книги из ГПНТБ / Строительство железорудных шахт

рабатываются и возводятся только прямоугольные в плане ба* пленные копры.

Высота башенных копров, построенных и возводимых на Урале над скиповыми стволами, составляет 80—100 м при высоте от уровня заложения фундаментов 90—120 м (первые цифры со­ ответствуют эксплуатируемым, вторые — строящимся башенным скиповым копрам).

Высота башенных копров, возведенных над клетевыми ство­ лами шахт, достигает 60 м при высоте от уровня заложения фун­ даментов 70 м.

Верхние ярусы (этажи) башенных копров на шахтах Урала заняты машинными залами с подъемными машинами и двигате­ лями, в ряде случаев здесь же размещены преобразовательные аг­ регаты системы Г—Д (генераторы — двигатели). На некоторой высоте над полом зала в отдельном помещении обычно разме­ щено оборудование лифта для подъема персонала.

В машинных залах установлены специальные мостовые высо­ коподъемные краны (высота подъема до 90 м) грузоподъемно­ стью от 20 до 50 т. Подъем оборудования на всех уральских коп­ рах организован через монтажные проемы в перекрытиях в пре­ делах габаритов копров.

Ниже машинных залов размещаются тормозные устройства, отклоняющие шкивы, вспомогательное оборудование (компрес­ соры, рессиверы и др.), а в ряде случаев — генераторы — двига­ тели. Далее следуют подъемные машины второго, третьего ярусов

Ит. д.

Вскиповых копрах на 35—44 м ниже уровня пола машинных залов расположены приемные бункера, высота которых состав­ ляет 10—15 м. Верх бункеров расположен преимущественно на высоте от 20 до 36 м над уровнем поверхности. Под бункерами находятся питатели, конвейеры.

Вклетевых копрах на уровнях обычно 10—16 м над поверх­ ностью расположены устройства откатки. В этих случаях расстоя­ ния от уровней откатки до пола машинных залов составляют 24— 32 м.

На шахтах Урала при расположении подъемных машин в од­ ном ярусе возведены, в силу ряда условий, башенные копры с не­ сущими железобетонными монолитными стенами, а также каркас­ ные башенные копры.

При расположении многоканатных подъемных установок на нескольких ярусах ряд перекрытий верхней части копров (голо­ вок копров) несет разнообразное оборудование. Эти перекрытия характеризуются сложными формами (в связи с наличием много­ численных анкерньіх устройств, приливов, ниш, отверстий), а так­ же действием на них исключительно больших нагрузок. Решение конструкций башенных копров в этом случае еще более усложня­ ется ввиду необходимости пропуска стоек, несущих перекрытия верхних машинных залов, через нижние машинные и другие залы

121

с расположенными здесь многоканатными подъемными установ­ ками нижних ярусов. При этом расположение основного оборудо­ вания на различных ярусах (в плане) неодинаково.

При таких условиях необходимые решения сооружений воз­ можно осуществить путем применения каркасных схем. Поэтому при трех и четырех многоканатных подъемных установках, рас­ положенных на нескольких ярусах, башенные копры на железо­ рудных шахтах Урала разработаны и возведены с каркасом из стальных стержней.

§ 17. Сводка данных о башенных копрах

Описание некоторых из возведенных на Урале башенных коп­ ров наиболее целесообразно начать с рассмотрения табл. 11, в ко­ торой приведены типы и конструкции башенных копров и поясня­ ется значение разработанных на Урале типов и конструкций коп­ ров в сопоставлении с другими башенными копрами в СССР.

В соответствии с несущей способностью грунтов и принятыми устройствами для смены канатов фундаменты копров заглублены ниже уровня поверхности на величину от 2,4 до 11 м (на строя­

способом пространствен­ ных арматурных карка­ сов

122

две железобетонные фундаментные плиты с небольшими реб­ рами или местными столбами и приливами-пилонами особой формы;

сложная железобетонная фундаментная плита с развитыми ребрами-балками и стенками фундаментов, с приливами-пилона­ ми под мощными колоннами каркаса;

опускной железобетонный колодец прямоугольной формы в плане с внешними габаритами, соответствующими контуру на­ ружных стен или колонн сооружения;

опускной железобетонный колодец прямоугольной формы в плане с габаритами, выходящими за пределы контура наружных стен или колонн сооружения:

123

опускной колодец круглой формы в плане; железобетонные колодцы (шурфы с железобетонной монолит­

ной крепью), возведенные горным способом.

