книги из ГПНТБ / Строительство железорудных шахт

являлся весьма сложным и приводил к значительному периоду бездействия подъемов.

К осуществлению был принят второй вариант, не имеющий перечисленных недостатков и соответствующий современным тре­ бованиям к производству строительно-монтажных работ.

По этому варианту предусматривалось выполнение надшахт­ ного рамного стального копра раскосной системы. Надшахтный копер состоял из рамного станка-корсета, охватывающего в не­ скольких уровнях существующий станок, и решетчатой укосины,

на вершине которой устанавливались направляющие шкивы (см.

рис. 24).

галереи были выполнены простей­ шим способом. При реконструкции надшахтного копра практи­

вертикали (рис. 25).

Укосина копра представлена пространственной стальной кон­ струкцией, состоящей в ее нижней части из двух отдельных ног. Поперечное сечение каждой ноги укосины 2000X2000 мм (в осях ее четырех продольных стержней). Постепенно сближаясь, стержни ног выше уровня нижней подшкивной площадки продолжа­ ются в составе общего блока верхней части укосины, имеющего поперечное сечение 2000X5200 мм.

Укосину венчают шесть ферм, являющихся прямым продолже­ нием конструкций верхней части укосины. Плоскости четырех ферм совпадают с параллельными им плоскостями восьми про­ дольных стержней укосины. Четыре фермы несут шкивы скипо­ вого подъема.

101

из повторяющихся промежуточных узлов стальных конструкций рамы станка показан на рис. 26. Опорный узел рамы станка пока­ зан на рис. 27.

Стержни станка, стойки и ригели последнего имеют двутавро­

102

Рис. 27. Опорный узел рамы станка:

а — профиль; б — поперечный разрез; / — стойка рамы; 2 — подкопровая балка; 3 — фрезерованный участок; 4 — сварной шов с полным проваром

щего два подъема, три подшкивные площадки и т. д., может быть определен по формуле

Q=kaHVK'z,

шкивных площадок, высоту копра, необходимость вве­ дения опорной рамы с увеличенными пролетами и за­ мену копра в условиях реконструкции; согласно ука­ занным выше данным в рассмотренном случае k со­ ставляет около 1,6.

Таким образом, 0 = 1,6 • 0,32 • 49,7 У 237,5 ^ 400 т.

103

Фактический расход стальных конструкций на копер — 190 т, что составляет менее половины номинального расхода стали, определенного по формуле.

Фактическое значение коэффициента а для описанного рам­ ного копра равно 0,165, что является рекордно низким показате­ лем для известных рамных копров. Полученные результаты воз­ можны только при копре раскосной системы.

Небезынтересно сравнить расходы стали для основных конст­ рукций копра шахты «Магнетитовая» (190 т) и возведенного не­ сколько ранее в Донбассе (на стволе «Новый» шахты № 17— 17-бис б. треста Рутченковуголь) рамного копра, имеющего ана­ логичные размеры и нагрузки. Копер ствола «Новый» двухподъ­ емный с двумя площадками при общей высоте сооружения 52 м и разрывном усилии каната 212,5 тс. Расход стальных конструк­ ций для этого копра равен 410 т (без учета обшивки, ее крепле­ ния и проводников и без специальных анкерных устройств).

Таким образом, расход стали на изготовление конструкций копра ствола «Новый» на 220 т (в 2,15 раза) превышает соответ­ ствующий расход стали по копру шахты «Магнетитовая».

Возможно, однако, считать (при теоретическом сравнении рас­ хода стальных конструкций двух копров), что для копра шахты «Магнетитовая» следует учесть расход стали на вспомогательные конструкции станка (практически сохраненные при реконструк­ ции) в количестве около 30 т. В этом случае условный расход стали для копра шахты «Магнетитовая» будет составлять около 220 т, или на 190 т меньше расхода стали в конструкциях копра ствола «Новый».

Монтаж стальных деталей копра при его реконструкции про­ изводили с применением вспомогательной стальной плоской рамы

конструкции, и было произведено описанное выше взаимное креп­ ление элементов станков.

