книги / Технология строительства подземных сооружений. Строительство вертикальных выработок
.pdf'Если расчетная толщина бетонной крепи превышает 50 см, то следует применять бетон более высокой марки или другой гип крепи.
Методики определения категории пород и расчета толщины крепи изложены -в СНиП Н-94—80.
Качество крепи ствола из монолитного бетона предопреде ляется качеством исходного материала, правильным подбором его состава, соблюдением технологических требований по при готовлению, транспортированию и укладке бетонной смеси.
Только при соблюдении указанного комплекса 'можно полу чить крепь ствола, соответствующую своему назначению. Несо блюдение' одного из указанных условий приводит к снижению качества крепи,
Комплекс работ по возведению бетонной крепи состоит из приготовления бетонной смеси и транспортирования ее к ство лу, спуска смеси -в ствол и укладки ее за опалубку.
Бетонную смесь для крепления стволов готовят на централь
ных бетонных заводах (ЦБЗ), |
шахтных и приствольных |
бето- |
носмеситёльных установках. |
б е т о н н ы е з а в о д ы |
имеют |
Ц е н т р а л и з о в а н н ы е |
||
большую (il0—30 тыс. м3/год) |
производительность и поставля |
ют бетонную смесь на ©се строительные объекты, расположен ные на расстоянии 10—15 кмот завода. Бетонную смесь до ставляют по предварительным заявкам, © которых оговорены требования к качеству смеси, объемы и сроки поставки.
Смесь от ЦБЗ до ствола транспортируют в автосамосвалах. При транспортировании бетонной смеси следует обращать вни мание на‘ сроки схватывания и расслоения бетонной смеси.
Время, допустимое для перевозки бетонной смеси от ЦБЗ до ствола, зависит от ее состава и температуры и должно быть меньше времени начала твердения. В первом приближении время перевозки молено принимать: 45 мин при температуре бе тонной смеси на заводе 20—30 °С; 1,5 ч при температуре смеси менее 20 °С,
При перевозке бетонной смеси на большие расстояния про исходит ее расслоение. В верхней части бетонной смеси накап ливается цементно-песчаный раствор, а в нижнем слое— пес чано-щебеночная смесь. При разгрузке автосамоовала сначала стекает цементно-песчаный раствор, а затем — сделавшаяся смесь. Установлено, что при перевозке бетонной смеси на рас стояние 10 км подвижность бетонной смеси изменялась следу
ющим образом: на бетонном заводе |
17 см, перед разгрузкой у |
ствола — в верхнем слое— 22 см, |
в нижнем слое— 1,5 см. |
Прочность бетона по причине расслоения при перевозке умень шилась на 20%.
Расслоение бетонной смеси возрастает с увеличением ее пластичности, размера и плотности крупной фракции и даль-
ности перевозки. При перевозке по асфальтовой дороге на рас стояние 3— 10 км следует применять бетонную смесь с плас тичностью до 10 см и размером гравийного щебня до 40 см.. При перевозке на большие расстояния следует применять бо лее жесткую бетонную смесь или проводить дополнительное пе ремешивание у ствола. Добавлять воду в бетонную смесь перед спуском ее в ствол не рекомендуется.
В зимнее время бетонную смесь в автосамосвалах следует, покрывать матами или щитами.
Шахтные бетоносмесительные установки строят при отсут ствии ЦБЗ и-обеспечивают бетонной смесью строительные объ екты в пределах шахтной площадки. Существуют стационар ные и передвижные бетоносмесительные установки.
С т а ц и о н а р н ы е б е т о н о с м е с и т е л ь и Ы е у с т а н о в ки состоят из одной или двух бетономешалок, бункеров с до заторами для цемента и воды. Загрузка бункеров механизиро вана. Применяют бетономешалки периодического действия со свободным падением материала (С-399, С-ЗЗЗП, С-221П) про изводительностью 5 и 15 м3/ч и непрерывного принудительного действия (С-632, С-548) производительностью 5'—15 м3/ч. В зим нее.время составные элементы бетонной смеси подогревают во
ду до 80°С,' Инертные вещества — до 60°С, а время |
перемеши |
вания бетонной смеси увеличивается до 2,5—3 мин. |
|
П е р е д в и ж н ы е б е т о н о с м е с и т е л ь н ы е |
у с т а н о в |
к и типа С-392 производительностью 15 м3/ч состоят из дозатор- |
ного отделения с бункерами для песка и щебня и смеситель ного отделения с бункером для цемента и бетономешалкой.. Монтаж таких установок занимает 5—7 дней.
