Вся электронная библиотека >>>

Содержание книги >>>

 

ВЫСШЕЕ ГОРНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

Шахтное и подземное строительство


Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

 

Часть III. ТЕХНОЛОГИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ И НАКЛОННЫХ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК

ТЕХНОЛОГИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА СОПРЯЖЕНИЙ ВЫРАБОТОК

 

 

Под сопряжением горных выработок понимают область взаимного влияния двух и большего числа пересекающихся выработок, в которой происходит взаимное наложение зон бокового опорного давления и зон разгрузки в кровле. В результате наложения этих зон крепь испытывает, как правило, повышенное горное давление и приходится принимать меры по обеспечению прочности крепи (уменьшение шага крепи, повышение ее несущей способности и др.). Объем сопряжений горизонтальных и наклонных выработок на угольной шахте составляет всего 6-7% общего объема горных работ. Однако проходка их весьма сложна, трудоемка и занимает много времени. Это объясняется большими пролетами (до 10— 12 м) и значительными обнажениями кровли, а также сложной конфигурацией и конструкцией крепи сопряжения.

Вид постоянной крепи сопряжения определяет вид крепи сопрягаемых выработок. В качестве постоянной крепи применяют монолитную бетонную или железобетонную, сборную железобетонную, каменную, металлическую и металло бе тонную крепь. На шахтах крепь сопряжений возводят с плоским или сводчатым перекрытием. Из-за простоты конструкции и меньшего объема выемки породы крепи с плоским перекрытием имеют преимущества по сравнению со сводчатыми, что обеспечивает меньшие сроки строительства сопряжений. Однако такие крепи обладают меньшей несущей способностью и при больших пролетах требуют увеличения толщины перекрытия, что приводит к увеличению стоимости сопряжения. Поэтому крепь с плоским перекрытием преимущественно применяют при трапециевидной или прямоугольной форме поперечного сечения сопрягающихся выработок и при ширине пролета сопряжений не более 4-5 м. При ширине же пролета более 5 м и в слабых породах в сопряжениях рекомендуют применять сводчатое перекрытие.

Основными видами крепи при плоском перекрытии являются: железобетонные стойки с металлическими верхняками и смешанная крепь — бетонные стены с перекрытием из металлических балок; при сводчатом перекрытии — металлическая крепь из спецпрофиля, монолитная бетонная и железобетонная, сборная железобетонная. При креплении сопряжения металлическими рамами или сборной железобетонной крепью расширение выработки производят ступенями, что сокращает число типоразмеров сборных рам и упрощает проходку сопряжения.

 

 

Сопряжения горных выработок можно разделить на три группы, которые отличаются по условиям заложения и особенностям технологических операций.

К первой группе относят сопряжения, расположенные в пределах околоствольного двора, выработки которого, как правило, залегают в крепких устойчивых породах. Срок службы сопряжений равен сроку службы шахты, блока.

Ко второй группе относят сопряжения, расположенные на протяженных горизонтальных выработках, охраняемых угольными целиками шириной 50—70 м. Срок их службы колеблется в пределах от срока службы шахты до срока службы крыла, панели.

К третьей группе относят сопряжения, расположенные на наклонных выработках, охрана которых осуществляется угольными целиками шириной 10—70 м. Для сопряжений этой группы характерно многообразие типов и материалов крепи. Срок их службы колеблется от срока службы участка до срока службы бремсбергового или уклонного полей.

Сопряжения горных выработок по виду подразделяют на прямоугольные и остроугольные пересечения, на прямоугольные и остроугольные ответвления, разветвления под углом и по кривым, сопряжения «треугольный узел» и тупоугольные и прямоугольные примыкания.

При выборе вида сопряжений необходимо учитывать тип транспорта и радиусы закругл ен ий, а также основные параметры сопряжений: расчетный пролет, угол между выработками; площадь обнажения и длину участков сопрягающихся выработок, испытывающих взаимное влияние.

В зависимости от назначения и транспортной оснащенности выработок выбирают характер примыкания вы работок по криволинейной траектории с радиусом закругления пути при электровозной откатке 8, 12, 20 м и более или по пр ямолинейной траектории при конвейерном транспорте.

Бурение шпуров, погрузку горной массы, крепление временной и постоянной крепи при строительстве сопряжений производят тем же оборудованием, с помощью которого осуществляли проходку сопрягающихся выработок.

Технологическую схему проходки и последовательность выполнения работ определяют с учетом форм и размеров поперечного сечения сопряжения, устойчивости окружающих пород и направления движения забоя по отношению к основной выработке сопряжения. В практике нашли применение в основном две схемы проходки сопряжений: полным сечением и сечением одной из примыкающих выработок с последующим расширением до проектных размеров. В малоустойчивых породах иногда применяют строительство сопряжений независимыми забоями.

