книги из ГПНТБ / Строительство железорудных шахт

оружения) 0,033 т. Если сравнить эти показатели с показателем расхода стали для ближайшего по размерам башенного копра (копер рудника «Центральный» комбината «Апатит»), то первый показатель составляет около 72%, а второй 57% от соответствую­ щих показателей расхода стали для копра рудника «Централь­ ный».

Однако полезные нагрузки (суммы разрывающих усилий ка­ натов) копра шахты «Клетевая» и копра, взятого для сравнения, относятся как 2,5:1. Поэтому можно считать, что приведенный расход стали на единицу объема копра шахты «Клетевая» при­ близительно равен половине от соответствующего расхода стали по сравниваемому копру.

Башенные стальные копры шахты «Северо-Песчанская» и шах­ ты «Южная-Вторая». Планировочно-конструктивные решения двух стальных каркасных башенных копров скипо-клетевых ство­ лов шахты «Северо-Песчанская» Богословского рудоуправления (рис. 52) и «Южная-2» Гороблагодатского рудоуправления (рис. 53) являются развитием описанных выше планировочно-кон­ структивных решений башенного копра шахты «Магнетитоваябис». Эти два копра характеризуются размерами в плане 21X21 и 18x21 м (вторые размеры для башенного копра шахты «Юж- ная-2» на большей части его высоты), высота копров соответст­ венно 76,4 и 73 м, а с учетом подземных конструкций — 86 и 83 м.

МК-4Х4, а в копре шахты «Южная-2» на уровне 56,4 м установ­ лены подъемная машина типа МК-4Х4 (с безредукторным при­ водом) и подъемная машина типа МК-3.25Х4. На нижних ярусах расположены соответственно: в первом случае — на уровне 40,8 м подъемная машина МК-3,25х4, а в копре шахты «Южная-2» на уровне также 40,8 м — подъемная машина МК-2,1 Х2.

На уровнях 48,0; 49,7 и 33,6 м в первом копре и на уровнях 56.4 и 40,8 м в копре шахты «Южная-2» расположены преобразо­ вательные агрегаты системы Г—Д. При этом на отм. 56,4 м во втором копре находятся два преобразовательных агрегата.

На уровнях 48,0 и 33,6 м в первом копре и на уровнях 49,2 и 34,8 м в копре шахты «Южная-2» расположены отклоняющие шкивы. На уровне 20,4 м в том и другом копре находится верх приемного скипового бункера и помещение оператора.

На уровне 20,4 м в первом копре и на уровне 27,6 м в копре шахты «Южная-2» находятся помещения распределительных уст­ ройств. На уровнях 20,4 и 13,2 м в первом и на уровнях 40,8 и 20.4 м во втором копре расположены щитовые помещения.

Рассматриваемые башенные копры оборудованы мостовыми кранами, скиповыми бункерами, питателями, конвейерами, стан­ ками с расстрелами, проводниками и кривыми направляющими и другим оборудованием. Откатка в копрах производится на

151

нулевых уровнях. В перекрытиях имеются необходимые монтаж­ ные проемы.

Все перекрытия в этих башенных копрах связаны по вертикали лифтами, расположенными в лифтовых шахтах, и удобными лест­ ницами в закрытых лестничных клетках. Кроме того, в копрах имеются запасные внешние металлические лестницы с наклонны­ ми маршами.

В связи с необходимостью размещения мощных ляд для ос­ мотра сосудов и смены канатов в копрах предусмотрены специ­ альные подземные помещения, поэтому основания фундаментов копров находятся: первого — на глубине 9,2, второго — 9,7 м. Раз­ меры фундаментных плит в плане соответственно 30x30 и 25Х Х28 м, последние размеры относятся к башенному копру шахты «Южная-2». Ниже приводится краткое описание конструкции фундаментов копра шахты «Южная-2».

152

ных балок с консолями по 1,6 м, которые являются опорами для конструкций торцов машинного зала башенного копра. Описанное решение привело к значительному уменьшению числа стеновых панелей, размеры которых отличаются от размеров унифициро­

вующую унифицированным размерам. Таким образом, в покрытии сооружения нет ни одной нетиповой плиты.

Следует отметить отдельные решения, осуществленные при возведении копра шахты «Южная-2». Плиты покрытия установ­ лены в одной горизонтальной плоскости, что повело к упрощению ряда узлов.

