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

скоб Бриара определяется расстоянием между подошвами и типом рельсовых проводников: для рельсов Р-38 пмеются скобы с рассто­ янием между подошвами рельсов 110, 120 и 140 мм, для рельсов Р-43 — с расстоянием 120 и 134 мм. Скобы Бриара могут быть ис­ пользованы также для крепления рельсовых проводников к расстре­

лам обтекаемого' пли гексагональ­ ного профилей. Для этого к рас­ стрелам привариваются специаль­ ные накладки (рис. 28).

. Одинарные рельсовые провод­ ники крепят к расстрелам скобами Бриара при установке с другой стороны расстрелов ложных ко­ ротких проводников. Южгипрошахт рекомендует для крепле­ ния одинарных проводников

в зависимости от типа двутаврового профиля и рельса. Коробчатые проводники обычно крепят болтами к соединитель­

ным угольникам, которые приваривают к верхней и нижней, гори­ зонтальным плоскостям расстрелов. Для крепления коробчатых проводников (рис. 30) С-образного профиля 1 Кривбасспроект реко­ мендует специальные болты 2 с Т-образной головкой. На рис. 30 показано крепление одинарного проводника к коробчатому гнутому расстрелу.

В проектах Южгипрошахта [6 ] крепление коробчатых сварных проводников замкнутого сечения осуществляется обычными болтами

без ослабления их сечения отверстиями и предлагается регулируемая конструкция соединения (рис. 31). Регулирование положения провод­ ника 1 относительно расстрела 2 достигается за счет установки

Новые конструкции жесткой армировки, такие как конструкция с переменным шагом, требуют разработки варианта стыковки про­ водников в пролете между ярусами. На рис. 35 представлена кон­ струкция такого соединения для рельсовых проводников 1 с помощью специальной распорной вставки 2 из отрезка двутавра, а на рис. 36 — для коробчатых проводников 1 с помощью ложного короб­

\

вать их возможное удлинение от нагревания, но максимальный за­ зор между торцами проводников при минимальной температуре не должен превышать 6 мм.

Стыковка деревянных проводников обычно осуществляется по­ средством врубок с прямым или косым зубом. При этом головки соединительных болтов делаются потайными.

Рис. 30. Крепление одішарРис. 31. Регулируемая конструкция крепления ного проводника С-образ- одинарного коробчатого проводника к коробчаного профиля к коробчатому расстрелу тому расстрелу прп помощи специальных болтов с Т-об­

разной головкой

Совершенноочевидно, что рассмотренные соединения элементов армировки не исчерпывают всего многообразия существующих конструкций. Выше были приведены в основном наиболее раци­ ональные конструкциц. Некоторые дополнительные сведения по этому вопросу можно найти в работе [17].

В пределах сечения ствола наряду с элементами армировки рас­ полагаются трубы, кабели и лестничное отделение, которые кре-

43

Рис. 33. Стыковка рельсоРис. 35. Стыковка рельсовых проводников вых проводников на дву- в пролете между ярусами при помощи тавровом расстреле при поспециальной распорной вставки мощи «стыкового схвата»

пятся к расстрелам или крепи ствола. На рис. 37 показана кон­ струкция крепления трубы к расстрелу без ослабления его сечения, предложенная Южгнпрошахтом. Размеры лестничного отделения определяются требованиями Правил безопасности, и площадь его достигает 5,5 м2. В связи с этим представляет интерес разработанная в ВостНИИ конструкция лестничного отделения с вертикальным расположением лестниц и площадью не более 1 м2. Преимуществом конструкции является также возможность использования непрерыв­ ного страховочного каната.- Ріа рис. 38 представлены основные элементы такой конструкции.

§ 6. Перспективные конструкции жесткой армировки

Типовые конструкции жесткой армировки имеют ряд существен­ ных недостатков. Сложная -конструкция яруса с большим чис­ лом расстрелов увеличивает металлоемкость армировки и аэродина­ мическое сопротивление ствола, что в конечном итоге приводит к увеличению капитальных и эксплуатационных затрат.