Приствольные бетоносмесительные установки монтируются -у копра и предназначены для приготовления бетонной смеси только для проходки ствола. Эти установки состоят из бетоно,- мешалки и склада цемента и инертных.
В последнее время распространены, так называемые заглуб ленные бетонные узлы (рис. 9.1), в которых бункера инертных и цемента, дозаторы и шнековые смесители монтируют в каме ре, расположенной у устья ствола. Такие установки обеспечи вают качественное .приготовление бетонной смеси, исключают подогрев инертных в зимнее время и позволяют'производить, возведение крепи без простоев.
|
Часовая потребность в бетонной смеси при проходке стволов.. |
Рв=^аК^б > |
|
где |
VQ— объем бетона на 1 м ствола с учетом переборов поро»- |
ды, |
м3; ho — рабочая высота опалубки, м; ^ — время укладки |
бетонной смеси за опалубку, которое определяется по графику цикличности. Производительность бетонной установки во всея.
Рис. 9.1. Схема приствольного заглубленного угла: |
|
|
|
|
||
1 — бункер |
для инертных материалов вместимостью 40 м3 с- дозатором; |
2 — |
||||
расходная |
емкость для ускорителя |
твердения; |
3 — емкость (6 м3) ' |
для |
||
воды; 4 — бетоносмеситель С-543; |
5 — бетонопровод; |
6 — приемный |
желоб; |
|||
7 — дозатор |
цемента шнековый; 8 — емкость (10 |
м3) |
для цемента |
с доза |
||
тором |
|
|
|
|
|
|
случаях должна быть равна или больше пропускной способно сти бетонопроводов.
Бетонную смесь в ствол в настоящее время подают по тру бам, что позволяет полностью механизировать работы по уклад ке смеси за опалубку и увеличить производительность труда в 2—2,5 раза.
Схема размещения всего комплекса оборудования для воз ведения монолитной бетонной, крепи показана на рис. 9.2.
Из автотранспорта 1 бетонную смесь разгружают в горизон тально расположенный приемный бункер 2, который с помощью лебедки ЛП-5 опрокидывают и через направляющий лоток бе тонную смесь направляют в приемную воронку 3 и далее в бе тонопровод 4. Через гаситель скорости 5 и гибкий бетонопровод 6 бетонная смесь поступает за опалубку 7.
Приемный бункер устанавливают на нулевой площадке в копре. Он представляет собой конический желоб длиной 2— 2,5 м с высотой бортов 0,5 м. Задняя стенка шириной не менее
Рис. 9.2. Схема размещения оборудования ДЛя возведения моно
литной бетонной крепи
ширины автотранспортного средства - находится за пределами копра для-удобства загрузки бункера. Ширина передней лот ковой части бункера не должна превышать диаметра верхней части воронки. После загрузки бункера бетонной смесью ши рокую его часть приподнимают с помощью каната и лебедки и смесь самотеком поступает -я приемную воронку и далее в бетонопровод. Для предотвращения образования пробок в бетонопроводе в горловине приемной воронки устанавливают ме таллическую сетку с ячейками размером 50X50 мм и крепят вибратор. Для улучшения текучести бетонной смеси к днищу бункера также крепят вибратор. Регулируют подачу смеси из бункера шибером.
Применяют |
три схемы расположения приемного |
бункера: |
|
поверхностную |
(рис. 9.3,а), |
комбинированную с эстакад для |
|
автотранспорта |
(рис. 9.3,6) |
и с заглубленным |
бункером |
(рис. 9.3,в). |
|
|
|
Бетонопровод предназначен для' спуска бетонной смеси с поверхности земли в ствол. Бетонопровод состоит из става труб, гасителя скорости и приемной воронки. Став труб мон тируют из труб диаметром 150 мм с толщиной стенки 8— 10 мм. Трубы соединяют при помощи фланцев, полумуфтамиили на кладными хомутами.
Бетонопровод подвешивается к крепи ствола или подвеши вается на канатах. При подвеске труб к крепи ствола умень шается расход, каната и обеспечивается вертикальное положе ние става труб, но осложняются монтаж и демонтаж труб. При подвеске бетонопровода на канатах монтаж и демонтаж труб производятся на нулевой раме, что упрощает производство ра бот. При этом способе подвески, увеличивается расход каната, а бетонопровод имеет искривление в сторону, противоположную выходу бетонной’ смеси из гасителя скорости.
