Вся электронная библиотека >>>

Содержание книги >>>

 

ВЫСШЕЕ ГОРНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

Шахтное и подземное строительство


Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

 

Часть I. ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОБЪЕКТОВ ШАХТНОГО И ПОДЗЕМНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

ВЫБОР СХЕМЫ СТРОИТЕЛЬСТВА

 

 

На стадии проектирования принимают решение о способе проведения горных выработок, открывающих доступ с поверхности к сооружаемому подземному объекту, т.е. разрабатывают способ вскрытия.

Наиболее целесообразно производить вскрытие по оси подземного сооружения со стороны порталов, когда рельеф местности позволяет разместить строительные площадки и подъездные пути ( 3.5, а). Если проходческие работы со стороны порталов осуществить невозможно, то вскрытие осуществляют посредством вспомогательных подходных выработок ( 3.5, б). При значительном объеме горно-строительных работ, в частности, при значительной длине сооружения, применяют комбинированное вскрытие ( 3.5, в) как по оси выработки со стороны порталов, так и посредством вспомогательных подходных выработок.

Следует различать вскрытие подземного сооружения для его соединения с поверхностью и обслуживания в период эксплуатации и вскрытие только на период строительства. В первом случае вскрывающие выработки называют эксплуатационными подходными (эксплуатационными подходами), а во втором — строительными подходными (строительными подходами).

При вскрытии подземного сооружения со стороны порталов его строительство может осуществляться по различным схемам ( 3.6). Если подземное сооружение представляет собой протяженную горизонтальную или слегка наклонную выработку, то его строительство ведут в соответствии со схемами I—V.

Простейшей является схема проведения одиночной выработки (схема /). Однако данной схеме в наибольшей степени присущи те специфические особенности подземного строительства, осложняющие его осуществление, которые были отмечены ранее.

В схеме // предусматривают одновременное проведение двух параллельных протяженных выработок на небольшом расстоянии друг от друга. Основные выработки могут располагаться на одном (схема //, а) и на разных уровнях (схема //, б и в). К достоинствам этой схемы относят хорошую вентиляцию за счет использования одной выработки для подачи свежего, а другой — для отведения отработанного воздуха, что возможно в результате периодического проведения сбоек между выработками, а также повышенную безопасность работ, так как вторую выработку используют как запасной выход. Кроме того, при такой схеме возможно осуществить поточный транспорт, используя одну выработку для транспортирования породы, а другую — для подачи порожняка.

Недостатком схемы // является ограниченная по эксплуатационным соображениям необходимость проведения двух параллельных выработок и увеличение стоимости за счет проведения сбоек между выработками. Однако по сравнению со схемой / применение схемы // обеспечивает сокращение продолжительности строительства благодаря увеличению скорости проведения основных выработок.

 

 

При строительстве протяженной горной выработки по схеме /// предполагают, что для эксплуатации сооружения необходима только одна основная выработка. Однако для вентиляции, а также для других вспомогательных целей на период строительства параллельно основной на близком расстоянии проводят вспомогательную выработку, соединяемую с основной сбойками. Вспомогательную выработку можно проводить на одном уровне (схема ///, а) или на разных уровнях (схема ///, бив). Данная схема подобна схеме //, но стоимость строительства повышается не только за счет проведения сбоек, но и параллельной вспомогательной выработки. Как и схема //, она обеспечивает меньшую продолжительность строительства по сравнению со схемой /.

Схема IV предусматривает последовательное проведение одиночной или спаренной опережающей вспомогательной 2 и основной / выработок. Вспомогательную опережающую выработку 2 располагают в середине сечения (схема IV, а), у подошвы (схема IV, б), у кровли основной выработки (схема IV, в) или проводят спаренно (схема IV, г). Ее проводят сразу на всю длину или с некоторым опережением забоя основной выработки. Достоинством данной схемы является возможность проведения детальной разведки изменяющихся горно-геологических условий строительства, а также некоторое увеличение фронта работ и возможность более удобного и производительного размещения рабочих и механизмов в разных забоях.

