Файл: Хищук А.А. Железобетонные шахтные копры.pdf

А. Х И Щ У К , Н. К У Д И Н О В

ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ

ШАХТНЫЕ

КОПРЫ

Д о н е ц к о е к н и ж н о е и з д а т е л ь с т в о

1 9 6 3

Aw*,

В В Е Д Е Н И Е

Определяя основные направления создания материально-технической базы коммунизма, XXII съезд КПСС наметил довести добычу уг­ ля в 1970 году до 700 млн. г и в 1980 г. — до 1200 млн. т. В Украинской ССР добыча угля возрастет с 172 млн. т в I960 г. до 293 млн. —

в1980 г.

Всвязи с этим в Украинской части Донбас­ са намечено построить ряд новых глубоких

шахт мощностью около 144 млн. т угля в год

и реконструировать действующие шахты для перехода к выемке угля с более глубоких гори­ зонтов.

Транспортирование угля и породы при по­ мощи одноканатных подъемных установок в новых условиях будет связано с большими не­ удобствами, так как при глубине шахты более 600 м барабан обычной подъемной машины

уже не вмещает каната и тогда приходится устанавливать подъемные машины типа БЦКБ', с бицилиндрическими барабанами больших диаметров (до 10—15 м) и канатами

3

толщиной до 60 мм. Вес таких машин доходит

до 700 г.

Наиболее целесообразно, при глубине шахт­ ных стволов более 600 м применять многока­

натные подъемные машины, которые имеют ряд преимуществ по сравнению с одноканат­ ными. Размеры и вес этих машин при одина­ ковой высоте подъема в несколько раз мень­ ше, чем одноканатных.

Так, например, при глубине шахты 1000 м

вес подъемной машины типа БЦКБ равен 247 т, а многоканатной •— 40 т, соответственно диаметры барабанов составляют 8 ж и 2,25 м,

диаметры подъемных канатов—56жми 27,5жж и вес 1 пог. ж каната — 10,6 кг и 3,1 кг. Кроме

того, канаты при многоканатном подъеме ра­ ботают в лучших условиях, уменьшается число их перегибов и, так как они находятся внутри здания, то в зимнее время исключается обра­ зование наледи.

Управление работой многоканатного подъ­ ема автоматизируется, расположение многока­ натной машины непосредственно над стволом шахты исключает необходимость сооружения укосин копра. Повышается безопасность работ.

Применение многоканатных установок зна­ чительно сокращает размеры капитальных за­ трат, так как с уменьшением толщины канатов и диаметра ведущего шкива снижается вес и габариты (подъемной установки и, следователь­ но, сокращаются размеры машинного зала.

Многоканатные установки монтируются в специальных зданиях башенного типа. Подъ­ емные машины устанавливаются в верхней ча­ сти башенного копра на балках междуэтажно-

Л

КОНСТРУКЦИЯ ЗДАНИЯ КОПРА

В Донецком экономическом районе впер­ вые в практике отечественного шахтного строительства башенные копры для многока­ натных подъемных машин были построены в 1958 г. на клетевом стволе шахты «Бутов- окая-Глубокая» в г. Макеевке (прямоуголь­ ное здание из монолитного железобетона) и на вентиляционном стволе шахты № 5/6 им. Калинина в г. Донецке (цилиндрическая башня сборной конструкции из крупных бе­ тонных изделий).

В1959 г. было начато строительство башен­ ных копров для скиповых стволов на шахтах «Ново-Центральная» и «Ясиновская-Глубо- кая», в 1960 г. — на шахте «Бутовская-Глубо- кая» и в 1961 г. — на шахте «МушкетовскаяЗаперевальная» № 2. Все эти копры представ­ ляют собой цилиндрические башни диаметром 14,5 м и высотой от 68 м до 72 м.

В1963 г. на ряде шахт в гг. Донецке, Гор­ ловке, Макеевке, Чистякове и др. начато строительство башенных копров прямоугольно-

6

го сечения. При таком сечении лучше можно использовать площадь здания.

Такие же подъемы проектируются и строят­ ся сейчас и в других экономических районах. Здания копров запроектированы из монолит­ ного железобетона. Это объясняется, во-пер­ вых, тем, что при работе подъемных машин, опрокидов и других механизмов возникают значительные динамические нагрузки и, вовторых, затрудняется применение сборных эле­ ментов из-за отсутствия в настоящее время соответствующих подъемных механизмов.

Несмотря на безусловные преимущества монтажа зданий из сборного железобетона применение монолитного железобетона для строительства копров при индустриальных ме­ тодах строительства технически целесообразно и экономически выгодно. При возведении коп­ ров целесообразно пользоваться подвижной опалубкой, обладающей рядом преимуществ по сравнению со стационарной.

Наиболее успешно были использованы пре­ имущества подвижной опалубки при возведе­ нии башенного копра на шахте «ЯсиновскаяГлубокая», который был построен значительно быстрее других.

Здание копра на этой шахте представляет собой цилиндрическую башню (рис. 1, 2) диа­ метром 14,5 м и высотой 71,5 м над уровнем

верха фундамента. Общая строительная куба­ тура 12 200 м3. Объем бетона в здании копра 2420 м3. Расход арматуры на 1 м3 бетона —

110 кг.

Стены и междуэтажные перекрытия вы­ полнены из монолитного железобетона

7

прочностью 200 кг/см3. Монолитный железобе­

тонный фундамент здания копра имеет форму кольца, охватывающего шейку ствола шахты.

