книги из ГПНТБ / Строительство железорудных шахт

Опалубка сборных колонн, ригелей и балок, представленных стержнями прямоугольного сечения без каких-либо выступов, от­ личалась простотой. Установленные щиты опалубки прямоуголь­ ной формы касались уголков, стягивались между собой или кре­ пились к арматурным каркасам. Необходимость в опалубке кон­ солей и других нерядовых участков конструкций отсутствовала. Перекосы щитов, закручивание опалубки и другие дефекты были исключены. В результате лицевые поверхности сборных железо­ бетонных элементов совпадали с плоскостями уголков, были од­ нородными, гладкими; раковины, околы, наплывы, трещины, пятна отсутствовали.

Железобетонные балки перекрытия в уровне 37,2 м выполнены с применением несущих арматурных каркасов, масса которых со­ ставляла 0,7—1,4 м.

Металлические связи каркаса (вертикальные связи колонн) установлены в крайних панелях. Из-за необходимости обеспече­ ния минимальных смещений каркаса сечения связей были выпол­ нены из парных разнесенных швеллеров № 30, 24, 20, 14. Узел каркаса показан на рис. 47. Заполнение стен копра — из сборных стеновых панелей. Ниже приведены данные о расходе материалов на сооружение копра:

В данные о расходе металла включены металлоконструкции шатра, мощные связи, фасонки, опорные консоли и листы колонн, стальные конструкции станка, подрельсовые и подкулачные бал­ ки, основная лестница, запасные и пожарные лестницы, подшкивные площадки, площадки обслуживания подъемных машин, пло­ щадки операторов. В приведенном итоге не учтен расход стальных

141

конструкций на переплеты, ограждения проемов, устройство вентиляционных шахт и каналов. Не учтен также расход (94 т) стальных конструкций на четыре погрузочных автомобильных бун­ кера в примыкающей откаточной галерее.

Рис. 48. Башенный копер клетевого ствола шахты «Северо-Песчанская» в процессе эксплуатации

Монтаж сборных железобетонных и металлических конструк­ ций клетевого башенного копра шахты «Северо-Песчанская», подъем бетона, арматуры, опалубки и арматурно-опалубочных блоков перекрытия в уровне 37,2 м произведен с применением ба­ шенного крана БК-406А. Этот же кран в дальнейшем был ис­

142

пользован для монтажа конструкций стального башенного копра на скипо-клетевом стволе той же шахты.

Кран БК-406А при вылете стрелы до 30 м перекрывал копер. При этом во всех положениях стрелы грузоподъемность крана была больше 18 т, т. е. существенно превышала необходимую ве­ личину.

Монтаж железобетонного сборного каркаса производили по­ ярусно. Колонны и другие элементы устанавливали и развязывали группами. В составе группы — четыре колонны, ригели и балки в пределах описанного стойками контура; постоянные связи кар­ каса, установленные в двух взаимно перпендикулярных плоско­ стях, и один стержень — временная связь.

В целом сборные конструкции каждой группы были вполне устойчивыми. Все группы объединялись сборными ригелями и балками в одно целое. Далее производили контрольную выверку всех конструкций в пределах яруса, монтировали аналогичные группы элементов каркаса следующего яруса, бетонировали реб­ ристые плиты и т. д.

Общий вид башенного копра на клетевом стволе шахты «Се- веро-Песчанская» показан на рис. 48.

Данные о сборно-монолитном железобетонном башенном копре

ного выше, было также отмечено следующее:

сборные конструкции копра очень просты по форме и удобны для монтажа и взаимного крепления несущих и ограждающих конструкций; сборность сооружения — 92%;

средняя выработка на одного рабочего при возведении башен­ ного копра составила (к плану) 106%;

себестоимость строительно-монтажных работ башенного копра клетевого ствола шахты «Северо-Песчанская» составила (к пла­ ну) 88,4%.

§ 19. Стальные башенные копры

На Урале возведен первый в СССР крупный стальной башен­ ный копер на шахте «Магнетитовая-бис». Принятые при разра­ ботке этого копра решения в значительной степени были повто­ рены в ряде башенных копров СССР. С этой точки зрения башен­ ный копер шахты «Магнетитовая-бис» является своего рода клас­ сическим решением. Этот копер также широко известен методом возведения: надвижкой на ствол шахты.

