книги из ГПНТБ / Строительство железорудных шахт

В копре типа 1 с несущими наружными и внутренними стенами размером в плане 18x18 м имеется восемь стен длиной по 18 м, толщиной 0,2 м; в копре Гороблагодатского рудника четыре стены длиной по 13,3 м при толщине 0,3 м.

Рис. 42. Башенный железобетонный копер шахты «Ва­ луевская»

Необходимо указать, что применение стен толщиной 300 мм обеспечило существенное упрощение работ, сокращение трудовых затрат при укладке бетона в опалубку и значительно лучшие условия проработки бетона.

Число домкратов при возведении копра типа 2 составило поло­ вину от их обычного числа при возведении аналогичных копров типа 1.

В связи с применением заранее заготовленных стеновых армоблоков трудовые затраты на вязку арматуры в описанном выше копре типа 2 значительно сокращены. Смещения и закручивания этого копра практически не возникали. Эта, чрезвычайно важная особенность описанного копра определяется высокой степенью жесткости примененных пространственных арматурных стеновых каркасов, которые являются устойчивыми неизменяемыми направ­ ляющими для подвижной опалубки, чем обеспечивалось точное соответствие габаритов возведенного сооружения проектным раз­ мерам.

Специальными замерами в процессе возведения стен башен­ ного копра было установлено, что отклонения сооружения от вер­ тикали составляли, как правило, 1/3000—1/2000 высоты. Такие небольшие отклонения являются лучшей характеристикой конст­ рукции построенного башенного копра.

В процессе возведения копра выяснилось, что время на мон­ таж арматурных каркасов в дальнейшем может быть сокращено в 2 раза и более за счет уменьшения объемов электросварочных работ при выполнении стыков армокаркасов, а также за счет уст­ ройства монтажных столиков из поперечных уголков. Отсутствие последних вызывало существенные потери времени при установке блоков.

В процессе разработки проекта башенного копра на Горобла­ годатском руднике значительное внимание было уделено увели­

сечения стержней арматурных каркасов стен возможно значи­ тельно уменьшить. В частности, сечения рядовых стержней можно принять меньшими на 25—35% и более. При этом масса арма­ туры в железобетонных стенах не превысит ПО—120 кг/м3 при соответствующем снижении стоимости сооружения.

Следует остановиться на некоторых вынужденных решениях, которые были приняты при возведении башенного копра на шахте «Валуевская». Так, железобетонные несущие конструкции кар­ каса шатра копра являлись только частным решением. Во всех последующих проработках и при возведении копров в аналогич­ ных случаях шатры над машинными залами выполнялись каркас­ ными металлическими. Указанное решение ведет к резкому изме­ нению и улучшению условий монтажа верхней части сооружения и к соответствующему сокращению сроков возведения шатра над машинным залом копра.

Применение для монтажных и других операций при возведе­ нии копра крышевого крана или другого легкого крана, установ­ ленного на подвижной опалубке, являлось лучшим вариантом, исходя из имеющихся средств в шахтопроходческом управлении.

Однако рекомендация по применению легких кранов, установ­ ленных на подвижной опалубке, не исключает целесообразность применения при строительстве железобетонных монолитных коп­

132

ров типа 2 (и других копров) также самоподъемных кранов. Оба эти варианта в большинстве случаев заслуживают внимания в первую очередь. Только в случае применения крышевых кранов при возведении относительно высоких копров рекомендуется по­ высить скорости подъема грузов.

На основании вышеизложенного возможно заключить, что опи­ санная выше новая конструкция железобетонного башенного копра типа 2 является прогрессивной, характеризуется хорошими показателями расхода основных строительных материалов, в ча­ стности железобетона, и существенным снижением стоимости со­ оружения по сравнению с показателями для башенных железобе­ тонных копров (типа 1).

Железобетонный копер типа 2 характеризуется также новиз­ ной метода возведения сооружения, обеспечивающего заводское изготовление арматурных блоков и особо высокую точность полу­ чения заданных размеров сооружения.

Башенные железобетонные каркасные копры типа 4. Небезын­ тересно сопоставить решения двух близких по размерам каркас­

шкив и преобразовательный агрегат электропривода системы Г—Д. В копре установлен мостовой кран грузоподъемностью 2 0 т, имеется лестница, лифт, мон­ тажные проемы в перекрытиях.

Фундаменты копра заложены в суглинках на глубине 6,3 м и представлены

диусу, проведенному от оси ствола к центру башмака.

