ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 21.10.2024
Просмотров: 132
Скачиваний: 0
плитами или деревянными брусьями, прикрепленными к поясам, соединяющим шпунты друг с другом. В качестве материала для поясов применяют бывшие в употреблении шахтные рельсы, дву тавровое, тавровое, швеллерное и уголковое железо. Анкеровка шпунтов производится бывшими в употреблении экскаваторными подъемными канатами, забетонированными в скважины на глу бину, обеспечивающую надежное закрепление в массиве.
Расчет искусственных улавливающих берм, сводится к опреде лению необходимой площади поперечного сечения шпунта при заданном расстоянии между ними, нахождению минимальной не сущей способности тросового анкера, вычислению глубины задел ки шпунта и проверки несущей способности на изгиб поясов, соединяющих соседние шпунты. Условием устойчивости в послед нем случае является равенство изгибающего момента, действую щего на шпунт, моменту, который создает тросовый анкер.
Расчет производится по поперечным вертикальным разрезам, причем учитывается масса осыпавшейся породы, заключенной ме жду двумя соседними шпунтами. Расстояние между шпунтами
3—3,5 м.
Искомыми величинами при расчете являются необходимая не сущая способность тросовых тяжей и площадь поперечного сече ния шпунта.
При строительстве искусственных берм шпунты в скважинах располагают так, чтобы наибольший момент сопротивления из гибу рельса или двутавра совпадал с направлением изгибающего усилия. Одной из важнейших величин является также глубина заделки шпунта, которая определяется по двум условиям: 1) наи большие напряжения от действующих на шпунт нагрузок в месте
заделки не |
должны превышать сопротивление пород сжатию; |
2) арматура |
в скважине должна быть надежно закреплена. |
Строительство улавливающих или укрепленных берм необходи мо начинать до подхода рабочего уступа к предельному контуру борта карьера, не менее чем на 30—40 м.
Сначала бурят скважины диаметром 200—250 мм под шпун ты и диаметром 50—60 мм — для бетонирования в них тросовых тяжей. Затем устанавливают и бетонируют в скважинах шпунты
итяжи, приваривают к шпунтам пояса и производят затяжку про странства между шпунтами, деревянными брусьями и железобе тонными плитами. После спуска шпунтов в скважину, но до их цементации, производится предварительное обуривание и взрыва ние наклонных или вертикальных скважин (уменьшенной глубины
ималого диаметра) для создания отрезной щели; этим предотвра щается нарушение устойчивости искусственных и укрепленных берм при взрыве последней экскаваторной заходки вблизи пре дельного контура борта. Расстояние между шпунтами опреде ляется расчетным способом и в общем случае колеблется от 2,5
до 4 м.
Укрепление берм на подрезанных контактах производится бе
151
тонированием двутавров или рельсов тяжелого профиля в скважи нах диаметром 200—250 мм, пробуренных на расстоянии 6—8 м от нижней бровки вышележащего уступа. Когда борт сложен силь нотрещиноватыми породами, после спуска шпунтов в скважины целесообразно производить цементацию пород берм для предот вращения выпадания отдельных блоков.
На карьере «Каула» институтом ВНИМИ было рекомендовано, а институтом «Гипроникель» спроектировано искусственное укреп ление борта в лежачем боку для сохранения здания дробильной установки.
§ 9. т е х н и к а б е з о п а с н о с т и п р и у к р е п л е н и и о т к о с о в
Работы по укреплению откосов должны производиться по ут вержденным в установленном порядке проектам. При производ стве укрепительных работ необходимо, во-первых, руководство ваться «Едиными правилами безопасности при разработке место рождений полезных ископаемых открытым способом» [22], и, вовторых, правилами безопасности для соответствующих видов ра бот— строительных, монтажных, взрывных и пр.
