Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Кравченко Г.И. Облегченные крепи вертикальных выработок

.pdf
Скачиваний:
6
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
8.7 Mб
Скачать

следует наносить слои повышенном толщины вокруг лун­ ки при ее заделке. Недостаток способа — необходимость прекращения работ в стволе при заряжании и взры­ вании.

Бурением шпуров по сечению будущей лунки и разрушением целиков между ними получали лунки в по­ родах с f = 5-^6 [72] и

= 16ч-18 [46]. Во втором слу­

чае

шпуры

глубиной

40—

50

см и

диаметром

80 мм

бурили

на

расстоянии

10—

15

мм друг от друга.

При­

меняя специальное приспо­ собление (рис. 61, а), дости-

1 ' i i s

Рис. 60. Разработка лунок буропзрьтным способом:

с —схема размещения шпуров; б — общин вид лунки; 1—6 — номера шпуров

гали высокой т о ч н о с т и размещения шпуров и увеличе­ ния скорости их забуривания в 2—3 раза на ровной и в 4—5 раз на неровной поверхности. Целики между шпу­ рами толщиной 10—15 мм разрушали с помощью спе­ циальной коронки с пятью пластинками из твердого сплава (рис. 61,6) и машины ПР-24Л без поворотного механизма со скоростью 0,15—0,20 м/мин. После буре­ ния 6 шпуров и разрушения целиков в полученной лунке имели возможность регулировать расстрел из двутавра № 27—30 в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

На разработку лунки

глубиной

40 см затрачивали

1 ч 40 мин.

труда, точность

разметки

при

Производительность

выбуривании лунок можно увеличить,

используя

мощ­

ные буровые станки НКР-100 и др. [88].

 

весь­

Заделка расстрелов

в лунках

набрызгбетоном

.1 5 0

ма эффективна: двутавр № 27 в лунке глубиной 35— 40 см прочно и жестко закрепляется набрызгбетоиом с помощью машины БМ-60 за 40—45 с. Способ приме­ нили при армировании вентиляционного шурфа на руднике «Темир-Тау» [72]. Шурф оборудован лестнич­ ным и вентиляционным отделением. Яруса из одного главного и четырех вспомогательных расстрелов уста­ навливали через 3 м. Главный расстрел (швеллер

 

а — шаблон; б — коронка; 1 — корпус; 2 и

3 — клинья

16) заделывали в лунке глубиной

20 см, один ко­

нец

вспомогательного (швеллер № 12)

крепили к глав­

ному, а другой заделывали в лунке.

Армировали шурф по мере его проходки с подвес­ ного полка сверху вниз. Лунки получали бурением од­ ного над другим шпуров диаметром 110 мм и

разрушением

целика между

ними.

Глубина

обычных

лунок 20—25 см, заводных

40—45

см.

На

получение

обычной лунки

затрачивали

11

мин, из них 9 мин — на

бурение, 2 мин — на

разрушение целика;

на подготовку

6 лунок на ярус (из

них' одна заводная)

 

затрачивали

80 мни, а на их заделку — 4

мим.

 

 

пород

при-

В случаях

значительного

ослабления

контурной зоны расстрелы

можно крепить

слоем

на-

брызгбетона в виде пояса толщиной 20—25 см и высо­ той 40—60 см (аналогичные способы крепления, только

151

с помощью

поясов из бетона,

применяли в стволах

в ЮАР).

расстрелов

иногда

проводников)

Крепление

штангами получает все более

широкое

применение

в выработках

с обычными

и облегченными крепями [3,

70, 88]. Известны примеры

(рудники Берикульский, Да-

расунский, им. Джамбула и другие [3], особенно рудники

Швеции), когда в незакрепленных стволах,

пересекаю­

щих устойчивые породы, расстрелы крепят

штангами.

При разработке конструкций расстрелов

и

узлов

их крепления к стенкам следует учитывать

возможные

неровности последних. В ВостНИГРИ

разработана схе­

ма крепления

расстрела к породным

стенкам

при их

отклонениях

от проектного

положения

в

пределах

±10 см и конструкция

кронштейна, используемого вме­

сто расстрела, если проводник отстоит от

стенки

ство­

ла на расстоянии не более 1 м (рис. 62).