Продолжительность строительства подземного сооружения по схеме IV по сравнению со схемой / увеличивается. Однако в сложных изменяющихся горно-геологических условиях из-за вероятности неожиданной встречи нарушений (участков повышенного горного давления, высокой обводненности, газообильности и т.п.) при строительстве по схеме /средняя скорость проведения резко снижается. В то же время при использовании схемы IV встреча опережающей выработкой геологического нарушения не приводит к уменьшению скорости проведения основной выработки, так как строители имеют время на принятие мер по подготовке к преодолению выявленного нарушения. В результате общая продолжительность строительства сооружения по схеме IV будет меньше, чем по схеме

Для проведения горных выработок большой протяженности может быть принята схема V, где вспомогательные выработки 2 проводят спаренно, и соединяют сбойками 3, служащими для вентиляции и организации поточного транспорта. Естественно, что общая протяженность горных выработок при этом возрастает, однако при значительной длине выработки продолжительность и стоимость строительства по сравнению со схемой IV могут быть снижены.

Схемы VI- VIII предусматривают вскрытие и создание дополнительных забоев при помощи подходных выработок: штольни 5 в схемах VI и VII/, вертикального ствола 6 в схеме VII. Применение этих схем позволяет существенно снизить продолжительность строительства благодаря увеличению фронта работ, численности рабочих и числа механизмов.

Схемы IX и X предназначены для организации строительства подземных камер большого поперечного сечения при помощи вспомогательных подходных выработок 5, сбоек 3 и фурнелей 4. Подходные выработки могут располагаться в средней части (схема IX) или с одного торца камеры (схема X). Если камера имеет значительную высоту, то ее проводят послойно в направлении сверху вниз. Подходные выработки могут быть проведены на каждый слой (схем"а IX) или проводят одну подходную выработку к нижнему слою, а отработку слоев осуществляют при помощи фурнелей (схема X, а). В некоторых случаях может оказаться более эффективной схема X, б с комбинированным использованием подходных выработок и фурнелей.

Схемы XI—XIV предназначены для строительства вертикальных подземных сооружений. По схеме XI проводят вертикальные стволы. В принципе данная схема аналогична схеме / и отличается от нее главным образом более жесткими требованиями обеспечения безопасности вследствие необходимости защиты работающих в забое от падающих сверху предметов.

Схема XII предусматривает проходку вертикальной выработки снизу вверх, что позволяет за счет использования силы тяжести для выдачи породы из забоя достичь несколько большей скорости строительства по сравнению со схемой А/.^но требует времени и дополнительных затрат средств на проведение подходных выработок 6. Кроме того, при проходке по газоносным породам, содержащим вредные газы, удельный вес которых меньше, чем воздуха, ухудшаются условия проветривания таких выработок.

Строительство вертикальной выработки по схеме XIII ведут с помощью предварительно пройденной фурнели или скважины 4, обеспечивающей сквозную вентиляцию и спуск породы под действием собственного веса. Для применения данной схемы необходимы подходные выработки 6. Схемой XIV предусмотрена также предварительная проходка фурнели или скважины 4 и последующее расширение горной выработки в направлении снизу вверх.

Рассмотренные схемы строительства вертикальных выработок применимы и для условий, когда эти выработки не выходят непосредственно на земную поверхность (схемы XI, а — XIV, а). Доступ к месту строительства обеспечивает система вспомогательных подходных выработок 6 и сбоек 3.

Строительство наклонных выработок (схемы XI, б — XIV, б) вполне укладывается в приведенные схемы. Условно можно считать, что при наклонах оси выработки до 45° принимают схему строительства аналогичной горизонтальной, а при наклонах свыше 45° — вертикальной выработки.

 

К содержанию книги:  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