Условием безопасности, которое соблюдается во всех случаях производства укрепительных работ, является достаточный запас устойчивости уступов. Наблюдения за деформациями бортов и уступов должны вестись в соответствии с «Инструкцией по наблю дениям за деформациями бортов, откосов уступов и отвалов» [27], утвержденной Госгортехнадзором СССР, а расчеты устойчивости
откосов — выполняться по |
методике, изложенной в приложении к |
|
этой инструкции. Участки, |
имеющие признаки |
развивающихся де |
формаций в виде трещин |
и смещений горных |
пород, относятся |
к опасным. Работы на них должны производиться с соблюдением специальных мер предосторожности, обеспечивающих безопасность людей и механизмов даже в случае обрушения неустойчивого уступа. К ним относятся: дистанционное управление механизмами, использование предохранительных поясов с канатами, закреплен
ными за надежную опору, |
и др. При работах в зонах возможных |
обвалов или провалов |
должны соблюдаться требования |
§ 47 ЕПБ [22]. |
|
Укрепление неустойчивых массивов в бортах карьеров жела тельно производить одновременно с ведением горных работ на данном горизонте. Такая технология производства работ обеспе чивает полную безопасность, так как борт укрепляется в то время, когда горные работы еще не приблизились к предельному контуру карьера на данном горизонте или же углубились на высоту одного уступа. Поэтому укрепительные работы должны включаться в об щий технологический комплекс. Это обеспечит как безопасность работ, так и максимальный экономический эффект от укрепления.
В отдельных случаях неизбежно возникает необходимость в укреплении участков бортов действующих карьеров. В связи с этим рассмотрим основные требования к безопасным условиям ведения
152
работ, которые должны соблюдаться при |
различных способах |
|
укрепления уступов. |
|
|
У к р е п л е н и е |
у с т у п о в ш т а н г а м и |
и г и б к и м и тро- |
с о в ыми т я жа м и . |
Штанги и гибкие тросовые тяжи устанавли |
|
ваются в скважины, пробуренные в уступе со стороны его откоса. Углы откосов уступов при этом достигают 70—75°. Поэтому ра боты ведутся с помощью специальных устройств:
а) подвесных люлек, спускаемых на поверхность откоса с верх ней площадки уступа, работающих по схеме «люлька под базой»; б) строительных машин с гидроподъемниками, работающих по
схеме «люлька над базой»; в) временных строительных лесов.
Непосредственно перед началом работ на уступе производится оборка козырьков и заколов, промывка поверхности откоса струей воды под давлением (ранее отмечалось, что уступы заоткашиваются наклонными скважинами).
В соответствии с «Едиными правилами безопасности при раз работке месторождений полезных ископаемых открытым способом» при работе на уступах с углами откосов более 35° необходимо пользоваться предохранительными поясами и канатами, закреп ленными за надежную опору. Испытания предохранительных поя сов и канатов должны производиться в соответствии с § 46 ЕПБ.
Специальные |
механизмы |
и приспособления (люльки, гидро |
||
подъемники, строительные леса и т. |
п.) и работа на них |
должны |
||
соответствовать требованиям СНиП III-A. П-62 «Техника безопас |
||||
ности в строительстве». |
|
|
|
|
У к р е п л е н и е у с т у п о в ж е л е з о б е т о н н ы м и с в а я м и |
||||
и шп о н а ми . |
Работы по укреплению производятся с |
рабочей |
||
площадки уступа, поэтому |
прежде |
всего принимаются |
меры, |
|
предотвращающие падение кусков породы с вышележащих усту пов. Производится оборка «козырьков», глыб и заколов в соответ ствии с требованиями § 28 и 43 ЕПБ. Рассстояние по горизонтали
между рабочими местами или |
механизмами укрепляемого и вы |
||
шележащего уступов |
должно |
составлять не менее 10 |
м (ЕПБ, |
§ 44). |
бурении скважин для установки свай рас |
||
Буровой станок при |
|||
полагается на спланированной |
площадке на безопасном |
расстоя |
|
нии от верхней бровки уступа. В необходимых случаях управление станком осуществляется дистанционно. Пробуренные скважины, во избежание их засорения, перекрываются пробками. При произ
водстве буровых работ |
на уступе |
необходимо руководствоваться |
§ 51—62 ЕПБ. |
скважины |
производится автомобильным |
Спуск арматуры в |
или железнодорожным кранами с удлиненной стрелой. Установка арматуры в скважинах и бетонные работы должны вестись в со ответствии со СНиП III-A и П-62 «Техника безопасности в строи
тельстве».
