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

прочности, при которой она не может быть разрушена стекающей по стенкам водой, приспособление снимается и устанавливается на новое место, а цикл работ по­ вторяется.

Глава VI

ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ ОБЛЕГЧЕННЫХ КРЕПЕЙ В ВЕРТИКАЛЬНЫХ ВЫРАБОТКАХ

§ 1. Крепление штангами

Использование штанг позволяет иногда применять вместо специального обычный способ проходки ствола.

Ствол шахты «Центральная» на Кансайском рудни­ ке прямоугольного сечения площадью 16,8 м2 крепили временной штанговой крепью при пересечении им зоны разлома мощностью 30—50 м, представленной водонос­ ными известняками [31]. Обычный способ возведения постоянной крепи звеньями снизу вверх оказался не­ приемлемым из-за неустойчивости пород и непригод­ ности в данных условиях временной деревянной крепи. Устанавливая клиновые штанги длиной 1,6 м (в особо неустойчивых породах вместе с металлической сеткой), принимая расстояния между штангами и рядами штанг

нию опорных венцов, обеспечило безопасность работ, но скорость сооружения оказалась недостаточной.

Поэтому при углубке в аналогичных условиях ствола шахты «Слепая-Вентиляционная» диаметром 3,5 м в свету организацию работ изменили: в пределах сечения ствола проходили восстающий диаметр 2 м и в после­ дующем расширяли его до полного сечения ствола.

Восстающий расширяли участками высотой по 6 м, закрепляя с полка штангами совместно с металлической сеткой, а затем возводили бетонную крепь снизу вверх звеньями по 1—2 м. Применение подвесного полка, передового восстающего и временной штанговой крепи

160

длиной 1,3 м крепили скипо-клетевой ствол шахты «Ново-Капитальная» диаметром вчерне 8,1 м и в свету 7.5 м, пересекающий крепкие (/=14-М 8) карбонатносерицитовые крутопадающие (угол падения 87—89°) сланцы, порфириты, сиениты. Штанги с шайбами уста­ навливали со стороны висячего и лежачего боков, где породы отслаивались большими глыбами (рис. 67). При удалении забоя свыше 25 м от постоянной крепи один раз в сутки с натяжной рамы осматривали стенки, обирали заколы породы и в случае надобности уста­ навливали дополнительные штанги. Это обеспечило бо­ лее безопасные условия работы в стволе, чем при обычной временной крепи. Общая экономия от проход­ ки 38 м ствола с такой крепью составила 1270 руб.

На Джезказганском руднике штангами крепили два бункера комплекса подземного дробления (рис. 68). Стенки бункеров, высота вертикальной части которых 53.5 м и диаметр 5,9 м вчерне, крепили металлически­ ми распорными штангами длиной 1,5 м по сетке 1x1 м с металлической сеткой с ячейками 40X40 мм. Приме­ нение штанговой крепи позволило повысить безопас­ ность и улучшить организацию работ по возведению в бункерах постоянной крепи из диабазовых клиновидных блоков.

В таких же целях применили штанги при проходке вспомогательного и слепого стволов на Глубочанском руднике (Алтай), пересекавших крепкие (/=12-1-16) сильнотрещиноватые известково-хлоритовые, хлорито­ кварцевые сланцы и туффиты, залегающие под углом 55—60°. Вспомогательный ствол сечением 14,8 м2 и глу­ биной 150 м крепили штангами диаметром 25 мм и длиной 1,5 м, устанавливая их по длинной стороне ствола по сетке 1,2x1,2 м. И в данном случае, и при проходке слепого ствола с помощью штанг удалось упростить работы по возведению временной крепи, воз­ водить постоянную деревянную подвесную из брусьев 20X20 см крепь с отставанием от забоя на 20 м и бо­ лее, эффективно использовать грузчик КС-3 и совме­ стить работы по возведению постоянной крепи и арми­ рованию ствола [3].

Наиболее широко применяют штанговую крепь в сочетании с набрызгбетоном. В частности, ею крепили ствол шахты «Южная-Вентиляционная», пересекавший

5

карбонатно-хлористо-серицитовые сланцы средней ус­ тойчивости с /=7-1-8 [46], ствол Таштагольского руд­ ника диаметром вчерне 5 м. Сухую смесь от цементпушки С-320, установленной на поверхности, подавали

164

нормальной работе машины заходку высотой 2 м кре­ пили за 2 ч. Такая временная крепь оказалась эффек­ тивнее ранее применявшейся из металлических колец, н деревянной затяжки.

На руднике «Абакан» комбинированной крепыо в качестве постоянной крепили участок Южного вентиля­ ционного ствола, пройденного в слабообводненных тре­ щиноватых туфопесчаниках и песчано-глинистых слан­ цах (/ = 7 8 ) высотой 80 м диаметром вчерне 5 м. Бетономешалку БМ-60 и все оборудование размещали на горизонт 585 м на расстоянии 150 м от ствола. Поро­ ду от проходки через восстающий, пройденный в цент­ ральной части ствола, опускали на горизонт 505 м. Для установки штанг применяли аппарат АНР-1. Набрызгбетон приготовляли из портландцемента марки 500 Чернореченского карьера и гравийно-песчаной смеси местного карьера, в которой было 44% песка. Прочность

устанавливали железобетонные штанги длиной 1,5 м по сетке 1X1 м на всю высоту звена сверху вниз; заходками по 1,5 м наносили набрызгбетон толщиной до 50 мм на всю высоту звена; поднимали полок и нара­ щивали толщину слоя до проектной (70—80 мм).

Производительность труда при креплении ствола бригадой из 5 человек составила 1,5 м/смену. Экономия при закреплении 80 м ствола такой крепью— 10 400 руб.

