Технологические схемы строительства вертикальных выработок

В подготовительный период проходят устье стволов и технологический отход.

Устьем вертикального ствола называется его верхняя часть, выходящая на поверхность. В большинстве случаев устье сооружают в слабых, рыхлых, неустойчивых наносных породах, мощность которых колеблется в широких пределах. Поэтому глубину устья в каждом отдельном случае устанавливают проектом. Она равна 12-35 м.

Если коренные породы выходят на поверхность, то устьем ствола является его участок протяженностью до отметки, расположенной ниже почвы проема для вентиляционных, калориферных, кабельных, трубных и других каналов.

Для защиты ствола от поверхностных вод устье сооружают на 0,15-0,2 м выше отметки поверхности промышленной площадки.

Наносные отложения пород, пересекаемые устьем, чаще представлены глинами, суглинком, песками, гравийно-галечниковыми отложениями, мергелями, мелом, сильновыветренными и нарушенными коренными породами.

Такие породы при незначительном насыщении их водой создают большие нагрузки на постоянную и временную крепь. Поэтому следует учитывать эти условия при выборе технологии работ, сооружении технологического отхода и в расчете размеров временной и постоянной крепи.

Видеолекция «Горные выработки»

Кроме того, следует принимать во внимание, что крепь устья стволов испытывает вертикальные и горизонтальные нагрузки. Вертикальные нагрузки складываются из собственного веса крепи, веса оборудования и сооружений, опирающихся на крепь. Вертикальные нагрузки, как правило, преобладают над горизонтальными. После выбора рациональной конструкции устья по вертикальным нагрузкам оно проверяется на горизонтальное давление Устье заканчивается опорным венцом. Опорные венцы устья рассчитываются на срез.

Конструкцию устьев определяют исходя из назначения ствола, величин вертикальных и горизонтальных нагрузок; условий залегания и физико-механических свойств горных пород, наличия фильтрации грунтовых вод, материала крепи и способа ведения работ. Устье в зависимости от назначения ствола может служить фундаментом для проходческого или постоянного копра, опорой для подвески временной крепи и части проходческого оборудования при проходке технологического отхода.

Устье состоит из оголовка, средней части и опорного венца.

Оголовком называют его сопряжение с земной поверхностью.

В зависимости от условий применения устья разделяют на 4 группы.

1 группа. Ступенчатые устья. Применяются при наличии плотных грунтов и небольших вертикальных нагрузках, действующих на устье.

2 группа. Венцовые устья. Применяются при любых нагрузках на устье, при наличии каналов, в прочных горных породах, залегающих на глубине 6-15 м от земной поверхности.

3 группа. Ступенчато-венцовые устья. Применяются при сооружении устьев в слабых горных породах.

4 группа. Специальные устья. Применяются при проходке стволов способом замораживания.

Крепь устьев стволов чаще сооружают монолитной бетонной и железобетонной, реже из металлических и железобетонных тюбингов. При тюбингах утолщение крепи для восприятия вертикальных нагрузок выполняют из монолитного бетона. Конструкции крепи устьев стволов проектируют в зависимости от действующих нагрузок, размеров проемов каналов, а также диаметров стволов. Толщина крепи устья верхнего уступа 1-1,5 м, среднего — 0,6-0,9 м и нижнего — 0,4-0,7 м.

Исполнительная схема вертикальных конструкции

Проходка устьев и технологических отходов при благоприятных горно-геологических условиях осуществляется по двум схемам оснащения:

— с применением передвижного проходческого оборудования для проходки устья ствола и технологического отхода;

— с применением проходческого оборудования, используемого для проходки основной части ствола.

Проходку устьев стволов с применением передвижного проходческого оборудования могут выполнять по совмещенной или последовательной технологической схеме.

При последовательной технологической схеме выемку породы и возведение временной крепи производят звеньями при недостаточно устойчивых горных породах или на всю глубину — при устойчивых горных породах.

Постоянную крепь возводят снизу вверх после проходки каждого звена или устья — на всю глубину. Очередность работ следующая. Производят выемку грунта с помощью экскаватора Э-153 на глубину оголовка, затем возводят его из монолитного бетона или железобетона с заделкой на нижнем обрезе анкерных крючьев для подвески временной крепи.

После этого устанавливают раму-шаблон, монтируют все проходческое оборудование. располагая его вокруг ствола. Производят выемку породы на всю глубину устья или звена с возведением временной крепи вслед за подвиганием забоя. Разделывают место под опорный венец и возводят на него постоянную монолитную бетонную или железобетонную крепь, постоянно демонтируя (если позволяют условия) временную крепь. Заменяют раму-шаблон на основную проходческую (нулевую) раму.

Малый объем подготовительных работ.

1. Большая трудоемкость работ.

2. Наличие временной крепи.

При совмещенной технологической схеме проходки устья выемку породы и возведение постоянной монолитной бетонной крепи производят заходками сверху вниз с использованием секционной или створчатой металлической опалубки. или с навеской железобетонных (чугунных) тюбингов. Высоту заходки выбирают исходя из устойчивости горных пород, высоты опалубки и организации работ.

1. Небольшой объем подготовительных работ.

2. Меньшая трудоемкость и стоимость работ.

3. Отсутствие временной крепи.

4.Более высокая скорость прохолки.

Большая продолжительность подготовительного периода.

Участок ствола, непосредственно прилегающий к земной поверхности (включая и устье ствола), предназначенный для монтажа стволопроходческих комплексов и начала их эффективной эксплуатации, называют технологическим отходом.

Глубина технологического отхода зависит от принятой технологической схемы проходки и составляет для совмещенной — 40-50 м, параллельной — до 60 м.

После окончания проходки устья и технологического отхода производят оснащение ствола промышленной площадки оборудованием, необходимым для дальнейшей проходки. На поверхности монтируют подъемную машину, проходческий копер с нулевой рамой и разгрузочным станком, лебедки для подвески проходческого оборудования, приствольный бетонорастворный узел или приемные бункера для бетонной смеси и другое оборудование.

В стволе монтируют или спускают в него собранный на поверхности подвесной проходческий полок, под нижним этажом которого расположены машины с механическим вождением грейфера для погрузки породы. Лебедки для подвески грейферов с ручным вождением устанавливают на нижнем ярусе полка. В забое из отдельно спускаемых секций или створок собирают призабойную опалубку для возведения постоянной монолитной бетонной крепи (при совмещенной технологической схеме).

По всей глубине устья и технологического отхода монтируют ставы труб для сжатого воздуха, вентиляции. водоотлива, спуска бетона, осветительную сеть, оборудование связи и сигнализацию.
5. Технологические схемы строительства стволов

Проходка стволов по последовательной схеме.

В зависимости от последовательности выполнения работ по выемке породы и возведению постоянной крепи во времени и пространстве выделяют следующие основные технологические схемы проходки стволов: последовательную, параллельную, параллельно-щитовую и совмещенную.

Проходка стволов по данным схемам может производиться разновременно и одновременно с армированием.

