывают от крепи и по мере погрузки опускают (рис. 9.11, б). При этом опалубка выполняет роль временной крепи. Ког­ да опалубка будет опущена на полную высоту, погрузка поро­ ды приостанавливается, под ее нижнюю часть подсыпается мелкая порода. Затем опалубка после проверки ее .положения раскрепляется деревянными распорками и производится уклад-

1Рис. 9.10. Схема расположения обору­ дования в стволе:

I — направляющие канаты; 2 — канат подвески полка; 3 — отводящие ролики;

ка бетона на высоту 1— 1,5 м (рис. 9.11,г). Через 1— 1,5 ч по­ сле набора бетоном необходимой прочности приступают к даль­ нейшей погрузке породы с одновременной укладкой бетона за опалубку (рис. 9.11,5).

Перемещение опалубки может быть начато через 6—8 ч по­ сле окончаииий бетонирования. Распалубочная прочность бето­ на на сжатие при этом должна быть не менее 0,8 МПа.

Время возведения крепи на высоту опалубки

TK~ to + tB,

где t0— время на основные работы, ч; iB— время на подготови­ тельно-вспомогательные работы,- Ч;

К подготовительно-вспомогательным работам относятся: планирование взорванной породы, сжатие опалубки и отрыв ее от бетона крепи, обивка уступов и торца бетонной крепи, опу­ скание опалубки и ее центрирование) разжатие опалубки и под-

Рис., 9.11. Последо­ вательность возведе­ ния бетонной крепи при совмещенной схе­ ме проходки

сыпка породы. Это время практически не зависит от высоты опалубки и диаметра ствола и для опалубок без поддона tB= =2-^2,5 ч, для опалубок с поддоном /в=3ч-3,5. ч.

5 6 7 8 9 Д,м

2 3 4 , f /? 7 ft о т r - n ч

Рис. 9.12. Номограмма для определения времени возведения бетонной крепи

Время возведения бетонной крепи на высоту опалубки мож­ но определят^ также по номограмме, изображенной на рис. 9.12.

Затраты времени на возведение 1 м крепи

где 2 *вс=*в+*о

При увеличении высоты опалубки с 2 до 5 м удельное вре­ мя на возведение 1 м бетонной крепи толщиной 0,5 м уменьшав ется на 25—30%. При увеличении производительности укладки бетонной смеси за опалубку в 2 раза (применение двух ставов с производительностью по 6 м3 каждый) время возведения 1 м крепи уменьшается в 1,7 раза.

На обычных проходках стволов со скоростью 50—60 м/мес затраты времени на возведение 1 м крепи составляют 1,5—2 ч,

той 2 м позволяет при прочих равных условиях увеличить ско­ рость проходки ствола на 5—6 м/мес.

Трудоемкость работ по возведению 1 м бетонной крепи Тбк (чел.-ч/м3) толщиной 6,4—0,5 м

■Тбк= 0,75 К (Da42n — D CBZ) ,

где К — коэффициент, учитывающий высоту опалубки.

При увеличении высоты опалубки с 2 до 5 м трудоемкость возведения 1 м бетонной крепи уменьшается в 1,8 раза, а мас­ са опалубки увеличивается в 2,3 раза. В настоящее время при проходке стволов в основном применяют опалубки высотой 3,5 и 4 м и редко больше.

При проходке ствола по последовательной технологической схеме возведение монолитной бетонной крепи обычно начинают с устройства опорного венца, который располагают в устойчи­ вых плотных, породах.

Разрушение породы в месте закладки опорного венца осу­ ществляют с помощью буровзрывных работ. Часть взорванной породы убирают до основания опорного венца, а остальную раз­ равнивают и устраивают на ней’ настил из досок, на котором устанавливают секционную металлическую опалубку на высо­ ту опорного венца.

Бетонную смесь за опалубку подают чаще всего по трубам. При бетонировании опорного венца в нижйей его части мон­ тируют кольцо временной крепи, предназначенное для последу­ ющей подвески колец временной крепи при проходке нижерасположенного звена ствола. В дальнейшем работы ведут в на­ правлении снизу вверх с подвесного двухэтажного полка: на нижнем этаже размещаются проходчики, верхний является предохранительным.

