книги из ГПНТБ / Бетонная крепь, технология и механизация ее возведения

0,0650,014 • 100=215 м.

Изменение объема бетонных работ в пределах 1000 ж 3 незначительно сказывается на оптимальное расстояние между бетоноукладчиками.

Механизация транспортирования и укладки бетонной смеси

Важным направлением комплексной механизации горнопроходческих работ является создание машин для механизированного возведения монолитной бетонной и железобетонной крепи. При прохождении околостволь­ ных выработок, узлов и камер крепление монолитным бетоном наиболее трудоемкий процесс. Укладка и уплот­ нение бетона вручную значительно увеличивают продол­ жительность возведения крепи. Многочисленные пере­ кидки при укладке бетонной смеси за опалубку вручную ухудшают качество крепи, а устройство рештаков и под­ мостей загромождает выработку и требует дополнитель­ ных трудозатрат.

Для механизации работ по укладке бетонной смеси за опалубку применяют пневмобетоноукладчики различ­ ных конструкций и бетононасосы [6] . Пневмобетоноукладчик — это основной транспортный механизм, при­ годный в разных условиях. Предельная простота конст­ рукции, большая производительность, невысокие требо­ вания к квалификации обслуживающего персонала обес­ печили широкое ее применение. Недостатками пневмобетоноукладчиков по сравнению с бетононасосами яв­ ляются больший удельный расход энергии, а при рассто­ янии доставки смеси выше 120 м большая стоимость траспортирования [16].

Имеется много различных конструкций пневмобетоноукладчиков. Рассмотрим некоторые из них.

Для механизированной укладки бетонной смеси за

121

122

шается по бетонопроводу к месту укладки за опалубку. Как только манометр 9 покажет резкое снижение дав­ ления в емкости, перекрывают краны 6 и 2, открывают конусный затвор 7 и повторяют загрузку бетоноуклад­ чика.

Для укладки быстротвердеющего бетона за металли­ ческую передвижную опалубку КузНИИшахтостроем разработан пневмобетоноукладчик, который успешно ис­ пользуется на ряде шахт Кузбасса. Бетонная смесь транспортируется по трубопроводу диаметром 150 мм на расстояние 40 м. Давление воздуха в системе 5 ати. Наибольшая крупность заполнителя до 60 мм.

По конструктивному исполнению и принципу работы пневмобетоноукладчик КузНИИшахтостроя мало чем отличается от БУ-1. У него несколько иная подводка сжатого воздуха на панели управления. Основная ем­ кость, вместо сварной рамы размещена на платформе на рельсовом ходу. В комплект пневмобетоноукладчика входит ресивер, обеспечивающий плавность его работы.

К недостаткам рассмотренных пневмобетоноукладчиков следует отнести подачу бетонной смеси на сравни­ тельно малое расстояние и немеханизированную загруз­ ку емкостей. В связи с этим эффективная их работа возможна лишь при условии, когда бетон поступает в емкость бетоноукладчика непосредственно из бетоносмесительных установок или по трубам, проложенным в стволе. При подаче бетона в шахту в вагонетках бето­ ноукладчик загружают вручную, и его работа становит­ ся менее эффективной.

ром 5; и из ходовой тележки /. В верхней части резер­ вуара имеется загрузочная воронка 7 и воздухоподводящий коллектор 6 с пятью отводами. Сжатый воздух от магистрального трубопровода подается в верхнюю часть

разъемными соединениями. Сжатый воздух подается от передвижных компрессоров или от шахтной магистраль-

123

ной сети. Давление его контролируется имеющимися на бетоноукладчике манометрами. В случае закупорки бетонопровода сжатый воздух выпускают через кран 8.

