RU2055207C1

RU2055207C1 - Method for creating vertical mining shafts

Info

Publication number: RU2055207C1
Application number: RU94006947A
Authority: RU
Inventors: А.Н. Воробьев; П.А. Шрайбер
Original assignee: Воробьев Анатолий Николаевич
Priority date: 1994-02-28
Filing date: 1994-02-28
Publication date: 1996-02-27

Abstract

FIELD: mining. SUBSTANCE: method for creating vertical mining shafts includes destroying and picking up rock to provide entry, setting movable concrete form, concrete slurry feed to beyond concrete form space, soaking concrete slurry up to solidification, concrete form tearing away from the concrete and carrying to the next entry. Concrete form is of changeable cross section with diameter increasing from up to down by 2/3 - 4/3 of thickness of timbering in upper portion of the entry. Upper external diameter of the piping is equal to clear diameter of shaft cross section. Concrete form top is installed over the bottom of the previous entry by 1/4 - 1/3, concreting this portion is made with overlapping concrete of adjoining entries to form internal steps over all perimeter of shaft cross section. Concrete form height is equal to the sum of the entry value and given overlapping. Reinforcing buntons are installed on concrete form steps. EFFECT: high productivity in working shaft. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к способам сооружения вертикальных шахтных стволов при их креплении монолитным бетоном. The invention relates to the mining industry, and in particular to methods of constructing vertical shaft shafts when they are secured with cast concrete.

Известен способ сооружения вертикальных шахтных стволов, включающий последовательную выемку породы, возведение временной крепи, устройство опорных венцов и возведение постоянной крепи из монолитного бетона на величину звена [1]
Недостатками данного способа являются большая трудоемкость работ, материалоемкость крепи и низкая скорость проходки шахтных стволов.A known method of constructing vertical shaft shafts, including sequential excavation of the rock, the construction of temporary supports, the installation of support crowns and the construction of permanent supports from monolithic concrete by the size of the link [1]
The disadvantages of this method are the high complexity of the work, the material consumption of the lining and the low speed of penetration of mine shafts.

Ближайшим по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому способу является способ сооружения вертикальных шахтных стволов, включающий разрушение и уборку породы на величину заходки, установку передвижной опалубки на сопряжении заходок, подачу бетонной смеси в заопалубочное пространство, выдержку бетонной смеси до ее затвердения, отрыв опалубки от бетона и ее передвижку на следующую заходку, а также включающем установку и закрепление в бетонной крепи с шагом по глубине расстрелов армировки ствола [2]
Недостатками данного способа являются излишняя материалоемкость крепи, образование технологических швов в местах сопряжения заходок, большая трудоемкость установки и закрепления расстрелов армировки ствола.The closest in technical essence and the achieved result to the proposed method is a method of constructing vertical shaft shafts, including the destruction and cleaning of the rock by the size of the insertion, the installation of mobile formwork at the interface of the insertions, the supply of concrete mix in the formwork space, the exposure of the concrete mixture to its hardening, the separation of formwork from concrete and its movement to the next run, as well as including installation and fastening in concrete lining with a step along the depth of the shots of the barrel reinforcement [2]
The disadvantages of this method are the excessive material consumption of the lining, the formation of technological seams in the places of pairing of calls, the great complexity of installing and securing shots of the barrel reinforcement.

Задачей изобретения является разработка эффективного способа сооружения вертикальных шахтных стволов, обеспечивающего снижение стоимости и увеличение скорости проходки. The objective of the invention is to develop an effective method for the construction of vertical shaft shafts, providing a reduction in cost and an increase in the speed of penetration.