Стальные копры имеют следующие достоинства:

стальные каркасные башенные копры применимы для любых случаев расположения и любого числа подъемных установок, для наиболее сложных схем подъема и любых нагрузок;

143

копры имеют существенно мёньшие нагрузки на фундаменты по сравнению с железобетонными копрами, конструкции фунда­ ментов стальных копров сравнительно просты;

возведение стальных копров возможно при наличии практиче­ ски любых грунтов, при этом нет необходимости в осуществлении специальных мероприятий по устранению возможных кренов со­

стальных башенных копров) описана ниже.

Подъемные машины находятся в копре на нескольких уров­ нях. На уровне 56,5 м установлены две многоканатные подъемные

электропривода системы Г—Д. На уровне 44,5 м установлена еще одна подъемная машина МК-3,25Х4. Здесь же установлены два отклоняющих шкива для многоканатных подъемных установок уровня 56,5 м и один преобразовательный агрегат электропри­

144

вода системы Г—Д для многоканатной установки уровня 44,5 м. На уровне 44,5 м установлены также насосы, баки и другое вспо­ могательное оборудование.

На уровне 38,5 м расположен отклоняющий шкив подъемной установки уровня 44,5 м, компрессор, воздухосборник и другое оборудование. На уровне 32,5 м находится четвертая в этом копре многоканатная подъемная установка с канатоведущим шки­ вом диаметром 2,25 м. На отметке 26,5 м находится отклоняющий шкив подъемной установки уровня 32,5 м и помещение электро­ подстанции. На уровне 20,5 м расположена вторая подстанция (трансформаторы и распределительное устройство 6 кВ).

Приемный скиповой бункер имеет в плане размеры 9X6 м, высота бункера 11,3 м. Верх бункера — на отм. 20,5 м.

На уровне около 10,6 м находятся устройства обмена и от­ катки десятитонных вагонеток с рудой и пустой породой.

В башенном копре смонтировано многочисленное подъемно­ транспортное оборудование. В помещении подъемных машин уровня 56,5 м установлен высокоподъемный мостовой кран грузо­ подъемностью 30 т пролетом 19,5 м. В помещении на уровне 44,5 м имеется мостовой кран грузоподъемностью 20 т пролетом 7,5 м и электрическая таль, а в помещении на отм. 32,5 м — мостовой кран грузоподъемностью 10 т пролетом 7,5 м.

Во всех перекрытиях предусмотрены монтажные проемы раз­ мерами 4X5 м. Высокоподъемный мостовой кран используется для подъема оборудования на все площадки копра.

Для подачи оборудования на уровень 44,5 м в перекрытии уровня 56,5 м устроен второй монтажный проем. Опущенное здесь оборудование попадает в зону действия упомянутого выше мест­ ного мостового крана грузоподъемностью 20 т.

Станок копра имеет высоту 50 м, обшит алюминиевыми щи­ тами. Ремонт ограждения станка, демонтаж и монтаж щитов в любом порядке могут быть произведены без доступа в ограж­ денное пространство станка.

имеется ряд внешних выходов, установлена внешняя лестница до кровли сооружения с наклонными маршами и площадками на основных горизонтах.

Копер находится на территориально стесненной площадке из насыпных грунтов. Кроме того, копер непосредственно примыкает к одной из ранее возведенных приемных воронок рудоподготови­ тельного комбината, фундаменты которой заложены на глубине 14 м и ниже.

Фундаментом копра является железобетонный опускной коло­ дец высотой 12 м, заложенный на глубине 14 м и имеющий в пла­ не форму квадрата размерами 21x21 м в осях, колодец имеет

наружные стенки толщиной 1,2 м, две продольные и две попереч­ ные внутренние стенки. Днище опускного колодца имеет толщину 1,5 м. Участок наружных стен колодца высотой 2 м, примыкаю­ щий к плите днища, развит по ширине до 1,8 м. Плита перекры­ тия имеет толщину 0,6 м, верх плиты находится на глубине 2 м.

Вертикальная арматура стен опускного колодца представлена армоблоками с массой до 3 т, установленными с небольшими разрывами по длине стен. По наружной стене в плане установлено два угловых блока и 8 промежуточных. Расстояние между бло­ ками в свету 0,3 м. Размер блока в плане по ширине 0,9, по длине

распорок — уголков 45x5 и диагональных стержней диаметром 16 мм. Такие же стержни образуют связи вертикальных решеток каркасов. Горизонтальная арматура приварена к армоблокам.