154

Крепления стеновых панелей согласно проекту были предус­ мотрены двойными. Закладные детали — уголки для крепления панелей (привариваемые к арматурному каркасу панели) — при­ няты увеличенной длины. При этом одно крепление оставалось стандартным (по серии Ст-02-31), второе осуществлялось корот­ ким болтом без головки, пропущенным через полку колонны (или через планку или уголок, приданных колонне) и приваренным

ктой же удлиненной закладной детали.

Впроцессе возведения копра выяснилось, что приварка анке­

ров упомянутой закладной детали к арматурному каркасу панели была не выполнена или выполнена частично (из 14 сварных швов наложены 3—4 шва), что могло привести к аварии: к этому мо­ менту большая часть стеновых панелей была установлена на ме­

с внутренней стороны. В примыканиях панелей продольных стен к полкам колонн двутаврового сечения крепление было выполнено путем установки анкеров в количестве двух на одну панель (по одному с каждой стороны панели). Анкера из отрезков арматуры периодического профиля 14А-П пропущены через круглые шайбы диаметром 60 мм и приварены к последним. Свободная длина анкера от шайбы около 200 мм.

Анкера пропускали через свободные отверстия в шайбах 120Х X 120X8 мм, привариваемых к полкам колонн, и вводили в под­ готовленные путем сверления отверстия в плитах, заполненные раствором. Раствор (паста) состава 2: 1 (портландцемент марки 500, кварцевый песок при водоцементном отношении 0,4) вводили в отверстия плит с применением простейшего поршневого приспо­ собления.

Опытным путем была установлена достаточно высокая несу­ щая способность указанного анкерного крепления (не ниже 1500 кгс в семидневном возрасте), значительно превышающая возможные нагрузки на одно крепление.

к несущему каркасу. В последнем случае в швах между панелями пропускались мощные стальные листы, к которым прикреплялись консоли и кронштейны лестниц. Это единственное возможное ре­ шение имеет ряд недостатов.

Наружные лестницы башенного копра шахты «Южная-2» (и некоторых других башенных копров) смонтированы в отдельном пространственном легком стальном каркасном блоке размерами

155

марши из гнутых косоуров, уложенных на отдельные поперечные балки.

В продольном направлении блок в полной мере устойчив и к тому же ограничен анкерными связями, о которых будет сказано ниже. В поперечном направлении блок также имеет связи, но его устойчивость обеспечивается в основном поярусными анкерными креплениями к колоннам каркаса. Анкеры и в этом случае пропу­ щены в швы между панелями, но характер работы их иной.

Внешняя лестница разбита на несколько ярусов по высоте, каждый из которых монтируется в готовом, полностью собранном состоянии краном и устанавливается на нижние ярусы раскреп­ ленных конструкций лестницы. Монтаж лестницы несколько опе­ режает монтаж соответствующих ярусов каркаса, что ведет к су­ щественной экономии времени на подъем рабочих.

Станок копра поднят до уровня 49,2 м. Станок огражден щи­ тами, устанавливаемыми с наружной стороны. Особенностью этого станка является наличие внутри него промежуточных площадок, оборудованных входными и внутренними лестницами. При нали­ чии этих площадок существенно улучшаются условия обслужива­ ния подъема. Сечение станка в плане на участке, составляющем около половины его высоты, характеризуется размерами 9,8X8,2 м.

Плиты покрытия машинного зала лежат на стальных фермах пролетами 21 м, установленных во взаимном расстоянии 6 м. Металлические фермы высотой 2,6 м выполнены с параллельными поясами, что упростило решение ряда узлов покрытия.

Колонны рам шатра общей высотой 15,8 м двутаврового сече­ ния с поясами из листов 400X30 мм и стенками 590X12 мм. Се­ чение колонн постоянное по всей их высоте. Подкрановые консоли имеют двутавровое сечение, высотой 700. мм. Торцовые колонны шатра также двутаврового сечения с поясными листами 300X16 и стенками 500X10 мм. Связи колонн из разнесенных уголков 63X6 мм установлены в наружных панелях продольных и торцо­ вых стен.

Подкрановые пути на уровне 9 м над полом машинного зала. Подкрановые балки, несущие нагрузки от мостового высокоподъ­ емного крана грузоподъемностью 50 т, имеют двутавровое сече­ ние с верхними поясными листами 400X18 мм, нижними 250Х X 12 мм и стенками 990X10 мм. Опирание подкрановых балок на консоли колонн — обычное, через поперечные вертикальные тор­ цовые листы балок.