Представляет интерес конструкция самозагружающе­ гося пневмобетоноукладчика ЛПБУ-2, разработанного Лениногорским шахтостроительным управлением в Ка­ захстане [18]. Пневмобетоноукладчик ЛПБУ-2 (рис. 30)

/4 <3 П

Рис. 30. Самозагружающийся бетоноукладчик ЛПБУ-2

состоит из двухосной ходовой тележки 1, на которой уста­ новлена загрузочная камера 5 с воронкой 7 для загруз­ ки бетонной смеси. Воронка закрывается конусным за­ твором 6, приводящимся в действие пневмоцилиндром 9. Загрузочная камера в нижней части переходит в бетонопровод 12, состоящий из труб длиной 1; 1,5; 2; 3 и 6 л диаметром 150 мм, соединяемых между собой при помо­ щи быстроразъемного соединения 13. Загружают пнев­ мобетоноукладчик ковшом 2, который приводится в дей­ ствие от пневмодвигателя 11 через редуктор 14. При подъеме ковш движется по направляющим 3. Бетоно­ укладчик может работать на сжатомвоздухе от шахт­ ной магистральной сети или от установленного на те­ лежке ресивера 10.

При работе бетонная смесь из бетономешалки опро­ кидывается в ковш. Включаются пневмодвигатель и пневмоцилиндр. Загрузочная воронка открывается, и ковш по направляющим поднимается в крайнее верхнее поло­ жение, где смесь опрокидывается в загрузочную камеру.

124

После этого поворотом трехходового крана ковш воз­ вращается в исходное положение для загрузки. Одно­ временно по трубе 8 через пробковые краны воздух на­ гнетается в верхнюю часть загрузочной камеры, а по трубе 4 — в нижнюю. Под действием сжатого воздуха давлением 4—6 ати бетонная смесь транспортируется к месту укладки за опалубку.

Пневмобетоноукладчик ЛПБУ-2 успешно применялся при креплении выработок в Лениногорском шахтостроительном управлении. Бетон подавался за металлическую инвентарную опалубку ЛО-1. Песчано-гравийную сухую

ной перегружали в установленную на тележке бетоно­ мешалку С-399. Туда же добавляли цемент и воду. После перемешивания бетонную смесь из бетономешал­ ки выгружали в ковш бетоноукладчика.

По этой схеме крепили протяженные горизонтальные выработки, узлы сопряжений и различные камеры. Даль­ ность подачи смеси доходила до 300 м. Средняя про­ должительность одного цикла работы пневмобетоноукладчика в комплексе с бетономешалкой и породопо­ грузочной машиной составляла 4 мин. На обслужива­ нии комплекса оборудования по креплению было занято 4 человека. Применение бетоноукладчика ЛПБУ-2 с опалубкой ЛО-1 позволило снизить стоимость крепления горизонтальных выработок монолитным бетоном на 40,3%, увеличить производительность труда крепильщи­ ков в 2,3 раза, повысить темпы крепления и безопас­ ность работ. Недостатком рассмотренной схемы являет­ ся чрезмерное насыщение выработки оборудованием, которое занимает рельсовые пути и затрудняет парал­ лельное ведение работ по выемке породы и бетонирова­ нию.

На шахтах Криворожского бассейна применялся пневмобетоноукладчик УБ-3 Гипрорудмаша ГПКИ, кон­ струкция и принцип работы которого почти не отличают­ ся от рассмотренных бетоноукладчиков КузНИИшахтостроя, ВНИИОМШСа и др.

Чтобы облегчить загрузку бетоноукладчика, был из­ готовлен скиповой погрузчик, состоящий из скипа ем­ костью 0,15 м3, направляющей рамы и пневматической лебедки. Загружали бетоноукладчик УБ-3 таким же

125

образом, как и ЛПБУ-2. Крепежным материалом слу­ жил бетон марки 150. К месту работы смесь подавали в вагонетках. Скиповым погрузчиком загружали ее в пневмобетоноукладчик. Бригада из 3 человек в среднем за час укладывала за опалубку 1,5 м3 бетона. Производи­ тельность труда крепильщиков повысилась в 2 раза по сравнению с ручной укладкой.