Первая схема обладает наибольшей простотой по производству работ и обеспечивает наибольшие скорости проходки и производительность труда. Эта схема имеет преимущественное применение в устойчивых породах независимо от вида и размеров сопряжений. Вторую схему применяют только в слабых породах.

Проходку сопряжений по обеим схемам можно производить как со стороны основной выработки, так и со стороны разветвления сопрягаемых выработок.

В зависимости от принятой схемы строительства сопряжения все работы по выемке породы и возведению крепи разбивают на несколько этапов. Для каждого этапа характерны своя длина участка сопряжения и объем работ, по которым раздельно определяется время их выполнения.

Схема строительства сопряжения полным сечением ( 14.4). При проходке сопряжения со стороны основной выработки на этапе I производят выемку породы полным сечением на всю длину сопряжения с учетом размеров «утюга». Выработку при сводчатом перекрытии крепят временной крепью в виде металлической арки из швеллера на анкерах. Анкеры устанавливают несколько выше плиты свода. При плоском железобетонном перекрытии в качестве временной крепи устанавливают деревянные неполные рамы. При деревянном или металлическом креплении сопряжений возводят сразу постоянную крепь. При подходе к месту разветвления выработок производят их засечку на глубину 1,5—2 м.

На этапе II возводят постоянную крепь, включая и бетонный «утюг».

На этапе III выполняют все заключительные работы: разборку временного и настилку постоянного рельсового пути, снятие опалубки и устройство водоотливной канавки.

Проходку сопряжения со стороны разветвления ведут также в три этапа и в той же последовательности, что и в предыдущей схеме ( 14.5). При выемке породы вначале проходят часть сопряжения (на длину 2—3 м) сечением, равным сечению примыкающей выработки. Для расширения пройденного участка до проектных размеров делают 2—3 взрыва с учетом «утюга» в сторону уширения сопряжения, при этом в качестве временной крепи устанавливают деревянные стойки под распил. Затем производят выемку породы под свод сопряжения. Свод закрепляют временной арочной крепью на анкерах. Дальнейшую проходку осуществляют полным сечением. Постоянную крепь возводят в направлении от забоя после выемки породы на полную длину сопряжения.

Технологическая схема проходки сопряжения сечением одной из примыкающих выработок с последующим расширением до проектного сечения ( 14.6).

При проходке сопряжения по этой схеме на I этапе со стороны основной выработки проходят в первую очередь на полную длину выработку с установкой временной крепи при плоском перекрытии — из деревянных рам, при сводчатом — из металлических полуарок на анкеpax. Остальные этапы несколько отличаются в зависимости от применяемого вида постоянной крепи. При креплении сопряжения монолитным железобетоном с жесткой арматурой из металлических балок на II этапе, начиная также со стороны основной выработки, производят выемку породы до проектного сечения с установкой постоянных металлических арок и железобетонной затяжки в своде на всю длину сопряжения. На III этапе сопряжение бетонируют и после этого выполняют заключительные работы. При креплении сопряжений монолитным бетоном и железобетоном с гибкой арматурой на II этапе в том же направлении небольшими за-ходками производят одновременную выемку породы до проектного сечения и возведение постоянной крепи. На III этапе выполняют заключительные работы

При строительстве сопряжения со стороны разветвления ( 14.7) сначала на всю его длину проходят выработку обычно с поперечным сечением прямоугольной формы и крепят ее деревянной временной крепью (I этап). Затем в обратном направлении производят расширение выработки до проектных размеров и возводят постоянную крепь — II и III этапы. Для выемки породы при расширении, как правило, используют отбойные молотки.

Рассмотренные схемы строительства сопряжений сечением одной из примыкающих выработок с последующим расширением до проектного сечения применяют в породах с/< 4 и при максимальном пролете сопряжения более 5 м.

При схеме строительства сопряжения независимыми забоями, которую применяют в малоустойчивых породах, сначала по контурам сопряжения проводят две боковые выработки шириной 1,6 м и высотой 2 — 2,5 м на всю длину сопряжения. Затем возводят бетонные стены и после приобретения бетоном достаточной прочности при плоском перекрытии приступают к сооружению сопряжения, а при сводчатом — к выемке свода отбойными молотками, установке опалубки и укладке бетона. После приобретения бетоном прочности в своде производят разборку опалубки и выемку оставшейся породы в средней части сечения выработки.

 

К содержанию книги: ГОРНОЕ ДЕЛО: Шахтное и подземное строительство

 

 Смотрите также:

 

Строительные машины    Оборудование для производства железобетонных изделий    Строительные машины   Краны для строительства мостов   Монтаж трубопроводов   Грузовые автомобили    Строительные машины и их эксплуатация