Файл: Бетонная крепь, технология и механизация ее возведения..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 18.10.2024

Просмотров: 82

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

специальный приемный сосуд; третью спускали

дозами

по 1 0 — 2 0 л.

Эта часть укладывалась в сосуде

слоями

толщиной 1 0 — 2 0 см. Одновременно определяли

осадку

конуса

бетонной смеси в стволе и на поверхности.

При

проведении экспериментов

изучали

влияние на

расслаивание

объемного веса

крупного

заполнителя

(табл.

1 8 ) , крупности щебня,

водоцементного

отноше­

ния; возможность восстановления

однородности бетон­

ной смеси; степень изменения подвижности бетонной сме­

си,

прошедшей

бетонопровод;

влияние

гасителя ско­

рости.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

18.

Объемный

вес испытываемых

составов

бетонной

 

 

 

 

 

 

 

смеси

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Объемный

 

Разность объем­

 

 

 

 

Материалы

 

 

 

вес,

 

ного веса щебня и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т\мъ

 

раствора, T\MS

Щебень из гранита

 

 

 

 

2,6

 

0,6

 

Щебень из железистого кварцита

 

 

3,2

 

 

1,2

Щебень

из

отвального

доменного

 

 

 

 

 

шлака

 

 

 

 

 

 

2,12

 

0,12

 

Раствор (цемент,

песок и вода)

 

 

2,0

 

 

 

Данные

табл. І 8 показывают,

что сила,

расслаиваю­

щая

бетонную

смесь

при

использовании

железистого

кварцита ( т щ

— т р = 1 , 2 Т/м3),

в 2 раза

больше, чем при

наличии

в смеси

гранитного

 

щебня ( Т щ — 7 Р = 0 , 6

Т/м3), и

почти

отсутствует в случае

приготовления

бетона

на от­

вальных

доменных шлаках,

 

объемный

вес которых та­

кой

же, как у раствора.

 

 

 

 

 

 

 

 

Это явление

хорошо заметно на трех образцах

бетон­

ной

смеси

(рис. 1 8 ) , каждый

из которых приготовлен на

крупных

заполнителях

( 2 0 — 4 0 мм), но с разным

объем­

ным весом: из доменного шлака

(а), где никакого рас­

слаивания

не наблюдается;

из гранитного щебня

(б) —

расслаивание

заметно;

из железистого

кварцита

(в) —

с явным

расслоением

смеси. Эти смеси

были

опущены

порцией

8 0 — 1 0 0

л в трубопровод

высотой 4 5 0 м с гаси­

телем

скорости на конце.

 

 

 

 

 

 

 

 

В

большей

степени, чем объемный вес крупного за­

полнителя,

на

расслаивание

 

смеси влияет

размер щеб­

ня. Как

и предполагалось,

при

уменьшении

диаметра

92


та• 12—15 мм. При отвальных доменных шлаках круп­ ность может быть увеличена до 40—50 мм;

максимальное значение водоцементного отношения не должно превышать 0,60. Допустимая осадка конуса в момент загрузки бетонной смеси в трубопровод 9—11 см. Подвижность смесей на разгрузочном конце трубы при спуске на глубину до 500—600 м снижается на 2—4 см, однако видимого изменения прочности бетона при этом не наблюдается;

при подаче бетонной смеси в приемный сосуд неболь­ шими порциями происходит ее перемешивание с ранее уложенной смесью и восстановление однородности, даже если и произошло некоторое расслаивание при спуске по трубам;

гаситель на конце трубопровода необходим только для снижения скорости смеси при выходе из бетонопровода и не предотвращает ее расслаивания.

При внедрении способа подачи бетонных смесей в шахту по трубам производственники встретились с ря­ дом мало изученных вопросов, к числу которых отно­ сится и характер движения смеси. Исследование этого процесса было необходимо для решения вопроса о ко­ личестве, месте установки гасителей скорости в ставе труб и о расчете конструкции гасителя.

Исследования движения бетонных смесей по верти­ кальным трубопроводам позволили установить, что бе­ тонная смесь, обычно применяющаяся для спуска по вертикальным трубам (с водоцементным отношением 0,55—0,60 и осадкой конуса 9—11 см, приготовленная на крупном заполнителе 5—40 мм), при спуске по трубо­ проводу за короткий отрезок времени (около 4 сек) приобретает постоянную скорость примерно 35 місек. До установления постоянной скорости смесь успевает прой­ ти путь 50—80 м. Поскольку с глубины 50—80 м смесь движется с постоянной скоростью, нет необходимости устанавливать промежуточные гасители. Гаситель ско­ рости, установленный в начале проходки ствола, с уве­ личением глубины доставки бетонной смеси не требует никаких конструктивных изменений.

Во время движения в трубопроводе бетонная смесь расчленяется на отдельные порции, не расслаиваясь внутри каждой порции на компоненты. По ориентировоч­ ному подсчету вес такой порции составляет 15—20 кГ,

96


или 6—8 л. Благодаря небольшому объему порции даже при расслаивании в момент падения смеси в приемный сосуд или за опалубку происходит ее вторичное пере­ мешивание с ранее уложенной смесью и восстановление однородности. Отсюда следует, что опасность расслаива­ ния часто значительно преувеличивается.

Опалубки для возведения крепи ствола

Для крепления стволов бетоном применяют сборноразборные стационарные и передвижные металлические опалубки. Основное преимущество стационарных опалу­ бок заключается в том, что бетон может в них находить­ ся длительное время, необходимое для его окончатель­

ного твердения. Кроме

того,

при возведении бетонной

крепи вблизи забоя такая опалубка предохраняет

бетон

от действия взрывной

волны.