Условия крайне стесненной шахтной площадки не допускали производства укрупнительного монтажа и одновременного подъ­ ема всей укосины. Укосина была установлена отдельными частями с применением упомянутых выше портала и монтажного оборудо­ вания.

Сначала были подняты две ноги укосины на высоту 33,9 м, т. е. до первой подшкивной площадки, где нижняя часть укосины была раскреплена ригелями главных рам и балками подшкивной площадки. Отдельно монтировали — до уровней 44,7 и 49,7 м — верхнюю часть укосины и ее прямое продолжение — подшкивные фермы; устанавливали связи, убирали конструкции демонтируе­ мых площадок.

104

Вид копра после реконструкции показан на рис. 28 и 29.

Как следует из вышеизложенного, по реконструкции копра шахты «Магнетитовая» следует отметить следующее:

конструкции копра были простыми и выполнялись заводским способом;

Рис. 28. Надшахтный копер раскосной системы (к схеме на рис. 24)

сводились к резке участков площадок и к отдельным креп­ лениям;

размеры нового станка были большими по сравнению с суще­ ствующим, новый станок отличался рекордно малым числом стержней и узлов и был удобен для монтажа;

105

трудоемкие операции по армированию станка, выверке рас­ стрелов практически отсутствовали, имели место только на не­ большом участке;

расход металлических конструкций был весьма малым, состав­ лял лишь около половины номинального количества стали, необхо­ димого для возведения аналогичного надшахтного копра;

объем монтажных работ соответственно был также небольшим.

Рис. 29. Подшкивные фермы надшахтного копра

Все вышеизложенное предопределяло короткий срок реконст­ рукции копра. Согласно проекту производства работ по монтажу сооружения срок реконструкции надшахтного копра (не считая подготовительных работ) был определен в 1,5 мес (при односмен­ ной работе), из которых около половины задолжено на монтаж нового станка-корсета. При этом перерыв в работе подъемов воз-

106

можно было ограничить одним месяцем. Практически период ре­ конструкции копра был существенно большим по следующим при­ чинам.

Строительно-монтажные работы вели при малой численности рабочих, при наличии простоев и при недостаточном техническом надзоре.

При разработке заводских деталировочных чертежей металли­ ческих конструкций (КМД), а также при возведении копра был допущен ряд ошибок и отступлений от проекта и рабочих черте­ жей стальных конструкций (КМ). Эти ошибки были обнаружены при пуске подъемов. Основными из них являются (не считая вы­ яснившихся при осмотре сооружения многочисленных недоделок, в частности, не были установлены 12 связевых ферм):

все узлы сопряжения ригелей со стойками главных рам станка, разработанные в чертежах КМ как жесткие (см. рис. 26) и обеспечивающие при их выполнении высокую жесткость рам станка, были выполнены практически шарнирными;

горизонтальные листы (рыбки) толщиной 20 мм в уровнях поясов ригелей, связывающие полки двутавровых ригелей со стойками станка (см. рис. 26) при величине изгибающего мо­ мента 90 тс • м, отсутствовали;

вертикальные стыковые накладки в тех же местах, передаю­ щие на стойки рам станка поперечные силы, равные 41 тс, также отсутствовали;

для восприятия нормальной силы 200 тс и изгибающего момента 95 тс • м, выполнены практически также шарнирными (приблизи­ тельно с такими же ошибками, которые перечислены выше и ко­ торые были допущены в рядовых узлах);

в главных узлах подшкивных ферм допущен эксцентриситет около 160 мм, что — при величине дополнительно возникающего изгибающего момента величиной около 40 тс • м — привело к уве­ личению расчетных напряжений в стойках-раскосах подшкивных ферм до 4300 кгс/см2.

Перечисленные и многие другие дефекты вызвали необходи­ мость соответствующего усиления узлов и стержней сооружения и дополнительные трудовые затраты, а также привели к увеличе­ нию сроков реконструкции надшахтного копра.

Реконструкция подъемов и стального надшахтного копра шахты «Эксплуатационная» Лебяжинского рудника. Направляю­ щие шкивы действующих подъемов были установлены на старом стальном копре станковой системы высотой 34 м, возведенном с применением клепаных стальных конструкций.