Несмотря на значительную металлоемкость типовых конструк­ ций, их эксплуатационные возможности ограничены. Максимальная проектная скорость движения подъемных сосудов обычно не пре­ вышает 14 м/с, а фактическая — ниже 12 м/с, что совершенно не­ достаточно для глубоких шахт большой производительности. Теоретические и проектно-конструкторские исследования последних лет наметили некоторые направления усовершенствования типовых конструкций армировки (применение прямоугольных замкнутых профилей, переход на лобовое расположение проводников, исполь­ зование упругих роликовых направляющих и т. д.). Однако эксплу­ атационные возможности традиционных типовых конструкций же­ сткой армировки практически исчерпаны и можно утверждать следующее: во-первых, их эксплуатационные параметры ограничи­ ваются скоростью подъема 16 м/с, во-вторых, за счет увеличения металлоемкости армировки вряд ли можно достигнуть дальнейшего увеличения концевой нагрузки и скорости подъема. Необходимы принципиально новые конструктивные решения.

Разработка перспективных конструкций жесткой армировки в настоящее время осуществляется по двум направлениям: упроще­ ние конструкции яруса и применение нетипового шага арми­ ровки.

Первое направление имеет целью создание принципиально новой конструкции яруса, которая бы обеспечивала малую металлоемкость и, следовательно, малый коэффициент аэродинамического сопроти­ вления без уменьшения жесткости. К таким конструкциям относятся предложенные в СССР и за рубежом конструкции яруса с мини­ мальным числом расстрелов (схемы с разреженной армировкой) и с консольно-распорным креплением проводников (схемы с безрасстрельиой армировкой).

46

На рис. 39, а показана схема с разреженной армировкой для скиповых стволов диаметром 7,5 м, предложенная институтом Юж-

гипрошахт.

Конструкция яруса, состоящая из коренного, вспомога­ тельного и консольного расстрелов, имеет меньшую металло­ емкость, нем рамная конструкция для такого же подъема, представленная на. рис. 15, г. Типажные скипы емкостью 25—35 м3 снабжены роликовыми направляющими и передвигаются по лобовому и диагональному проводникам. Изменения в конструкции скипа касаются лишь диагональной установки проводника.

Рис. 39. Конструкции армировки с минимальным числом расстрелов

Применяемые в отечественной практике типажные конструкции скипов с боковым расположением проводников создают'определенные трудности в проектировании схем с разреженной армировкой. В этом отношении целесообразно применение скипов специальной конструк­ ция с лобовым расположением проводников. На рис. 39, б предста­ влена разработанная в Кривбасспроекте схема с разреженной армировкой скипового ствола диаметром 7 м с лобовым расположе­ нием проводников. Ствол оборудован двумя скипами грузоподъем­ ностью по 50 т , скипо-клетыо грузоподъемностью 17,6 т и инспектор­ ским подъемом. В поперечном сечении скипы имеют форму прямоугольника с отношением ширины к длине 2,2. Проводники противовеса укреплены на консолях.

Представляет интерес разработанная в ІОжгипрошахте схема армировки ствола для специальных скипов, имеющих в плане форму, близкую к центральному сектору. Такая форма скипа упрощает армировку и позволяет наиболее рационально использовать сечение ствола, что в конечном итоге приводит к уменьшению необходимого диаметра ствола.

47

Если в скиповых стволах даже применение скипов специальной конструкции не позволяет 'полностью отказаться от расстрельных балок, то в клетевых стволах возможен переход на консольное кре­ пление проводников, т. е. возможно применение безрасстрельной

в плане 5,2 х 1,65 м на вагонетку ВГ-4,Оу имеют диагональное одно­ стороннее расположение роликовых направляющих устройств. Ко­ робчатые сварные проводники из уголков 160 X 160 X 12 мм крепят к консольно-распорным расстрелам из двутавровых балок № 36е,

Рпс. 40. Конструкции армировки с консольно-распорным креп­ лением проводников

заделанным в монолитную бетонную крепь ствола на глубину не менее 500 мм.

