книги / Технология строительства подземных сооружений. Строительство вертикальных выработок
.pdfла с одновременным уплотнением бетонной смеси вибраторами через проемы в крепи, оставшиеся после снятия поддонов (воз можно использование площадных вибраторов). Далее цикл по вторяется.
При перерывах в работе по проходке ствола более чем на 7 ч, в целях предотвращения схватывания соприкасающихся по верхностей оборудования с бетонной крепью необходимо дан ные поверхности «сорвать» с бетона.
Для |
этого выдвигают штоки гидродомкратов перемещения |
и после |
отрыва ножа-уплотнителя и ограждающей обечайки |
возвращают в начальное положение. Затем аналогичную опе рацию производят с гидродомкратами отрыва секций опалубки.
Для проходки стволов глубиной более 15 м разработана и внедрена технология проходки с помощью комплекса оборудо вания КСМП. Комплекс предназначен для проходки стволов в мягких породах с крепью из монолитного бетона или железо бетона. В состав комплекса (рис. 15.7) входит облегченная ша гающая забойная секционная опалубка 9 с ножом-уплотните-
/■леМ 10, гидродомкраты перемещения и поддержания опалуб- 'ки 1, грейферный грузчик ручного вождения 8 типа КС-3, те- ■лежка перемещения грейферного грузчика 5, бетоноводы 2, приемные бункеры 4, нулевая рама 7, насосная станция услов но не показана, площадка для наращивания бетоноводов 3 и подъемный край 6.
Техническая характеристика комплекса КСМП |
|
|
'Опалубка шагающая секционная |
5500 |
|
^Наружный диаметр, мм |
||
Рабочая высота, мм |
.. . |
1000 |
Число секций |
3 |
|
Число домкратов перемещения |
3 |
|
Нож-уплотнитель |
|
6100 |
Наружный диаметр, мм |
||
Внутренний диаметр, |
мм |
6300 |
Высота, м м .......................... |
500 |
|
Угол наклона рабочей поверхности, градус |
4 |
|
Оборудование для подачи бетона в ствол |
168 |
|
Диаметрстава труб, мм . |
||
Объем приемного бункера, м3 . |
1,5 |
|
Тележка для перемещения грейфера |
ЛПТУ (ЛППГ) |
|
Лебедка-перемещения . . . . |
||
Номинальное усилие натяжения каната,, кН . |
1 |
|
Длина, мм |
|
2700 |
Ширина, мм . |
|
600 |
Насосная станция |
|
1 |
Насос Н-403Е, шт . |
кВт |
|
Мощность двигателя, |
Ю,5 |
|
Вместимость бака, л |
|
200 |
Масса комплекса, кг |
|
15 000 |
Опалубка шагающая' и оборудование для подачи бетона в |
||
ствол выполнены подобным образом, |
как и в КСБ-1, только |
для проходки стволов диаметром 5,5 м в свету.
Для механизированной разработки и погрузки породы в со став комплекса входит пневматический грейферный грузчик КС-3. Грузчик крепится на канате лебедки ЛПТУ, установлен ной на специальной платформе перемещения на нулевой раме ствола. Платформа снабжена устройствами продольного и по перечного движения и служит для перемещения грейфера по сечению забоя. С помощью лебедки осуществляется верти кальное движение грейфера при внедрении в массив „забоя и погрузке породы в бадью. Операции перемещения, по забою грейфера и платформы вдоль проеманулевой рамы осуществ ляются одним человеком с пульта управления, расположенного на платформе, и дублируются из забоя. Общая масса грейфера и платформы с лебедкой 2,8 т.
Технология сооружения шахты с помощью комплекса КСМП осуществляется следующим образом. Вначале экскаватором отрывается котлован на глубину 2 м. Одновременно на поверх
ности собираются нож-уплотнитель, опалубка, оборудуется маслостанция с гидрокоммуникациями. После подготовки и раз метки котлована нож-уплотнитель краном устанавливается и центрируется на дне котлована, на нож опускают опалубку,- монтируют гидродомкраты перемещения и гидрокоммуника ции. Внешняя поверхность ножа покрывается изолирующим по крытием типа толи, что исключит при последующем бетониро-- ванип воротника схватывание ножа-уплотнителя с бетоном. Затем производится бетонирование воротника на высоту 1,5 м.