Значительный интерес представляют работы по креплению комбинированной крепыо Восточного венти­ ляционного шурфа рудника «Темир-Тау» [72]. Участок шурфа высотой 33 м и диаметром в проходке 3,4 м пе­ ресекает крутопадающие сильнотрещиноватые, выветрелые, обводненные адамелиты с f — Ъ^-Ь. Шурф про­ ходили участками по 10—12 м, устанавливая железо­ бетонные штанги длиной 1,5 м по сетке 1X1 м и нанося тонкий слой набрызгбетона. Затем с полка навешивали металлическую сетку и доводили толщину набрызгбе­ тона до 8—10 см и армировали шурф.

Породы, пересекаемые шурфом, перемежаются про-

•слойками глины, сильно обводнены и крайне неустой­ чивы. Поэтому штанги устанавливали с отставанием

166

от забоя не свыше 1,5 м; в противном случае происхо­ дили вывалы и отслоения пород. Взрывными работами разрушали только центральную часть забоя, оконтуривание по периметру производили отбойными молотками.

Сухую смесь приготовляли в бетономешалке емко­

400 Новокузнецкого цементного завода н песчано-гра­

Для ускорения схватывания применяли хлористый кальций (4% от веса цемента), а при интенсивности об­ воднения 5—7 л/мин-м в сухую смесь дополнительно вводили добавку ОЭС (2—3%). 'Прочность набрызгбетона на сжатие равнялась, кгс/см2: 3,3 через 3 ч; 10,2 через 6 ч; 76,2 через 24 ч; 141 через 7 суток; 369 через 28 суток. Сопротивляемость набрызгбетона воздействию взрывных работ довольно высока: при нанесении слоя за 6 ч до взрыва на расстоянии 3—4 м от забоя разру­ шения его не наблюдалось.

Описание работ по армированию и креплению об­ водненных поверхностей приведено в § 2 и 3 главы V. Результаты технико-экономического сравнения крепле­ ния шурфа монолитной бетонной крепью и равнопроч­ ной ей комбинированной при одинаковом аэродинами­ ческом сопротивлении приведены в табл. 31.

Успешно применяли комбинированную крепь в вер­

167

Рис. 69. Схема размещения оборудования при проходке Восточ­ ного вентиляционного шурфа

168

ных рудниках Урала [4], на рудниках цветной метал­ лургии в Восточном Казахстане [15] и в других районах страны [57].

Известны, хотя и в меньшем числе, случаи приме­ нения штанг в качестве единственного вида крепи вертикальных выработок. Например, на Советском руд­ нике железобетонными штангами закреплен капиталь­ ный бункерный восстающий круглого сечения площадью

выработки. На рудниках комбината Печенганикель же­ лезобетонными штангами длиной 1,8 м крепят восстаю­

щего железобетонными штангами составляет 13,52 руб., а деревянной венцовой крепью — 47,5 руб.

Для предупреждения разрушения выпускаемой ру­ дой устьев рудоспусков на рудниках «Аунор», «Холлингер» и «Виктория» (Канада) их регулярно крепят штан­ гами, так же как и вентиляционные восстающие, тре­ бующие крепления. Этим достигается увеличение сече­ ния восстающих, срока их службы и исключаются бе­ тонные работы.

I

§ 2. Крепление набрызгбетоном

Набрызгбетои, благодаря его технологическим и фи­ зико-механическим свойствам, начинают применять и в качестве основного вида крепи вертикальных вырабо­ ток. Начиная с 1964 г., в трес'те Востокшахтопроходка им крепят вентиляционные и дренажные стволы, стволы

вания аналогично изображенному на рис. 64, б. Породу через восстающий перепускали на нижележащий гори­ зонт. Набрызгбетонную смесь с зернами песка разме­ ром 0,14—2,5 мм и щебня с фракцией размером до15 мм подавали по бетонопроводу, снабженному на кон­

16?

це гасителем скорости, через приемный лоток в маши­ ну и наносили на породные стенки. В качестве уско­ рителей твердения применяли алюминатный раствор плотностью 1,35—1,4, получаемый выщелачиванием производственного алюминиевого спека Краснотурьинского алюминиевого завода, и жидкое стекло. Рас­ твор добавляли к воде затворения из расчета 3—4%, а жидкое стекло — 10% от веса цемента; В/Ц принима­ ли равным 0,4.

Набрызгбетон наносили в два приема общей тол­ щиной 7—10 см. После уборки породы трубопровод и подвесной проходческий полок опускали на 3 м и с его нижнего этажа наносили слой набрызгбетона на участке ствола 3 м. Со второго этажа полка на первый слой, нанесенный в предыдущий цикл, наносили второй. В течение смены закрепляли 3 м ствола.

Все операции повторяли при очередном опускании

схватывания устанавливали в околоствольных дворах горизонтов —50 и —130 м, смесь к месту работы достав­ ляли в вагонетке и загружали в машину БМ-60 вруч­ ную. Сухую смесь состава 1 : 1,10: 1,25 (портландцемент марки 500 Нижне-Тагильского завода, песок крупно­

что и при закреплении ствола № 15.

Работы организовали таким образом. Проходили участок ствола длиной 16—20 м без крепи, а затем крепили его. Три человека (машинист, сопловщик и ра­ бочий по загрузке машины) за смену крепили до 2,5 м ствола в два слоя общей толщиной 5—6 см. Пройдено

изакреплено таким образом 80 м ствола.

Сприменением набрызгбетона выполнены углубка

ствола шахты № 11 на глубину 80 м, проходка ствола шахты «Вентиляционная-Нагнетательпая» на Естюнин-

170