Железобетонный каркас копра представлен 4 стойками сечением 1X1 м; выше уровня 22,2 м стойки имеют сечение 0,8X0,8 м. В уровнях 14,5—22,2 м в плоскостях рам расположены балки-стенки сечениями 0,5X7,7 и 0,4X6,7 м, которые являются стеновыми ограждениями и опорами балок перекрытий в уров­ нях 22,2 и 16,5 м. Главные балки, несущие канатоведущий шкив, при пролете балок 12 м и сечении каждой 1X3 м имеют армирование 1,5%.

Возведенный на Урале башенный копер типа 4 на южном вен­ тиляционном стволе шахты «Северо-Песчанская» является также каркасным монолитным железобетонным копром. Существенное отличие его заключается в применении жестких несущих арма­ турных каркасов. Копер имеет размеры в плане 9x10,5 м в верх­ ней части сооружения и 9x22 м на уровне планировки. Высота сооружения 18,7 м.

На перекрытии в уровне 11,5 м в машинном зале находятся двухканатная подъемная машина с канатоведущим шкивом

133

диаметром 2,25 м (угол обхвата 180°), редуктор и асинхронный двигатель. На перекрытии на уровне 6,5 м находятся площадка для обслуживания подъемной машины и вспомогательное оборудова­ ние (компрессор, воздухосборник, масловодоотделитель, стеллаж роторных сопротивлений, небольшие преобразовательные агрегаты системы управления. Отводные блоки (отклоняющие шкивы) от­ сутствуют.

В машинном зале над подъемной установкой установлены мо­ норельс и электрическая таль грузоподъемностью Ю т. В пере­ крытиях имеются необходимые монтажные проемы.

Рис. 43. Башенный железобетонный каркасный копер типа 4 на вспомога­ тельном стволе шахты «Северо-Песчанская»

Копер имеет удобную лестницу в лестничной клетке, запасные выходы и внешнюю лестницу.

Фундаменты копра заложены на глубине 2,4 м и вследствие низкой несущей способности грунтов представлены двумя железо­ бетонными плитами, размерами в плане каждой 16X4,9 м. В связи с тем, что в процессе проходки ствола имели место значи­ тельные вывалы грунта, фундаменты копра разнесены на расстоя­ ние 11,5 м от оси сооружения при расстоянии между фундамен­ тами 23,1 м.

В соответствии с указанным расположением фундаментов и разносом наклонных стоек сооружения в их основании башенный копер имеет особую форму (рис. 43).

134

Каркас копра состоит из двух железобетонных рам трапеце­ идального очертания со стойками сечением 1,0X1,0 м и ригелем 1,0x2,0 м. В центральной части рам непосредственно над риге­ лями находятся короткие железобетонные стенки, являющиеся опорами главных и других балок перекрытия на уровне 11,5 м, несущих нагрузки от многоканатной подъемной установки. Опо­ рами вышерасположенных конструкций покрытия являются стены кирпичной кладки.

Рамы копра, упомянутые стенки, а также главные и другие балки перекрытий имеют несущие пространственные арматурные каркасы, рассчитанные на влияние временных и постоянных на­ грузок от опалубки, бетона и арматуры конструкций.

Покрытие копра выполнено по металлическим балкам. Сталь­ ные конструкции применены также для станка, основной и запас­ ной лестниц, для площадки обслуживания подъемной машины и др.

Строительный объем башенного копра около 2,2 тыс. м3. Рас­ ход монолитного и сборного железобетона в надземной части 175 м3, или около 0,08 м3 на единицу объема сооружения. Расход железобетона в подземной части 284 м3.

Общий расход железобетона на копре (бетон марок 200 и 150) около 460 м3. Расход арматуры 39 т, несущих арматурных карка­ сов 17 т, всего арматуры около 123 кг на 1 м3 бетона. Расход стальных конструкций около 36 т, или 0,016 т на 1 м3 наземного объема сооружения.

Простая общая схема сооружения и несущего арматурного каркаса башенного копра, характеризующаяся небольшим коли­ чеством крупных монтажных элементов при их ограниченных мас­ сах, предопределила короткие сроки монтажа арматурно-опалу­ бочных блоков. Башенный копер был возведен в течение одного квартала. В следующие два месяца сооружение с установленным и налаженным оборудованием было сдано в эксплуатацию.

Как можно видеть, основные показатели по копру типа 4 (не­ смотря на заданную по грунтовым условиям схему главной рамы, вызвавшую увеличение расхода железобетона, а также небольшой объем сооружения) являются существенно лучшими при сравне­ нии с соответствующими показателями для описанного выше копра типа 3. Однако основным преимуществом копра южного ствола является индустриальность решений конструкций.

Конструкции башенного копра типа 4 характеризуются завод­ ским изготовлением несущих арматурных каркасов, креплением щитов опалубки к арматурным каркасам, отсутствием лесов, удобством бетонирования открытых крупных элементов и корот­ кими сроками возведения.