 

 

и за­

В обеих конструкциях достаточно

установить

крепить опорные плиты

строго

вертикально,

возмож­

ные их отклонения от контура

ствола в других плоско­

стях не препятствуют установке расстрелов, соединяе­ мых с опорной плитой сваркой.

Способ и технология армирования, обеспечивающие аналогичные результаты, разработаны в институте Уни­ промедь [3]. Расстрелы в стволе № 11 (Высокогорский рудник), закрепленном набрызгбетоном (рис. 63), кре­ пили штангами. Ствол диаметром 5 м в свету проходи­ ли в известняках с / = 8-^9. Порядок установки расстре­ лов был следующим: па три штанги устанавливали пла­ стину с приваренным к ней уголком; с помощью клиновых подкладок ей придавалось нужное положение;

на нижний уголок

устанавливали

расстрел,

привари­

вали верхний уголок и

заполняли

бетоном

простран­

ство между стенкой ствола и пластиной.

 

 

При

конструктивной

разработке

 

узла

крепления

расстрела штангами исходят из того, что он

должен

быть равнопрочным

или

более прочным по сравнению

с обеспечиваемым

при

закреплении

в лунках.

Уста­

новлено, что узел крепления

тремя-четырьмя

штангами

из арматуры периодического

профиля

диаметром 32—

38 мм

и длиной 0,5—0,7 м обладает

самым

высоким

коэффициентом статического

и динамического

запаса

прочности во всей системе [3].

 

 

 

 

 

152

3000

Рис. 62. Крепление расстрелов (а) и кронштейна (б) к породной стенке:

/ — расстрел; 2 — проводник; Л — штанга; '/ — крепление опоры проводника

Надежность крепления расстрелов описанными спо­ собами подтверждена исследованиями, расчетами н практикой эксплуатации стволов [3, 46 и др.]. Техни­ ко-экономическим сравнением различных способов крепления расстрелов, выполненным ВостНИГРИ на

Рис. 63. Схема крепления расстрелов в стволе № II

основе хронометражных данных, установлено, что даже при еще несовершенной технологии новых способов они не более трудоемки, чем обычный (табл. 30). Рас­ четы выполнены для ствола диаметром 5,5 м с двумя главными и тремя вспомогательными расстрелами, прой­ денного в породах с /= 14-ь 15.

 

 

 

Т а б л и ц а

30

Способ разработки лупок и крепления

Трудоемкость

 

 

устанооки

Примечания

 

расстрелоп

 

одного яруса,

 

 

 

чел-смей

 

 

Бурение с последующим

разруше­

 

 

 

нием целиков, заделка набрызг-

4,755

 

 

бетоиом ...........................................

заделка

 

 

Буровзрывные работы,

4,278

Породы с f=14-=-15

набрызгбетоном...........................

 

Крепление опорных плит штангами,

3,960

Длина штанг 0,6 м

сварка расстрелов с плитами . .

Долбление отбойными

молотками

4,217

Бетон марки

150

бетонной крепи, заливка бетоном

154

Способы крепления расстрелов к породным стенкам достаточно технологичны, позволяют развивать высо­ кую производительность армирования, а способ вы­ буривания лунок имеет большой резерв — использование мощных бурильных машин.

§ 3. Возведение крепи

Технологические схемы возведения облегченных кре­ пей в зависимости от устойчивости и физико-механиче­ ских свойств пересекаемых пород в основном приме­ няют следующие (рис. 64):

1)возведение крепи из забоя ствола (рис. 64, а) при пересечении им неустойчивых пород, требующих креп­ ления сразу после обнажения. Установку штанг и нане­ сение набрызгбетонного покрытия проектной толщины производят заходкамн по 1,5—2 м по мере подвигания ствола; отставание крепи от забоя допускается не бо­ лее 1,0—1,5 м;

2)возведение крепи с подвесного проходческого пол­ ка (рис. 64, б) при пересечении стволом устойчивых не­ трещиноватых пород, допускающих обнажение пород­ ных стен длиной 10—15 м без поддержания и более. Установку штанг, нанесение набрызгбетона и выемку породы можно выполнять одновременно;

3)в стволах, пересекающих породы средней устой­ чивости и неустойчивые, иногда вслед за забоем воз­ водят комбинированную или набрызгбетонную вре­ менную крепь, а затем одновременно с работами по выемке породы наносят набрызгбетон с подвесного полка до проектной толщины. Штанги можно уста­

навливать из забоя ствола и с подвесного полка, сет­

ку — с подвесного полка

во избежание ее повреждений

при взрывных работах.