В отдельных случаях при укреплении уступов сваями и шпона
153
ми используется энергия взрыва. Для увеличения диаметра шпон производится прострелка скважин или же взрывание камуфлетных зарядов, длина которых соответствует высоте шпон. При ведении взрывных работ необходимо руководствоваться «Едиными прави лами безопасности при взрывных работах».
У к р е п л е н и е у с т у п о в п о д п о р н ы м и и з а щ и т н ы ми с т е н к а м и и к о н т р ф о р с а м и . Сооружение подпорных стен и контрфорсов часто ведется параллельно с выемкой горной массы. Чрезмерное опережение работ по выемке может способст вовать активизации оползня, а отставание — сдерживанию тем пов возведения поддерживающего сооружения. Поэтому необходи мо выдерживать оптимальный разрыв между этими работами. Оптимальным в данном случае называется такой разрыв, при ко тором обеспечивается взаимная безопасность рабочих мест (со блюдаются предусмотренные ЕПБ минимальные расстояния до работающих механизмов, условия безопасной погрузки и разгруз ки горных пород и пр.) и в то же время обеспечивается достаточ ный запас устойчивости подработанного в пределах длины раз рыва участка уступа.
При возведении поддерживающих сооружений необходимо со блюдать также все другие меры предосторожности, предусмотрен ные ЕПБ для работ на уступах. Кроме того, при отсыпке контр форсов должны выполняться предписанные § 79—81 ЕПБ (единые правила безопасности) для работ по отвалообразованию.
За оползневыми участками, подлежащими укреплению, уста навливается маркшейдерский контроль в соответствии с § 42 ЕПБ.
Опалубочные, арматурные и бетонные работы при возведении подпорных и защитных стен должны вестись в соответствии с гла вами СНиП Ш-А, П-62.
У с т р о й с т в о и з о л и р у ю щ и х п о к р ыт и й . Покрывая поверхности откосов изолирующими материалами, необходимо вы полнять все перечисленные ранее правила безопасности при рабо тах на уступах. Безопасные приемы работ непосредственно по покрытию поверхности откосов изложены в соответствующих гла вах СНиП III-A П-62 в зависимости от вида покрытия.
Глава V
ОПЫТ УКРЕПЛЕНИЯ ОТКОСОВ
§ 1. У К Р Е П Л Е Н И Е О Т К О С О В С В А Я М И С Ц Е М Е Н Т А Ц И Е Й П О Р О Д
Способ укрепления откосов железобетонными сваями с цемен тацией пород получил за последние годы наибольшее развитие на
карьерах нашей |
страны. |
Н а К у р г а |
ш и н к а н с к о м к а р ь е р е были проведены ра |
боты по искусственному укреплению ослабленных участков юж ного борта, сложенного сиенито-диоритами и их разновидностями. Уступы борта были ослаблены крупными тектоническими трещина ми, падающими в сторону выемки, а также пересекающимися тре щинами, ориентированными под острым углом к простиранию откосов. Кроме основных трещин наблюдалась и более частая трещиноватость; размеры блоков изменялись в пределах от 0,20X
Х 0 , 2 0 X 0 , 15 до 0,8 X 0 , 8 X 0 , 6 м.