Основные колонны каркаса копра шахты «Южная-вторая» до уровня 56,4 м характеризуются вписанным в квадрат 800X800 мм широкополочным двутавровым сечением, постоянным по всей их высоте. Размеры поясных листов колонн изменяются от 2X800X40; 2X800X32 до 2X800X25 мм. Сечения стенок соответственно имеют размеры от 720X32; 736X25 до 750Х 16 мм.

Отдельные наиболее тяжело нагруженные колонны, в частности колонны, несущие нагрузки от приемного бункера, имеют в нижней

156

части сечение 800x800 мм с поясными листами 2X800X50 мм и

стенкой 700x40 мм.

Опорные плиты колонн имеют толщину 140 мм. Опорные по­ верхности плит и торцы колонн обработаны для обеспечения безвыверочного монтажа стоек.

Центральные участки поперечных стен разделены по длине на 3 части по 3 м. Здесь установлены вспомогательные стойки из пар­ ных швеллеров № 20 для крепления стеновых панелей, имеющих

номинальные длины 6 и 3 м.

Связи стоек каркаса установлены в крайних панелях наруж­ ных продольных и поперечных стен. Элементы связей составлены из двух уголков или из двух разнесенных на ширину колонн пар­ ных уголков. Сечения уголков 160X12 мм для связей нижних яру­ сов и 100X10 мм для связей верхних ярусов.

Перекрытие в уровне 56,4 м состоит из тяжело нагруженных балок, пролеты которых определены компоновкой оборудования. Так, например, балка 1, несущая канатоведущий шкив подъемной машины МК-3,25Х4, при пролете 7,8 м имеет двутавровое сечение с поясными листами 400X30 мм и стенкой 2140x20 мм. Балка 3, несущая канатоведущий шкив подъемной машины МК-4Х4, при пролете 8,4 м имеет двутавровое сечение с поясными листами 360X40 и стенкой 2500x25 мм. Балка 6, на которую опирается балка 3, при пролете 9 м имеет двутавровое сечение с поясными листами 450x40 и стенкой 2500X25 мм.

Ригели рам каркаса копра шахты «Южная-2», расположенные в уровне основного перекрытия (на отметке 56,4 м), имеют дву­ тавровое сечение с поясными листами 400X25 и стенкой 1200Х

шахты «Южная-2» был принят и осуществлен в натуре ряд меро­ приятий, ведущих к унификации сборных железобетонных и арми­ рованных бетонных конструкций и к упрощению решений конст­ рукций. Большинство этих мероприятий были описаны выше.

Осуществление этих мероприятий несколько отразилось на об­ щих показателях расхода металла. Однако все они являются це­ лесообразными, ведут к существенному упрощению решения соору­ жения, к исключению нерядовых сборных конструкций и к сокра­ щению сроков строительства.

Общий расход стальных конструкций башенного копра шахты

на перекрытия и другие монолитные и сборные конструкции в над­ земной части сооружения составил около 535 м3, или 0,015 м3 на единицу объема. Соответствующий расход арматуры (преимущест­ венно класса А-П) — 57 т, или около ПО кг на 1 м3 бетона.

157

Расход монолитного бетона (марок 200 и 300) на фундаменты сооружения составил около 2400 м3, или 0,065 м3 на 1 м3 назем­ ного объема. Соответствующий расход арматуры (преимущест­ венно класса А-ІІ) — около 318 т, или 135 кг на 1 м3 бетона.

Рис. 55. Башенный стальной копер шахты «Южная-2»

Объем стеновых панелей 1062 м3, или 0,03 м3 на 1 м3 назем­ ного объема.

На рис. 55 показан башенный копер шахты «Южная-2». Возведение стальных башенных копров шахт «Северо-Песчан-

ская» и «Южная-2» производилось непосредственно над стволами шахт.

158

Объемы земляных работ в котлованах башенных копров скииоклетевых стволов шахт «Южная-2» и «Северо-Песчанская» состав­ ляют величины одного порядка. Последний из этих котлованов яв­ ляется несколько большим. Кроме того, условия при производстве работ в этом котловане были более сложными.

К моменту начала работ на площадке шахты «Северо-Песчан­ ская» находились проходческий копер скипо-клетевого ствола, проходческие лебедки, многочисленные фундаменты проходческих сооружений; коммуникации, в том числе трубопроводы и кабели.

Крепь ствола была представлена железобетонными тюбингами, которые следовало убирать по мере углубления работ, одновре­ менно перекрывая ствол защитными полками.