Бетоноукладчик УБ-3 с механизированной загрузкой применяли при креплении горизонтальных выработок монолитным бетоном на шахтах Западного Донбасса. В выработки, находящиеся в непосредственной близости от стволов, бетонная смесь в пневмобетоноукладчйк посту­ пала с поверхности по бетонопроводу, проложенному по стволу. Кроме УБ-3 на шахтах Западного Донбасса про­ ходят промышленные испытания малогабаритный бето­ ноукладчик КШБ-5, разработанный ЦНИИПодземмашем, и эжекторный, изготовленный на шахте № 20/23.

Техническая характеристика рассмотренных пневмобетоноукладчиков приведена в табл. 21.

126

Бетоноукладчики различных конструкций широко ис­ пользуются на зарубежных шахтах. В США, например, применяются пневмобетоноукладчики фирмы «Рансом» емкостью 200, 400 и 800 л. Характерной их особенностью является то, что резервуар оборудован шнеком для по­ дачи бетонной смеси в горловину бетоновода. Шнек приводится в действие электродвигателем, смонтирован­ ным на общей с резервуаром раме. Ряд фирм—«Швинг» (ФРГ), «Пласи» и «Вереи» (Франция)—для механиза­ ции крепления выработок монолитным бетоном приме­ няют комплексы, в состав которых входят бетономе­ шалки, пневмобетоноукладчики и металлические перед­ вижные опалубки.

Большинство зарубежных пневмобетоноукладчиков снабжены ресиверами, что обеспечивает их плавную ра­ боту, и конусными возбудителями для предотвращения зависания бетонной смеси над выходным патрубком. Ха­ рактерными представителями бетоноукладчиков с подво­ дом сжатого воздуха к конусному возбудителю являются бетоноукладчики типа BF фирмы «Швинг» (рис. 31).

Техническая характеристика пневмобетоноукладчиков фирмы «Швинг» |21|

127

ЦНИИПодземмаша [21]. Установка УБМЗ-5 (рис. 32, а) состоит из бетононасоса УБС-5В с бункером и гидроси­ стемой, служащего для нагнетания бетонной смеси в бе-

совершает колебания, в процессе которых грейфер в крайних положениях загру­

ваются и закрываются сжатым воздухом от шахтной се­ ти. Принципиальная схема работы установки УБМЗ-5 приведена на рис. 32,6.

В момент загрузки бункера 5 затвор 4 бетононасоса открыт, и поршень 6 рабочего цилиндра 7 с помощью домкрата 8 перемещается в крайнее правое положение. Происходит всасывание бетонной смеси в рабочий ци­ линдр. В это время в гидроцилиндр / управления затво­ ром поступает жидкость и передвигает шестерню 2, си­ дящую на валу 3 затвора, который перекрывает доступ бетонной смеси из бункера в рабочий цилиндр бетоно­ насоса. Затем срабатывает гидродомкрат и передвигает поршень в крайнее левое положение. Происходит нагне­ тание бетонной смеси по трубопроводу за опалубку.

128

Впервые в Донецкой области установку УБМЗ-5 при­ менили на «Октябрьском руднике» комбината «Донецкуголь» при креплении главного вентиляционного квер­ шлага сечением в свету 18,7 м2, где в качестве постоян­ ной служила замкнутая крепь из двутаврового профиля № 20в с бетонным заполнением. Двутавровые кольца устанавливали у груди забоя по мере проходки выра­ ботки, затягивали деревянной затяжкой и забучивали. В таком виде кольца первоначально выполняли роль вре­ менной крепи. Бетон в обратный свод укладывали одно­

провода и большая трудоемкость его очистки, особенно при добавках к смеси ускорителей твердения и большом расстоянии транспортирования. Это сужает область при­ менения бетононасосов.

а

Рис. 32. Общий вид (а) и принципиальная схема работы (б) установки УБМЗ-5 конструк­ ции ЦНИИподземмаша

Транспортирование бетонной смеси по горизонтальным трубопроводам

Транспортирование бетонной смеси по трубам иссле­ довалось рядом авторов, которые, в известной степени идеализируя условия движения смеси, рассмотрели во­ просы расчета сопротивления в трубах бетононасоса и поведение смеси в трубах [2; 27]. Эти работы позволили

130