Технический результат изобретения состоит в уменьшении на 20-30% материалоемкости возводимой крепи при сохранении ее необходимой несущей способности, ликвидации технологических швов в местах сопряжения заходок, а также в упрощении и ускорении установки и закрепления расстрелов армировки ствола. The technical result of the invention is to reduce by 20-30% of the material consumption of the erected lining while maintaining its necessary bearing capacity, eliminating technological seams in the places where the entries are connected, and also to simplify and accelerate the installation and fixing of shots of the barrel reinforcement.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе сооружения вертикальных шахтных стволов, включающем разрушение и уборку породы на величину заходки, установку передвижной опалубки на сопряжении заходок, подачу бетонной смеси в заопалубочное пространство, выдержку бетонной смеси до ее затвердения, отрыв опалубки от бетона и ее передвижку на следующую заходку, а также включающем установку и закрепление в бетонной крепи с шагом по глубине расстрелов армировки ствола, опалубку выполняют переменного сечения с увеличением диаметра сверху вниз на 2/3 4/3 толщины крепи в верхней части заходки, при этом верхний наружный диаметр опалубки принимают равным диаметру сечения ствола в свету, причем верх опалубки устанавливают выше низа крепи предыдущей заходки на 1/4 1/3 часть ее величины, а бетонирование этой части производят с нахлестом бетона смежных заходок с образованием внутренних уступов по всему периметру поперечного сечения ствола, при этом высоту опалубки принимают равной сумме величины заходки и данного нахлеста, а также тем, что расстрелы армировки ствола устанавливают и закрепляют на образующихся при бетонировании внутренних уступах. The essence of the invention lies in the fact that in the method of constructing vertical shaft shafts, including the destruction and cleaning of the rock by the size of the entry, the installation of mobile formwork at the interface of the entry, the supply of concrete mix in the formwork space, the exposure of the concrete mixture to its hardening, separation of the formwork from concrete and its shifting to the next run, as well as including installation and fastening in concrete support with a step along the depth of shots of the barrel reinforcement, the formwork is made of variable cross-section with increasing diameter xy down to 2/3 4/3 of the thickness of the lining in the upper part of the entry, while the upper outer diameter of the formwork is taken equal to the diameter of the trunk section in the light, and the top of the formwork is set 1/4 1/3 of its value above the bottom of the lining of the previous entry, and concreting this part is carried out with an overlap of concrete of adjacent approaches with the formation of internal ledges along the entire perimeter of the cross section of the barrel, while the height of the formwork is taken to be equal to the sum of the size of the entrance and this overlap, as well as the fact that the shots of the barrel reinforcement are set and fix on the internal ledges formed during concreting.

На фиг.1 показан ствол в процессе возведения монолитной бетонной крепи, продольный разрез; на фиг.2 установка и закрепление расстрелов армировки шахтного ствола. Figure 1 shows the trunk during the construction of a monolithic concrete lining, a longitudinal section; figure 2 installation and securing shots of reinforcement of the shaft shaft.

Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.

Проходка ствола производится буровзрывным способом. При этом сначала в соответствии с паспортом БВР бурятся шпуры, выполняется их заряжание и взрывание. Разрушение породы 1 происходит на величину заходки l_y (фиг.1).The barrel is drilled and blasted. In this case, first, in accordance with the BVR passport, bore holes are drilled, their loading and blasting are performed. The destruction of the rock 1 occurs on the value of the entry l _y (figure 1).

С предыдущей заходки опалубку 2 устанавливают на взорванную породу 1, выравнивают и центрируют. Опалубка является передвижной, например, подвешенной на канатах 3 специальной подъемной машины. По конструкции она может быть створчатой или секционной в зависимости от вида механизма отрыва от бетона. From the previous run, formwork 2 is installed on the blasted rock 1, aligned and centered. The formwork is mobile, for example, suspended on the ropes 3 of a special lifting machine. By design, it can be folding or sectional, depending on the type of separation mechanism from concrete.

Опалубку 2 выполняют переменного сечения, например, конической формы (фиг.1). При этом диаметр опалубки увеличивается сверху вниз на 2/3 4/3 толщины h крепи 4 в верхней части заходки. Данная толщина h крепи 4 равна проектной при ее постоянной толщине, определенной расчетом в соответствии с существующими нормативными документами. Formwork 2 perform a variable cross section, for example, a conical shape (figure 1). The diameter of the formwork increases from top to bottom by 2/3 4/3 of the thickness h of the lining 4 in the upper part of the entry. This thickness h of the lining 4 is equal to the design with its constant thickness, determined by calculation in accordance with existing regulatory documents.

В соответствии с этим толщина крепи каждой заходки будет уменьшаться от h в ее верхней части до 2/3 1/3 h в нижней. Возможность такого уменьшения доказана расчетом на основе моментной теории круговых цилиндрических оболочек, при этом несущая способность крепи равна несущей способности крепи постоянной толщины, а материалоемкость на 20-30% меньше. In accordance with this, the thickness of the lining of each sunset will decrease from h in its upper part to 2/3 1/3 h in the lower. The possibility of such a decrease was proved by calculation based on the moment theory of circular cylindrical shells, while the load-bearing capacity of the lining is equal to the bearing capacity of the lining of constant thickness, and the material consumption is 20-30% less.