При данной схеме строительства ствол по глубине разделяют на участки (звенья) высотой 10-15 м в слабых и средней устойчивости породах и 20-40 м — в крепких породах (Рис.5.1).

Звеном в данном случае называют участок ствола по вертикали, который по мере выемки пород крепится временной крепью. При возведении опорных венцов постоянной крепи величина звена равна расстоянию по вертикали между опорными венцами.

В зависимости от устойчивости и крепости пород каждый участок проходят на полную глубину с временной крепью или без нее. Проходку ведут обычно с погрузкой породы грузчиком КС-3. Породу поднимают в бадьях вместимостью 1-1,5 м 3 .

В пределах каждого участка работу выполняют в следующей последовательности. В соответствии с графиком цикличности заходками по 2-3 м с применением БВР проходят ствол на глубину звена с возведением временной крепи из металлических колец. После проходки участка на проектную величину, работы по выемке останавливают, разделывают углубление в породных стенках по периметру под опорный венец в непосредственной близости от забоя, устанавливают на частично неубранную и выровненную породу опалубку и укладывают за опалубку бетонную смесь. Затем опускают подвесной полок к забою, с которого заходками по 1,5-2 м снизу вверх на всю глубину звена возводят постоянную крепь. После окончания возведения постоянной крепи наращивают ставы всех трубопроводов, устанавливают подвесной полок на высоте 15-20 м от забоя и начинают проходку ствола на глубину нового участка.

В настоящее время последовательную схему применяют в основном при строительстве устьев стволов и технологических отходов, участков стволов в неустойчивых и водоносных породах с применением специальных способов, а также шурфов и стволов глубиной до 100 м.

Простая организация и малый объем работ по оснащению ствола.

Последовательное выполнение работ по выемки породы и возведению временной и постоянной крепи, наличие временной крепи, значительные затраты времени на выполнение вспомогательных работ, связанных с периодическими переходами от выемки породы к возведению крепи, низкие скорости строительства за счет применения малопроизводительных погрузочных машин и бадей малой вместимости.

До 1953 г данная схема широко применялась во всех угольных и рудных бассейнах СССР. При этом средняя скорость проходки составляла 25 м/мес, а максимальная скорость — 62 м/мес.

Проходка стволов по параллельной схеме.

Параллельная схема характеризуется одновременным производством работ по выемки породы и возведению постоянной крепи на двух смежных по высоте участках.

При параллельной схеме с временной крепью работы ведут на двух смежных участках, высота каждого из них 15-30 м в зависимости от устойчивости пород (Рис.5.2)

На нижнем призабойном участке заходками по 2-3 м производят выемку породы с разрушением ее БВР и возводят временную крепь из металлических колец и деревянной затяжки. На смежном верхнем участке возводят постоянную крепь снизу вверх. Работы на верхнем участке выполняются в следующей последовательности. Двух этажный проходческий полок устанавливают так, чтобы нижний этаж находился на уровне нижней границы верхнего участка, разделывают углубление в породных стенках по периметру под опорный венец; устраивают поддон и опалубку в пределах углубления; укладывают за опалубку бетон (если необходимо создать усиленный опорный венец, то перед укладкой бетона монтируют арматурный каркас); поднимают проходческий полок на высоту опорного венца и заходками по

1,5-2 м в направлении снизу вверх возводят постоянную крепь до ранее закрепленного участка.

Если позволяют горно-геологические условия перед возведением постоянной удаляют временную крепь.

Так как скорость возведения постоянной крепи выше скорости работ по выемки породы, число рабочих смен по креплению меньше, чем по выемке породы.

Средняя скорость проходки стволов по данной схеме в 2-2,5 раза выше, чем по последовательной схеме. Максимальная скорость 202,1 м /мес была достигнута в 1955 г на шахте №5/6 им. Калинина.

Схема применяется главным образом для проходки стволов большого диаметра и значительной глубины.

Совмещение работ по выемке породы и возведению постоянной крепи, появляется возможность повторного использования элементов временной крепи без выдачи ее на поверхность.

Сложная организация работ — необходима увязка основных и вспомогательных операций на двух участках ствола по глубине, повышение опасности работ при одновременности их выполнения на двух уровнях, наличие дополнительного перекрытия ствола натяжной рамой усложняет работу подъема.

Источник: topuch.ru

1.Назначение и характеристика вертикальных стволов.

Вертикальные (стволы). В зависимости от назначения стволы различают на разведочные и эксплуатационные. Последние, в свою очередь, — на главные и вспомогательные. Главный ствол служит для подъема полезного ископаемого на поверхность.

Вспомогательные в зависимости от выполняемых ими функций подразделяют на грузолюдские, грузовые, вентиляционные, иногда сооружают водоотливные. Часто стволы предназначены для выполнения нескольких функций, и их называют по главной из них. на некоторых рудниках сооружают слепые стволы.

Это вертикальные горные выработки, не имеющие непосредственного выхода на дневную поверхность и оснащенные подъемными машинами. Срок службы стволов обычно равен сроку эксплуатации месторождения. Каждый ствол состоит из трех элементов: устья, основной части и зумпфа.

Устьем ствола называется его верхняя часть с усиленным креплением, непосредственно примыкающая к поверхности. Устье обычно возводится в неустойчивых породах и является опорой для надшахтного здания. Основная и наиболее протяженная часть ствола располагается между устьевой и зумпфовой частями ствола и служит для соединения поверхности с эксплуатируемыми горизонтами.

Зумпфом называется самая нижняя, расположенная ниже последнего эксплуатируемого горизонта, часть ствола. Зумпф служит для сбора воды, размещения подъемных сосудов в момент загрузки, а также для размещения грузов натяжения канатов при оборудовании ствола башенным копром. Известны следующие формы поперечного сечения: круглая, прямоугольная и эллиптическая.

2.Технологические схемы строительства вертикальных стволов.

Технологическая схема сооружения ствола — совокупность производственных процессов по выемке породы, возведению постоянной крепи и армированию ствола, выполняемых в определенной последовательности во времени и пространстве.

В практике строительства стволов применяют различные технологические схемы с последовательным, параллельным (одновременным) или частично совмещенным выполнением производственных процессов. В зависимости от последовательности работ по выемке породы и возведению постоянной крепи различают последовательную, параллельную и совмещенную схемы.

Технологические схемы подразделяют также по способу возведения постоянной крепи — сверху вниз или снизу вверх, с применением временной крепи или без нее.

Каждую технологическую схему применяют в определенных геологических условиях. Она предусматривает определенный набор проходческого оборудования в стволе и на поверхности.

3.Последовательная схема строительства вертикальных стволов.

При проходке ствол по всей глубине делят на звенья. Выемку породы и возведение постоянной крепи при последовательной схеме осуществляют в одном призабойном звене последовательно ( 5.1). По окончании выемки породы на принятую высоту звена сооружают опорный венец и далее снизу вверх отдельными заходками возводят постоянную крепь до слияния ее с крепью верхнего смежного звена.