Облегченные крепи в качестве

временной обладают существенными преимущества­ ми по сравнению с другими конструкциями: отсут­ ствие работ по демонтажу, снижение стоимости и тру­ доемкости 1 м сооружаемого ствола, высокая сопротив­ ляемость воздействию взрывных работ.

Возможны и другие

варианты схем возведения

кре­

пи (см. главу VI). Их выбор, кроме устойчивости и об­

водненности

пород,

определяется требуемой скоростью

сооружения

ствола,

номенклатурой

имеющихся мате­

риалов и оборудования,

квалификацией

занятых

на

креплении рабочих и некоторыми

другими

факторами.

155

Оборудование для крепления набрызгбетоном вер­ тикальных и горизонтальных выработок в основном одинаково [15, 57], в том числе и машины для иабрызга бетона (БМ-60, БМ-68, С-320 и др.). Получили распро-

Рис. 64. Схема возведения крепи из забоя ствола (а ) и с под­ весного полка (б):

1, 2 и 3 — этажи проходческого полка;

4 — бетомашпиа:

5 — емкость для

 

воды;

6 — сопло; 7 — предохранительный полок

 

странение

некоторые схемы

размещения

бетономаши-

ны и другого

оборудования

на проходческом

полке

(см. рис.

64, б)

и компановка

его на поверхности

(см.

рис. 69).

Более широко применяют вторую

схему,

обес­

156

печивающую условия

для полной

механизации

приго­

товления сухой смеси,

погрузо-разгрузочных и других

вспомогательных

работ, снижения запыленности

рабо­

чего

пространства,

повышения

производительности

труда.

 

 

 

 

 

Сухая смесь из машины для иабрызга бетона к ме­

сту

крепления

транспортируется

обычно по

трубам

диаметром 50 мм, подвешенным к проходческой лебедке на канате. На этом же канате подвешивается и став труб диаметром 19—23 мм для подачи к соплу воды затворения. Сухую смесь удобно приготовлять в бетоно­ мешалке емкостью 250—500 л, размещая ее над маши­ ной для иабрызга.

Установлено, что сухую смесь можно транспорти­ ровать на глубину 600—700 м и более без расслоения [86]. При больших расстояниях подачи и объемах смеси следует применять толстостенные трубы с фланцевым соединением и хорошей центровкой по отвесу при на­ вешивании. Обычные газовые и водопроводные трубы, соединяемые полумуфтамн, применять нерационально из-за их быстрой истираемости (расход труб до 2 м на 1 м сооружаемой выработки [86]).

Разработаны оригинальные способы механизиро­ ванного крепления вертикальных выработок, прохо­ димых бурением [1], уплотнением пород взрывом [14] или секционным взрыванием глубоких скважин, не получившие пока промышленного применения.

Технология собственно крепления набрызгбетоном хорошо изучена и изложена в работах [27, 57].

Крепление водоносных горизонтов, особенно водо­ выделяющих участков, вызывает значительные ослож­ нения. Здесь в зависимости от размеров участка, ин­ тенсивности фильтрации и • характера ее рассредоточе­ ния используют различные способы и приспособления, уже освоенные при креплении горизонтальных и вер­ тикальных выработок в аналогичных условиях.

При малой мощности водоносного горизонта в каче­

стве

крепи применяют монолитный бетон.

Такой

способ

применили при

закреплении водоносных

гори­

зонтов

участка ствола

шахты «Сернистая» и вентиля­

ционного ствола шахты «Естюнинская» (Высокогор­ ский рудник), сооруженных с применением набрызгбетонной крепи. Ниже пояса из бетона устанавливали во-

157

доулавливающие кольца,

и

набрызгбетонную

 

крепь

наносили

на

сравнительно

 

осушенную

поверхность.

Можно

применять

местное

водоподавление:

по

всей

фильтрующей

трещине 3

(рис. 65) способом,

 

изло­

женным в § 2 главы V, разрабатывается щель 2, угол

наклона

и глубина

которой

(обычно

10—15 см)

 

де­

 

 

 

 

лаются такими, чтобы вода

 

 

 

 

из трещин протекала внут­

 

 

 

 

ри щели.

