Файл: Фисенко, Г. Л. Укрепление откосов в карьерах.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 21.10.2024

Просмотров: 148

Скачиваний: 0

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

обрушения Р =10 000 г. Принимаем расчетный коэффициент устой­ чивости Пр= 1,5.

Укрепление производится гибкими тросовыми тяжами, которые устанавливаются под углом е= 0° к горизонту (или ср=|3 = 50о к поверхности скольжения). Расчетная схема аналогична изображен­

 

ной на рис.

IV.4 при е = 0.

 

Полное

давление

горных

В

пород на

всем укрепляемом

 

участке определим по формуле

 

(111.29). Используем

графики

х

рис. III.14:

 

 

F = Pg — k'nS _

со

10 000-0,78 -3 -200 = 1665 тс. 1,085

 

Необходимое

число тросовых

 

тяжей с несущей способностью

 

одного тяжа 50 тс будет

Рис. IV.4. Схема взаимодейст-

т 1665

^ 3 4 шт.

вия сил в укрепленном уступе

50

 

Исследуем функцию F = f(cр) в пределах 0 ^ ф ^ 9 0 °, что равно­ сильно изменению угла наклона тросовых тяжей к поверхности скольжения. Так как остальные величины остаются постоянными, будет меняться знаменатель приведенной выше формулы и сила F. Все расчеты сведем в таблицу (табл. IV. 3).

 

 

Т а б л и ц а

IV.3

8, градус

градус

(0

F , тс

—50

0

1,0

1800

- 2 0

30

1,15

1560

0

50

1,08

1665

+20

70

0,88

2050

+40

90

0,58

3100

Построив график исследуемой функции (рис. IV. 5), зидим, что наименьшее значение силы ожидаемого давления горных пород со­ ответствует значениям 0°<ф<60° (или —40°<е< +10°).

Наиболее экономичным углом наклона конструкций, получен­ ным с учетом эффективности укрепления откоса, объема бурения и расхода материалов, является угол ф= 45° + р/2. Для большинст­ ва скальных и полускальных пород угол трения р' в ослабленной зоне составляет 20—30°. Это значение угла соответствует ф= 55+ -4“60°, т. е. находится вблизи области оптимальных значений для рассматриваемого случая (рис. IV.5).

108


При укреплении уступов штанговой крепью и гибкими тросо­ выми тяжами необходимо, чтобы они располагались в той же вертикальной плоскости, в которой действует усилие, сдвигающее блок. При применении штанг с предварительным напряжением от­

клонение оси штанги от этой

 

 

 

 

 

 

плоскости

приводит

к возник­

/Гтс

 

 

 

 

 

новению

таких усилий, кото­

 

 

 

 

 

рые

или

ухудшают

устойчи­

зооо

*

 

 

м

 

вость

участка

или

снижают

 

 

 

V ) /

J

 

Область оптимальных

У

эффект

укрепления.

На

2000

'— ,

значений

 

1

рис. IV.6 показан план участ­

\

 

 

1

ка автомобильной дороги, под­

1000

 

 

 

 

!

резанного поверхностью сколь­

 

 

'

 

 

 

 

 

жения.

При

неправильной

 

 

в

 

I

установке

напряженной

штан­

 

 

_____1

L

ги усилие, передаваемое на

о

30

 

50

 

70

У>°

подрезанный блок,

направлено

Рис. IV.5. График, .зависимости силы

под углом к срезающему уси­

необходимого

начального

натяжения

лию. В данном случае состав­

анкера от угла.его наклона к поверх­

ляющая напряжения

 

штанги,

 

ности скольжения

 

 

направленная по

касательной

выполняет, никййой

полезной

ра­

к поверхности

скольжения, не

боты.