107

Новый двухскиповой подъем характеризовался увеличением полезной грузоподъемности для каждого скипа до 10 т. Направ­ ляющие шкивы нового скипового подъема необходимо было рас­ положить на 4 м выше уровня существующих шкивов.

Параметры нового клетевого подъема по своим нагрузкам со­

фермы полностью расположены вне габаритов существующих ферм, выше последних. Новые фермы опираются с одной

Основные нагрузки от подшкивных ферм передаются в их пра­ вых опорных узлах на поперечную балку — верхний пояс блока

108

конструкций верхнего участка новой укосины. Через этот блок длиной 8,4 м и шириной (в поперечном направлении и в части основных конструкций) около 2,9 м усилия передаются на ниж­ ний участок новой укосины. При этом стойки блока верхнего уча­ стка новой укосины не пересекаются с конструкциями подшкивных ферм на уровне 30,0 м (рис. 31).

Нижний участок новой укосины представляет плоскую конст­ рукцию с параллельными поясами, шириной также около 2,9 м, установленную на существующую укосину. Нагрузки передаются на центрально расположенный новый фундамент.

Таким образом, в целом новая укосина является простой пло­ ской конструкцией ограниченной ширины (2,9 м), которая пода­ ется на монтаж блоками и пересекает по всей своей длине лишь настил нижней, существующей (и сохраняемой) подшкивной пло­ щадки. Лишь в крайней верхней точке новой укосины, во вновь созданном главном узле, поперечная балка новой укосины

109

сопрягается с подшкивными фермами, существующими конструк­ циями подшкивной площадки, элементами станка копра.

В примыкании к поперечной балке новой укосины верхний пояс существующей фермы срезан в узле и соединен на сварке (с применением накладок и прокладок) с поперечной балкой уко­ сины (рис. 32). Наличие этого узла обеспечивает совместную ра­ боту существующих и вновь установленных конструкций копра.

Новая укосина является плоской конструкцией с параллель­ ными поясами. Ширина укосины, составляющая около 2,9 м, яв­ ляется недостаточной для обеспечения поперечной устойчивости сооружения. Однако общая высота сооружения изменилась отно­ сительно немного, а его масса существенно увеличена. Поэтому устойчивость копра в поперечном направлении вполне обеспечена существующей укосиной с разносом поясов в ее основании в раз­ мере около 4СИУо от высоты сооружения.

Поперечные фермы станка копра практически остались неиз­ менными. Фермы станка, расположенные в главных плоскостях копра, параллельных плоскостям подъема, были усилены. В ос­ новном были усилены стойки в области нижних рамных панелей. Кроме того, часть стоек на более высоко расположенных участках (около 25% от суммарной длины стоек этих участков), а также часть раскосов главной плоскости также были усилены.

Необходимость мощного усиления рамных панелей не вызы­ вала сомнений. Характер нагрузок определял также тип усиле­ ния. Здесь необходимо было создать двутавровые и подобные сечения, на которые было бы возможно передать значительные изгибающие моменты.

Усиление стоек и раскосов верхней части станка осложнялось относительной протяженностью усиляемых стержней. Следовало принять наиболее простую схему усиления сечений этой группы стержней.

Усиление стоек верхней части станка копра, составленных пре­ имущественно из двух уголков крестом, было произведено путем введения дополнительных элементов — листов полосовой стали сечением в основном 150x20 мм. Эти листы устанавливались па­ раллельно главной плоскости копра и приваривались к сущест­ вующим уголкам: с одной стороны — непосредственно ‘к ним пре­ рывистыми швами, а с другой стороны — через отдельные попе­ речные прокладки, расположенные между рядами заклепок.

Усиление раскосов верхней части станка копра было произве­ дено также путем введения элементов полосовой стали сечением преимущественно 100x25 мм. Усиление стоек на участке рамных панелей главных ферм станка было намечено и произведено только с одной стороны рамных панелей, что упростило работы по усилению станка и позволило несколько сократить их объем. Сечение стойки станка на этом участке было усилено введением стенки 12x900 мм и одного внешнего поясного листа 500x25 мм.

Для четырех стоек верхнего участка новой укосины были при­

110