Возведение крепи осуществляют с подвесного полка. Высота звена зависит от устойчивости боковых пород и их угла падения. Средняя высота звена в практике строительства стволов при наличии устойчивых пород и пологом залегании составляет 30-40 м, в породах средней устойчивости и крутом залегании 15—20 м. В устойчивых породах проходку ствола по этой схеме можно вести без применения временной крепи.

Достоинствами этой схемы являются простая организация работ, минимальная потребность в оснащении ствола проходческим оборудованием. К недостаткам относят низкую скорость проходки из-за периодической остановки работ по выемке породы и возведению крепи, значительные затраты времени на возведение, а затем на демонтаж временной крепи, потери времени на выполнение вспомогательных работ, связанных с откачкой воды, непрерывными переходами от выемки породы к возведению крепи и т.д.

В связи с отмеченными недостатками последовательную схему в настоящее время применяют в основном при строительстве устьев стволов, технологических отходов, а также стволов в неустойчивых водоносных породах с применением специальных способов и стволов небольшой глубины (до 100 м) главным образом в городском подземном строительстве

Источник: studfile.net

Технологические модели сооружения вертикальных стволов и область их применения Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Боршевский С. В., Прокопов А. Ю.

Обоснование параметров скоростного проведения вертикального клетевого ствола подземного рудника «Айхал»

Текст научной работы на тему «Технологические модели сооружения вертикальных стволов и область их применения»

С.В. Борщевский, А.Ю. Прокопов

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ СООРУЖЕНИЯ ВЕРТИКАЛЬНЫХ СТВОЛОВ И ОБЛАСТЬ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ

Практика строительства и реконструкции шахт и подземных сооружений показывает, что основные параметры строительного

производства в первом периоде зависят от размеров стволов и характера мероприятий, направленных на повышение скорости выполнения работ.

Технологические модели сооружения стволов — это комплекс научно обоснованных технологических, технических и организационных решений по всему критическому пути эта-

пов работ, рассчитанных для определенного объема работ и обеспечения ввода объекта в эксплуатацию в установленный срок при наименьших затратах.

Проведенные исследования [2, 3] и данные табл. 1 показывают, что для обеспечения оптимальных значений при последовательной технологии необходимо в 2 раза увеличить скорости на всех этапах работ. Такие мероприятия весьма сложно осуществить при этом уровне коэффициента технологии и последовательном ведении работ.

Все это вызывает необходимость разработки новых технологических моделей, обеспечивающих оптимальные значения времени ((2, (3, (4, (5). Поэтому каждая технологическая модель должна обладать своими особенностями, отличаться объемами работ, оснащением поверхности и забоя ствола, энерговооруженностью, технологией на каждом этапе, продолжительностью работ в этапе, общими затратами времени и стоимостью сооружения ствола. Исходя из продолжительности по оснащению, проходке ствола, армированию и времени выполнения других работ первого периода строительства, можно определить размеры ствола, сооружение которого целесообразно осуществлять по одной из технологических моделей.

Таким образом, задача сводится к разработке технологических моделей сооружения стволов, обеспечивающих ввод в эксплуатацию объекта в плановый срок с соблюдением расчетных оптимальных значений скоростей (продолжительности) сооружения объекта при наименьших затратах. Для этого по материалам технической части проекта составляется перечень объемов, которые должны быть выполнены для окончания сооружения ствола как готового объекта. Расчеты должны вестись по объектам главного направления строительства.

Из данных таблиц-номограмм и полученных методом динамического программирования оптимальных значений Тс при минимальных затратах (табл. 1) можно выделить четыре-пять объемов работ, для которых должны быть разработаны технологические модели.

В работе рассмотрены четыре технологические модели для стволов глубиной до 300 м, от 301 до 600 м, от 601 до 900 м и от 900 до 1200 м. При таком делении стволов для каждой модели можно принять особое оснащение поверхности и забоя. Шаг между моделями, равный 500 м, наиболее приемлем, что подтверждается практикой оснащения стволов при подборе к проектировании.

Модель № I характеризуется тем, что время оснащения ствола является равным или большим продолжительности проходки (^ > t2). Это возможно, если глубина ствола находится в пределах от 100 до 300 и, а диаметр

— от 4,5 до 8,5 м. В этом случае сооружение ствола должно осуществляться с передвижных комплексов (передвижных копров-укосин и подъемных машин) на всю глубину с одновременным проведением выработок, сопрягающихся со стволами, и арми-

рованием. Принимается совмещенная технологическая схема проходки ствола. При сооружении ствола применяется облегченный полок, бурение шпуров глубиной до 2,2-2,5 м осуществляется пневматическими бурильными молотками. Для погрузки породы используются грейферные пневматические грузчики с ручным вождением или погрузочные машины ковшового типа, подобные «Эймко-630”.

Ствол крепится монолитным бетоном в комплексе с металлической опалубкой. Бадьи движутся по постоянным направляющим. Временные металлические трубопроводы крепятся к расстрелам армировки. Средняя техническая скорость проходки ствола с одновременным армированием принимается равной 30-35 м/мес.

Модель № 2 характеризуется условиями ^ «t2. Размеры ствола для этой модели: глубина 301-600 м, диаметр в свету 4,5-8 м. Сооружение стволов должно вестись на всю глубину с передвижных подъемных комплексов и постоянных копров.

Проходка ствола осуществляется по совмещенной технологической схеме с одновременным проведением выработок, сопрягающихся со стволами, и раздельным ведением работ по армированию. Оснащение забоя для выемки породы и крепления ствола аналогично модели № I. Подъемный передвижной комплекс должен обеспечивать выдачу породы из забоя ствола различного поперечного сечения. Средняя техническая скорость проходки ствола 50-60 м/мес. Выбор подъемной машины для обеспечения расчетных технических скоростей можно осуществлять по рекомендациям [4].

Модель №3 характеризуется тем, что продолжительность проходи ствола больше продолжительности

оснащения (t2 > ^). Параметры модели:

глубина ствола 601-900 м, диаметр 4,5. 8,5 м. Сооружение ствола ведется вначале с помощью передвижных комплексов и с использованием постоянных копров. После окончания работ по монтажу подъемной машины цилиндрического типа (постоянной или временной) осуществляется переход на этот подъем и проходческий забойный комплекс.

Проходка ствол ведется по совмещенной технологической схеме с одновременным выполнением работ по проведению выработок, сопрягающихся со стволом, и раздельным производством работ по армированию. Технологическая схема армирования должна быть преимущественно параллельной по направлению снизу вверх. Для проходки используются различные стволовые проходческие комплексы. Бурение шпуров глубиной 4 м и более ведется БУКС-1м. Постоянная крепь — монолитная бетонная в сочетании с металлической опалубкой.

