книги из ГПНТБ / Горбаткин Б.И. Проходчик механизированного забоя при проходке вертикальных стволов специальными способами

Указанные щиты-оболочки очень громозд­ ки и имеют значительный вес, требуют много времени на монтаж и т. д. Поэтому массового применения они не получили.

8.Возведение постоянной крепи ствола

Об щ и е с в е д е н и я

В качестве постоянной крепи вертикальных стволов, проходимых способом заморажива­ ния, применяют в зависимости от величины горного и гидростатического давлений, диа­ метра ствола, его глубины, а также техниче­ ских и технологических требований к крепи чугунные тюбинги, монолитный бетон и моно­ литный железобетон. Очень часто применяется комбинированная крепь из чугунных тюбин­ гов и монолитного бетона, укладываемого в затюбинговое пространство. Ввиду того что проходка стволов способом замораживания производится в сложных гидрогеологических условиях, крепь таких стволов должна обла­ дать повышенной прочностью и водонепрони­ цаемостью.

Требования повышенной прочности и водо­ непроницаемости крепи особенно повысились за последние годы в связи со строительством большого количества калийных рудников и глубоких рудников по добыче руд черных и цветных металлов, так как в первом случае вода, проникая в область расположения ка­ лийных солей, быстро растворяет последние, вследствие чего образуются размывы, приво­ дящие к разрушению стволов, а во втором случае, вследствие больших глубин возникают большие горные и гидростатические давления, которые разрушают крепь. Трест Шахтспец-

79

'строй совместно с рядом научно-исследова- тельскнх институтов разрабатывает и внедря­ ет в строительство стволов новые, прогрессив­ ные крепи из бетона НИИ-200, пластобетона, холодного бетона, бетона, получаемого мето­ дом раздельной укладки с применением акти­ вированных растворов и др.

Учитывая то обстоятельство, что для креп­ ления стволов калийных рудников и рудников

главным видом крепи является чугунная тю­ бинговая крепь с заполнением затюбингового пространства бетоном НИИ-200, пластобето­ ном млн каким-либо другим бетоном, глав­ ное внимание будет уделено производству ра­ бот по сооружению этого вида крепи.

Тюбинговая колонна составляется из звень­ ев, разделенных опорными или основными вен­ цами. Число звеньев зависит от глубины ство­ ла и ряда других условий и определяется про­ ектом. В состав каждого звена входит 4 ви­ да тюбинговых колец; опорные или основные венцы, нормальные и два вида соединительных или пикотажных колец. Все эти кольца отли­ чаются одно от другого конструкцией, разме­ рами и способом установки в стволе. Каждый из них имеет определенное положение в звене.

Опорное кольцо является несущим для все­ го звена. Оно располагается в основании каж­ дого звена и служит для установки и обеспе­ чения прочности тюбингового звена.

В необходимых случаях — в прочных, во­ донепроницаемых породах — опорные венцы служат также для того, чтобы воды, притека­ ющие к стволу шахты из вышележащих по­ род, не проникали в породы, лежащие ниже

SO

опорных венцов (в этом случае опорные вен­ цы называются кейлькранцами).

Нормальные кольца, которые устанавлива­ ют на опорные венцы, составляют основную среднюю часть колонны. На последнее нор­ мальное кольцо ставят нижнее соединительное (пикотажное) кольцо.

Верхнёе соединительное кольцо сболчива­ ют с вышестоящим кольцом, т. е. подвешива­ ют к нему, в результате чего между верхним и нижним соединительными кольцами обра­ зуется соединительный шов толщиной 2о— 30 мм, уплотняемый при замыкании звена де­ ревянными клиньями (пикотаж).

Соединительные кольца между собой не сболчивают.

Каждое из указанных четырех типов колец ■ состоит из одинаковых по размеру, взаимоза­ меняемых сегментов корытообразного профи­ ля, снабженных по контуру горизонтальными и вертикальными бортами. Борты тюбингов точно обработаны с внешних сторон, соприка­ сающихся с одноименными бортами смежных тюбингов. С внутренней стороны тюбинги уси­ лены одним средним кольцевым и двумя пер­ пендикулярными к нему ребрами жесткости (диафрагмами).

Отдельные сегменты соединяют в кольца, а кольца в колонну болтами, для чего каждый горизонтальный и вертикальный борт сегмен­ та имеет по b болтовых отверстий.

Болтовые отверстия в радиальных бортах расположены в два ряда на расстоянии /о и 1ЬО мм от внутреннего края, а в горизонталь­ ных бортах — в один ряд по окружности на одинаковом расстоянии один от другого. Бол­ товые отверстия — сверленые.