доведены до конструкций покрытия. Четыре внутренние колонны, расположенные по углам квадрата со стороной 9 м, доведены до уровня перекрытия на отм. +56,5 м.

Все колонны сварные, с двутавровыми широкополочными сече­ ниями. В пределах от опорных башмаков все колонны имеют оди­ наковые сечения до уровня перекрытия на отм. +56,5 м, вписан­ ные во всех случаях в квадрат 800X800 мм при различной тол­ щине полок и стенок двутавров. Колонны шатра над машинным отделением, установленные по осям наружных стен, имеют раз­ меры 600x600 мм.

В плоскостях поперечных наружных стен (параллельных пло­ скости чертежа по рис. 49) от уровня 20,5 м и выше установлены диагональные связи стоек каркаса. Ниже этого уровня по ряду условий (откатка и др.) все панели каркаса — усиленные, рам­ ные. В плоскостях продольных наружных стен диагональные связи стоек каркаса установлены от уровня опор стоек и выше.

Расположение балок ряда перекрытий определилось размеще­ нием оборудования подъемов. Это сказалось на взаимных рас­ стояниях балок и на их пролетах. Только на одном перекрытии в уровне 56,5 м пролеты основных балок равны 9,0; 6,7: 6,0; 4 м, имеются пролеты и других размеров.

Балки перекрытий — сварные двутавровые. Балки, несущие канатоведущие шкивы диаметром 3,25 м, при пролете 6,7 м в дан­ ном случае выполнены высотой 1000 мм с двумя стенками толщи­ ной 12 мм и поясами 400X32 мм. Разнос стенок— 160 мм. Все остальные балки имеют по одной стенке. Балки, несущие преоб­ разовательные агрегаты системы Г—Д, при пролете балок 6 м имеют сечения стенки 1300x16 и поясов 400x25 мм. Балки, не­ сущие преобразовательные агрегаты, при пролете 9 м имеют се­ чения стенок 2320X40 и поясов 500X40 мм.

146

Все плиты перекрытий копра —• железобетонные монолитные толщиной до 200 мм, уложены по металлическим балкам. Плиты покрытия сборные, размерами 1,5X6 и 1,5X4,5 м.

Стены копра заполнены стеновыми панелями размерами 1,2X

Хб и 1,2X9 м.

Расход стальных конструкций по сооружению в целом около 1200 т; расход железобетона в надземной части (в том числе сборного) около 600 м3; расход железобетона в подземной части около 2600 м3; расход бетона 500 м3; объем сборных стеновых плит 1060 м3; объем сооружения 34,4 тыс. м3.

Возведение башенного стального копра характеризуется осо­ быми методами производства работ. Башенный копер шахты «Магнетитовая-бис» является пока единственным надшахтным ба­ шенным копром в мире, который был смонтирован на особом стенде на расстоянии 53 м от ствола и надвинут за несколько ча­ сов на постоянный фундамент над стволом шахты.

Монтаж конструкций сооружения на стенде укрупненными блоками с одновременной установкой оборудования многоканат­ ных подъемов на балки каркаса производили башенным краном БК-406-А.

Всвязи с перемещением копра в горизонтальном направлении

сопиранием при этом на два ленточных фундамента, каркас копра был усилен. Для надвижки каркаса были применены сталь­ ные катки, перемещающиеся по стальным плитам, установленным в оси ленточных фундаментов стенда и его продолжения. Для уси­ ления каркаса копра потребовалось 120 т, а,для устройства путей еще 230 т металла.

Земляные и железобетонные работы по стенду, установка кон­ струкций путей и первоочередных накатных устройств были про­

Одновременно с работами на стенде заканчивали проходку и армирование ствола шахты, возводили внешние стены опускного колодца и опускали его. Грунт разрабатывали экскаватором с об­ ратной лопатой (емкость ковша 0,25 м3) и бульдозерами, отгру­ жали в емкости объемом 2 м3 и подавали краном на автосамо­ свалы. При разработке грунта частично были применены буро­ взрывные работы.

На возведение и опускание колодца, армирование и бетониро­ вание подготовки, опорной железобетонной плиты, внутренних стен и перекрытия колодца было затрачено около 3,5 мес.