Поверхности трещин в ожелезненных сиенито-диоритах покры ты гидроокислами железа, а на нарушенных, выветрелых участ ках, подвергшихся оталькованию, трещины заполнены глинкой трения. Однако при предварительном нагнетании воды первые довольно хорошо промываются, а вторые по протяжению участков встречаются сравнительно редко.
Укрепительная цементация участка откоса протяженностью 36 м и высотой 20 м (гор. 600— 200 м) производилась нагнетанием в породы цементного раствора под давлением до 15 кгс/см2 через скважины глубиной 20 м. Первоначально интервал между сква жинами был принят равным 6 м с последующей корректировкой этой величины в процессе пробных нагнетаний. Выбор интервала был сделан вполне удовлетворительно, так как зона влияния одной скважины частично перекрывалась зонами влияния двух соседних и в результате цементации был создан непрерывный участок уп
рочненных пород.
Для нагнетания раствора в массив был выбран зажимной спо соб подачи раствора в скважины. Давление при пробном нагнета нии воды составило 2—3 кгс/см2. На большей части участка пре обладала частая трещиноватость.
155
Бурение скважин производилось станком БМК-4 с диаметром долота 106 мм, смонтированным на специальной платформе.
Чтобы предотвратить разрушение устья скважины |
и падение |
|
обломков породы в нее, устье бетонировалось. |
Затем |
в скважину |
с помощью ручной лебедки грузоподъемностью |
5 т и копра опу |
|
скался инъектор с тампоном. Для приготовления цементного рас твора применяли две растворомешалки С-220А. Обе были уста новлены на специально изготовленном из шпал помосте и ориен тированы разгрузочными люками друг к другу, чтобы готовый раствор разгружать в один приемный бункер, встроенный в по мост.
Для подачи раствора был использован растворонасос диафрагмового типа С-317, который практически способен перекачивать как жидкие, так и густые растворы составов от 1:0:0,4 до 1: 1: 1 (цемент : песок : вода — по массе).
Раствор от насоса к скважине доставлялся с помощью гибкого резинового шланга диаметром 2", рассчитанного на рабочее дав ление до 15 кгс/см2. Первоначально были пробурены две скважи ны на расстоянии 6 м одна от другой. Затем в одну из них был спущен инъектор и начато пробное нагнетание воды для определе ния водопоглощения массива, промывки трещин, частичного уда ления заполняющего их материала и определения радиуса влияния одной скважины.
Глубина спуска инъектора была принята равной 10 м. Это объ ясняется тем, что уложить на берму тампонажную бетонную по
душку, обычно применяемую |
при |
строительстве |
электростанций |
||||||
и при проходке стволов шахт, |
обходилось слишком дорого (тампо |
||||||||
нажная подушка предохраняет от прорыва |
цементного |
раствора |
|||||||
на берму). |
|
|
глубина |
спуска |
инъектора |
была |
|||
В последующих скважинах |
|||||||||
уменьшена и в последней, пятой составила 2,5 м. |
|
|
водой. |
||||||
Перед |
нагнетанием цемента |
скважины |
промывались |
||||||
Общий |
объем пород, |
подвергнутых |
цементации, |
составил |
|||||
4 тыс. м3. |
Хорошее и выдержанное для всего участка водопогло- |
||||||||
щение свидетельствовало о |
равномерной |
трещиноватости |
пород. |
||||||
Общий объем трещин, составляющий примерно 2—4% от объема массива, равнялся приблизительно 120 м3. Объем образовавше гося в трещинах цементного камня составлял около 30 м3. Таким образом, 25% общего объема трещин было заполнено цементным камнем, благодаря чему прочность и устойчивость массива повы сились вследствие увеличения сцепления между блоками.
В табл. V.1 приведены основные данные по цементированию участка.
При выполнении работ по укреплению откосов было принято вертикальное расположение скважин. Этот выбор определен ти пом нагнетательного оборудования (инъектор с разжимным там поном), при использовании которого необходимо свободно подни-
156