Бетон за опалубку укладывают и уплотняют равномерными слоями высотой 30—40 см. Цосле укладки бетонной смеси по­ лок поднимается на высоту опалубки. По мере бетонирования временная крепь ствола демонтируется и выдается на поверх­ ность.

В слабых породах временная крепь может быть обжата и

демонтаж ее сопровождается выпуском породы. В этих случаях целесообразно кольца временной крепи не демонтировать.

При проходке ствола по параллельной схеме технология воз­ ведения монолитной бетонной крепи аналогична вышеописан­ ной.

При паралЛельно-щитовой технологической схеме проходки: ствола возведение монолитной бетонной крепи осуществляется в следующей последовательности (рис. 9.13): опускается опе­ режающий поддон на расстояние, равное высоте опалубки; де­ ревянным настилом перекрывается зазор между породными стенками ствола и поддоном; опускается и центрируется опа­ лубка; за опалубку укладывается бетонная смесь. Бетонная смесь спускается в ствол по ставу труб. После укладки бетон­ ной смеси на высоту опалубки цикл работ повторяется. Поддон опускается, когда расстояние между поддоном и щитом-обо­ лочкой будет равно или больше высоты опалубки.

К о н т р о л ь з а к а ч е с т в о м в о з в е д е н и я б е т о н н о й кре пи . Основными вопросами контроля за качеством возведе­ ния бетонной крепи являются геометрические размеры ствола,, качество бетонной смеси и технология ее укладки за опалубку.

Контроль геометрических размеров ствола сводится к про­ верке вертикальности и поперечного сечения ствола и толщины

а

Рис. 9.13. Возведёние бетонной крепи при параллельно-щитовой схеме проХодки:

скрепи. Вертикальность ствола проверяется по центральному от­ весу, Вертикальность и проектное поперечное сечение ствола •обеспечиваются правильной ’установкой опалубки. При уста­ новке опалубки ее вертикальная ось должна совпадать с осью •ствола, а наружная поверхность опалубки должна занимать вертикальное положение. Толщина крепи должна соответство­ вать проекту. Уменьшение толщины крепи по сравнению с про- •ектной допускается до 30 мм.

При контроле за качеством бетонной смеси следует обра­ тить внимание на соответствие проекту фактической прочности бетона, качества цемента, песка и щебня, а также правильную

.дозировку, приготовление и транспортирование бетонной смеси. В стволах со значительным капежом воды необходимо при­ менять меры, исключающие вымывание цементного молока избетонной смеси. Поверхность крепи ствола должна быть глад­ кой. Общая площадь раковин глубиной до 20 мм не должна

.превышать 100 см2 на каждые 5 м2 поверхности крепи. Швы между отдельными звеньями должны быть плотно заделаны.

-9.3. ТАМПОНАЖ ЗАКРЕПНОГО ПРОСТРАНСТВА

Из водоносныхпластов породы через бетонную крепь в •ствол поступает вода. 50% стволов эксплуатируемых и строя­ щихся шахт имеют приток воды более 10 м3/ч. Фильтрующаяся через крепь вода вызывает коррозию бетона.

Коррозия бетона приводит к уменьшению толщины крепи, увеличивает ее пористость и снижает грузонесущую способ­ ность крепи. Более 15% стволов в Донбассе из-за коррозийно­ го разрушения бетонной крепи нуждаются в капитальном ре­ монте. Поступающая в ствол вода вызывает интенсивную корг розию проводников и расстрелов. Приток воды в ствол сопро­ вождается дополнительными расходами на ее откачку с рабоче­ го горизонта на поверхность земли в течение всего периода экс­ плуатации шахты.

Основными мероприятиями по уменьшению притока воды в ствол являются правильный подбор состава водонепроницае­ мого бетона и Соблюдение технологии, возведения крепи.

Для уменьшения остаточного притока воды проводится тампонаж закрепного пространства.

При тампонаже в крепи ствола бурят шпуры, через которые

.нагнетают цементный или цементно-песчаный раствор. Раствор, заполняя пустоты в закрепном пространстве, поры в бетоне и трещины в водоносных прродах, повышает водонепроницаемость, бетонной крепи и уменьшает поступление воды в ствол.

