книги из ГПНТБ / Баклашов, И. В. Расчет, конструирование и монтаж армировки стволов шахт

4. Определение деформационных параметров системы в конце расчетного срока эксплуатации.

Расчетный срок эксплуатации t = 10 лет. При заданной расчетной интен­

сивности коррозийного и механического износа определяются по формулам (V.59) (V.60), (V.65), (V.66) геометрические характеристики поперечных сечений элементов проектируемой армировіш к концу расчетного срока эксплуатации:

остальные геометрические характеристики принимаются без пзмененпй.

По указанным в п. 1 формулам в аналогичной последовательности вычисля­

231

AU = ° '229;

232

Г.л а в а VI

МОНТАЖ И КОНТРОЛЬ ЗА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫМ СОСТОЯНИЕМ

§ 25. Монтаж армировки

Монтаж элементов армировки является одним из сложных и ответственных процессов при сооружении вертикальных стволов. Как указывалось выше, качество монтажных работ непосредственно влияет на эксплуатационную надежность армировки.

Следует отметить, что трудоемкость работ по армированию (вклю­ чая также устройство лестничного отделения, монтаж трубопрово­ дов и кабелей) составляет не более 10% от общего объема сооруже­ ния ствола. Однако общая продолжительность необходимых подгото­ вительных работ, составляющая иногда 1,0—1,5 месяца, и работ по армированию достигает 15—20% от общих затрат времени на соору­ жение ствола.

Повышение качества и темпов монтажных работ, а также сокра­ щение продолжительности подготовительных операций может быть достигнуто за счет внедрения наиболее рациональных технологиче­ ских схем армирования. Рассмотрим основные существующие технологические схемы армирования: последовательную и совместную.

Наибольшее распространение имеет последовательная схема армирования (рис. 80), которая характеризуется тем, что вначале с подвесного полка 1 в направлении сверху вниз устанавливают рас­ стрелы 2 на всю глубину ствола (рис. 80, а), а затем с подвесных люлек 4 в направлении снизу вверх навешивают проводники 3 (рис. 80, б). Схема отличается простой организацией и безопасностью работ при монтаже армировок любой сложности. Основной недоста­ ток схемы заключается в необходимости двукратного переоборудо­ вания ствола, снижающего темпы армирования. Тем не менее при высокой организации и механизации темпы армирования составляют 12—16 м/сут- и более. Примером может служить клетевой ствол шахты «Ново-Центральная», который был заармирован со средней скоростью 390 м/мес.

При совместной схеме армирования (рис. 81) монтаж элементов армировки осуществляется на участках ствола, обычно кратных длине звена проводников или шагу армировки. В пределах указан-

234

иых участков установка расстрелов и навеска проводников произ­ водится, как правило, последовательно. Возможно нёкоторое сов­ мещение этих операций во времени.

Совместная схема армирования на участках ствола, кратных дли­ не звена проводников (рис. 81, а), включает установку расстрелов 2 с подвесного полка 1 в течение трех смен и навеску проводников 3 в последующую смену с помощью подвесных , люлек 4. При длине звена проводников 12,5 м суточная скорость армирования обычно

вание производится сверху вниз (см. рис. 81, а) или снизу вверх. Первый вариант нашел применение при армировании скиповых стволов шахт «Дуванная-Южная», «Черкасская-Северная» (Дон­ басс) и др., второй вариант — при армировании скипового .ствола шахты «Ново-Центральная», клетевого ствола «Новый» шахты № 17 17-бис (Донбасс) и др. Первый вариант имеет большее распростра­ нение на практике,.

Совместная схема армирования на участках ствола, кратных шагу армировки, производится в направлении сверху вниз с подвесного двухэтажного полка 1 (рис. 81, б). В каждую смену работы начинают

235

с разделки лунок с нижнего этажа и установки расстрелов 2 с верхнего этажа полка. Затем навешивают отдельные проводники 3, нижние концы которых пропускаются через проемы в перекрытиях полка. В следующую смену устанавливают нижележащий ярус рас­ стрелов, к которому крепят ранее установленные проводники, и навешивают другие проводники. Следовательно, навеска проводни­ ков несколько опережает установку расстрелов, но все работы по армированию ведутся в пределах одного яруса расстрелов. Такая схема применялась при армировании вентиляционного ствола шахты № 13-бис, скиповых стволов шахт № 4/21, «Горловская-Глубокая» (Донбасс) н др. При сооружении скипового ствола шахты № 4/21 за сутки в среднем армировали 17,4 м ствола.