Рис. 9.3. Схемы расположе ния приемного бункера при подаче бетонной смеси в ствол
'В стволах диаметром до 6,5 м монтируется один бетонопро-
'•вод, в стволах диаметром |
7 м и более — два бетоно,провода. |
При хорошей стыковке |
труб, их вертикальной подвеске и |
прочистке става труб после бетонирования каждой заходки бетонопровод может пропустить до его истирания 4—5 тыс. м3 бетонной смеси. Искривленные бетонопроводы с плохой сты ковкой труб истираются после пропуска 1—*1,5 тыс-, м3 бетонной смеси.
Гаситель скорости предназначен для уменьшения скорости падения бетонной смеси при выходе ее из бетонопровода...
Бетонная |
смесь |
с водоцементным отношением |
В /Ц =0,55ч- |
|
4-0,6 |
и показателем |
подвижности 9— 11 см примерно за 4 с на |
||
пути |
60— 100 |
м приобретает постоянную скорость |
35 м/с, что' |
исключает установку промежуточных гасителей. В бетонопроводе устанавливается один гаситель — в конце бетонопровода у подвесного полка.
Конструкция всех гасителей скорости (рис. 9.4) основана на
изменении |
направления |
движения |
бе.тонной |
смеси. |
В произ |
водственной |
црактике |
получили |
распространение |
коробчатые |
|
•гасители скорости (рис. |
9.4,о) с |
чугунными |
вкладышами для |
уменьшения истирания нижней части гасителя.
В последние годы стали применять гасители скорости, уста новленные на опалубке I (рис. 9.4, б) . Бетонная смесь по те лескопическому бетонопроводу 4 поступает в^ приемный кар-' ман-3 и по плите 2 перемещается за опалубку.
Для равномерного распределения бетонной смеси за опа лубкой ниже гасителя скорости подвешивают один или два гибких става. Если один бетонопровод располагают в централь ной части ствола,, то на полке устанавливают распределитель ное устройство, которое распределяет бетонную смесь на два гибких става. При подвеске в стволе двух бетонопроводов рас пределители не монтируют, а от каждого бетонопровода бетон ную смесь подают за опалубку по своему гибкому ставу. Кон струкция гибкого става показана на рис. 9.5, его собирают из конических патрубков длиной 500 мм. Патрубки соединяют при помощи или канатов (см. рис. 9.5,а,б ), или крюков и на кидных петель (см. рис. 9.5,в), шарнирность соединения кото рых и разность диаметров верхней и нижней горловин позво ляют отклонять став от вертикальной оси на 1,2—3 м.
Длину гибкого става при совмещенной технологической схе ме проходки определяю^ по разрешающей телескопичности нижней части труб и по расстоянию между опалубкой и под весным полком.
Но во всех случаях этот параметр изменяется в пределах 10—20 м. При паралледьно-щитовой технологической схеме длина гибкого става может определяться, только тем усилием, которое необходимо приложить крепильщикам для заведейия
става за опалубку при отклонении рт вертикальной оси (8—
10 м).
Бетонную смесь с поверхности по трубопроводам подают в призабойную опалубку.
К призабойным опалубкам предъявляются следующие тре бования:. опалубка должна иметь цилиндрическую форму с гладкой наружной поверхностью; диаметр окружности ‘ по внешней поверхности опалубки в ее рабочем положении (по укладке бетона) должен .быть равен, диаметру ствола в свету. После отрыва опалубки от бет,она при ее перемещении диаметр наружной поверхности опалубки должен быть на 7—12 см меньше диаметра ствола в свету; опалубка должна быть про стой конструкции с минимальной затратой времени на ее пе-
ремещение и установку в забое; масса опалубки должна быть тоже минимальной.
Для возведения монолитной бетонной крепи применяют де ревянные, инвентарные и передвижные металлические опалуб ки. Применение д е р е в я н н о й и и н в е н т а р н о . й м е т а л л и ч е с к о й о п а л у б о к требует больших затрат ручного тру да, и поэтому их использование целесообразно лишь при не больших ^объемах бетонных работ и сложных конфигурациях
бетонируемых объектов |
(оголовок устья, сопряжения с канала |
|
ми и горизонтальными |
выработками |
околоствольных дворов). |
При проходке и креплении основной части ствола наиболее |
||
распространены м е т а л л и ч е с к и е |
п е р е д в и ж н ы е о п а |
л у б к и , конструкции которых систематизируют по следующим признакам: по конструкции (створчатая, секционная, комбини рованная— створчато-секционная, цанговая, опалубка со щитомполком, полок-опаЛубка, самоцентрирующаяся опалубка, ша гающая опалубка, опалубка с конусным поддоном); по способу устройства пикотажной перемычки (без опорного поддона, с опорным поддоном); по типу связи опорного поддона с опалуб кой^ (жестко прикреплен к опалубке, прикреплен к опалубке с возможностью некоторого перемещения, имеет самостоятель ную систему подвески) ; по способу подвески (к проходческому полку, на канатах к специальным лебедкам, к направляющим канатам, шагающая без подвески); по способу отрыва от бето на (с ручными механизмами отрыва, самоотрывающаяся).