Модель №4 характеризуется тем, что продолжительность проходи ствола намного больше времени ведения работ по оснащению (t2 ^ ^). Такая технологическая модель предназначена для сооружения вертикальных стволов глубиной 901-1200 м и диаметром 5,5. 8,5 м. Сооружение стволов начинается с передвижных комплексов и с использованием постоянных копров, а после окончания строительных и монтажных работ с подъемных машин цилиндрического типа (постоянных или временных подъемов) осуществляется переход на эти подъемы и проходческие комплексы. Проходка ствола осуществляется по параллельной технологической схеме с одновременным прове-

дением выработок, сопрягающихся со стволами, а также с раздельным ведением работ по армированию. Технологическая схема армирования должна быть параллельной снизу вверх.

Для определения глубины ствола, проходка которого должна вестись с передвижного оборудования) можно пользоваться формулами:

Н1 = Н — к = Н — -Д^), (2)

где Н — полная глубина ствола, м; Н1

— глубина ствола, проходка которого должна вестись с постоянного оборудования, м; к — расчетная глубина ствола для проходки с помощью передвижных комплексов, м; t1 — время оснащения ствола, определяемое по формулам табл. 2 (можно пользоваться проектными данными), мес.; Д^ -затрата временя на организационнотехнические мероприятия, подготовительные работы и размещение передвижного комплекса (принимаем равными от 4 до 8 месяцев).

Для определения степени влияния размеров ствола на продолжительность оснащения при последовательной технологической схеме и выявления закономерностей в соответствии с направлениями [5] табл. 2 приведены корреляционные уравнения степенной формы зависимости.

Пользуясь формулой (2), а также расчетной продолжительностью оснащения ствола t1 по данным табл. 3 и [6], получим возможную глубину ствола, проходку которого можно осуществить передвижными комплексами, если принять совмещенную технологическую схему сооружения стволов. Проходческие передвижные комплексы должны обеспечивать средние технические скорости проходки от 30 до 50 м/мес.

Размеры ствола, м Значения фактической* и оптимальной» Средняя тех-

продолжительности выполнения работ, мес. ническая

глубина диаметр в свету оснащение ti проходка t2 проведение сопрягающихся выработок 1з армирование 14 переобо- рудование ^5 Tc скорость сооружения ствола, м/мес.

300 6,5 13,8х 16,1 3,5 2,9 4,9 41,2 6,8

600 6,5 15,3х 23,3 4 4 7,4 55,8 11,7

10,2і“ 8,11 1,73 2,12 1,84 24 25

900 6,5 14,3х 23,4 6,9 4,6 7,6 55,8 17,9

10,57х1 11,65 2,18 2,93 2,67 30 30

1200 6,5 19,6х 26 6,8 6,9 9,3 68,6 20

12,4х1 16,84 3,16 4,26 3,34 40 30

1500 6,5 12,67хх 19,17 3,5 5 5,34 46 33

Значения продолжительности оснащения стволов

Глубина ствола Н, м Пределы изменения объема 3 ствола вчерне, м , min с W с max Уравнение регрессии Корреляционное отношение R Количество случаев n Коэффициент эластичности Э

Продолжительность оснащения стволов

Глубина ствола, м По фактическим данным По корреляционным уравнениям

Средний диаметр ствола в свету (вчерне) Продолжительность оснащения, мес. Средний диаметр ствола в свету (вчерне) Продолжи- цельность оснащения, мес.

300 5,6(6,2) 13,8 6,0 (6,6) 12,6

600 6,1 (6,7) 15,3 6,0 (6,6) 14,2

900 6,5(7,2) 16,1 6,5(7,2) 16,3

1200 6,2 (6,8) 19,6 6,5(7,2) 18,5

В табл. 4 для различных моделей приведены расчетные величины глубины стволов, проходка которых должна вестись с помощью передвижных комплексов.

Если проанализировать усредненные фактические данные продолжительности оснащения клетевых и скиповых стволов, над которыми сооружаются башенные копры и многоканатные подъемные машины, глубина ствола, планируемая для проходки с передвижных комплексов, будет еще большей.

В табл. 5 приведены расчетные данные глубины стволов, проходка которых может быть осуществлена с помощью передвижных подъемных комплексов до окончания сооружения башенного копра и монтажа многоканатной подъемной машины.

Для стволов, оснащаемых к скоростной проходке с использованием временных подъемных машин и сборно-разборных копров, расчетные данные приведены в табл. 6. К рассмотрению принят диаметр ствола 6,5 м в свету как наиболее часто применяемый в практике скоростных проходок. Полученные данные (табл. 4-6) позволяют построить технологическую карту, устанавливающую последовательность выполнения работ первого периода строительства для принятых технологических моделей.

Из технологической карты следует, что этапы работ протекают в той же последовательности, совмещаясь при этом. Совмещение времени достигается за счет совмещения этапов работ и совмещения рабочих процессов. Пользуясь данными, отражавшими физический смысл технологической последовательности совмещенной схемы, можно ввести поправочные коэффициенты в многофакторные математические модели для последовательной технологии и пользоваться этими корреляционными уравнениями для совмещенной технологии.

Из анализа полученных данных и сравнения многофакторных математических моделей для различных технологических схем сооружения вертикальных стволов следует:

1. При существующих скоростях сооружения башенных копров и продолжительности монтажа многоканатных подъемных машин использование их для сооружения вертикальных стволов нецелесообразно.

2. Последовательная технологическая схема при достигнутом уровне средних технических скоростей (с учетом роста) в ближайшие 10-15 лет не может обеспечить сокращения общего времени первого периода строительства в 1,5-2 раза.

Расчетные данные для стволов, при проходке с помощью передвижных подъемных комплексов

Полная глубина ствола, м Диаметр ствола в свету (вчерне), м Поперечное сечение ствола вчерне, м Объем ствола вчерне, м Средняя продолжительность оснащения, мес. Значение величины И, м Значение величины к;, м/мес. Глубина ствола, планируемая для проходки передвижными комплексами, м

300 5(5.6) 25 7500 11,3 о со 1 ч^-1 N 30 219

6,5(7,2) 41 12300 12,9 И = ^г — 4) • 30 30 267

8(9,0) 64 19200 14,3 И = ^г — 4) • 30 30 309

600 5(5,6) 25 15000 13,1 0 1 ч.^-1 = И 50 405

6,5(7,2) 41 24600 14,1 И II — ‘^1 5 О 50 455

8(9,0) 64 38400 16,2 И II — ‘^1 5 О 50 560

900 5(5,6) 25 22500 13,6 0 5 Ю 1 Ч^»» = И 50 575

6,5(7,2) 41 36900 16,3 И = 1_^ — 5 о 50 515

8(9,0) 64 57600 18,6 И = ^г — 6)- 50 50 650

1200 5(5,6) 25 30000 14.2 И = ^г — 7)• 50 50 360

6,5(7,2) 41 49200 18,5 И = — ) 5 О 50 575

8(9,0) 64 76800 22,1 И = 1 ) 5 О 50 700

Расчетные данные для стволов, при проходке с помощью передвижных подъемных комплексов и многоканатной подъемной машины

Показатели Значения величин для клетевого ствола Значения величин для скипового ствола

Фактическая продолжительность оснащения ствола ^ , мес. 24 30

Средняя техническая скорость, принятая для передвижных комплексов У , м/мес. До 60 до 60

