28. Технология строительства тоннелей уступным способом.

Способ применяют при сооружении тоннелей, площадью сечения более 120 - 130 м2 и высотой более 10 м преимущественно в крепких скальных породах. Отличие уступного способа от способа сплошного забоя состоит в разделении сечения тоннеля на две части, каждую из которых разрабатывают своим забоем на различных высотных отметках и в разное время.

Существует два варианта уступного способа: верхний и нижний.

• Вариант верхнего уступа. Разрабатывается нижняя часть сечения, а затем, с некоторым отставанием ведется разработка верхнего уступа. Вариант имеет ряд технологических недостатков и применяется редко.

• Вариант нижнего уступа. Этот вариант широко распространен в практике тоннелестроения, особенно для тоннелей большого сечения и высоты. Сначала разрабатывают верхнюю часть сечения, а затем, с отставанием, ведут разработку нижнего сечения.

Способ нижнего уступа

При сооружении тоннеля способом нижнего уступа сначала разрабатывают верхнюю часть сечения - калотту. Разработка калотты ведется способом сплошного забоя. Высоту калотты назначают не менее 4 м, исходя из условий размещения по высоте проходческого оборудования. Далее осуществляют бетонирование (арочная крепь, набрызгбетон) в зависимости от проекта и условий в которых сооружается тоннель.

После разработки и бетонирования калотты разрабатывают штроссу с отставанием у стен выработки берм, ширина которых определяется давлением свода на грунт. Далее в шахматном порядке разрабатывают боковые части штроссы и бетонируют в них стены.

5. Классификация вертикальных шахтных стволов по глубине.

Глубина стволов зависит от глубины разработки полезного ископаемого

и схем вскрытия шахтного поля.

Стволы по глубине классифицируют на неглубокие – до 300 м, средней

глубины 300-700 м и глубокие – более 700 м.

Из общего числа сооружавшихся стволов в б. СССР в 1990 году неглубокие составляли 19%, средней глубины – 44%, глубокие - 37%.

Средняя глубина проходимых стволов в угольной промышленности со-

ставила 648 м, в горнорудной – 596 м, горно-химической – 396 м.

Угольные шахты Подмосковного бассейна имеют стволы глубиной 80-

100 м, Кузнецкого и Львовско-Волынского бассейнов – 300-500 м, Донецкого

и Карагандинского – 500-1400 м. В горнорудной промышленности глубина стволов изменяется от 200 до1600 м. Стойленский и Михайловский горно-обогатительные комбинаты имеют глубину ствола 190-245 м, Соколово-Сарбайский и Гайский горно-обогатительные комбинаты, а также Запорожский железорудный комбинат №1 имеют стволы глубиной 310-425 м, горно-обогатительные комбинаты Криворожского бассейна – до 800 м.

В Норильском горно-металлургическом комбинате на руднике "Октябрьский" построено 10 стволов глубиной 800-1200 м, на руднике "Таймырский" – 6 стволов глубиной 1430-1585 м.

В горно-химической промышленности глубина стволов составляет 300- 700 м. Глубина стволов при строительстве транспортных и гидротехнических тоннелей колеблется в пределах 150-600 м, тоннелей метрополитена – 30-50 м, коллекторных тоннелей – 10-40 м.

В практике шахтного строительства максимальная глубина проходки стволов ограничивается возможностями используемых подъемных установок.

В случае, когда проходческие подъемные установки не обеспечивают проходку ствола на проектную глубину, применяют мощные постоянные подъемные установки или двухступенчатые схемы подъема со строительством промежуточных подъемных установок.

22. Последовательная технологическая схема строительства стволов. Достоинства, недостатки схемы. Нарисовать участок ствола с применяемым проходческим оборудованием, креплением и соответствующими размерами.

Вертикальные выработки большой площади поперечного сечения, глубиной более 15 м строят по последовательной или совмещенной технологическим схемам. При последовательной схеме производят выемку породы на величину заходки с возведением временной крепи, а затем снизу вверх в этой заходке возводят постоянную бетонную или железобетонную крепь.

Величина заходки зависит от крепости и устойчивости пород, диаметра ствола, ее принимают в пределах 8—15 м. Последовательную схему применяют в крепких устойчивых породах, где возможно значительное обнажение породных стен на длительное (2— 3 недели) время. Грузонесущая способность временной крепи достаточна, чтобы предотвратить локальное обрушение породы. Основополагающим принципом выбора технологической схемы являются минимальные затраты времени и средств на строительство ствола при одинаковых затратах времени и средств на армирование и рассечку сопряжений. Последовательная схема может применяться в исключительных случаях — при строительстве стволов малой (до 80—100 м) глубины.

Последовательная схема строительства стволов характеризуется разновременным (последовательным) выполнением работ по выемке пород и возведению крепи в одной призабойной заходке (участке).

При этой схеме ствол по глубине разбивается на отдельные заходки (участки). Высота заходки зависит от устойчивости пород. В слабых породах высота заходки принимается 10—15 м, в крепких устойчивых породах — 20—40 м. В зарубежной практике на отдельных стволах величину заходки принимают 5—7 м. Проходка ствола по последовательной схеме может производиться с применением временной крепи и без временной крепи.

В пределах каждой заходки принимается следующая последовательность работ: ствол углубляют на величину заходки с возведением временной крепи из металлических колец; сооружают опорный венец; вверх (на высоту заходки) с подвесного полка возводят постоянную крепь; наращивают ставы труб. Достоинства схемы — простая организация и малый объем работ по оснащению ствола. Недостатки: последовательное выполнение работ по выемке породы и возведению крепи; наличие временной крепи: значительные затраты времени на выполнение вспомогательных работ, связанных с непрерывными переходами от выемки породы к возведению крепи; погрузка породы производится малопроизводительными машинами с ручным вождением грейфера — КС-3, а подъем породы — в бадьях вместимостью 1 — 1,5 м3.

В связи с указанными недостатками скорости строительства стволов при этой схеме низкие и составляют 15—25 м/мес (максимальная—62 м/мес).

Последовательная схема широко применялась до 1952 г. (85% общего объема строительства стволов).В настоящее время последовательную схему применяют при строительстве стволов в неустойчивых и водоносных породах с применением специальных способов, а также при строительстве стволов и шурфов небольшой (до 100 м) глубины.

Последовательную схему без временной крепи применяют при строительстве стволов в крепких устойчивых породах с набрызгбетонной крепью. При этой схеме производится углубка ствола на 7—10 м, после чего с подвесного полка сверху вниз возводят постоянную набрызгбетонную крепь. Схема позволяет применить высокопроизводительное оборудование для погрузки и подьема породы. Отсутствие временной крепи сокращает время вспомогательных работ.