Файл: Мостков, В. М. Подземные сооружения большого сечения.pdf

Характерные схемы этих опалубок для сводов туннелей пло­ щадью 52—55 м2 показаны на рис. 121, а, а для туннелей площадью

80—82 м2 — на рис. 121, б.

Каждый комплект опалубок для сводов туннелей (см. рис. 121) состоит из четырех металлических секций длиной по 5 м, соединяе­ мых между собой на болтах. Каждая секция, в свою очередь, со­ стоит из верхней части опалубки и двух боковых частей. Перемеще­ ние опалубки на новое место осуществляется самоходной тележкой,

а

оборудованной гидравлическими и ручными домкратами для отрыва, демонтажа и монтажа опалубки. Масса одного комплекта опалубки 75 т, масса тележки 15 т.

Комплект опалубки ОМТ-1 Челябинского завода для туннелей сечением 80—82 м2 (см. рис. 121, б) состоит из 12 или 6 типовых тюбинговых секций общей длиной 24 м. Каждая секция состоит из шести тюбингов длиной по 2 или 4 м соединяемых между собой на болтах.

Масса одного комплекта опалубки 183 т, масса тележки 17,7 т. Перед бетонированием поверхность опалубок тщательно очищают и смазывают тонким слоем солярового масла. Подачу бетонной

смеси и ее проработку осуществляют через люки, имеющиеся в опа­ лубке на разных горизонтах. Замок бетонируют с торца опалубки, который закрывают сеткой. Для этого по периметру через 50—70 см разбуривают шпуры глубиной 20 см, в которых закрепляют скобы, удерживающие по периметру выработки проволоку диаметром б мм. На проволоке навешивают сетку диаметром 1,5 мм с ячейками раз­ мером 20 X 10 мм. Второй конец сетки закрепляют на торцовом фланце опалубки.

В камерных выработках небольшой длины взамен практикуемых деревянных кружал с подкружальной крепью можно применять подвесную металлическую опалубку на анкерах глубиной 3,5 м, установленных через 1 м, как это сделано в ряде камерных выра­ боток.

268

В камерных выработках большого пролета (20 м и более) можно применять подвесную сетчатую опалубку, закрепленную на армокаркасах железобетонной крепи свода. Элементы армокаркасов, соединяющиеся между собой болтами, опираются своими пятами на почву выработки и дополнительно подвешиваются к кровле ан­ керами. Такая конструкция опалубки не загромождает сечение выработки, и позволяет совместить бетонные работы с проходческими.

На рис. 122 показана передвижная механизированная опалубка Челябинского механического завода для бетонирования стен тун­ неля шириной в свету 10 м. Опалубка сварная листовая с ребрами

Рис. 121. Характерные схемы опалубок для сводов туннелей:

а — площадь туннеля 52—55 м2; б — площадь туннеля 80—82 м2;

жесткости состоит из восьми типовых секций (длиной по 6 м) и са­ моходного агрегата. Каждая секция выполняется из двух частей, в которых расположено по 12 окон для подачи бетонной смеси за опалубку и ее уплотнения. Подобная конструкция опалубки может быть применена при послойной разработке высоких стен (более

10 м).

При использовании опалубки для стен может представить интерес эмпирическая формула, применяемая в ФРГ для определения да­

= 4 тс/м2. При проработке бетонной смеси вибраторами с приме­ нением воздухововлекающих добавок, при низких температурах в туннеле и при больших значениях В : Ц величина р возрастает

269

а

Рис. 122. Характерная схема опалубки для стен туннеля:

а — вид спереди; б — вид сбоку; 1 — секция опалубки; 2 — самоходный агрегат; 3 — путе­ вая балка

на 20% (при действии каждого из этих факторов). Давление это, которое иногда доходит до 8 тс/ма, должно восприниматься опалуб­ кой при прогибах ее не более 2 мм. В ФРГ практикуют применение анкеров для закрепления опалубки к породе, считая, что 1 кг ра­ ботающих на растяжение анкеров заменяет 25 кг металла для уси­ ления опалубки, воспринимающей давление бетона.