Время, затрачиваемое на организационно-технические и подготовительные мероприятия, но совмещаемые с проходкой ствола Л^ , мес. 8 8

Возможная глубина для проходки ствола передвижными комплексами до окончания работ по сооружение башенных копров и многоканатных подъемов, м 960 1260

Расчетные данные для стволов, при проходке с использованием временных подъемных машин и сборно-разборных копров

Диаметр ствола в свету (вчерне), м 6,5 (7,2)

Глубина ствола, м 300 600 900 1200

Фактическая продолжительность оснащения ^ , мес. 11,9 13,1 15,3 17,5

Коэффициент увеличения времени оснащения для ско- 1,2 1,25 1,3 1,3

ростей проходки ствола, к

Расчетная продолжительность 14,4 16,4 20 22,4

оснащения ствола 1 р = 1 ^ • к , м

У , м/мес. 30 50 50 50

с. е м Л 4 5 6 7

Формула Ъ = (‘р — л)-у;

Возможная глубина ствола для прохода с помощью пере- 308 570 700 770

3. Применение скоростных методов для стволов глубиной 8001000 м вследствие значительных затрат времени и средств на оснащение малоэффективно.

1. Левіт В.В., Борщевський С.В. К вопросу оценки и выбора технологических схем сооружения вертикальных стволов //Гірничодобувна промисловість України і Польщі: Актуальні проблеми і перспективи: Матеріали Українсько-Польського форуму гірників — 2004 (Ялта, Крим, 13-19 вересня 2004). — Дніпропетровськ: НГУ, 2о04. -С.157-165.

2. Борщевский С. В. Исследование влияния продолжительности сооружения вертикальных стволов на общие сроки строительства шахт Донбасса // Вісник Криворізького технічного університету. Збірник праць. Вип.11. — 2005. — С.9-13.

3. Борщевский С.В. Оптимизация скорости выполнения этапов сооружения вертикальных стволов в условиях повышенных водопритоков.// Науковий вісник національного гірничого університету. — №1. — 2006. С.46-53.

4. Необходимо уделить внимание разработке и широкому использованию параллельной технологической схемы проходки стволов.

4. Коломоец A.A., Сапронов В.Т. Передвижные подъемные установки в шахтном строительстве. //»Шахтное строительство», М. — 1972. — № 6.

5. Борщевский С.В., Кокунько И.Н.

Пути совершенствования технологии строительства вертикальных стволов шахт буровзрывным способом// Современные проблемы шахтного и подземного строительства: Материалы международного научно-

практического симпозиума.- Донецк: Норд-Пресс, 2006 — Вып.7. — с.139-149

6. Борщевский С.В., Гапеев С.Н. , Янкин A.E. Оценочные критерии выбора технологии сооружения вертикальных стволов шахт// Прогрессивные технологии строительства, безопасности и реструктуризации горных предприятий: материалы региональной научно-практической школы-семинара. — Донецк: Норд-Пресс, 2006. -С. 186-195. ЕЕЕ

— Коротко об авторах

Борщевский С.В. — кандидат технических наук, доцент, заместитель заведующего кафедры строительства шахт и подземных сооружений Донецкого национального технического университета, докторант, член-кор. Академии строительства Украины, докторант кафедры строительства шахт и подземных сооружений Донецкого национального технического университета

Прокопов А.Ю. — кандидат технических наук, доцент, заместитель директора Шах-тинского института Южно-Российского государственного технического университета по образовательной и научной деятельности, доцент кафедры «Подземное, промышленное, гражданское строительство и строительные материалы», г. Шахты, Россия

Доклад рекомендован к опубликованию семинаром № 18 симпозиума «Неделя горняка-2007». Рецензент д-р техн. наук, проф. Б.А. Картозия.

Источник: cyberleninka.ru

Способы проходки подземных горных выработок

Способом проходки называется комплекс технологических про­цессов, выполняемых в заданной последовательности и формирующих горную выработку в соответствии с ее функциональным назначением и продолжительностью эксплуатации.

Способы проходки подземных горных выработок делятся на две группы:

1 — основные способы;

2 — специальные способы.

Специальные способы применяются для строительства подзем­ных выработок в сложных горно-геологических условиях, например, в весьма неустойчивых или обводненных горных породах, при пересечении выработками разломов и крупных тектонических нару­шений.

2.5.1. Вертикальные выработки

2.5.1.1. Вертикальные стволы

Шахтный вертикальный ствол состоит из устьевой, протяженной (с рассечками, камерами) и зумпфовой частей (рис. 2.5).

Рекомендуемые материалы

Рис. 2.5. Схемы вертикальных стволов:

а — клетевой; 1 — калориферный канал; 2 — камера перекачкой водоотливной станции; 3 — сопряжение ствола с околоствольным двором; 4 ~ камера и ходок зумпфового во­доотлива; $ — зумпф; 6 — водотрубный ходок;

б — скиповой; 1 — вентиляционный канал; 2 + 6, 11 ^ 13 — выработки загрузочного комплекса; 7 + 10- зумпфовой комплекс; 14 ~ вентиляционный ходок

Устье ствола сооружается в подготовительный период (рис. 2.6). После устройства устья и технологического отхода высотой не более 50 м, предназначенного для размещения забойного горнопроходческо­го оборудования, приступают к монтажу проходческого оборудования и проходке протяженной части ствола.

Рис. 2.6, Схема проходки устья:

1 — автокран; 2 — бадья; 3 — грейферный погрузчик; 4 — подвесная опалубка; 5 — лебедки для подвески опалубки; 6 — бетонопровод; 7 — бункер для бетонной смеси; 8 — автосамосвал; 9 — рама-шаблон; 10 — кран-экскаватор

В практике сооружения вертикальных стволов используются три основных способа проходки: последовательный, параллельный, со­вмещенный.

Сущность основных способов проходки поясняется рис. 2.7.

Недостаток последовательного способа — невысокая скорость проходки. Недостаток параллельного способа — сложность примене­ния в неустойчивых породах. В настоящее время большинство стволов проходятся по совмещенному методу, однако этот способ требует вы­полнения специальных мероприятий по обеспечению качества моно­литной бетонной крепи (из-за малого времени для набора «разопалубочной прочности » ). Схема расположения проходческого оборудова­ния в стволе при совмещенном способе проходки показана на рис. 2.8.

Проходка устья и технологического отхода производятся после­довательным или совмещенным способом.

При проходке протяженной части ствола в местах его сопряже­ния с проектируемыми горизонтальными выработками устраиваются «рассечки » , или в крепи оставляются «окна » . После завершения про­ходки на заданную глубину, включая зумпфовой участок, производит­ся армирование ствола — установка расстрелов, проводников, устрой­ство лестничных отделений, прокладка трубопроводов и кабелей.