Недостатки

этих

опалу­

бок — большая

трудоемкость

установки и снятия,

значи­

тельный расход

металла,

затруднения,

возникающие

при креплении ствола

сверху

вниз.

 

 

Решающим фактором в обеспечении высоких скоро­ стей сооружения стволов и повышении производительно­ сти труда проходчиков явилось применение в стволах пе­ редвижных металлических опалубок и спуск бетонной смеси по трубам. Это позволило коренным образом изме­ нить технологию работ, так как отпала необходимость в устройстве опорных венцов и возведении временной кре­ пи. Значительно снизилась трудоемкость и стоимость ра­ бот.

В отечественной практике строительства стволов шахт за последние годы испытано более '20 видов передвиж­ ных опалубок различных конструкций, -которые можно систематизировать следующим образом [5; 19].

По конструкции

створчатая;

секционная;

цанговая; опалубка со щитом-полком; полок—опалубка.

 

По способу устройства пикотажной перемычки

 

Опалубка без поддона:

 

 

устанавливаемая на взорванную

породу;

7.

121

97


прикрепляемая к проходческому подвесному полку. Опалубка с поддоном:

поддон жестко прикреплен к опалубке; поддон жестко прикреплен к опалубке, но кожух ее может не­

много перемещаться (регулируемый); поддон с независимой подвеской.

По способу подвески опалубки

опалубка подвешена к проходческому полку; опалубка подвешена на канатах специальных лебедок;

шагающая опалубка без подвески на канатах проходческих лебедок.

При сооружении вертикальных стволов ныне приме­ няют в основном два вида передвижных опалубок: створ­ чатую и секционную. Они относительно невысокой удель­ ной металлоемкости, конструктивно просты и удобны в эксплуатации. С их помощью были достигнуты самые высокие скорости сооружения вертикальных стволов.

Створчатая опалубка, конструкция которой разрабо­ тана ЦНИИподземмашем (рис. 22), состоит из несу-

Рис. 22. Металлическая створчатая опалубка:

/ — каркас; 2 — опалубка; 3 — карманы для подачи бетона

98

щето каркаса и створок из листовой стали. Каркас смон­ тирован из нижнего и верхнего колец, соединенных меж­ ду собой стойками. Цилиндрическая обечайка состоит из 12—18 створок высотою 2—5 м, выполняющих роль опалубки. На каждую стойку шарнирно навешиваются две металлические створки. В рабочем положении створ­ ки запираются при помощи двух накладных защелок и распорного клина. После окончания бетонирования и набора бетоном необходимой прочности створки опа­ лубки отрываются от бетона внутрь ствола. При этом на­ ружный диаметр опалубки уменьшается на 100—120 мм. Это дает возможность переместить ее на новую заходку для бетонирования.

Первые секционные опалубки были разработаны в 1958—1960 гг. в тресте «Кривбассшахтопроходка»- Сек­ ционная опалубка представляет собою набор секций из листового железа толщиною 4—8 мм, усиленных угол­ ками (рис. 23). Секции на специальных кронштейнах подвешивают к жесткому каркасу, состоящему из двух

Рис.

23. Секционная подвесная опалубка:

—>

; — секции

опалубки; 2 — клиновая вставка; 3 — винто­

 

вая стяжка; 4 — поддон

J

99


металлических швеллерных колец, скрепленных между собой стойками. К жесткому каркасу крепят канаты про­ ходческих лебедок, установленных на поверхности. Сек­ ции, выполняющие роль опалубки, отрывают от бетона двумя парами стяжных болтов.

Секционную опалубку, как и створчатую, можно для бетонирования устанавливать непосредственно на взо­ рванную породу. В этом случае уборку породы можно начинать только тогда, когда первый слой бетона схва­ тится и затвердеет. Нижний обрез бетонного кольца в этом случае получается неровным и повреждается взрыв­ ными работами. Для совмещения работ по уборке по­ роды и возведению бетонной крепи разработана конст­ рукция специального поддона, который крепится к кар­ касу опалубки жесткой связью. Перед началом крепле­

ния секционную опалубку

специальными

отжимными

Еинтами

приподнимают на

100—200 мм и

отрывают от

поддона.

В щель, образовавшуюся между

поддоном и

опалубкой, устанавливают веер деревянного настила, ко­ торый создает пикотажную перемычку. По окончании бетонирования опалубку опускают, поддон с настилом отрывают от бетона, а доски настила извлекают.

Данные, характеризующие основные технические па­ раметры передвижных металлических опалубок различ­ ных конструкций, приведены в табл. 19.

Створчатая и секционная металлические опалубки применяются при разных горно-геологических условиях. Створчатые опалубки конструктивно сложнее, обладают

более

высокой удельной металлоемкостью

по сравнению

с секционными. Их обслуживание требует

больших за­

трат

труда и связано с дополнительным простоем забоя

ствола. В то же время они позволяют точнее выдержи­ вать сечение ствола в свету на протяжении всего перио­ да проходки. Секционные опалубки к концу сооружения ствола приобретают эллиптичность, что обусловлено на­ личием остаточных деформаций за счет многократного сжатия и разжатия. Однако секционные опалубки в силу своих конструктивных особенностей менее подвержены воздействию взрывных нагрузок, что особенно важно в условиях скальных пород. В связи с этим створчатые опалубки широко применяются в относительно слабых породах (Донбасс, Караганда), а секционные — в креп­ ких породах (Кривбасс, Алтай и др.). В последнее вре-

100