Через 4—5 ч опалубку отрывают с помощью фаркопфов от бетона, поднимают гидродомкратами перемещения на 0,5 м и производят бетонирование верхней части воротника. После это го грейфером КС-3, подвешенным на кране, разрабатывают породу в стволе на глубину 6,5 м с одновременной выемкой ее на поверхность. При этом по периметру сечения забоя, ограни ченного внутренней поверхностью ножа, оставляется породная берма шириной 15—20 см. После окончания разработки и вы емки грунта нож-уплотнитёль посредством гидродомкратов за лавливается на 0,5 м, опалубка отрывается от бетона, опуска ется нож, разжимается и производится бетонирование стен ствола на высоту 1,0 м. Подобным образом осуществляют про ходку шахты на глубину 5—6 м. Затем на поверхности шахты монтируют нулевую раму, на которую устанавливают плат форму перемещения и направляющие блоки, а рядом со ство лом оборудуют лебедку перемещения платформы. На трос ле бедки, находящийся на платформе, укрепляют грейфер КС-3. И далее.ствол проходится с полным использованием комплек са КСМП. Платформа перемещает по сечению забоя грейфер, которым породу разрабатывают и грузят в бадыо. Бддья вы дается на поверхность подъемным краном. После разработки забоя на глубину 1 м гидродомкратами перемещения залавли вается нож-уплотнитель, одновременно срезающий берму, опа лубка отрывается, опускается на нож, разжигается и осуществ ляется процесс бетонирования стенок ствола. По времени один законченный цикл проходки ствола занимает в среднем*7—8-ч. Успешный опыт внедрения комплекса КСМП и новой техноло гии проходки стволов в мягких породах позволяет исключить применение временной крепи из металла, так как эту роль играет сам породный массив, находящийся в зоне ножа под углом естественного откоса.
Механизированное уплотнение породных стенок при опус кании ножа дополнительно повышает их устойчивость, позво ляя возводить сразу постоянную крепь, исключая деформации массива. Использование КСМП в Новосибирске позволило дать
экономию |
металла по двум |
стволам глубиной |
20 м каждый |
около 25 |
т, лесоматериалов |
в объеме. 50 м3, |
трудозатрат |
200 чел.-дней. |
|
|
Для строительства стволов диаметром 5,5 м разработан и испытан комплекс КШБ-1 (комплекс шагающий для строи тельства стволов с монолитной крепью).
Комплекс КШБ-1 (рис. 15.8) включает облегченную шага ющую забойную опалубку 2 с ножом 1, породоразрушающую и погрузочную гидравлическую машину ковшового типа 3 с ра мой распора в крепь 4, оборудование для подачи бетона в ствол 5, насосную станцию 7 с гидрокоммуникациями 8, уста новку подъемную шахтную 6.