Совместная схема армирования обеспечивает более высокие темпы производства работ по сравнению с последовательной схемой, но отличается более сложной организацией и невозможностью при­ менения при любой конструкции яруса армировки. Интересные иссле­ дования по расширению области применения совместной схемы выполнены Ю. Н. Грабплиным [67]. Особенно перспективной пред­ ставляется эта схема с точки зрения возможного производства работ по армированию одновременно с проходкой и креплением ствола. Такая технология сооружения стволов, получающая распростра­ нение в настоящее время, обычно называется сооружением стволов на постоянной армировке. Например, технология сооружения ствола на постоянной армировке была использована при проходке клете­ вого ствола шахты № 3 «Тентекская» в Караганде, где в октябре 1960 г. было пройдено и заармировано 92,8 м/мес. При этом коммер­ ческая скорость сооружения ствола составила 25,8 м/мес.

Эффективное применение совместной схемы армирования воз­ можно только при соответствующей механизации работ, особенно таких трудоемких работ, как устройство лунок для крепления кон­ цов расстрелов. В этом отношении представлшот интерес технологи­ ческие и конструктивные разработки [68], выполненные ВНИИОМШСом в 1968 г. Согласно этим разработкам предусматривается следующее: оставление лунок при креплении ствола с помощью специальной самоцентрйрующейся опалубки; установка расстрелов с самоцентрирующегося полка-шаблона; навеска проводников с канатов или с помощью скоростных люлек, предусматривающих кассетную зарядку проводников; безопалубочное заполнение лунок бетоном с помощью специальной машины метательного действия кон­ струкции ЦНИИПодземмаш.

§ 26. Контроль за эксплуатационным состоянием армировки

После производства монтажных работ перед началом и в процессе эксплуатации необходим контроль за состоянием армировки. Конт­ роль перед началом эксплуатации должен включать проведение сле­ дующего комплекса производственных наблюдений: профилировка проводников и проверка расстояний между ярусами; контроль

236

поперечной жесткости проводников и жесткости соединений отдель­ ных элементов, в том числе заделки расстрелов в крепь ствола. Контроль в процессе эксплуатации должен включать следующиенаблюдения, помимо указанных выше: контроль колебаний подъем­ ного сосуда и контроль напряженно-деформированного состояния элементов армировки на рабочих режимах подъема; контроль кор­ розийного и механического износа элементов армировки.

Контроль должен быть оперативным, особенно в процессе эксплуа­ тации армировки, когда необходимы периодические наблюдения за состоянием армировки по всему стволу без нарушения нормальной: эксплуатации подъема. Совершенно очевидно, что оперативный контроль невозможен без механизированных и автоматизированных

надежной представляется конструкция самопишущего прибора типа ИП, разработанного в НИГРИ А. Е. Гавруцким и Г. Н. Мутинским [69, 70].

Прибор типа ИП состоит (рис. 82) из двух измерительных уст­ ройств 1, двух отметчиков расстрелов 2, укрепленных на подъемномсосуде 3, и одного регистрирующего устройства 4, связанных между собой посредством гибкого вала б и гибких тросиков 6. Измерениевертикального профиля проводников осуществляется лобовыми и боковыми роликами измерительных устройств, плотно контактиру­ ющими с соответствующими поверхностями проводников, а фиксация: положений расстрелов — специальными отклоняющими устройст­ вами отметчиков расстрелов. С помощью гибких тросиков результаты измерений передаются на записывающее приспособление регистри­ рующего устройства, бумагопротяжный механизм которого приво­ дится в движение посредством гибкого вала, передающего вращениелобового ролика.

Автоматический контроль осуществляется при движении подъем­ ного сосуда со скоростью 0,3—1,0 м/с. Прибор обслуживают два человека: один следит за работой самописца, другой осматривает армировку и подает необходимые сигналы машинисту. На оперативный

237

контроль одного отделения ствола, включая установку и демон­ таж прибора, затрачивается в среднем 1,5 ч, что позволяет совмещать его с ежедневно осуществляемыми нд всех действующих шахтах работами по осмотру и ремонту армировки.