Все тюбинги, за исключением опорных,

снабжены тампонажными отверстиями дйй-1 метром 2", просверленными в его спинке, пер­ пендикулярно ее поверхности. Такие же там­ понажные отверстия в опорных кольцах свер­ лят в специальных наклонных приливах в нижних горизонтальных бортах. Все тампо­ нажные отверстия снабжены тампонажными пробками на резьбе.

Среднее кольцевое ребро жесткости снаб­ жено отверстиями, оставляемыми при литье необработанными и служащими для крепле­ ния расстрелов армировки ствола. Такие от­ верстия предусмотрены в каждом третьем кольце из расчета расположения расстрелов в ярусах крепи через 3 м.

Для гидроизоляции тампонажного отвер­ стия служит плоская свинцовая шайба, укла­ дываемая вместе с подкладной стальной шай­ бой под заплечики тампонажной пробки. Все­ го имеется 5 серий нормальных тюбингов с толщиной спинки 30; 40; 50; 60 и 70 мм. Од­ новременно с увеличением толщины спинки утолщаются также и ребра сегментов.

Тюбинги, изготовляемые, заводом, марки­ руют.

В целях защиты тюбингов от коррозии на­ ружную поверхность их спинок покрывают каменноугольной смолой, а все обработанные поверхности — отработанным машинным мас­ лом с небольшой примесью тертой краски.

Тюбинги изготовляют из литейного чугуна ваграночной плавки в доменных печах.

На рис. 18 показаны отдельные виды тю­ бингов в колонне.

Для крепления тюбингов применяются чер­ ные болты с шестигранной головкой. Резьба — метрическая основная крепежная с крупными шагами. Материал — сталь марки Ст. 3. Гай-

82

ки для болтов применяются черные шести­ гранные. Резьба метрическая основная кре­ пежная с крупными шагами аналогично резь-

котажпый тюбинг); 3 —тюбинг нижнего соединительного коль­ ца (нижний пикотажный тю­ бинг); 4 — тюбинг опорного венца (или водоупорный тю­ бинг); 5 — пикотаж соедини­

тельного шва

бе болтов. Материал — фосфористая сталь. Шайбы стальные накладные применяются для обжатия свинцовых шайб в болтовых отвер-

стиях. Внутренняя конусообразная выточка в накладной шайбе соответствует такой же фор­ ме свинцовой шайбы. Такая же выточка (раз­ зенковка) имеется в теле чугуна у болтового отверстия.

Накладные шайбы могут быть изготовле­ ны путем штамповки, без обработки, но дол­ жны быть одинаковой высоты и толщины, так как диаметр болтов всех серий одинаков.

Накладные шайбы изготовляют из стали марки Ст. 3.

Шайбы плоские стальные черные применя­ ются для укладки под тампонажные пробки — между свинцовой уплотнительной шайбой и тампонажной пробкой. Размер шайбы нестан­ дартный. Шайбы изготовляют из стали мар­ ки Ст. 3.

Тампонажные пробки служат для закрытия тампонажных отверстий, имеющихся в каж­ дом тюбинге любого типа и серии.

Тампонажные пробки отливают из серого чугуна марки СЧ12-28. На тампонажных проб­ ках принята трубная цилиндрическая резьба диаметром 2". Резьба должна соответствовать резьбе в тампонажных отверстиях тюбингов.

Для гидроизоляции швов тюбинговых ко­ лец применяют свинцовые вертикальные и го­ ризонтальные прокладки в стыках между тю­ бингами.

Вертикальные прокладки укладывают в стыках между отдельными тюбингами в коль­ це, а горизонтальные — между отдельными кольцами.

Вертикальные прокладки вырезают в виде прямоугольников, соответствующих размерам радиального борта тюбинга и выступающих в ствол на 5 мм. Горизонтальные прокладки вы­ резают в виде криволинейных полос, анало-

84

гичных по форме и размерам кольцевому бор­ ту тюбинга и соединяют между собой замка­ ми в форме «ласточкина хвоста». Число гори­ зонтальных и вертикальных прокладок для колец каждой из пяти серий тюбингов то же, что и количество тюбингов в кольце.

Для гидроизоляции болтовых отверстий служат литые свинцовые бочкообразные шай­ бы, укладываемые со стороны головки и гай­ ки болтов. Эти свинцовые шайбы при затяги­ вании гаек болтов сжимаются стальной на­ кладной шайбой, размягчаются, начинают «течь», заполняя зазор между болтом и телом чугуна в болтовом отверстии, обжимают плот­ но болт и создают таким образом Рерметичность болтовых соединений.