Другим примером использования безрасстрельной схемы арми­ ровки может служить клетевой ствол диаметром 8 м шахты «Симон-Ѵ» (Франция), показанный на рис. 40, б. Клети двухэтажные на две вагонетки (грузоподъемностью 3 т) в этаже. Расстрелы коробчатые сечением 180 X 80 X 10 мм имеют угловую форму и консольно закреплены в монолитной бетонной крепи ствола. Проводники рель­ совые с односторонним расположением.

Экономический эффект, получаемый при переходе от типовых схем армировки к схемам с разреженной и безрасстрельной армировкой, может оказаться весьма значительным, особенно при разработке глубоких горизонтов. Оценка величины этого экономического эф­ фекта выполнена в работе [21 применительно к стволу шахты «Кле­ тевая» рудоуправления им. Кирова (Кривбасс). В стволе диаметром 7,5 м по проекту размещены две клети с размерами в плане 5,2 X

X1,65 м на вагонетку ВГ-4,0у. Ярус армировки имеет конструкцию

снезависимым креплением расстрелов и с двухсторонним расположе­ нием проводников относительно клетей (по два проводника с каждой

4 8

стороны клети). Замена указанной схемы армировки на коисольпораспорную, представленную на рис. 40, а, обеспечивает: уменьшение диаметра ствола с 7,5 до 7 м; экономию 35% металла; уменьшение аэродинамического сопротивления в 4,2 раза; снижение капитальных затрат на 445,15 тыс. руб, и годовой экономический эффект 98,77 тыс. руб.

Необходимо подчеркнуть, что существующая среди исследова­ телей и проектировщиков точка зрения, касающаяся перспектив­ ности схем с разреженной и безрасстрельной армировкой в отноше-. нии дальнейшего увеличения концевых нагрузок и скоростей подъема, является спорной. По нашему мнению, основным конструк­ тивным элементом армировки, изменение которого может привести к дальнейшему увеличению производительности подъема, следует считать шаг армировки. В связи с этим перспективными являются даже типовые схемы армировки, рассмотренные выше, но с перемен­ ным шагом.

Но особенно перспективными представляются схемы с разрежен- - ной и безрасстрельной конструкцией ярусов, установленных с пере­ менным, шагом. Такая конструкция обеспечивает увеличение конце­ вых нагрузок и скоростей подъема при минимальных капитальных затратах.

4 Заказ 275

Г л а в а II

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДИНАМИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ «ПОДЪЕМНЫЙ СОСУД - АРМИРОВКА» И ПРИЧИНЫ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ НАГРУЗОК НА АРМИРОВКУ

§ 7. Классификация нагрузок и воздействий на армировку

Безаварийная эксплуатация армировки возможна в том случае,. если ее рабочее напряженно-деформированное состояние не превы­ шает некоторые нормированные предельные уровни. Рабочее состо­ яние определяется расчетными параметрами армировки, подъемного сосуда и системой действующих нагрузок.

Расчетные параметры можно подразделить иа конструктивные, монтажные и эксплуатационные. Некоторые из этих параметров; являются исходными данными для расчета, другие определяются только в результате расчета.

Нагрузки и воздействия на армировку можно подразделить на постоянные и временные. К постоянным следует отнести статическиенагрузки от собственного веса конструкций армировки, к времен­ ным — нагрузки, передаваемые подъемными сосудами, нагрузки от сдвижения окружающих горных пород, температурные воздей­ ствия и монтажные нагрузки.

Все перечисленные нагрузки и воздействия, за исключением передаваемых на армировку подъемными сосудами, имеют второ­ степенное значение, и величиной их при расчете можно пренебречь, в крайнем случае достаточно ограничиться введением коэффициента перегрузки, равного 1,1.

Нагрузки, передаваемые на армировку подъемными сосудами, но своей природе являются динамическими и в зависимости от ре­ жима воздействия подразделяются на аварийные и эксплуатацион­ ные. Именно эти нагрузки следует считать основными при расчете элементов армировки.

Аварийные нагрузки возникают при обрыве подъемного каната и срабатывании захватывающих устройств парашютов. Совершенноочевидно, что эти нагрузки имеют место в подъемах, оборудованных воздействующими на проводники парашютами, и величина их во многом зависит от конструкции парашютов.

5 0