Непосредственным результатом измерений является диаграмма, зафиксированная самописцем на миллиметровой бумаге. В дальней­ шем на первичную диаграмму наносятся линии проектного положе­ ния проводников и расстрелов и производится ее обработка. В каче­ стве примера на рис. S3 показана обработанная диаграмма измере­ ний металлических коробчатых проводников по первому клетевому

параметров армировки: боковых и лобовых кинематических зазоров между проводниками и направляющими башмаками, ширины колеи между парными проводниками, фактической ширины и суммарного

Основные характеристики прибора типа ИП, кроме ранее ука­ занных, следующие:

238

Измеряемая величина зазоров между напра­ вляющим устройством п проводником,

мм.............................................................. 0—40

Оперативный контроль армировки, выполненный сотрудниками НИГРИ на 18 шахтах, оборудованных деревянными и металличе­ скими (коробчатыми и рельсовыми) проводниками, показал работо­ способность и надежность самопишущего прибора типа ИП.

Контроль жесткости проводников и расстрелов согласно реко­ мендациям, разработанным в лаборатории исследований армпровок шахтных стволов ИГМиТК (под руководством Н. Г. Гаркуши [10])г может быть выполнен инструментальным способом путем статиче­ ского нагружения элементов армировки специальными нагрузочны­

ные винтовые домкраты (распорные и стяжные) в зависимости от конкретных условий эксперимента и конструкции армировки. Изме­ рение нагрузок может быть выполнено встроенными в домкраты об­ разцовыми динамометрами типа ДОСМ-3 или ДОСМ-5 класса 0,5- с пределами нагружения 3 тс и 5тс. В зависимости от условий экс­ перимента регистрация прогибов может быть осуществлена следую­ щим образом. При больших значениях жесткости элементов арми­ ровки, где требуется высокая точность измерений, прогибы целесо­ образно измерять индикаторами часового типа с точностью отсчета 0,02 мм, встроенными в пружинный прогибомер. При малых значе­ ниях жесткости, когда прогибы велики, достаточно использовать штангенциркули с точностью отсчета 0,1 мм в сочетании со специаль­ ными приспособлениями для их фиксации на неподвижной базе. Такой неподвижной базой при измерениях прогибов может быть крепь ствола или элементы армировки, которые не деформируются при проведении эксперимента.

В качестве иллюстрации на рис. 84 схематически показаноприспособление, которое было использовано для исследования лобо­ вой жесткости элементов армировки в скиповом стволе шахты «Щег- ловская-Глубокая» (Донбасс). Нагрузка создавалась распорным дом­ кратом 1 и регистрировалась динамометром 2. Для измерения про­ гибов использовались штангенциркули 3 со специальными линей­ ками 4.

Статическая нагрузка прикладывается к проводнику ступенями (500—1000 кгс) за цикл «нагрузка—разгрузка» в специальных замер-

,ных точках, расположенных на ярусах и в пролете между ярусами симметрично относительно середины пролета (5—13 точек). Затем по найденным средним ’значениям жесткости в замерных точках строятся графики изменения жесткости проводников по глубинествола, аналогичные показанным на рис. 51, 52, 53.

23≈

Указанная методика контроля жесткости элементов армировки ■была опробована сотрудниками ИГМиТК на стволах Донбасса и Кри­ вого Рога в 1962—1966 гг. Более подробцое ее описание и результа­

направляющих устройств с проводниками, регистрации динамических прогибов или возникающих при этом напряжений в элементах ар­ мировки.

Наиболее работоспособной для осуществления оперативного контроля подобного рода представляется электродинамометрическая

Рис. 85. Силоизмерительный жесткий башмак, использованный для измерения контактных на-' грузок на рельсовые проводники опрокидного скипа в стволе «Новый» шахты 17—17-бис

и электровиброизмерительная аппаратура, разработанная в лабора­ тории исследований армировок шахтных' стволов ИГМиТК [10]. Комплект электродинамометрической аппаратуры включает: источ­ ники питания (аккумуляторы 6СТ-54 — 2 шт.); панель управления и распределения питания (1 щт.); осциллограф шлейфовый (2 шт); ■силоизмерительные направляющие (4 шт.); панель силоизмеритель-

240