После окончания работ по опускному колодцу была произве­ дена надвижка башенного копра. К этому моменту масса копра,

включая оборудование, составила около 3500 т. Сюда входили каркас и конструкции, необходимые для надвижки; железобетон­ ные перекрытия, каналы и перегородки; лестницы, сборные плиты покрытия и карнизов, опалубка; часть стеновых панелей; четыре многоканатные подъемные машины с редукторами и двигателями; четыре преобразовательных агрегата; электрооборудование; воз­ духопроводы и такелаж.

Для перемещения копра были применены две лебедки типа

жен также преобразовательный агрегат системы Г—Д для подъ­ емной машины МК-3,25Х4. Машинный зал оборудован высоко­ подъемным мостовым краном грузоподъемностью 30 т, подкрано­ вые пути в уровне 50,0 м.

На перекрытии в уровне 34,8 м расположен преобразователь­ ный агрегат для безредукторной подъемной машины МК-4Х4, вспомогательное оборудование и приточная камера вентиляции. В оси преобразовательного агрегата, над последним, установлен монорельс.

На уровне 28,8 м расположены отклоняющие шкивы (отводные

148

блоки), вытяжные установки и щитовое помещение. На уровне 11,2 м находятся устройства откатки десятитонных вагонеток. Ну­ левая площадка используется для ввода подъемных сосудов и других целей.

Все перекрытия имеют необходимые монтажные проемы. Пе­ рекрытия связаны по вертикали лифтом в лифтовой шахте и ле­ стницей в закрытой лестничной клетке. Кроме того, в копре име­ ется запасная внешняя металлическая двухмаршевая лестница с наклонными маршами, доведенная до уровня покрытия.

Копер имеет станок в пределах до уровня 28,8 м. Станок ог­ ражден металлическими щитами, монтаж и демонтаж которых возможны без доступа в огражденное пространство.

В связи с грунтовыми условиями, наличием ряда существую­ щих фундаментов, расположенных вблизи копра, а также необхо­ димостью размещения устройств для осмотра сосудов и смены канатов, фундамент копра имеет глубину 10,8 м. Фундамент пред­ ставлен опускным колодцем особых очертаний. На глубине 6 м по указанным выше технологическим условиям предусмотрено перекрытие и установлены ляды.

В непосредственной близости к копру проходит железнодо­ рожный путь к приемной воронке одного из действующих дро­ бильных корпусов. Применение опускного колодца было необхо­ димо, в частности, в целях сохранения указанного действующего железнодорожного пути.

Опускной колодец размерами в плане 18x18 м и высотой 6 м опущен с отм. —4,8 м и до отм. —10,8 м. Колодец — железобе­

в плоскости чертежа) являются прямым продолжением попереч­ ных стен опускного колодца. Продольные и внутренние попереч­ ные стены фундамента основаны непосредственно на плите днища. Толщина всех наружных стен 0,7 м, внутренних стен — 0,5 м.

Армирование стенок фундамента произведено путем установки пространственных армоблоков по ширине стен. Длина армоблоков 1,4—2,0 м. По высоте установлено два яруса армоблоков: нижний (на участке опускного колодца) имеет высоту 6 м, верх­ ний — 4,7 м.

Две внутренние поперечные стенки фундамента, на которые передаются значительные нагрузки от плиты днища, армированы как мощные балки.

При разработке башенного копра шахты «Клетевая» осуществ­

стоек 6x12 м с расположением стеновых панелей в плане по

149

На рис. 51 показан копер шахты «Клетевая». В связи с укруп­ нением сетки и элементов конструкций копер, несмотря на сред­ ние размеры сооружения, имеет хорошие показатели расхода ос­ новных строительных материалов: объем железобетона подземной части сооружения составляет 1560 м3, в том числе собственно

Рис. 51. Башенный стальной копер шахты «Клетевая»

опускного колодца 370 м3; объем железобетона надземной части (включая сборные конструкции покрытия) 270 м3; объем сборных стеновых панелей 506 м3; расход стальных конструкций (без ме­ таллических переплетов и панелей) 670 т.

Расход стали на единицу надземного объема сооружения со­ ставляет около 0,04 т, а на единицу приведенного объема (равного произведению площади в уровне машинного зала на высоту со­

150