§ 23. Совершенствование механизации подземных работ

Для возможности повышения эффективности подземных работ по сравнению с рассмотренной в § 21 и 22 схемах комплексной меха­ низации необходимо, наряду с определенными организационными

270

Рис. 123. Буровой агрегат си­

мероприятиями, осуществить переход на более совершенное обо­ рудование и применить средства автоматизации технологических процессов. Излагаемые ниже пути совершенствования механизации подземных работ, специфичные для выработок большого сечения, основаны как на проводимых в настоящее время исследованиях в Советском Союзе и за рубежом, так и на опыте применения в отдель­ ных странах машин и механизмов, обеспечивающих производитель­ ность большую, чем в рекомендованных выше комплексах.

Буровые работы. Заслуживают серьезного внимания и изучения последние работы шведской фирмы Атлас-Копко по созданию эконо­ мичной и эффективной системы «Промек», комплектующей стандарт­ ную серию буровых агрегатов. Система представляет собой шасси, установленное на раме модульного размера (в частности, на раме автосамосвала «Эвклид» грузоподъемностью 20 т или на тележке с гусеничным или рельсовым ходом), на которую монтируются от одного до семи гидравлических стреловидных манипуляторов с бурильными машинами, а также платформа для зарядки шпуров (рис. 123). Система «Промек» позволяет оперативно приспосабливать буровое оборудование для различных условий и проходить под­ земные выработки площадью поперечного сечения от 15 до 115 ма. Навесные гидравлические манипуляторы, оснащенные тяжелыми бурильными машинами, выпускаются различных типоразмеров.

На рис. 124 показана установка «Промек» с четырьмя навесными стреловидными манипуляторами массой по 1,9 т типа BUT-14, оснащенными мощными бурильными машинами при глубине бурения 4 м. Штангу можно наращивать для повышения глубины шпуров. Манипулятор BUT-14 имеет телескопическое устройство, позволя­ ющее удлинять его на 1,6 м.

271

Рис. 124. Буровой агрегат системы «Промен» в забое

Установки «Промек» с подобными съемными стрелами-манипу­ ляторами применены на многих подземных объектах. Фирмой АтласКопко к 1972 г. было изготовлено более 1000 таких стрел. Анало­ гичные навесные стрелы-манипуляторы изготавливают финская фирма Тамрок (MR-500, RP-625), французская фирма Секома и др.

Фирмами Тамрок, Атлас-Копко, Секома и другими разработаны

бурильной машины, замену промывки продувкой шпура и возвра­ щение бурильной машины в исходное положение.

В Криворожском горнорудном институте ведут работы по со­ зданию устройства программного управления бурильных машин

272

на установках СБУ и др. [37]. Это устройство позволяет автомати­ чески выполнить следующие операции:

подачу автоподатчика до упора в поверхность забоя; подачу бурильной машины к забою с автоматическим включением

шпура на заданную глубину с одновременным переключением авто­ податчика на уменьшенную скорость обратного хода;

выключение автоподатчика и бурильной машины при возвращении

еев исходное положение; выдачу сигнала об окончании цикла бурения шпура и серии

команд по перестановке манипулятора с бурильной машиной на шпур с другими координатами.

По подсчетам авторов устройства перевод буровой установки СБУ-2м на автоматическое управление сократит время вспомога­ тельных операций по манипулированию и управлению бурильными машинами на 35—40%, позволит строго выдержать паспорт буро­ взрывных работ и свести труд бурильщика к обязанностям оператора самоходной буровой установки. Испытание устройства было про­ ведено в 1969 г.