Техническая характеристика комплекса КШБ-1 |
|
|
||
Диаметр ствола в |
свету |
. . . . |
5,5 |
|
Вместимость ковша, |
м3 ........................ |
0,11 |
||
Производительность |
породопогрузочной |
машины, м3/ч |
17 |
|
Число гидродомкратов распора........................... |
3 |
|
||
Усилие, развиваемое гидродомкратом распора, кН . .. |
246 |
, |
||
Масса породопогрузочной машины с рамой установки, кг |
4000 |
|||
Рабочая высота опалубки, мм |
|
1100 |
|
|
Внешний диаметр опалубки, мм |
|
5500 |
|
|
Высота ножа, мм . . . |
|
500 |
|
|
Наружный диаметр ножа, мм . |
|
6100 |
|
Число |
секций нож а.......................... |
|
3 |
||
Число |
гидродомкратов перемещения |
|
3 |
||
Вместимость приемного бункера, м3 . |
|
1,5 |
|||
Пропускная способность бетоновода, м3/мйн . |
0,3 |
||||
Масса опалубки с ножом, гидродомкратами перемеще |
6500 |
||||
ния, бетоноводами и приемными бункерами, кг . |
|||||
Высота |
установки подъемной шахтной, УПШ, м |
11,5 |
|||
Производительность установки, м3/ч |
|
14 |
|||
Грузоподъемность, |
кг |
|
|
2500 |
|
Подъемная машина . |
|
|
БЛ-1200/1300 |
||
Скорость подъема, м/с . |
|
|
0,75 |
||
Мощность электродвигателя, кВт. |
. |
40 |
|||
Масса |
установки, |
кг . |
. |
12 000 |
|
Суммарная установленная |
мощность электродвигателей |
58 |
|||
комплекса, кВт . |
|
кг . |
|
||
Общая |
масса комплекса, |
|
25 000 |
||
Производительность комплекса, м/смену |
|
1,0 |
Породоразрабатывающая и погрузочная машина гидравли ческая с принудительным внедрением ковша в породу чпредназначена для разработки и погрузки пород без предварительно го разрушения крепостью / с 1,2.
Она состоит из поворотной платформы, механизма измене ния вылета стрелы, рукояти, ковша и гидродомкратов (измене ния вылета стрелы, рукояти и ковша).
Породоразрабатывающая и погрузочная машина поворачи вается вокруг своей оси на 360° и обратно. Поворот осуществ ляется от гидромотора через редуктор, шестерни и зубчатое колесо. Машина крепится к центральной трубе рамы с распо ром.
Рама с распором в крепь предназначена для установки по родопогрузочноймашины, ее вертикального перемещения. Она опирается на забой через центральную трубу, а на опалубку через вертикальные связи с шаровыми шарнирами.
Рама выполнена из трех балок коробчатого сечения, распо ложенных под углом 120° и сходящихся к центру, где соединя ются болтовыми соединениями с центральным узлом, на кото ром сверху установлен механизм вертикального 'перемещения •породопогрузочной машины в виде гидродомкрата. На конце каждой балки установлено распорное устройство, включающее гидродомкрат, ползун, и плиту.
Опалубка шагающая выполнена как и в комплексе КСМП. Для перемещения опалубки устанавливаются три гидродомкрата. Нож-уплотнитель аналогичен ранее описанным конструк циям в комплексах КСБ-1 и КСМП.
Гидрокоммуникации из металлических труб устанавливают ся под защитой верхнего козырька опалубки. На каждом крон штейне устанавливаются вентили для напорной и сливной гид росистем. В местах соединения секций опалубки между собой
между металлическими трубами устанавливают гибкие напорные и сливные штанги. Насосная станция с пультом управле ния устанавливается на раме с распором.
После монтажа и подготовки комплексу КШБ-1 к работе приступают « проходке ствола.
Разработка забоя породопогрузочной машиной должна про изводиться вначале в центральной части с оставлением по пе риферии сечения ствола бермы размером 0,2—0,3 м.в зависимо сти от горно-геологических условий (рис. 15.9,а). После выем ки центрального ядра на заходку (1 м) начинают разработку бермы ножом, включив гидродомкраты перемещения (рис. 15.9,6). При этом одновременно механизированно осуще ствляют оформление стенок ствола и их уплотнение за счет конусности боковой его поверхности, что исключает примене ние временной крепи. К концу выемки породы бетон достигает проектной нормы прочности (0,07 МПа). После этого произво дят отрыв секций опалубки от бетона и перемещение ее на за бой, для чего все вентили ставят в положение «на слив», вклю чают насосную станцию и опалубка опускается на ноне. Затем секции опалубки винтовыми’ фаркопфами разжимают в рабочее положение, опалубку центрируют, устанавливают поддоны и осуществляют бетонирование стен ствола с одновременным уп лотнением бетона игловыми вибраторами, через проемы в кре пи, оставшиеся после снятия поддонов (рис. 15.9,в). Далее цикл повторяется.