Глубина заложения фундамента 7,0 м, ши­ рина подошвы 4,40 м. Внутри здания на всю

высоту до машинного зала расположены четы­ ре взаимно пересекающиеся вертикальные сте­ ны — диафрагмы, образующие в середине зда­

судов.

Стены башни утеплены изнутри термопоритовыми плитами толщиной 100 мм.

В здании имеется 13 междуэтажных пере­ крытий, которые монолитно связаны со стена­ ми здания и поэтому одновременно служат горизонтальными диафрагмами жесткости.

Подъемные машины устанавливаются на железобетонном перекрытии, которое служит полом машинного зала.

В машинном зале имеются два консольных выступа типа эркеров, которые расположены симметрично с противоположных сторон зда­ ния по оси подъемных машин. Вынос консоли эркеров за пределы башни копра равен 1,0 м, ширина выступающей части 3,7 м. Оборудова­

ние в машинный зал подается через специаль­ ные люки эркеров.

На уровне карниза здания имеется железо­ бетонное кольцо, на которое опирается куполь­ ное железобетонное покрытие здания, служа­ щее потолком машинного зала.

Приемные бункеры для угля и породы, рас­ положенные между отметками +26,85 и

+ 31,25, выполнены также из монолитного же­ лезобетона.

В лестничном отделении располагается металлическая лестница и лифт для подъема грузов и людей.

Проект организации работ, составленный проектным бюро треста «Макеевшахтострой», состоял из следующих разделов: пояснитель­ ной записки, стройгенплана, перечня механиз­ мов и приспособлений, описания монтажа под­ вижной опалубки, технологических карт на ведение работ по конструктивным элементам здания, календарного графика строительства, правил безопасности производства работ на большой высоте.

Для обеспечения подачи бетона на копер строго по -графику и получения бетона надле­ жащего качества, его приготовление было ор­ ганизовано на механизированной бцдоносмесительной установке временного типа, обору­ дованной на площадке шахты, в непосред­ ственной близости -от строящегося копра. Здесь же была размещена лаборатория для контроля за качеством бетона.

Никаких других временных зданий и со­ оружений не было, так как использовали зда­ ния шахтной поверхности, в которых размести­ ли склады, опалубочные и арматурные мастер­ ские и т. д.

Все подготовительные работы были выпол­ нены до начала устройства фундамента копра.

Котлован под фундамент готовился одно­ временно с проведением горнопроходческих работ в шахте. Объем земляных работ соста­ вил 2536 м*. Разработку скального грунта при-

10

В 1956 г. в Швеции появилась подвижная опалубка с механизированным подъемом при помощи гидравлических домкратов типа «Кон- кретор-Промето». Благодаря значительным преимуществам перед другими типами по­ движной опалубки эта опалубка быстро рас­ пространилась во всех странах мира.

При механизированной подвижной опалуб­ ке значительно сокращается количество рабо­ чих, так как исключается вращение домкра­ тов вручную; получается более равномерный подъем опалубки, достигаемый за счет цен­ трализованного управления гидравлическими домкратами; увеличивается скорость подъема опалубки: из зарубежного опыта известны слу­ чаи бетонирования со скоростью подъема до 6 м в сутки.

КОНСТРУКЦИЯ ПОДВИЖ НОЙ ОПАЛУБКИ И ЕЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Для возведения стен был принят тип мел­ коблочной, эластичной опалубки, которая мон­ тируется из следующих основных элементов

элементов шести типоразмеров, изготовленных из угловой стали 75X75X8 мм. Кружала до­

полнительно связаны двутавровыми балками, на которые опирается рабочий пол.

2. Обшивки форм из съемных деревянных щитов.

13

Домкратите стержни

Рис. 4. Схема подвижной опалубки (вертикальный разрез).

3.Рабочего пола, настланного из досок толщиной 40 мм то деревянным прогонам, се­ чением 180X50 мм, прикрепленным к металли­

ческим кружалам и балкам опалубки.

4.Подвесных лесов, состоящих из досчатых щитов, прикрепленных под опалубкой на ме­

таллических подвесках диаметром 18 мм.

С этих лесов производилась затирка поверх­ ности бетона после его выхода из форм.

5. Домкратных установок для подъема опа­ лубки, расположенных по контуру стен и со­ стоящих из металлических рам, прикреплен-

14

ных к кружалам опалубки и установленных на них гидравлических домкратов.

На рабочем полу были смонтированы все механизмы и коммуникаций, необходимые при бетонировании копра (рис. 5).

Из-за большой высоты копра нельзя было использовать для подъема строительных мате­ риалов башенный кран. Поэтому пришлось применить подъемные механизмы, располо­ женные на рабочем полу подвижной опалубки.

Для подъема бетона был установлен струн­ ный подъемник грузоподъемностью 500 кг, с емкостью скипа 200 л. Бетон в скип струно-

подъемника попадал из вибробункера, смон­ тированного ниже уровня пола первого этажа. В вибробункер бетон доставлялся автосамо­ свалами.

Для удобного подъезда бетоновозов к бун­ керу струноподъемник был размещен в цен­ тральной шахте копра.

Управление подъемником осуществлялось фрикционной лебедкой, установленной на ну­ левой отметке.

Для подъема арматуры, опалубки и других материалов на рабочем полу подвижной опа­ лубки установлен кран «Пионер». Кроме того, в лифтовом отделении копра был смонтирован подъемник на канатных проводниках со смен­ ным подъемным сосудом: бадьей, бункером или площадкой — в зависимости от характера поднимаемых грузов. Этот подъемник обслу­ живал работы по бетонированию междуэтаж­ ных перекрытий, а также отделочные работы, в то время когда струноподъемник транспор­ тировал бетон в стены копра.

15