 

 

 

 

 

 

 

р а б о т . '

Работы по укреп­

Т е х н о л о г и я п р о и з в о д с т в а

 

 

 

 

 

 

 

 

лению

откосов

штангами

 

 

 

 

 

С хем а

 

, и гибкими тросовыми тя­

 

 

 

 

 

 

 

 

жами выполняются' в сле­

 

 

 

 

 

 

 

 

дующей

последователь­

 

 

 

 

 

 

 

 

ности:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

подготовка

поверхно­

 

 

 

 

 

 

 

 

сти откоса, оборка зако­

 

 

 

 

 

 

 

 

лов и промывка ее струей

 

 

 

 

 

 

 

 

воды; бурение сква!жин

 

 

 

 

 

 

 

 

для

установки

штанг или

 

 

 

 

 

 

 

 

тросовых тяжей с подвес­

 

 

 

 

 

 

 

 

ной

люльки

или

специ­

 

 

 

 

 

 

 

 

ального самородного пол­

Рис. IV.6. Правильная (2) и неправильная

ка;

бетонирование замков

(1)

ориентация

анкеров

относительно по­

конструкций

или

полно­

верхности сдвига

на

закруглениях берм:

стью скважин после уста­

Q — усилие,

передаваемое

напряженной

штангой

на

подрезанный

блок;

N и Т— соответственно

новки

в

них

штанг;

за­

нормальная

и касательная

составляющие уси­

тяжка

поверхности

отко­

 

 

 

лия

О.

 

 

тами

или

навеска

арматурной

 

са железобетонными

пли­

сетки для покрытия

торкрет-бето­

ном; установка шайб и натяжение конструкций

(для конструкций,

устанавливаемых

с начальным

натяжением,

при укреплении

тро­

сами натяжение является обязательным); покрытие торкрет-бето­ ном всей поверхности откоса или между плитами.

109


Последний пункт относится к откосам, сложенным интенсивно выветривающимися породами. Если породы слабо подвержены вы­ ветриванию и осыпанию, достаточно устройства опорных плит не­ посредственно в местах установки конструкций.

Для производства работ по укреплению откоса необходимы приспособления и механизмы, позволяющие удержать на откосе рабочую платформу с людьми и оборудованием при высоте усту­ пов 12—24 м. Для этого можно использовать некоторые из суще­ ствующих горных и строительных машин. Для производства ра­ бот на высоте до 14 м могут быть рекомендованы самоходный по­ лок СП-12, гидроподъемник Ш2СВ-14 и гидроподъемник на базе автомобиля ЗИЛ-130 с максимальным вылетом люлек 9 м. Гидро­

подъемник Ш2СВ-18 позволяет

производить

работы

на

высоте

18 м, а подъемник ТГП-24, сконструированный

на базе трактора

С-100, — па высоте 24 м.

 

 

 

 

Перечисленные механизмы,

сконструированные

по

схеме

«люлька над базой», имеют ограниченную сферу действия, причем высота подъема люльки по откосу не превышает 24 м. В условиях открытых горных работ необходимо ориентироваться на макси­ мальную высоту уступа 40—50 м. Этому требованию удовлетво­ ряет схема «люлька ниже базы», которая позволяет работать на откосах практически любой высоты.

Наиболее простым и надежным механизмом для этих целей яв­ ляется ручная лебедка. При работе на откосе она либо надежно закрепляется на берме, либо монтируется на достаточно тяжелой мобильной базе (например, на тракторе). Со стороны,обращенной к откосу, на раме лебедки укрепляется блок, через который пере­ брасывается тяговый трос. Люлька должна быть достаточно проч­ ной н мобильной и весить не более 0,5 тс (с двумя бурильщиками и оборудованием).

Работы по укреплению откосов штангами, а также торкретиро­ вание можно выполнять с легкой переносной люльки, сваренной из уголкового железа. Масса такой люльки не превышает 40 кг, так что ее легко можно передвигать по откосу из одного рабочего положения в другое. Для обеспечения безопасности рабочего, заня­ того на бурении скважин и установке штанг, пользуются спаса­ тельным поясом, прикрепленным с помощью каната к специаль­ ному анкеру на берме.