Последовательный способ

Проходка ведется с временной крепью заходками высотой 20 + 30 м сверху вниз. Возведение посто­янной крепи осуществляется после проходки на длину заходки в на­правлении снизу вверх:

1 — подвесной плок;

2 — временная крепь;

3 — опорный венед;

4 — постоянная крепь

Параллельный способ

Проходка и возведение постоян­ной крепи производятся одновре­менно. Крепь возводится с под­весного полка:

1 — бетонная крепь; 2 — натяжной по­лок; 3 — опалубка; 4 — подвесной по­лок; 5 — телескопический желоб для разводки бетонной смеси за опалубку; 6 — приемный бункер для бетонной смеси

Совмещенный способ

Проходка и возведение крепи выпол­няются в едином цикле (с уходкой 3 ÷ 4 м). Если выработка крепится моно­литным бетоном, в заключительной фазе уборки породы забой выравнива­ется, опускается и устанавливается подвесная створчатая или секционная опалубка, после чего производится укладка бетонной смеси.

1 — призабойная опалубка; 2, 3, 6,7-устройства для транспортировки и разводки бетонной смеси; 4 — погру­зочный грейферный комплекс; 5 -подвесной полок

Рис. 2.7. Основные способы проходки вертикальных выработок

Рис. 2.8. Расположение оборудования в стволе, проходимом совмещенным способом:

1 — многоярусный полок; 2 — погрузоч­ный комплекс; 3 — подвесная опалубка; 4 — бадья

Стволы, используемые для строительства и эксплуатации тонне­лей и метрополитенов, отличаются укороченной протяженной частью и закрепляются, как правило, металлическими тюбингами. Типичная конструкция ствола приведена на рис. 2.9. Проходка подобного объек­та обычно выполняется по технологическим схемам, применяемым для проходки устьев шахтных стволов.

Рис. 2.9. Конструкция ствола:

1 — устье; 2 — ствол, закрепляемый тюбин­говой крепью; 3 — сопряжение; 4 — околоствольный двор; 5 — зумпф

В обводненных и неустойчивых массивах горных пород при со­оружении стволов применяются специальные способы:

— кессонный (проходка под сжатым воздухом с давлением до 0,3 МПа);

— тампонаж вмещающих пород (цементация, полимеризация, силикатизация, битумизация);

— бурение (роторное, турбинное, колонковое);

— проходка с забивной или шпунтовой крепью;

— способ «опускного колодца » .

2.5.1.2. Способы углубки стволов

Многие месторождения полезных ископаемых вскрываются по­этапно. Первый этап завершается в период освоения месторождения: на этой стадии вскрывается верхняя часть залежей. Оставшаяся часть вскрывается позднее (второй и последующие этапы) одновременно с активной эксплуатацией ранее вскрытых участков. Такой порядок вскрытия позволяет существенно сократить сроки ввода производст­венных мощностей предприятия и ускорить окупаемость капитальных вложений.

Удлинение ствола с рабочего или строящегося горизонта в целях вскрытия нижних горизонтов месторождения называется углубкой.

Основная особенность углубки заключается в отделении углуб­ляемого участка ствола от эксплуатируемого верхнего участка ствола (в целях обеспечения безопасности проходческих работ) предохрани­тельным целиком или предохранительным полком.

Углубка может производиться сверху вниз, снизу вверх и одно­временно с нескольких горизонтов сверху вниз и снизу вверх (рис. 2.10).

2.5.2. Горизонтальные выработки

В практике горно-строительных работ горнодобывающих пред­приятий в качестве основных способов проходки горизонтальных вы­работок в однородных породах (забой вскрывает один вид породы) используются «способ сплошного забоя » и «способ уступно­го забоя » (рис. 2.11). Последний состоит в разделении забоя на гори­зонтальные или вертикальные уступы с дальнейшей последовательной их разработкой.

Рис. 2.10. Схемы углубки:

1 — углубка сверху вниз с оставлением породного целика под зумпфом ствола; 2 — углубка сверху вниз с устройством предохранительного полка в зумпфе ствола; 3 — углубка сверху вниз с углубочного горизонта; 4 — углубка снизу вверх неполным се­чением (проходка восстающего) с последующим расширением сверху вниз; 5 — углуб­ка снизу вверх полным сечением с временной крепью; 6 — углубка снизу вверх пол­ным сечением с постоянной крепью

Способ сплошного забоя применяется в выработках с малыми, средними и большими сечениями, если устойчивость груди забоя не вызывает сомнений. Универсальным мероприятием, обеспечивающим возможность проходки в любых породах по фактору устойчивости об­нажений, является применение современных роторных проходческих комплексов (ТПМ).

Рис. 2.11. Способы сплошного и уступного забоя:

а — способ сплошного забоя; б — способ уступного забоя

В неоднородных породах, когда забой выработай пересекает один или более видов пород и полезное ископаемое, применяются «способ узкого забоя » и «способ широкого забоя » (рис. 2.12).

Рис. 2.12. Поперечные сечения выработок при узком и широком забоях:

а — при узком забое; б — при широком забое

В практике тоннелестроения способы проходки горизонтальных горных выработок и камер принято подразделять на горный и щито­вой.

При горном способе отбойку породы производят по частям (рис. 2.13) с временным их креплением, после чего под защитой временной крепи возводят обделку.

Рис. 2.13. Элементы поперечного сечения:

1 — верхняя штольня;

2 — нижняя штольня;

4, 5- калотта (правая и левая); 6, 7 — штросса (правая и левая); 8 — ядро

В настоящее время горный способ имеет ограниченное приме­нение, в основном, для проходки коротких выработок или камер, где применение высокопроизводительных способов проходки экономиче­ски нецелесообразно или где по геологическим условиям невозможно раскрыть выработку на полное сечение без временного крепления.

Горный способ включает три основные модификации: сплошно­го забоя, опорного свода (рис. 2.14, 2.15), и опорного ядра (рис. 2.16).

Рис. 2.14. Одноштольневой способ

1 ÷ 8 — порядок горных работ

Рис. 2.15. Двухштольневой способ

1 ÷ 9 — порядок горных работ

Рис. 2.16. Способ опорного ядра:

1 ÷ 9 — порядок горных работ

Способ опорного ядра применяется в сухих породах, не способ­ных выдерживать давление свода обделки. Способы опорного свода используются в относительно устойчивых породах: одноштольневой способ в сухих, двухштольневый в обводненных. Недостаток способа опорного свода — необходимость подводки стен обделки под свод, весьма чувствительный к неравномерным осадкам и деформациям от бокового горного давления. Одним из мероприятий, позволяющих ис­ключить возможные аварийные ситуации, является очередность воз­ведения стен обделки (рис. 2.17).

Рис. 2.17. Схема очередности

подводки стен под свод:

1 ÷ 4 — порядок возведения обделки

На рис. 2.18, 2.19, 2.20, 2.21 приведены перспективные модифи­кации горного способа: способ уступного забоя, способы с примене­нием буровзрывных работ, с временной крепью из решетчатых арок и набрызг-бетона, способы с опережающей горной крепью.

