4.5. КРЕПЬ ВЕРТИКАЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК

  Главная     Учебники - Горное дело     Ю. Ф. ВАСЮЧКОВ ГОРНОЕ ДЕЛО

 поиск по сайту     

 

 

 

 

содержание   ..  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  ..

 




4.5. КРЕПЬ ВЕРТИКАЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК

Вертикальные стволы имеют длительный срок службы, иногда одинаковый со сроком службы шахты. В связи с этим их крепь должна обладать высокой надежностью и быть экономичной.

Крепь ствола или другой вертикальной выработки является грузонесущей, а в ряде случаев и гидроизолирующей конструкцией. Трудоемкость ее возведения составляет до 40%, а стоимость— до 60% соответственно от общей трудоемкости и стоимости проведения ствола. Для крепления стволов применяют монолитный бетон, железобетон, тюбинги из железобетона, чугунные и стальные крепи. При сроке службы менее 10 лет в благоприятных гидрогеологических условиях используют деревянные крепи.

Вертикальный ствол (рис. 4.13) имеет устье /, основную часть 2У сопряжение ствола с околоствольным двором 3, зумпф 4 и опорные венцы 5. Устье состоит из оголовка, средней части и опорного венца. Оно имеет увеличенную толщину крепи (0,6—0,9 м) из-за действия повышенных нагрузок. Зумпф служит в основном для сбора выделяющейся в стволе воды и кусков горной массы, выпадающих из подъемных сосудов при их погрузке и разгрузке. Для равномерного распределения нагрузки на крепь ее по высоте разделяют на звенья длиной от 4 до 40 м. На нижней границе каждого звена устраивают венцы. Отклонение стенок ствола круглого поперечного сечения от вертикальной оси по радиусу для монолитной бетонной или железобетонной крепи не должно превышать ±50 мм, для тюбинговой— ±30 мм. В пройденный и закрепленный ствол глубиной до 800 м приток воды должен быть меньше 5 м3/ч. С дальнейшим углублением ствола на каждые 100 м прирост водопритока допускается не более 0,5 м3/ч.

При круглом поперечном сечении ствола, пройденного в устойчивых породах, толщину монолитной бетонной крепи из бетона марки 150 принимают равной не более 200 мм или заменяют ее набрызгбетонной. В породах средней устойчивости и неустойчивых применяют бетон марки 200 и выше, а толщину крепи увеличивают, но не более чем до 500 мм. Для приготовления бетонной смеси применяют портландцемент или шлако-портландцемент марки 400—500. При притоке в ствол агрессивных вод используют сульфатостойкий портландцемент. Песок для бетонной смеси берут крупностью от 0,14 до 5 мм с содержанием глинистых частиц не более 3%. Крупность запол-

 

 

 

нителя не превышает, как правило, 40 мм. В бетонную смесь вводят также ускорители отверждения, пластификаторы и гидроизоляционные добавки.

Для укладки монолитной бетонной крепи возводят опалубку, которая имеет форму поперечного сечения ствола. При круглой форме поперечного сечения применяют цилиндрическую опалубку. Опалубку изготовляют из каркаса и листов металла толщиной 8 мм в виде створок или секций.

Бетонную смесь за опалубку подают по бетонопроводу: при строительстве нового ствола — с поверхности, при углубке — с подземного бетонного узла.



Монолитная железобетонная крепь ствола требует на 1 м3 бетона до 120 кг арматуры. При этом применяют жирный бетон марки 250 и выше.

В последнее время для крепления вертикальных выработок применяют также набрызгбетон толщиною до 0,3 м, что повышает производительность труда при креплении в 2—2,5 раза.

В сложных горно-геологических условиях (высокие нагрузки на крепь, значительные водопритоки, отрицательная температура окружающих пород) для крепления вертикальных выработок используют железобетонные или чугунные тюбинги. Железобетонные тюбинги конструкции ВНИИОМШСа и типа СТК выдерживают давление до 0,4 МПа, чугунные — до 1,2 МПа. Их устанавливают в стволах диаметром 4,5—8 м. Установка тюбингов требует высоких трудозатрат и характеризуется большой долей ручного труда, в связи с чем их применение ограничено.

Для крепления вертикальных восстающих выработок диаметром до 1 м КузНИУИ разработал тюбинговую сегментную крепь из углепласта (рис. 4.14). Крепь представляет собой кольца, собранные из шести секций каждое и устанавливаемые друг на друге с последовательным сдвигом по отношению к вертикальным стыкам нижележащих колец. Толщина кольца 75 мм, высота 0,3 м, масса одного тюбинга до 15 кг, масса 1 м крепи до 255 кг, несущая способность — до 1,4 МПа.

Деревянную крепь применяют для крепления шурфов и гезенков. Она представляет собой венцы, укладываемые один на другой,— сплошная венцовая крепь (рис. 4.15). В разведочных шурфах с весьма малым сроком службы или в устойчивых породах венцы укладывают через интервалы — крепь на стойках. Непосредственно в забое устанавливают подвесную венцовую крепь, которая представляет собою подвешенные на металлических подвесках венцы. Через 3—8 м при сплошной крепи и через 15—20 м при подвесной крепи возводят опорные венцы.

Вертикальные выработки обычно служат для нескольких целей. Поэтому их поперечное сечение разделяют на отделения: грузовые для движения подъемных сосудов, лестничные для передвижения людей и вспомогательные для прокладки кабелей и трубопроводов.

Армировка ствола — конструкции для направления движения подъемных сосудов, перемещения людей и прокладки труб и кабелей. К армировке относят расстрелы — горизонтальные поперечные брусья или балки, проводники (направляющие) — вертикальные продольные рельсы, брусья или спецпрофиль, лестничные полки, лестницы, обшивку лестничных отделений; скобы и кронштейны для крепления труб и кабелей. Расстрелы и проводники относят к основным армирующим элементам (рис. 4.16).

В качестве расстрелов применяют в основном двутавровые балки № 20—40 или прямоугольные трубы. Глубина заделки расстрела в крепь не менее 250 мм и не меньше его высоты. Комплект расстрелов в одной горизонтальной плоскости ствола называют ярусом расстрелов. Расстояние между ярусами принимают для деревянных проводников 1,5—2 м, для прямоугольных металлических проводников 6—7 м, для рельсовых проводников длиной по 12,5 м, 4,168 или 3,125 мм. При эксплуатации

 

 

вертикальных выработок применяют жесткие проводники, при их проведении — гибкие канатные. Проводники бывают одинарными (с одной стороны) и парными (с двух сторон подъемного сосуда).

В лестничном отделении устраивают полки через 8 м по высоте и устанавливают между ними под углом 80° к горизонту лестницы.