Конструктивное качество |
опалубки определяется критери |
ем металлоемкости опалубки |
(кг/м2): |
■Ру — -Ро^о^св) >
где Ра— масса опалубки, кг; h0— рабочая высота опалубки, м; Дев— диаметр ствола в свету, м.
В настоящее время в основном применяют секционные опа лубки, которые по сравнению со створчатыми опалубками име
ют меньшую металлоемкость (Ру=0,7ч-0,8 |
т/м2) |
и |
трудоем |
|
кость по их перемещению. |
i |
состоит из отдель |
||
С е к ц и о н н а я о п а л у б к а |
(рис. 9.6) |
|||
ных секций 1 (листовая сталь |
толщиной |
5—6 |
мм)‘, |
которые |
образуют внешнюю оболочку опалубки. Секции закреплены на двух или трех каркасах жесткости 2 и 3 (швеллерные полу кольца с ребрами жесткости), которые соединены стяжными винтами 4 (форкопфами) и вставками 5. При отрыве от крепи вставка вдвигается вовнутрь ствола,, а винтовые стяжки сжи маются. При этом диаметр наружной поверхности уменьшает ся на 8—10 см. После перемещения опалубки в новое положе ние винтовые стяжки разжимаются, вставка устанавливается в прежнее положение. Опалубка подвешивается на канатах ти хоходных лебедок, установленных на поверхности земли.
Рис. 9.6. Секционная опа
лубка
На основании производственного' опыта можно |
дать |
следу |
ющие рекомендации по' выбору высоты опалубки: |
при |
соору |
жении стволов с пересечением горных пород с / ^ 4 |
высота опа |
лубки равна не более 2—2,2 м; при пересечении горных пород
с / = б-г-8 — не более 3 м; при пересечении |
пород с />» 8 — бо |
||
лее 3 м. |
сокращения трудозатрат |
на отрыв |
применяют о п а |
Для |
|||
л у б к у |
с м е х а н и з и р о в а н |
н ы м о т р ы в о м типа ОМ |
(рис. 9.7). Опалубка |
с механизированным отрывом типа ОМ |
состоит из нижнего и |
верхнего колец 3 и 6, соединенных меж |
ду собой стойками '4, |
и секцией 5. Секции закреплены на ниж |
нем кольце при помощи шарниров 2 и образуют наружный контур опалубки.
Секцйи 5 могут поворачиваться вокруг шарнира 2, что дает возможность отклонять их верхнюю часть на 30 мм.
После заполнения заойалубочного пространства бетонной смесью и схватывания ее в резиновый рукав 7, расположенный в верхнем кольце, нагнетается сжатый воздух. Рукав расширя ется И поворачивает вокруг шарнира верхнюю часть секций, от рывая их от бетона, и опалубка опускается на новую заходку. Зат'ем в шланг 8 нагнетается сжатый воздух, секция поворачи вается до упора в бетон предыдущей заходки и удерживается в таком положении. Отрыв нижней части опалубки от бетона
Рис. 9.7. Опалубка ОМ с металлическим отрывом секций от бетонной крепи
происходит под собственным весом опалубки после отрыва сек ций. В нижнем обрезе опалубка имеет наклонный поддон 1.
С е к ц и о н н у ю о п а л у б к у 'ОСД, |
разработанную трестом |
«Донецкшахтопроходка», изготовляют |
в двух вариантах — |
с жестким и канатным отрывом. Опалубка первого типа имеет ?жесткий каркас» за стойки которого ее подвешивают на цанаах. На каркасе жестко закреплены ролики, которые входят в зацепление,с откосами, установленными на секциях. При спус ке каркаса ролики воздействует через откосы на секции, кото рые смещаются внутрь ствола и отрываются от бетона. Таким образом, опалубка отрывается под действием собственного ве са. После спуска опалубки на новую заЯодку ее устанавливают