Как уже указывалось, копер южного ствола имеетбольшой пролет главных рам сооружения, равный 22 м. При уменьшении этого пролета, при отказе от рамных конструкций и применении рамно-связевых систем следует ожидать для такого башенного

135

копра получение лучших показателей по расходу основных строи­ тельных материалов при соответствующем снижении стоимости сооружения.

На основании вышеизложенного можно заключить, что в ряде случаев возведение на рудниках каркасных железобетонных ба­ шенных копров типа 4 с применением несущих арматурных кар­ касов и подвешенной к ним опалубки яв-

уровне 9,6 м и нулевом уровне смонтиро­ ваны и эксплуатируются механизмы обмена и откатки десятитон­ ных вагонеток, из которых руда и порода поступают в группу приемных бункеров.

Кроме указанных выше, в копре имеются перекрытия на уров­

136

ные подъемные машины типа МК-3.25Х4 с редукторами, двига­ телями и вспомогательным оборудованием, два преобразователь­ ных агрегата электропривода системы Г—Д, машинное помеще­ ние лифта, пульты ручного управления подъемными установками,

137

посадочная площадка крана, огражденное пространство монтаж­ ного проема, переходы, площадки, лестницы, каналы.

Площадки с пультами управления многоканатными подъем­ ными установками находятся в двух эркерах размерами 2 x 6 м в плане. Пол площадок поднят на 1,2 м над уровнем пола машин­ ного зала, что улучшает условия наблюдения за работой обору­ дования.

На рис. 45 показаны в плане конструкции, расположенные

вуровне машинного зала и ниже (стойки сборного железобетон­ ного каркаса показаны пунктиром).

Вразличное время, особенно в конце 50-х и начале 60-х годов,

внекоторых проектных институтах, в частности институтах уголь­ ной промышленности, предпринимались попытки разработки кон­

струкций сборных железобетонных башенных копров. Попытки эти к успеху не привели. Затруднения в данном вопросе сводились

кследующему:

впланах этажей необходимо разместить многочисленное обо­ рудование; положение оборудования в пространстве определено схемой подъема и может быть несколько изменено только в слу­ чае крайней необходимости и в очень небольшой степени;

часть оборудования связана с примыкающими снизу пересе­ кающими перекрытия вентиляционными каналами значительных сечений;

в конструкциях перекрытий должны быть предусмотрены мно­ гочисленные анкерные устройства, приливы, выемки, отверстия, закладные части;

часть площадей перекрытий должна быть отведена для уст­ ройства больших монтажных проемов;

на значительной части высоты копра должны быть располо­ жены многочисленные элементы армировки, тормозные устрой­ ства и другое оборудование;

нагрузки перекрытий, несущих основное оборудование, явля­ ются весьма значительными. Например, для описываемого копра нагрузки на перекрытие только от подъемных машин с редукто­ рами и двигателями составляют около 1,5 тыс. тс. Суммарные вре­ менные нагрузки этого же перекрытия достигают 2 тыс. тс;

основные нагрузки от оборудования характеризуются значи­ тельным динамическим воздействием на сооружение.

Разработка конструкций башенного копра шахты «Северо-Пес- чанская» осложнялась расположением его в зоне взрывных работ, в связи с чем необходимо было учесть сейсмические воздействия, поскольку и при этих условиях горизонтальные смещения вер­ шины копра должны быть минимальными.

Схема сборного железобетонного каркаса копра показана на рис. 46. Сборный каркас составлен железобетонными стойками, ригелями, балками и металлическими связями. Ребристые плиты перекрытий, имеющие много отверстий, проемов и приданных пли­ там анкерных устройств, выполнялись монолитными и представ­

138

ляли жесткие диски, объединяющие элементы и системы каркаса в одно целое. При бетонировании монолитных плит и вспомога­ тельных ребер перекрытий опалубка подвешивалась к сборным ригелям рам каркаса и к сборным балкам.

В плане сооружения установлено 16 колонн. Большинство ко­ лонн имеет высоту 11,7 м; часть колонн укорочена до 10,3 м. Се­

139

Применение описанной конструкции обеспечило выполнение

габаритов колонн с обычной точностью изготовления стальных конструкций.

Ригели и балки сборного каркаса в большинстве своем имели одинаковые габариты. 97 сборных ригелей и балок имели прямо-

Рис. 47. Часть сборного железобетонного каркаса башенного копра клетевого ствола шахты «СевероПесчанская»

угольное сечение 300x500 мм, четыре балки имели сечение 500X 650 мм. В верхней части по длине ригелей и балок были введены закладные части для объединения сборных конструкций и моно­ литных ребристых плит перекрытий в одно целое для создания жестких дисков.

140