Конкретная величина возможного уменьшения толщины крепи и величина заходки l_y определяются непосредственным расчетом в зависимости от горно-геологических условий, глубины ствола, технологии проходки.The specific value of a possible decrease in the thickness of the lining and the size of the entry l _{y are} determined by direct calculation depending on the geological conditions, the depth of the trunk, the technology of penetration.

Наружный диаметр D₁ опалубки 2 в ее верхней части принимают равным диаметру сечения ствола в свету D_св (фиг.1), поэтому диаметр опалубки 2 в ее нижней части равен D₂ D_св + (2/3 4/3) h.The outer diameter D _{1 of the} formwork 2 in its upper part is taken equal to the diameter of the trunk section in the light D _St (Fig. 1), therefore, the diameter of the formwork 2 in its lower part is equal to D ₂ D _St + (2/3 4/3) h.

Верх опалубки 2 устанавливают выше низа крепи 4 предыдущей заходки на 1/4 1/3 часть ее величины l_у, а бетонирование в данной части производят с нахлестом бетона смежных заходок с образованием внутренних уступов 5 по всему периметру поперечного сечения ствола. Величина нахлеста в 1/4 1/3 часть величины l_у заходки принята из условия обеспечения достаточной надежности заделки крепи предыдущей заходки в крепь последующей, что важно для выполнения условия пространственной работы крепи. Кроме этого, данный нахлест ликвидирует открытые технологические швы, неизбежно возникающие при сопряжении смежных заходок, которые ослабляют и разгерметизируют конструкцию крепи при обычной технологии производства работ.The top of the formwork 2 is installed above the bottom of the support 4 of the previous run by 1/4 1/3 of its value l _y , and concreting in this part is carried out with an overlap of concrete of adjacent runways with the formation of internal ledges 5 around the entire perimeter of the cross section of the trunk. The overlap value of 1/4 1/3 of the value of l _{at the} entry is taken from the condition of ensuring sufficient reliability of the incorporation of the support of the previous entry into the support of the next, which is important for fulfilling the conditions for the spatial operation of the support. In addition, this overlap eliminates open technological seams that inevitably arise when pairing adjacent passages, which weaken and depressurize the lining structure with the usual technology of work.

Для обеспечения величины l_y заходки, определяемой как расстояние между уступами 5 или нижними концами 6 крепи 4 заходок (фиг.1) высоту опалубки 2 l_оп (фиг. 1) принимают равной сумме величины заходки и величины нахлеста в 1/4 1/3 часть l_y, т.е. она равна
l_оп (5/4 4/3)l_у.To ensure the value l _{y of the} entry, defined as the distance between the ledges 5 or the lower ends 6 of the lining 4 of the entry (Fig. 1) the height of the formwork 2 l _op (Fig. 1) is taken equal to the sum of the size of the entry and the overlap in 1/4 1/3 part l _y , i.e. she is equal
l _op (5/4 4/3) l _y

Технология бетонирования не отличается от общепринятой, при этом бетонная смесь 7 может, например, подаваться в заопалубочное пространство 8 по трубам 9 и гибким рукавам 10. Укладку бетонной смеси 7, включая ее вибрирование, осуществляют до полного заполнения заопалубочного пространства 8 с образованием внутренних уступов 5. The concreting technology does not differ from the generally accepted one, while the concrete mixture 7 can, for example, be fed into the formwork space 8 through pipes 9 and flexible arms 10. The concrete mixture 7, including its vibration, is laid until the formwork space 8 is completely filled with the formation of internal ledges 5 .

После укладки бетонной смеси 7 производят ее выдержку до затвердения и набора начальной прочности. Время выдержки определяется продолжительностью остальных проходческих процессов цикла, выполняемых последовательно с процессом бетонирования. Для ускорения охватывания целесообразно применение различных добавок либо быстротвердеющих цементов. After laying the concrete mixture 7 produce its exposure to hardening and a set of initial strength. The exposure time is determined by the duration of the remaining sinking processes of the cycle, performed sequentially with the concreting process. To accelerate the coverage, it is advisable to use various additives or quick-hardening cements.