Перечисленные выше решения фундаментов башенных копров на уральских шахтах детально описаны ниже.

§ 18. Железобетонные башенные копры

Башенные железобетонные монолитные копры типа 1 (см.

табл. 11) широко распространены в практике строительства над­ шахтных сооружений.

На шахтах Донецкого бассейна эти копры выполняли сначала круглой формы в плане. Так было осуществлено возведение группы из трех башенных копров типа 1. Все они имели одинаковый диаметр 14,5 м при высоте до уровня уста­ новки подъемных машин 56 и 58 м и полной высоте сооружений до карниза около 67 и 69 м.

В плане эти копры имели кольцевую стену, а также две продольные и две поперечные внутренние стены, которые в целом образовывали девять отсеков, из

районов, в Донбассе стали возводить башенные копры прямоугольного очерта­ ния в плане. Все эти копры имеют несколько поперечных и продольных внутрен­ них стен толщиной преимущественно 200 и до 400 мм. Размеры копров в плане 18X18; 18X21; 15x24; 21X24 м; высота копров — до 97 м (возводится один башенный копер высотой более 100 м).

Ряд башенных железобетонных копров возведен в этом районе с примене­ нием самоподъемных кранов.

Один копер возведен здесь в 1968 г. имеет обычную арматуру, но отлича­ ется наличием железобетонных пилястр, приданных утолщенным (до 400 мм) наружным стенам. Таким образом, этот копер по своему решению является как бы переходным к описанным ниже башенным железобетонным копрам типа 2.

Башенные железобетонные копры типа 1 на Урале. На Северо-

Уральских рудниках возведена группа башенных железобетонных монолитных копров типа 1. Эти копры — двух типоразмеров (для скиповых и клетевых стволов), повторены на нескольких шахтах. На каждом башенном копре установлено две многоканатных подъемных машины с канатоведущими шкивами диаметром 2,25

и 2,10 м.

На скиповых копрах этой группы многоканатные подъемные машины установлены на высоте 54 м над уровнем поверхности. Полная высота сооружений 64,8 м. Скиповые копры прямоуголь­ ной формы в плане общими размерами 12x18 м имеют две попе­ речные и две продольные внутренние железобетонные стены. Стены расположены по сетке (6 + 6+ 6) X (3,5+ 5+ 3,5) м.

На клетевых копрах СУБР многоканатные подъемные машины установлены на высоте 24 м над уровнем поверхности. Полная высота этих копров 36 м. Копры прямоугольной формы в плане общими размерами 18X18 м имеют также две поперечные и две

124

продольные внутренние железобетонные стены, расположенные по сетке с шагом 6 м. Железобетонные стены всех копров описанной группы имеют толщину 0,2 м.

Перекрытия в копрах — железобетонные монолитные ребри­ стые, расположены (кроме указанных выше) на уровнях 18; 13,2; 8,4 м в клетевых копрах и на уровнях 48; 39,6; 32,4; 27,6; 21,6; 18; 13,2; 7,5 м в скиповых копрах.

Размеры шатров машинных залов в плане соответствуют ука­

шины установлены на уровне 36,0 м; на уровне 22,0 м располо­ жены преобразовательные агрегаты системы Г—Д; на уровнях 12,0 и 0,0 производится откатка.

Ниже уровня установки подъемных машин копер в плане имеет размеры 13,3X 13,3 м; в этих осях по внешнему контуру сооружения расположены четыре наружные несущие железобетон­ ные стены копра. Толщина каждой стены 0,3 м. Стены с наруж­ ной стороны утеплены блоками ячеистого бетона, имеющими раз­ меры 160X600X600 мм; блоки снабжены анкерами из арматур­ ной стали, которыми они крепились к железобетонным стенам.

125

Конструкция железобетонных стен копра разработана с уче­ том возведения их в подвижной опалубке и применения простран­ ственных арматурных каркасов стен.

Башенный копер шахты «Валуевская» является первым в СССР и в мировой практике надшахтным башенным железобе­ тонным монолитным копром, разработанным и возведенным с од­ новременным применением пространственных арматурных карка­ сов и подвижной опалубки.