 

ее части

на

 

 

 

 

 

В

нижней

 

 

 

 

расстоянии

30—40

мм

от

 

 

 

 

края

бурят шпур

диамет­

 

 

 

 

ром 50—55 мм так, чтобы

 

 

 

 

его забой

 

соединился

со

 

 

 

 

щелью. В шпур прочно за­

 

 

 

 

делывают

по

металлическую

 

 

 

 

трубку 1,

которой

вода

Рис. 65. Схема

местного во-

временно

отводится

в

сто­

рону или в водосборник. По

доподавления

 

щели

укладывают

приле­

 

 

 

 

гающий к ее стенкам отре­

зок шланга 4 или доски таким образом,

чтобы

между

ними и дном щели оставался канал для прохода воды. Затем поверхность крепят набрызгбетоном. После до­ стижения последним необходимой прочности на трубку,

через

которую истекает вода, навинчивается пробка.

При

опробовании способа установлена

возможность

полного подавления фильтрующих трещин.

Для этой

цели можно использовать и наружный дренаж, приме­ няя метод шланга [57].

Интересен опыт крепления Восточного вентиляцион­ ного шурфа (рудник «Темир-Тау»), где интенсивность обводнения на 2/з его периметра при общем притоке свыше 30 м3/ч составляла 5—7,5 л/мин • м, на '/з пери­ метра— от 16 до 33,5 л/мин • м и более (72]. Применяя хлористый кальций (4—5% веса цемента), растворен­ ный в воде, и в качестве вяжущего шлакопортландцемент марки 400 Новокузнецкого цементного завода, уда­ валось наносить набрызгбетон лишь на очень слабооб­ водненные поверхности в верхней части шурфа (слабый капеж, мокрые пятна). При использовании совместной добавки ОЭС (2—3%) и хлористого кальция (4—5%) наносили набрызгбетон на поверхности с интенсивно­

158

стью обводнения и фильтрации до 5—7 л/мин ■м с по­ давлением мест фильтрации при повторном нанесении.

На участках при интенсивности фильтрации

до

16—

32 л/мин • м в местах течей устанавливали

резиновые

или металлические трубки для отвода воды,

а при

на­

личии водоносных трещин разрабатывали канавки для водоотвода. В слабых породах эти мероприятия не вы­ зывают особых затруднений.

По данным [2] при большой рассредоточенности мест фильтрации — до 6 и более на 1 м крепи ствола — и сравнительно небольшом притоке успешное крепление обеспечивают, нанося первый слой толщиной 2—3 см при максимальном давлении 5—6 кгс/см2 и с использо­ ванием наиболее эффективных ускорителей схватыва­ ния, а затем повторно забивают места просачивания воды.

Крепление обводненных поверхностей — это более простая задача. При сплошном обводнении интенсив­ ностью до 4—6 л/мин -м можно наносить набрызгбетон непосредственно на обводненную поверхность, приме­ няя эффективные простые и комбинированные ускори­ тели твердения (фтористый натрий, НКА, хлористый кальций и ОЭС, хлорное железо и хлористый кальций).

По данным [7], закрепление обводненных поверхно­ стей при интенсивности обводнения до 2 л/мин-м' на-

брызгбетоном

на

сульфатостойком

пуццолановом це­

менте марки 500

без каких-либо дополнительных мер

возможно при

использовании

2%

добавки, состоящей

из сульфата натрия (Na2S04)

и поташа (К2СО3).

При наличии участков интенсивностью обводнения свыше 6—8 л/мин-м и шириной по периметр^ не более 40 см после закрепления остальной площади с по­ мощью струи сжатого воздуха, истекающей из овального щелевого отверстия, это место осушается, вода стекает по ранее закрепленным частям стенки ствола, набрызг­ бетон наносят на сухую поверхность и спустя 8—10 мин прекращают подачу сжатого воздуха. При более длин­ ных обводненных участках по периметру ствола для временного водоотлива можно использовать механиче­ ские устройства, улавливающие стекающую по стенкам воду и отводящие ее в сторону, чем создается сухая поверхность, которую можно крепить набрызгбетоном. После приобретения набрызгбетоном необходимой

159

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