Одновременно с процессом бетонирования при наличии поддонов в нижнем торце опалубки либо последовательно с данным процессом осуществляют уборку породы 1 (не показано). Simultaneously with the concreting process, in the presence of pallets in the lower end of the formwork, or in series with this process, the rock 1 is cleaned (not shown).

После уборки породы производят бурение шпуров новой заходки, заряжание, взрывание и процессы повторяют. After the rock is harvested, holes are drilled for a new entry, loading, blasting and the processes are repeated.

Одновременно с проходкой либо после проходки и крепления шахтного ствола, когда это предусмотрено проектом, выполняют работы по его армировке. При этом работы по армировке начинают с установки расстрелов 11 (фиг.2). Along with the sinking or after sinking and mounting the shaft shaft, when it is stipulated by the project, work on its reinforcement is performed. In this case, the reinforcement work begins with the installation of executions 11 (figure 2).

В соответствии с данным способом расстрелы 11 устанавливают на уступах 5, что значительно проще, быстрее и безопаснее, чем их заделка в лунках или на кронштейнах. In accordance with this method, executions 11 are mounted on ledges 5, which is much simpler, faster, and safer than sealing them in holes or on brackets.

Кроме того схема расположения расстелов может быть любая, так как уступы 5 выполняются по всему периметру поперечного сечения ствола. In addition, the layout of the spreads can be any, since the ledges 5 are performed along the entire perimeter of the cross section of the trunk.

Для надежного закрепления расстрелов 11 на уступах 5 можно использовать приваренные к торцам расстрелов 11 кронштейны 12 в виде, например, соответствующих планок и анкеров 13. To securely secure the shots 11 on the ledges 5, it is possible to use brackets 12 welded to the ends of the shots 11 in the form, for example, of the corresponding slats and anchors 13.

Для расположения расстрелов 11 на уступах 5 величину l_y заходки увязывают с шагом l_a установки расстрелов (фиг.2).For the location of the executions 11 on the ledges 5, the value l _{y of the} entry is linked with the step l _{a of the} installation of executions (figure 2).

Claims

1. СПОСОБ СООРУЖЕНИЯ ВЕРТИКАЛЬНЫХ ШАХТНЫХ СТВОЛОВ, включающий разрушение и уборку породы на величину заходки, установку передвижной опалубки на сопряжении заходок, подачу бетонной смеси в заопалубочное пространство, выдержку бетонной смеси до ее затвердения, отрыв опалубки от бетона и ее перемещение на следующую заходку, отличающийся тем, что опалубку выполняют переменного сечения с увеличением диаметра сверху вниз 2/3 - 4/3 толщины крепи в верхней части заходки, при этом верхний наружный диаметр опалубки принимают равным диаметру сечения ствола в свету, причем верх опалубки устанавливают выше низа предыдущей заходки на 1/4 - 1/3 часть ее величины, а бетонирование этой части производят с нахлестом бетона смежных заходок с образованием внутренних уступов по всему периметру поперечного сечения ствола, при этом высоту опалубки принимают равной сумме величины заходки и данного нахлеста. 1. METHOD FOR STRUCTURING VERTICAL SHAFT SHAWS, including breaking and cleaning the rock by the size of the drill, installing mobile formwork at the interface of the drilling, concrete supply to the formwork space, holding the concrete mixture until it hardens, separation of the formwork from concrete and its movement to the next drill, the fact that the formwork is made of variable cross-section with an increase in diameter from top to bottom 2/3 - 4/3 of the thickness of the lining in the upper part of the entry, while the upper outer diameter of the formwork is taken equal to the diameter of the cross-section the trunk in the light, and the top of the formwork is set 1/4 - 1/3 of its size above the bottom of the previous run, and concreting of this part is carried out with an overlap of concrete of adjacent runways with the formation of internal ledges along the entire perimeter of the cross section of the trunk, while the height of the formwork is taken equal to the sum of the entry and this overlap.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что он включает установку и закрепление в бетонной крепи с шагом по глубине расстрелов армировки ствола, при этом расстрелы устанавливают и закрепляют на образующихся при бетонировании внутренних уступах. 2. The method according to claim 1, characterized in that it includes installation and fastening in concrete lining with a step in depth of the shots of the barrel reinforcement, while the shootings are installed and fixed on the inner ledges formed during concreting.