Вся электронная библиотека >>>

Содержание книги >>>

 

ВЫСШЕЕ ГОРНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

Шахтное и подземное строительство


Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

 

Часть 2. ТЕХНОЛОГИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА ВЕРТИКАЛЬНЫХ СТВОЛОВ ШАХТ

ГОРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ

 

 

После создания ледопородного ограждения требуемых размеров приступают к выемке породы и возведению временной и постоянной крепей. Для этого замораживающую станцию переводят на пассивный режим, при котором она работает не на полную мощность, а вырабатывает лишь количество холода, необходимое для поддержания ледопородного ограждения в замороженном состоянии с заданными физико-механическими свойствами. Хладопроизводительность замораживающей станции в пассивном режиме, как показывает практика, в среднем равна половине рабочей хладопроизводительности в период активного замораживания.

Проходку стволов в замороженных породах осуществляют по параллельной, последовательной или совмещенной схеме с использованием стандартного оборудования, которое применяют при проходке стволов в обычных горно-геологических условиях. Некоторые особенности технологии можно отметить лишь при ведении работ по разрушению замороженных пород и возведению постоянной крепи.

Способ разработки пород в забое зависит от свойств пересекаемых пород и степени их промороженности. Разработку мягких непроморожен-ных пород типа песков или илов осуществляют грейферными погрузчиками с ручным или машинным вождением. Гравелистые породы, мел и мергель, а также слабо промороженные (до температуры —2—3 °С) пески и глины разрушают пневматическими отбойными молотками легкого и тяжелого типов и пневмоломами, глины и суглинки — пневматическими лопатами с последующей погрузкой породы грейферными погрузчиками.

Порядок разработки породы в забое предусматривает сначала выемку незамороженной породы в центре забоя на глубину 60-70 см, а затем отбойку замороженных пород отбойными молотками и пневмоломами по всему сечению выработки. Если породы проморожены по всему сечению, то разработку породы начинают с центрального вруба на глубину 50 см. Затем отбойку породы ведут в направлении к периферии ствола. Число проходчиков, занятых на разработке породы в забое ствола, определяют из расчета 2,5-3,5 м2 площади на одного человека.

 

 

При проходке ствола по крепким трещиноватым замороженным и незамороженным породам их разрушение осуществляют взрывным способом. При этом необходимо соблюдать меры предосторожности, не допуская таких деформаций ледопородного ограждения, которые могут повредить замораживающие колонки, особенно когда последние из-за отклонения находятся близко к контуру ствола. Шпуры бурят бурильными молотками. Диаметр буровых колонок выбирают в пределах 40-60 мм. Для пород с высоким коэффициентом крепости (f — 5*6) применяют буровые коронки крестовой или долотчатой формы, для пород с /=8*10 — долотчатой формы. Бурение ведут с продувкой шпуров сжатым воздухом или промывкой 2—3%-ным раствором хлористого кальция, предохраняющим бур от примерзания его к стенкам шпура. Шпуры располагают по трем-четырем концентрическим окружностям и с уклоном к центру ствола. Угол наклона периферийных шпуров принимают равным 75-76°. Устья шпуров удаляют от стенок ствола на 30-40 см. По мере приближения к центру ствола угол наклона шпуров уменьшают до 70°. Глубину шпуров принимают в пределах 1,2—1,5 м.

Шпуры взрывают последовательно с применением электродетонаторов с двухсекундным замедлением. В первую очередь взрывают 8— 10 врубовых шпуров, затем в две-три серии по 8—10 шпуров (отбойные шпуры). В последнюю очередь взрывают периферийные (оконтуриваю-щие) шпуры, т.е. взрывание шпуров осуществляют на обнаженную плоскость. В качестве взрывчатого вещества применяют аммониты всех типов, которые являются безопасными при низких температурах.