Область применения горного способа может быть расширена в результате внедрения НАТМ — нового австрийского способа, сущ­ность которого может быть сведена к четырем принципам:

1 — максимальные сохранность и использование естественной несущей способности вмещающего массива;

2 — применение облегченных крепей (анкерной, набрызг-бетонной) с возможностью усиления обделки при необходимости;

3 — действенный мониторинг вмещающего массива и обделки в заданном режиме с прогнозом ситуации;

4 — высокий организационный уровень производства работ.

Рис. 2.18. Способы уступного забоя:

а — с горизонтальными шпурами; 1,5- погрузочная машина; 2 — временная крепь; 3, 6 — вагонетка; 4 — передвижной помост;

б — с отбойкой породы в нижнем уступе наклонными скважинами; 1 — буровой станок; 2 — скважины; 3 — тоннельный экскаватор; 4 — автосамосвал

Рис. 2.19. Схемы с применением буровзрывных работ с использованием сблокированных бурильных молотков и баровых щеленарезных машин:

а — с опережающей контурной щелью 1; б — с опережающими контурной 1 и цен­тральной 2 щелями; в — с опережающей штольней 1, веерными отбойными скважина­ми 2 вкрест простирания и сближенными контурными шпурами 3 по простиранию выработки

Щитовой способ используется при строительстве протяженных подземных сооружений в мягких, слабоусточивых и полускальных грунтах, когда горный способ оказывается неэкономичным. Способ назван «щитовым » по имени основного агрегата проходческого щита, включающего передвижную металлическую защитную крепь, собст­венно щит, оборудование для разработки и обеспечения устойчивости лба забоя, уборки пород и сооружения обделки (рис. 2.22).

Щиты выпускаются в различных модификациях: немеханизиро­ванные, механизированные, механизированные и автоматизированные для сооружения тоннелей различных форм и размеров. Преимущест­венное использование имеют щиты с круговым очертанием: диаметр щита может составлять от 2,5 до 14 м и более, длина щитового ком­плекса — более 50 ÷ 60 м. Механизированные щиты могут оснащаться забойными рабочими органами экскаваторного, фрезерного и ротор­ного действия. Как правило, рабочий орган щита приспособлен для работы в породах с определенными физико-механическими характе­ристиками и степенью обводненности, т. е. в узком диапазоне инже­нерно-геологических и гидрогеологических условий, что приводит к большому числу модификаций щитов.

Рис. 2.20. Схема раскрытия

выработки с использованием

временной крепи из решетчатых

1 ÷ 6 — порядок возведения обделки

Рис. 2.21. Схемы способов с опережающей горной крепью:

а — с защитным экраном из труб; 1 — арочная крепь; 2 — микротоннель; 3 — обделка; 6 — с опережающей бетонной крепью; 1 — щеленарезная машина; 2 — машина для нане­сения набрызг-бетона; 3 — лоток; 4 — опалубка; 5 — арки; 6 — секции ОБК[1]; 7 — обделка; в — с опережающей крепью из стабилизированного грунта; 1, 5 контур выработки; 3 -опережающая крепь; 4 — пилот-тоннель

Рис. 2.22. Схема проходческого щита:

1 — ножевое кольцо; 2 — опорное кольцо; 3 — домкрат; 4 — защитная оболочка; 5 — об­делка

На основе механизированных щитов с роторным рабочим орга­ном создан новый тип горнопроходческого оборудования — тоннель­ные роторные комплексы (ТРК) или тоннельные проходческие машины (ТПМ), рис. 2.23. Применение таких комплексов обеспечива­ет сооружение тоннелей с темпами более 500 ÷ 600 м в месяц в раз­личных инженерно-геологических и гидрогеологических условиях, в т.ч. в обводненных и неустойчивых породах (ТРК с механическим, грунтовым и гидравлическим пригрузом забоя).

В обводненных и весьма неустойчивых породах применяются следующие специальные способы: замораживание, кессонный, тампо­наж; водопонижение; проходка с забивной или шпунтовой крепью.

Рис. 2.23. Тоннельный роторный комплекс

2.5.3. Особенности проходки наклонных выработок

Горные выработки с углами наклона более пяти градусов отно­сятся к наклонным. Сооружение наклонных выработок производится в основном аналогично технологии проходки горизонтальных вырабо­ток, вместе с тем существует ряд особенностей, обусловленных на­клонным положением выработок в пространстве.

Для наклонных шахтных выработок, возводимых в направле­нии сверху «низ, необходимо:

— крепить устья наклонных стволов и выработок, выходящих на поверхность, огнестойкой крепью;

— оборудовать устье противопожарными дверями, если по ство­лу подается воздух;

— применять предохранительные устройства, исключающие ска­тывание или падение горнопроходческого оборудования в забой;

— предусматривать меры по предотвращению смещения рельсо­вых путей;

— устанавливать две предохранительные системы (барьеры, пол­ки) одну вверху у входа в выработку, вторую — не выше 20 м от забоя;

— защищающие забой от падения подъемных сосудов (скипов или ваго­неток), скатывания кусков породы или каких-либо предметов. Кроме того, груженые сосуды следует оборудовать ловителями, например, вилками;

— обеспечить эффективную откачку подземных вод из забоя. Одним из таких решений при больших притоках является организация проходки по способу «шагающего водоотлива » (попеременной про­ходки с незначительным опережением забоя одного ствола и интен­сивной откачкой воды из забоя параллельного ствола);

— предусматривать улавливание воды по всей протяженности наклонной выработки;

— организовать безопасное передвижение людей при рельсовом транспорте в параллельных выработках или в ходовых отделениях.

Для наклонных шахтных выработок, проходимых снизу-вверх, осложнения возникают вследствие трудности проветривания забоя и транспортировки материалов в забой. Поэтому для повышения эффективности вентиляции следует «сбивать » проходимую выработку вентиляционной скважиной с вышележащим горизонтом или прово­дить параллельную наклонную выработку с горизонтальными сбойка­ми,

Особенности строительства эскалаторных тоннелей обу­словлены их конструктивным исполнением и природными условиями:

— относительно малой протяженностью выработки;

— диаметром тоннеля, составляющим от 8,5 до 10 м вчерне;

— наклоном тоннеля к горизонту, равным 30 градусов;

— применением обделки из чугунных тюбингов;

— размещением в породах, свойства которых на относительно коротком участке изменяются в весьма широком диапазоне: от сла­бых, неустойчивых и обводненных до крепких и устойчивых.

Как правило, состав работ по строительству эскалаторного тон­неля включает:

— предварительное укрепление вмещающих пород:

— сооружение котлована для размещения временных полуколец и колец обделки (рис. 2.24);

— устройство монтажной камеры, монтаж тюбингоукладчика. разгрузочной платформы, скипового подъема;

— устройство оголовков и сопряжений с вестибюлем и станцией;

— проходка тоннеля с креплением лба забоя и стен тоннеля;

— отделочные работы и монтаж оборудования.