В Новочеркасском политехническом институте решена с приме­ нением ЭВМ задача расчета оптимальной последовательности бу­ рения шпуров установкой со стреловидными манипуляторами, ха­ рактеризующейся минимальными затратами времени на переста­ новку бурильных машин от шпура к шпуру [20]. Это решение по­ зволяет в принципе заложить в устройство по программному упра­ влению бурильных машин оптимальный путь обхода всех шпуров в процессе обуривания забоя. В области автоматизации бурения при проходке подземных выработок работают институты Гипрорудмаш,

Над автоматизацией процесса бурения и повышения его точности работает также ряд организаций в Швеции и ФРГ [94].

Проведенные работы позволяют, на наш взгляд, перейти к этапу создания полностью автоматизированной системы бурения шпуров в выработках большого поперечного сечения. Эта система должна включать программу составления паспортов буровзрывных работ на ЭВМ (см. рис. 99) с выдачей перфорированной карты-шаблона, которую в том или ином виде необходимо заклыдывать в устройство программного управления бурением. В результате процесс обури­ вания забоя с использованием самоходной установки со стреловид­ ными манипуляторами должен совершаться в основном без участия человека. Оператор при этом будет находиться в звуконепроницае­ мой кабине с кондиционированным климатом, в которую будет вынесен пульт управления буровой установкой.

Обратная связь — информация о результатах буровзрывных работ для оперативной корректировки паспортов — может быть получена автоматически с помощью устройства по типу, сконструи­ рованному в США в 1969 г. Это передвижное устройство позволяет фотографировать поперечное сечение туннеля и результаты переда­ вать на ЭВМ, которая сопоставляет фактические данные по сечению с проектными и определяет площадь выработки. При использовании подобного устройства результаты обработки на ЭВМ могут быть пе­ реданы в соответствующие блоки основной программы для составле­ ния паспортов буровзрывных работ с тем, чтобы в эту программу были внесены соответствующие исправления и откорректированный паспорт был применен для программного управления процессом обуривания забоя выработки.

Погрузочно-транспортные работы. Для отечественных выработок большого сечения наиболее перспективным направлением повыше­ ния производительности погрузочно-транспортных работ на данном этапе является изготовление более мощного оборудования, чем при­ меняемое в настоящее время. В частности, необходимо создать под­ земные экскаваторы с ковшами емкостью 2—3 м2. Целесообразно освоить изготовление тракторных погрузчиков с ковшами ем­ костью 2—4 м3 для работы на скальных грунтах. Необходим также выпуск более мощных, чем ПНБ-Зк, погрузочных машин непре­ рывного действия с нагребающими лапами, имеющих техническую производительность 6—10 м3/мин. Заслуживает внимания разрабо­ танная в Московском геологоразведочном институте конструкция машины для скальных пород с нагребающими лапами, в которой по­

шиной навесы горной массы.

Весьма перспективным представляется выпуск выносных пуль­ тов управления погрузочными машинами, что значительно повышает безопасность работ в забое и в местах различных пересечений круп­ ных выработок с примыкающими к ним туннелями. В Советском Союзе Криворожский завод горнорудного оборудования «Комму­ нист» с 1972 г. начал выпускать разработанную институтом Гипрорудмаш (г. Кривой Рог) погрузочную машину ПНБ-2к с парными нагребающими лапами с выносным пультом массой 4,7 кг, позволя­ ющим осуществлять дистанционное управление погрузкой. Инсти­ тутом Гипрорудмаш также разработана система дистанционного управления погрузочной машиной ПНБ-ЗД. Подобные выносные пульты серийно освоены для ряда доставочных и погрузочных машин и за рубежом, в частности фирмой Атлас-Копко в Швеции (рис. 125).

Учитывая возможное значительное повышение производитель­ ности погрузки породы, необходим выпуск более емких машин, чем самосвальный автопоезд МоАЗ-6401—9585 грузоподъемностью 20 т. Примером таких машин может служить шведский одноосный тягач с самосвальным полуприцепом «Кируна» К-250 грузоподъемностью 40 т, который по габаритам и условию разворота вполне подходит

274