Объем котлована при его глубине около 9,4 м составлял 15,5 тыс. м3. Рыхление грунта и уборка бетонных армированных массивов старых фундаментов вели к значительным затратам времени.

Работы выполнялись следующим образом. Под опорными уз­ лами каркаса проходческого копра были установлены металличе­ ские салазки, после чего проходческий копер был перемещен с применением проходческих лебедок и бульдозера за пределы границ котлована.

В котловане бурились скважины диаметром 214 мм с располо­ жением их по двум окружностям диаметрами около 11 и 13 м. Участок непосредственно у крепи ствола разрабатывался с при­ менением отбойных молотков. В остальной части котлован разра­ ботан с применением буровзрывных работ. Заряды скважин мас­ сой 50 и 100 кг взрывали с коротким замедлением, вблизи ствола за прием взрывался заряд одной скважины. При взрывании устья скважин закрывались сетками и стальными укрытиями.

При производстве земляных работ был применен экскаватор с ковшом емкостью 1,6 м3.

Несмотря на неблагоприятные условия, все работы по котло­

«Южная-Вторая» выполнены за время, несколько большее 1,5 мес. Монтаж сеток, арматурных блоков фундаментов и подача бе­ тона в подземную часть копра шахты «Южная-2» производился с применением легкого башенного крана М-3-5-5 с грузоподъем­ ностью 3 т. Кран был установлен на невысокой эстакаде, располо­ женной параллельно одной из наружных стен сооружения. При вылете крюка 22 м зона действия крана практически соответство­

вала контуру фундаментов.

Арматурно-опалубочные работы, укладка бетона в подготовку и опорное кольцо у ствола шахты и бетонирование фундаментов башенного копра шахты «Южная-2» произведены в течение около 6 мес.

Монтаж стального каркаса, арматуры перекрытий, стеновых панелей, подъем бетона и элементов башенного копра шахты

159

«Южная-2» производился с применением башенного крана БК-404М грузоподъемностью 40 т при вылете 15 м и 13 т при вы­ лете 36 м. Монтаж металлоконструкций и стеновых панелей ба­ шенного копра выполнен (исключая перерывы) за 7 мес.

Монтаж стального каркаса, арматуры перекрытий, стеновых панелей, подъем бетона и других элементов копра скипо-клетевого ствола шахты «Северо-Песчанская» произведен с применением башенного крана БК-406А. Этот кран, показатели которого при­ близительно соответствуют показателям примененного на шахте «Южная-Вторая» крана БК-404М, был предварительно использо­ ван для монтажа конструкций сборно-монолитного железобетон­ ного каркасного башенного копра клетевого ствола той же шахты «Северо-Песчанская» (см. выше).

§20. Данные практики возведения

иэксплуатации башенных копров на Урале

На основании опыта возведения и эксплуатации на Урале ряда башенных копров возможно сделать следующие выводы.

При разработке монолитных железобетонных копров с несущими стенами следует обращать особое внимание на применение ба­ шенных копров типа 2 — башенных копров с несущими наружными стенами (с предельно уменьшенным периметром стен) с приме­ нением подвижной опалубки и заготовленных заводским способом пространственных арматурных каркасов.

Применение башенных копров типа 2 ведет к существенному снижению расхода железобетона и соответствующему уменьшению стоимости сооружений. Расход железобетона для этих копров со­ ставляет 0,10—0,07 м3 вместо 0,12—0,13 м3 на 1 м3 надземного объема для копров типа 1 (0,07 м3 на 1 м3 приведенного объема).

Подвижная опалубка, как правило, не должна использоваться при бетонировании перекрытий копров типа 2. Ее целесообразно использовать безостановочно на однородных работах по бетониро­ ванию стен. Бетонирование перекрытий для копров типа 2 це­ лесообразно производить с применением несущих арматурных каркасов балок или с жесткой арматурой балок с подвеской к ним опалубки.

Подъем армоблоков, бетона и других материалов целесооб­ разно производить с применением легкого крана, установленного на подвижной опалубке, или с применением самоподъемного крана. Периоды перестановки по вертикали самоподъемного крана могут быть совмещены во времени с работами по сварке стыков арматурных каркасов в сопряжениях их смежных ярусов.

В ряде случаев целесообразно возведение башенных монолит­ ных железобетонных каркасных копров типа 4 с применением ар­ матурно-опалубочных блоков с несущими арматурными каркасами. Как все каркасные копры, башенные копры типа 4 могут быть при­ менены для всех случаев расположения подъемных установок.

160