Пространственные арматурные каркасы изготавливались за­ водским способом, соответствовали толщине стен копра и распо­ ложению домкратных стержней. В общем случае блоки арматур­ ных каркасов и домкратные стержни (или группы домкратных

Рис. 39. Схема расположения арматурных каркасов и сдвоенных домкратов (план):

I — домкратная рама; 2 — домкратный стержень; 3 — пространственный арматурный каркас

стержней) чередовались в плане в определенном порядке вдоль каждой из наружных стен копра.

По контуру стен копра были установлены с некоторыми интер­ валами пространственные арматурные каркасы (рис. 39). Каждый каркас состоит из двух плоских арматурных сеток, связанных взаимно змейками из арматуры. Размеры полученного таким об­ разом жесткого сварного рядового пространственного каркаса в плане составляют 0,25X2 м и менее, высота каркаса около 6 м, масса 0,6— 0,8 т. Масса нескольких нерядовых каркасов состав­

ляет 0,3— 1,1 т.

Интервалы по длине стены между торцами арматурных карка­ сов составляют 0,4—0,7 м, в этих интервалах устанавливали дом­ кратные стержни и группы сдвоенных домкратных стержней. По длине каждой стены до 8, а всего по периметру копра имелось 30 'интервалов между арматурными каркасами, для установки в пределах одной стены 10 или 11, а по всему периметру 18 оди­ ночных и 12 сдвоенных (всего 42) домкратных стержней. Дом­ кратные стержни (из стали Ст. 5 длиной до 12 м) соединяли по высоте с помощью внутренней винтовой нарезки с расположением

126

стыков в шахматном порядке. Домкратные стержни устанавли­ вали вертикально и прикрепляли в этом положении к верхним участкам смежных арматурных каркасов.

В примыканиях к стенам плит перекрытий были предусмот­ рены горизонтальные штрабы, образуемые путем крепления к ар­ матурным каркасам опалубки из одиночных досок. В примыка­ ниях балок были предусмотрены ниши на всю толщину стен.

Ниже нулевой площадки стены опираются на сплошную квад­ ратную в плане железобетонную фундаментную плиту, отделен­ ную от крепи ствола шахты. Возможность передачи нагрузок от копра на крепь ствола шахты исключена. Для этого в примыка­ нии кольцевой армированной подготовки (расположенной под центральной частью фундаментной плиты) к крепи ствола шахты предусмотрен вертикальный кольцевой шов. Кроме того, между крепью ствола и фундаментной плитой по вертикали образовано незаполненное пространство, ограниченное с наружной стороны кольцевой подготовкой. Эти мероприятия ведут к полному исклю­ чению возможности прямой передачи вертикальных нагрузок от сооружения на крепь ствола шахты.

Все перекрытия на уровнях 12; 17; 22; 29; 39 м — железобетон­ ные монолитные ребристые. Перекрытие на уровне 36 м (несущее многоканатные подъемные машины) имеет выступающие на 2,5 м за края стен консоли, на которых установлены конструкции шатра машинного зала. Перекрытие на уровне 36 м несет весьма значи­ тельные нагрузки, имеет многочисленные отверстия, приливы, ан­ керные устройства, поэтому следовало ожидать, что при произ­ водстве работ на этом участке возникнут затруднения. В резуль­ тате проработки нескольких вариантов была принята и выполнена следующая конструкция перекрытия.

В центре перекрытия была установлена главная двухконсоль­ ная железобетонная балка пролетом 13,3 м при полной ее длине 18 м. Главная балка и стены копра являются опорами вспомога­ тельных одноконсольных балок перекрытия. Главная балка имеет несущий арматурный каркас, расчет которого произведен в пред­ положении действия временных и постоянных нагрузок от опа­ лубки, арматуры и бетона балок и плит перекрытия. Все эти на­

На уровне 36 м и выше, где расположен машинный зал, раз­ меры копра в плане 18ХІ8 м. Конструкции шатра над машинным залом представлены каркасом из железобетонных колонн, уста­ новленных по сетке 6ХІ8 м, несущих подкрановые балки и желе­ зобетонные балки и плиты покрытия. Заполнение стен шатра про­ изведено сборными стеновыми панелями из армированного ячеи­ стого бетона.