Тампонажные отверстия уплотняют свин­ цовыми подкладными шайбами толщиной 2 мм. Эти шайбы прижимают стальной шай­ бой. Обе шайбы укладывают под заплечики тампонажной пробки.

Для свинцовых гидроизоляционных изде­ лий следует применять свинец марки С2. При этом для прокладок и шайб под тампонаж­ ные пробки используют свинец в виде свин­ цовых ролей. Для литых бочкообразных шайб используют свинец в виде чушек. Толщина свинцовых ролей 2 мм.

Для расклинки и пикотажа водоупорных основных колец (кейлькранцев) и соединитель­ ных швов между тюбингами служат деревян­ ные клинья. Пикотажные клинья должны быть изготовлены из бессучковой сосны, отличаю­ щейся ровнослойностыо и смолистостью с содержанием креозота, имеющего удельный вес близкий к единице и более. Примесь кре­ озота предохраняет дерево от преждевремен­ ного гниения в то время, когда оно находится

85

в колонне — между бортами тюбингов или между опорным венцом и породой.

Указанные сосновые клинья можно заме­ нить клиньями из просушенной сибирской лиственницы — из комлевой части дерева ве­ сенней заготовки.

Клинья изготовляют:

в виде плоских дощечек — футеровочные, которые служат для заполнения большей ча­ сти пространства между опорным венцом и породой, либо в соединительных пикотажных швах. Футеровочные дощечки устанавливают первыми;

утоняющиеся плоские и утоняющиеся квад­ ратного сечения;

клиновидные восьмигранные.

Перед спуском в ствол тюбинги следует: осмотреть и отстукать на предмет обнару­

жения трещин, вмятин, обломов краев и т. до­ вели необходимо, проверить в собранном

виде на площадке или стенде; очистить от грязи, льда, снега скребками,

щетками и т. д.; очистить от жирового покрытия, нанесен­

ного на обработанные поверхности, и ржавчи­ ны пескоструйным аппаратом и сухой ве­ тошью.

Тюбинги должны иметь установленные и затянутые до отказа тампонажные пробки со свинцовой уплотнительной и стальной про­ кладной шайбами.

Болты -и гайки до опускания их в ствол должны быть проверены, пригнаны и хорошо смазаны.

Свинцовые прокладки должны быть рас­ правлены и очищены.

Очередность спуска различных типов тю­ бингов, крепежных изделий и гидроизоляци-

86

онных деталей должна соответствовать поряд­ ку установки их в стволе шахты.

Спуск крепежных изделий и гидроизоляци­ онных деталей следует производить комплект­ но на одно кольцо, непосредственно перед спу­ ском тюбингов в ствол.

Комплекты деревянных клиньев для пико­ тажа водоупорного кольца или соедини­ тельного шва спускают в ствол в деревянных ящиках после установки опорных или соеди­ нительных колец.

Подготовленные к спуску в ствол и очи­ щенные тюбинги поднимают по одному элект­ ротельфером, укладывают на тележку-плат­ форму, находящуюся на нулевой площадке копра и подвозят на закрытые ляды ствола. К тюбингу прикрепляют прицепное устройст­ во, имеющее четыре монтажные цепи, на кото­ рых две имеют на концах стержни с нарезкой и другие две — крючья. Стержни с нарезкой вставляют в средние болтовые отверстия ко­ роткого борта и затягивают изнутри тюбинга гайками с контргайками, а крючья заводят в крайние болтовые отверстия того же коротко­ го борта — по одному крюку в каждое отвер­ стие (рис. 19, /).

После снятия тюбинга с тележки послед­ нюю откатывают под тельферную эстакаду для повторного использования.

При спуске тюбингов по стволу на верхнем этаже подвесного полка и на натяжной раме должен дежурить полковой — проходчик для направления тюбингов через проемы в полках.

К верхнему этажу полка, на стороне, об­ ращенной к нижнему этажу, должен быть под­ вешен круговой монорельс с электроили пневмотельфером грузоподъемностью 2 г.

При приближении спускаемого на прицеп-

87

ном устройстве тюбинга к подвесному полку, тюбинг кладут выпуклой частью на второй этаж полка и перецепляют на трос тель­ фера.

Рис. 19. Подвеска тюбинга для спуска в ствол

/ — положение тюбинга при движении по стволу; // — тюбинг опущен на полок

На тросе тельфера тюбинг крепится тем же прицепным устройством за два средних от­ верстия — третье и четвертое — в верхнем горизонтальном борту (при помощи стерж­ ней с нарезкой) и за два верхних отверстия в вертикальном борту (крючьями) (рис. 19, //).

После перецепления гайки и крюки прицеп­ ного устройства снимают и последнее вместе с канатом основного подъема выдают на по-

88