Рис. 2.24. Схема работ по проходке эскалаторного тоннеля:

1 — затяжка кровли; 2 — крепление лба забоя; 3 — затяжка забоя; 4 — скип; 5 — погру­зочная платформа; 6 — тюбингоукладчик; 7 — трубы для замораживания пород; 8 — шлагбаум; 9 — коллектор замораживающей системы; 10 — инвентарные подмости; 11 — растворный узел; 12 — ограждение котлована; 13 — временные полукольца; 14 — тельферная эстакада; 15 — лебедка для спуска тюбингов; 16 — бункерная секция вместимо­стью 20 м 3 ; 17 — подъемная машина

2.5.4. Способы проходки восстающих

Восстающими называются горные выработки, сбивающие два смежных горизонта или верхний горизонт с поверхностью. Восстаю­щие применяются для перепуска горной массы, вентиляции, доставки материалов, подготовки блоков к очистной выемке, прокладки инже­нерных коммуникаций, как запасной выход и для других целей.

Место примыкания восстающего к горизонту несколько смеща­ется относительно горизонтальных выработок на горизонтах по усло­виям безопасности. В зависимости от назначения восстающие оборудуются одним, двумя или тремя отделениями, тип крепи выбирается с учетом свойств вмещающих пород. Способы проходки восстающих подразделяются:

— на традиционный снизу-вверх с применением БВР;

— с применением передвижного щита ПЩБ Будряновича;

— с клетью, подвешиваемой через скважину к подъемной маши­не, установленной на верхнем горизонте;

— с использованием проходческих комплексов КПВ, переме­щаемых в процессе проходческого цикла из горизонтальной выработ­ки в проходимый восстающий по монорельсу (рис. 2.25);

— бурением (снизу вверх и сверху вниз на полное сечение, снизу вверх узким ходом и сверху вниз широким ходом с использованием буровых расширителей) комбайнами типа KB (рис. 2.26);

— способ взрывания скважин на высоту восстающего или посек­ционно с предварительным устройством компенсационных полостей.

Рис. 2.25. Схема проходки восстающе­го с применением самоходного полка:

1 — блок питания; 2 — блок отбора проб воздуха; 3 — блок управления на полке; 4 — предохранительный зонт; 5 — платформа; 6 — самоходный полок; 7 — монорельс; 8 -положение самоходного полка в камере; 9 — шланговая лебедка

Рис. 2.26. Схема проходки восстающих с применением комбайнов:

а — 1KB1: б — 2KB; 1 — комбайн; 2 — шламоулавливающее устройство; 3 — буровой инструмент; 4 — опорный фонарь

2.5.5. Способы бестраншейной прокладки коллекторов и коммуникаций

Прогрессивными способами строительства горных выработок в условиях тесной городской застройки являются способы бестраншей­ной прокладки коллекторов и коммуникаций, диаметром от несколь­ких сантиметров до двух и более метров.

Способы бестраншейной прокладки коллекторов и коммуника­ций подразделяются:

— на микротоннелирование роторными проходческими маши­нами (рис. 2.27);

— горизонтальное бурение из котлованов (рис. 2.28) и направ­ленное управляемое бурение с поверхности (рис. 2.29);

— пневматическую забивку труб или сплошной прокол (про­бой), рис. 2.30;

— продавливание (рис. 2.31).

Рис. 2.27. Схема микротоннелирования

Рис. 2.28. Схема горизонтального бурения из котлована:

1 — режущая головка; 2 — якорь; 3 — полиспаст; 4 — шнек; 5 — рама; 6 — лебедка; 7 -карданный вал; 8 — двигатель; 9 — вал привода шнека; 10 — хомуты; 11 — прокладываемая труба; 12 — кран-трубоукладчик

Рис. 2.29. Схема управляемого горизонтального бурения:

1 — установка направленного бурения; 2 — приемник локатора; 3 — локатор-передатчик; 4 — буровое копье; 5 — разбуривание валунов; 6 — расширение скважины

Рис. 2.30. Схема сплошного прокола:

1 — наконечник; 2,3- приямки; 4 — прокалываемая труба, 5 — шпалы; 6 — направляю­щая рама; 7 — нажимной патрубок; 8 — домкраты; 9 — опорный башмак; 10 — упорная стенка; 11 — насосная станция; 12 — маслопроводы; 13 — нажимная заглушка; 14, 16 — стартовый и приемный котлованы; 15 — обводной лоток

Рис. 2.31. Схема продавливания трубопровода:

1 — ножевая часть; 2,5 — канаты; 3 — ролики; 4 — ковш; 6 — барабан-накопитель; 7 -уравнитель; 8 — продавливаемая труба; 9 — нажимная штанга; 10 — траверса; 11 — фла­нец; 12 — домкраты; 13 — лебедка; 14 — упорная стенка; 15 — башмак; 16 — направляю­щая рама; 17 — шпалы

2.5.6. Способы сооружения подуличных переходов в условиях интенсивного уличного движения

Современные способы сооружения лодуличных переходов следует рассматривать как одну из мер сокращения сроков строитель­ства и минимизации помех уличному движению в период производст­ва горно-строительных работ. Наряду с применением современных высоких технологий, следует:

— исключать строительство сходов-выходов под окружающими зданиями и сооружениями;

— использовать бестраншейные методы перекладки существую­щих инженерных коммуникаций;

— практиковать устройство проходных и полупроходньгх кол­лекторов в составе подземного комплекса;

— реализовывать поэтапный принцип строительства с перена­правлением существующих транспортных потоков и сооружением временных эстакад;

— предусматривать выполнение основного объема работ спосо­бами строительства: под защитными экранами (рис. 2.32);

— продавливания обделок (рис. 2.33); продавливания обделок под за­щитным экраном (рис. 2.34); под мостовыми перекрытиями или бал­ками (рис. 2.35).

Рис. 2.32. Схема способа строительства перехода под защитным экраном:

а — схема экрана; б — схема со­единение труб экрана; 1 — трубы; 2 — контур перехода; 3 — котло­ван; 4 — упор; 5 — домкраты

Рис. 2.33. Схема продавливания кольцевой обделки:

1 — опорная конструкция; 2 — анкерное кольцо; 3 — упорная рама; 4 — домкратная ус­тановка; 5 — распределительное кольцо; 6 — ножевая секция; 7 — рассекающие пло­щадки; 8 — породные призмы; 9 — обделка из чугунных тюбингов; 10 — монтируемое кольцо обделки; 11 — откаточный рельсовый путь; 12 — вагонетка; 13 — стреловой кран; 14 — направляющий лоток

Рис. 2.34. Схема продавливания под защитным экраном:

I этап — устройство экрана; II этап — продавливание секций; 1 — стартовый котлован; 2 — буровой станок; 3 — экран; 4 — приемный котлован; 5 — контур тоннеля; 6 — ножевая секция; 7 — транспор­теры перегружатели; 8 — контейнер для гру­за; 9 — домкратная ус­тановка; 10 — секция тоннеля

Рис. 2.35. Схема сооружения перехода под мостовыми перекрытиями:

а — устройство траншейных стен; б — установка мостовых перекрытий; в — формирование перехода

Источник: studizba.com