Комплекс КШБ-1 прошел приемочные испытания в г. Чебок сарах при проходке ствола глубиной 28 м. Показал положитель ные результаты, были достигнуты проектные показатели.
Комплексы шагающие КШС и КСУ предназначены для про ходки стволов как в устойчивых породах четвертичных отложе-
Рис. 15.9. Фазы работ комплексом ЦДШ-!
266
Рис. 15.10. Комплекс шага ющий КШС
ний крепостью |
0,8, так и в коренных |
породах крепостью |
8. Крепь ствола — монолитный бетон |
или железобетон. |
Комплексы КШС и КСУ могут работать по двум технологи ческим схемам: с выдачей породы на поверхность в транспорт ных сосудах; со спуском породы через пробуренную по центру ствола передовую скважину на подходную горизонтальную или наклонную выработку.
В состав комплёксов входят (рис. 15.10): нож 1, облегчен ная секционная опалубка 14, гидродомкраты перемещении комп лекса и задавливания ножа 2,. гидравлическая ковшовая погру зочная машина 12, бурильная машина 4,*гидродомкраты подъе ма и опускания забойного оборудования 3 во цремя взрывных работ, поворотная' платформа 13, рама погрузочной машины 5, проходческий полок 9 с гидродомкратами, распора 6, гидродом крат 11 подъема-опускания погрузочной и бурильной машин во время работы, наросная станция 7, пульт управления 8, стой ки 10.
Техническая характеристика шагающих комплексов
Комплекс .
Диаметр ствола в свету, м . Диаметр ствола в проходке, м Глубина ствола, м.
Крепление ствола
Толщина крепи, мм , Тип перемещения комплекса
Погрузочная машина
КСУ |
'КШС |
7 |
8,5 |
.8 |
9,5 |
До 200 |
До 200 |
Монолитный |
бетон |
или железобетон |
|
500 |
500 |
Шагающий, |
с опира- |
нием на забой
Вместимость ковша, м3 |
0,3 |
0,3 |
Радиус копания, м |
А О |
4,8 |
Цикл черпания, с ...................... |
20 |
20 |
Техническая производительность, м3/ч . |
54. |
54 |
Бурильная машина |
32 |
32 |
Диаметр шпура, мм . |
||
Частота вращения, мин- 1 ................................ |
2 |
2 |
Скорость перемещения комплекса на забой, м/с . |
0,15 |
0,15 |
Техническая производительность комплекса, м/мес |
120 |
100 |
Отличительной особенностью комплексов |
является |
ТО, ЧТО |
применение гидрофицированного забойного оборудования позво ляет использовать автоматизированную систему управления операциями проходческого цикла, а его компактность — прохо дить стволы практически с нулевой отметки.
Проходческий цикл начинается с разработки и погрузки по роды ядра забоя, оставляя по периметру ствола берму 100— 200 мм в зависимости от устойчивости пород. Затем гидродом кратами перемещения задавливается режущий нож, который механическим путем срезает берму и одновременно оформляет стены ствола. После этого убирают распор полка, рамы погру зочной машины и отрывают секции опалубки от бетона, вклю чают пульт управления на слив масла и весь комплекс забой ного оборудования опускается на нож, опалубка центрируется и затем производится бетонирование следующей заходки и цикл повторяется. При встрече с крепкими породами вначале осуще ствляют бурение, заряжание шпуров, подъем забойного обору дования на безопасную высоту, взрывание, проветривание, опус кание забойного оборудования, распор полка и рамы погрузоч ной машины л только после этого разработку и погрузку по роды.
Особенностью комплекса является шагающий принцип пе ремещения забойного оборудования, при этом вспомогательные операции по опусканию опалубки, проходческого полка, подъе му и опусканию погрузочной и бурильной машин производятся одновременно.
Применение, этого комплекса позволяет повысить производи тельность труда в 3—4 раза за счет механизации разработки и погрузки породы, исключения ручной доборки и оформления стенок ствола, совмещения указанных выше операций. Причем численность занятых рабочих уменьшается на 30—50% в зави симости от диаметра ствола.
16. ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТ И ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
16.1. ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТ
Четкая организация работ является одним из главных фак торов повышения технико-экономических показателей. При про чих равных условиях высокая организация производства позво ляет увеличить скорость проходки и производительность труда и снизить стоимость работ. И наоборот, на стволах, оснащен ных высокопроизводительными машинами для бурения шпуров, погрузки и подъема породы, но при неправильной организации производства, скорость проходки не превышает 40—50 м/мес.
При строительстве стволов совершенствование организации работ сводится к следующим основным направлениям: циклич ная организация работ; планово-предупредительный ремонт обо рудования для обеспечения бесперебойной работы; укомплекто вание квалифицированными рабочими; бесперебойное матери ально-техническое снабжение; внедрение научной организации работ.
Наиболее эффективной и прогрессивной организацией труда является проведение работ по графику цикличности. Циклич ная организация работ предусматривает выполнение технологи ческих операций в определенной последовательности в установ ленное время. График цикличности увязывает в пространстве и времени выполнение проходческих процессов с учетом объема работ, производительности оборудования и расстановки проход чиков по рабочим местам.
Проходческий цикл при проходке ствола буровзрывным спо собом слагается из следующих основных операций: бурение шпуров, заряжание и взрывание, проветривание, осмотр забоя
иприведение его в безопасное состояние, подъем перед взрывом
испуск полка и оборудования после взрыва, погрузка породы,
возведение временной и постоянной крепи, наращивание труб и другие вспомогательные работы. Продолжительность проход ческого цикла определяется от начала проведения одной из ос новных операций (например, бурение шпуров) до ее возобнов ления после выполнения всех операций, входящих в цикл.
2G9
Операции проходческого цикла могут выполняться последо вательно или с частичным совмещением. Степень совмещения, работ зависит от принятой технологии и организации работ. Например, при совмещенной схеме проходки частично совмеща ются работы по погрузке породы и возведению постоянной кре пи. При параллельной и параллельно-щитовой схемах возведе ние постоянной крепи совмещается с бурением шпуров и по грузкой породы.
При прочих равных условиях продолжительность проходче ского цикла возрастает с увеличением крепости породы, глуби ны шпуров и поперечного сечения ствола, при недостаточном числе проходчиков и низкой их квалификации. Продолжитель ность цикла уменьшается при применении высокопроизводи тельных машин и прогрессивной технологической схемы проход ки, позволяющей совмещать отдельные операции. Основопола гающим принципом установления продолжительности цикла является обеспечение высокой, скорости проходки при мини мальных затратах труда и средств на 1 м ствола. Подгонка продолжительности цикла.к времени, кратному сменам, может привести к снижению технико-экономических показателей.
В случаях, когда необходимо осуществить строительство ствола в сжатые сроки с высокой скоростью, продолжитель ность цикла определяют по заданной скорости.
При существующих скоростях проходки (60—70 м/мес) средняя продолжительность цикла составляет 20—25 ч. Это объясняется значительными внутрисменными и цельносмёнными простоями и выполнением работ, не предусмотренных графиком цикличности.
Важным фактором цикличной организации работ является ежесменный и ежесуточный анализ продолжительности выпол нения отдельных операций й цикла в целом, установление при чин, вызвавших увеличение времени цикла, и их устранение. Цикличная организация работ требует четкого контроля, учета и оперативного руководства. Составляется перечень процессов- (работ), входящих в. проходческий цикл (суммарная трудоем кость работ, состав комплексной бригады, комплексная норма выработки и продолжительность выполнения отдельных про цессов) .
При составлении графика цикличности указываются наиме нование работ, объем работ по процессам, число рабочих, заня тых на данном процессе, продолжительность выполнения работ. При расстановке рабочих по процессам в любое время цикла должны быть заняты все рабочие.
Важным показателем органйзации работ являются затраты: времени на 1 м ствола (Гцу) или на 1 м3 в свету (Г'цу) -,