127

В уровне 43 м в шатре копра установлен высокоподъемный мо­ стовой кран грузоподъемностью 30 т, во всех перекрытиях преду­ смотрены монтажные проемы.

Копер имеет лестницу в лестничной клетке и лифт с подъемом клети до перекрытия на уровне 36,0 м. Станок копра от уровня —3,5 до +29,0 м, несущий расстрелы и коробчатые проводники, выполнен в стальных конструкциях. Станок огражден съемными щитами, которые могут быть демонтированы и вновь установлены без проникновения в габариты шахты станка.

Рис. 40. Две сосредоточенные группы сдвоенных домкратов и домкратных рам в процессе подъема подвижной опалубки

Железобетонный башенный копер типа 2 сооружало шахто­ проходческое управление треста Свердловскшахторудстрой, кото­ рое впервые выполнило работы по строительству башенного копра и надшахтного здания. Тем не менее, сроки и точность возведения сооружения, а также качество железобетонных работ являются удовлетворительными. Эти результаты в данном случае в значи­ тельной степени были предопределены проектом.

Строительство копра велось одновременно с армированием и другими работами в стволе шахты. Поэтому в уровне 6 м над

128

устьем ствола был устроен полок. Подвижная опалубка была

смонтирована в уровне полка.

Железобетонные стены на высоту 6 м выполнены с примене­ нием арматурных каркасов и щитовой опалубки. Выше копер возводили с одновременным применением арматурных каркасов

иподвижной опалубки. Подвижная опалубка

грузоподъемностью 2,5 т. С применением последнего на под­ вижной опалубке был смонтирован крышевой кран грузоподъем­ ностью до 3 т со стрелой длиной 13 м. Крышевой крап был уста­ новлен на легкой каркасной металлической площадке, несколько возвышающейся при верхнем предельном положении опалубки над уровнем описанной выше главной балки перекрытия в уровне 36 м (рис. 41). Это обеспечивало возможность монтажа главной балки и удобного проведения ряда подъемных операций.

Крышевой кран использовали для монтажа арматурных кар­ касов стен и для подачи бетона в процессе движения опалубки. Кран использовали также для монтажа арматурно-опалубочного блока главной балки перекрытия в уровне 36 м, для установки опалубки вспомогательных балок, подачи бетона при бетонирова­ нии перекрытия, установки монтажной мачты и для других опе­ раций.

Подъем подвижной опалубки до уровня 35 м произведен за 1,5 мес. При исключении времени на сборку и установку крышевого крана затраты времени на монтаж каркасов и бетонирование одного яруса высотой 6 м составляли соответственно 3 и 4,5— 5 сут, а всего на один ярус 7,5—8 сут. Средняя суточная скорость подъема опалубки в процессе бетонирования при фактической ра­ боте в две смены составляла 1,1—1,2 м. Наибольшая скорость подъема опалубки в смену составила 0,85 м, а в сутки —1,55 м.

тельных балок и бетонирование перекрытия были выполнены в от­ носительно короткие сроки. Монтаж арматурных каркасов балок произведен за 5 сут, установка опалубки и арматуры перекрытия фактически были произведены за 20 сут, бетонирование продол­ жалось 6 сут.

Монтаж относительно немногочисленных конструкций шатра копра был произведен монтажной мачтой, поднятой и установ­ ленной на перекрытие в уровне 36 м крышевым краном.

На рис. 42 показан башенный железобетонный копер шахты «Валуевская» в процессе эксплуатации.

При возведении монолитных железобетонных башенных коп­ ров типа 2 с несущими наружными стенами (подобных копру на Гороблагодатском руднике) реализуются следующие преиму­ щества.

Объемы и стоимость железобетонных конструкций копра со­ кращаются по сравнению с соответствующими показателями для

лютной величине — на 30—45%.

Расход железобетона на 1 м3 объема башенных копров типа 1 составляет 0,12—0,13 м3, а расход железобетона на 1 м3 объема описанного выше башенного копра типа 2 равен 0,10 м3. Следует отметить, что более объективным является сравнение расходов железобетона на единицу объема сооружения (имеются в виду приведенные объемы, равные произведению площадей машинных залов на высоты копров). В этом случае расход железобетона на единицу объема описанного здесь копра типа 2 составляет ~0,07 м3, или около 60% от величин соответствующих расходов железобетона для известных башенных копров типа 1.

130