Тампонажные шпуры диаметром 50—60 мм располагаются в шахматном порядке по периметру ствола (рис. 9.14). Расстоя­ ние между шпурами в ряду 1,5—2 м, между рядами шпуров

Рис. 9.14, Схема тампонажа закрепиого устройства:

1—2,5 м. Чем больше приток воды в ствол, тем меньше рас­ стояние между шпур.ами в ряду и рядами.

В шпуры вставляют кондукторы (труба диаметром 40— 50 мм и длиной 500—600 мм), которые заделывают быстросхватывающимся раствором и ветошью. Выступающие в ствол кон­ цы патрубков оборудуют запорными кранами.

Состав тампонажного раствора подбирается в зависимостиот притока воды, размеров трещин в породе и пористости бето­ на. Применяют цементно-песчаные растворы состава Ц : П от 1:1 до 1:4. Для сокращения сроков схватывания в раствор добавляют хлористый кальций в количестве 3—5% массы це­ мента.

Тампонажный раствор приготовляют на поверхности земли в растворомешалках и по трубам подают в ствол на подвесной полок.

Из бака на подвесном полке по резиновому шлангу раствор нагнетается в тампонажный шпур. Максимальное давление при нагнетании раствора принимается с учетом состояния крепи, оно не дрлжно превышать расчетных нагрузок на крепь-от со­ средоточенной нагрузки. Обычно давление нагнетания состав­ ляет 0,3—0,5 МПа. Когда давление нагнетания достигает мак­ симально допустимого значения, подача раствора в шпур пре­ кращается, перекрывается запорный вентиль на кондукторе шпура, а шланг присоединяют к следующему шпуру. В указан­ ной последовательности проводят тампонаж всех скважин во­ доносного участка.

Проведением первичного тампонажа не всегда удается пре­

трольный) тампонаж закрепного пространства и вмещающих

.пород.

Технология возведения набрызгбетонной крепи заключается! в следующем. В бетономешалке приготовляют сухую смесь из цемента, песка и щебня. Сухая смесь поступает в машину набрызгбетона, из которой сжатым воздухом по шлангу переме­ щается в сопло.

Одновременно по второму шлангу в сопло поступает вода. Из сопла бетонная смесь, выходит с высокой (до 100 м/с) ско­ ростью и наносится равномерным слоем толщиной 5—7 см на породные стенки ствола. После твердения первого слоя при необходиимости наносится второй слой. Такой способ нанесе­ ния набрызгбетонной крепи называют щсухим». Набрызгбетонная крепь может применяться в «чистом» виде, а’ также с ан­ керной крепью и металлической сеткой. В зависимости от ус­ тойчивости пород, конструкции и толщины набрызгбетонной крепи последняя может выполнять функции грузонесущей кон­

дует отнести: высокий уровень механизации работ; малую тол­ щину крепи и большую механическую прочность, что позволяет снизить по сравнению с обычной бетонной крепью на 30—50% стоимость возведения крепи, на 10—20% объем, вынимаемой породы; при возведении набрызгбетонной крепи частицы це­ мента и песка, Проникая в трещины, восстанавливают монолит­ ность породы приконтурного слоя; под напором воздушной струи бетонная смесь хорошо уплотняемся, что повышает проч­

брызге бетона 10—25% компонентов смеси теряется в резуль­ тате отскока в зависимости от гранулометрического состава за­ полнителей, технологического режима набрызга й эффективно­ сти внесения различных добавок. При оптимальном сочетании упомянутых факторов потери при отскоке составляют не более 10%. Использование шлакосиликатных бетонов показало, что потери материала при отскоке не превышают 10%, а толщина слоя, наносимого за один прием, может быть доведена до 20,см;

использование исходной сухой смеси обусловливает боль­ шую запыленность рудничной атмосферы (до 100—200 мг/м3), что требует применения средств индивидуальной защиты лю­ дей, находящихся в забое при набрызгбетонировании;

технология крепления не обеспечивает получения гладкой внутренней поверхности ствола и ее строгих геометрических очертаний, как это имеет место при креплении бётоном с опа­ лубкой, из-за чего увеличивается аэродинамическое сопротив­ ление и ухудшается, эстетический вид ствола.