Удельный расход взрывчатых веществ небольшой и в зависимости от крепости пород изменяется в пределах 0,5—0,7 кг на 1 м3 породы в массиве. Величину заряда врубовых шпуров принимают равной 1 * 1,5 кг, а периферийных — 0,5 * 1 кг.

При проходке стволов способом замораживания никаких специальных водоотливных средств не предусматривают. Воду, остающуюся в незамороженной породе, удаляют из забоя при погрузке породы в бадью. Поступление в забой значительного количества воды указывает на наличие «окна» в ледопородном ограждении. Если приток воды появляется в слабых грунтах (песок, ил, глина, мергель, мел и др.), то организация водоотлива из забоя недопустима, так как движущаяся вода разрушит ледопородное ограждение, что может привести к серьезным осложнениям. В таком случае работы по проходке прекращают, ствол затапливают водой до нормального гидростатического уровня и осуществляют дополнительное замораживание пород.

Постоянную крепь при проходке стволов способом замораживания возводят в сложных горно- и гидрогеологических условиях, при отрицательных температурах горных пород и воздушной среды в стволе, температурных колебаниях, вызываемых сначала замораживанием, а затем оттаиванием пород, неравномерных нагрузках, возникающих при оттаивании пород. В связи с этим постоянная крепь шахтных стволов, проходимых способом замораживания, должна обладать по сравнению с постоянной крепью вертикальных стволов в обычных условиях повышенной прочностью и водонепроницаемостью, способностью не изменять свои физико-механические свойства при замораживании и оттаивании, стойкостью по отношению к разрушающему воздействию агрессивных подземных вод и рассолов, способностью противостоять неравномерным нагрузкам горных пород. Поэтому в зависимости от геологического строения пород, пересекаемых стволом, их физико-механических свойств, давления, минерализации подземных вод, диаметра ствола, его глубины в качестве постоянной крепи вертикальных стволов, проходимых способом замораживания, применяют чугунные тюбинги, металлобетон. Часто применяют комбинированные двух- и трехслойные крепи, состоящие из чугунных тюбингов и монолитного бетона, укладываемого в затюбинговое пространство; чугунных тюбингов и затюбингового пластобетона; временной бетонной крепи (оставляемой в закрепном пространстве), монолитного бетона (в затюбинговом пространстве) и чугунных тюбингов; временной бетонной крепи, пластобетона и чугунных тюбингов.

Для предотвращения проникновения подземных вод через крепь внутрь стволов проводят работы по их гидроизоляции. В двух- или трехслойных крепях (бетон — тюбинги или временный бетон — постоянный бетон — тюбинги), которыми крепят стволы, проходимые в особо сложных гидрогеологических условиях, бетонная крепь предназначена для восприятия горного давления, а тюбинговая — для удержания гидростатического давления подземных вод. Следовательно, гидроизоляция крепей этих стволов сводится главным образом к гидроизоляции тюбинговой крепи, которая состоит в уплотнении следующих ее элементов: вертикальных (радиальных) швов; горизонтальных (кольцевых) швов; болтовых соединений; тампонажных отверстий; соединительных (пико-тажных) швов между звеньями крепи.

Защиту ствола от проникновения воды осуществляют:

•          укладкой в вертикальные и горизонтальные швы и чеканкой свинцовой проволоки, имеющей в сечении форму эллипса;

•          установкой и затяжкой в узлах болтовых соединений уплотнитель-ных сферических металлоасбобитумных шайб;

•          установкой и затяжкой под заплечики тампонажных пробок свинцовых или асбобитумных плоских шайб;

•          уплотнением соединительных швов между отдельными звеньями крепи путем расклинки деревянными клиньями (соединительный пикотаж) или заделки шва цементным тестом.

Гидроизоляцию швов тюбингов крепи осуществляют в две стадии: первичная — до оттаивания замороженных пород, вторичная — только после их полного оттаивания.

В последние годы с целью придания бетонной крепи более высоких гидроизоляционных свойств стали применять полиэтиленовую пленку, которую заделывают в бетон на всю глубину водоносных пород.

 

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