Подача цементно-песчаного раствора к забою скважины осуще­ ствляется несколькими способами. При использовании жидкого раствора, в случае нисходящих скважин, его можно свободно зали­ вать в скважины, а при густом цементно-песчаном тесте комья легко скатываются к забою под действием собственной тяжести, после чего тесто слегка утрамбовывается специальным досыльником. Для горизонтальных и восходящих скважин можно также ре­ комендовать сборный досыльник, которым удобно пользоваться при небольшом числе штанг.

Если объем работ по укреплению велик, целесообразно исполь-

110



зовать специальный аппарат для подачи цементного раствора в

•скважины. Примером такого устройства может служить аппарат

конструкции инженеров Н. Д. Лившица,

А. И. Липового

и

В. П. Иванова (Миргалимсайский рудник),

представленный

на

рис. IV. 7. Аппарат загружается цементным раствором состава 1 : 3; ■сверху в него вставляется поршень. Затем аппарат закрывается

крышкой

и подключается

 

 

 

 

 

 

 

 

к компрессору или к ма­

 

 

 

 

 

 

 

 

гистрали

сжатого

возду­

 

 

 

 

 

 

 

 

ха.

Нагнетательная труба

 

 

 

 

 

 

 

 

вставляется

в

шпур

до

 

 

 

 

 

 

 

 

упора, после чего двуххо­

 

 

 

 

 

 

 

 

довым

краном

 

откры­

 

 

 

 

 

 

 

 

вается

доступ

сжатого

 

 

 

 

 

 

 

 

воздуха в цилиндр аппа­

 

 

 

 

 

 

 

 

рата. Цементный раствор,

 

 

 

 

 

 

 

 

заполняя шпур, вытес­

 

 

 

 

 

 

 

 

няет из него нагнетатель­

 

 

 

 

 

 

 

 

ную трубу, после чего ма­

 

 

 

 

 

 

 

 

гистраль сжатого воздуха

 

 

 

 

 

 

 

 

перекрывается, а остав­

 

 

 

 

 

 

 

 

шийся в

аппарате

воздух

 

 

 

 

 

 

 

 

выпускается

через

кран.

 

 

 

 

 

 

 

 

По

тому же

принципу

 

 

 

 

 

 

 

 

действуют

и другие

ти­

 

 

 

 

 

 

 

 

пы

растворонагревателей

 

 

 

 

 

 

 

 

(конструкции

НИГРИ,

Р и с . IV .7.

А п п а р а т

д л я

н агн ет ан и я

р а с т в о ­

Вишневогорского

рудни­

 

 

ра

в ш пуры :

 

 

J — вертлюг;

2 — шарнир:

3 — резиновая

проклад­

ка,

Советского

рудника

ка;

-/ — трехходовой

кран;

5 —крышка; 6 — конус­

и др.).

 

 

 

 

 

ный

поршень; 7 —цилиндр; 8 — быстроразъемные

 

цементного

соединения;

9 — резиновый

шланг;

10 — нагнета­

 

Подачу

 

тельная

труба;

11— насадка

 

раствора

можно

осущест­

 

 

 

например

нагнетателем

влять ручными

растворонагнетателями,

конструкции

ЛГИ

(Ленинградский горный

институт)

или ручным

пневматическим растворонагнетателем-шприцем, сконструирован­ ным на руднике «Советский».

В качестве материала для изготовления штанг обычно исполь­ зуют арматуру периодического профиля из сталей классов A-1-yA-IV (диаметр устанавливается по ГОСТ 5781—61).

Материалом для изготовления гибких тросовых тяжей может служить бывший в употреблении экскаваторный стальной канат диаметром 37—39 мм и более.

Перед вводом в скважину конец каната распускается на длину замковой части, затем заделывается быстротвердеюшим цемент­ ным раствором. Противоположный конец троса вводится в другую скважину, а образовавшаяся петля служит для натяжения обоих тросов одновременно. При укреплении отдельными тросами сво­ бодный конец снабжается бетонным оголовком, позволяющим пос­