Тросово – сетчатая завеса борта карьера
Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для приведения в безопасное состояние деформированных уступов нерабочих бортов карьеров. Новым в тросово-сетчатой завесе борта карьера является то, что она включает несущие канаты, заанкеренные в массив, с сетчатыми матами, прошитыми тросами, закрепленными зажимами в местах их пересечения, при этом завеса дополнительно снабжена консолями, перпендикулярно закрепленными на несущих канатах на каждом уступе борта, а сетчатые маты свободно навешены на консоль, причем в верхнем выступающем над уступом участке сетчатого мата количество горизонтальных и вертикальных тросов больше, чем в нижней его части. Технический результат изобретения состоит в повышении надежности конструкции за счет перераспределения динамической нагрузки. Изобретение относится к строительству и может быть использовано для приведения в безопасное состояние деформированных уступов нерабочих бортов карьеров.
Недостатком завесы является ее низкая надежность в связи с тем, что накопившаяся под сеткой критическая масса породы в какой-то момент времени под действием сил тяготения приходит в движение, увлекая за собой горную массу с деформированных уступов, и своим весом разрушает сплошной сетчато-тросовый мат. При натянутой сетке, от удара о сетку кусков породы, колебательные движения мгновенно затухают, а энергия падающего куска концентрируется в месте удара, повреждая сетку и завесу в целом. Кроме того, данное устройство исключает возможность зачистки берм от скопившейся породы без снятия тросово-сетчатых матов, а также приводит к неоправданно высокому расходу материалов и трудозатрат на ее установку и обновление (замену).
Цель изобретения - повышение надежности конструкции за счет перераспределения динамической нагрузки.
Поставленная цель достигается тем, что тросово-сетчатая завеса борта карьера согласно изобретению включает несущие канаты, заанкерованные в массив, с сетчатыми матами, прошитыми тросами, закрепленными зажимами в местах их пересечения, при этом завеса дополнительно снабжена консолями, перпендикулярно закрепленными на несущих канатах на каждом уступе борта, а сетчатые маты свободно навешены на консоль, причем в верхнем выступающем над уступом участке сетчатого мата количество горизонтальных и вертикальных тросов больше, чем в нижней его части.
При этом консоль имеет П-образную раму, состоящую из боковин, соединенных в прямоугольный треугольник, и поперечины.
В верхнем участке мата количество вертикальных тросов может быть в 2 раза, а горизонтальных в 3 раза больше, чем в нижней его части.
Дополнительное снабжение завесы консолями, перпендикулярно закрепленными на несущих канатах, позволяет создать вертикальность навески сетчатого мата, разделить его на отдельные фрагменты (куски) на каждом уступе борта и разместить так, чтобы завеса выступала над верхней бровкой уступа. Это обеспечивает улавливание сеткой кусков породы, падающих отскоком с уступа, позволяет наиболее полно использовать площадь мата. Это делает предлагаемую конструкцию более надежной.
Свободная навеска на консоли сетчатых матов создает наилучшую динамическую устойчивость конструкции завесы при ударе о сетку кусков породы: при этом происходят колебательные волнообразные движения сетки, которые перераспределяют кинетическую энергию удара на всю сетку и окончательно гасят ее.
Выполнение консоли в виде прямоугольного треугольника и поперечины, на которую навешивается сетчатый мат, обеспечивает динамическую стойкость защитной конструкции (треугольник - жесткая фигура).
Большее количество тросов (вертикальных и горизонтальных) в верхней части мата обусловлено тем, что кинетическая энергия падающего куска породы воспринимается верхней частью мата и распределяется на нижнюю его часть. Количество вертикальных и горизонтальных тросов, необходимых для создания мата заданной жесткости, рассчитаны, исходя из динамической нагрузки падающего куска породы.
На фиг. 1 показан разрез борта карьера и схема расположения тросово-сетчатой завесы на уступах; на фиг.2 (вид А фиг.1) приведена конструкция тросово-сетчатой завесы; на фиг.3 представлена конструкция сетчатого мата 4.
Тросово-сетчатая завеса имеет следующую конструкцию: 1 - несущие канаты диаметром 32 мм; 2 - анкеры; 3 - консоль. Конструкция консоли принята в виде П-образной рамы, состоящей из боковин (швеллер 5), соединенных в прямоугольный треугольник, и поперечины из трубы диаметром 50 мм; 4 - сетчатый мат. Конструкция сетчатого мата выполнена из сетки, например, "рабица", в которую вплетены вертикальные и горизонтальные тросы 5. В местах пересечения тросы соединяются между собой с помощью жимков.
Тросово-сетчатый мат изготавливается заранее.
На ровной поверхности разворачивают рулоны сетки "рабица". Для этого используют стандартные рулоны сетки "рабица" шириной 1,5 м, длиной 10 м с ячеей 50/50 мм. Края сетки смежных рулонов накладывают друг на друга на ширину 100 мм и сшивают между собой и прошивают тросом диаметром 8 мм в горизонтальном и вертикальном направлениях: верхнюю 2-метровую часть полотна прошивают вертикальными тросами через 375 мм, горизонтальными - через 350 мм; остальную часть сетчатого мата прошивают вертикальными тросами через 750 мм, горизонтальными через 800 мм (фиг.3).Таким образом, в верхней части сетчатого мата количество вертикальных тросов в 2 раза, а горизонтальных тросов в 3 раза больше на единицу площади, чем в нижней части мата.
Тросово-сетчатая завеса устанавливается следующим образом. Сверху вниз по откосу уступа на расстоянии 10 м один от другого натягиваются два несущих каната 1. Закрепление канатов 1 производится на вышележащем уступе с помощью анкеров 2, затем бульдозером производится натяжение канатов и их закрепление на анкеры 2 на нижнем уступе. К канатам 1 на каждом уступе крепится консоль 3. На консоль 3 с помощью крюков (на фиг.1 не показаны) свободно навешивается сетчатый мат 4 таким образом, что сгущенная часть сетчатого мата выступает над верхней бровкой уступа.
Тросово-сетчатая
завеса борта карьера будет состоять из
нескольких тросово-сетчатых матов на
каждом уступе. Длина тросово-сетчатого
мата зависит от высоты уступа и находится
в пределах 0,2
0,5
высоты уступа. По протяженности уступа
(по периметру карьера) ширина
тросово-сетчатой завесы не регламентируется
и зависит от величины деформированного
участка.
1. Тросово-сетчатая завеса борта карьера, характеризующаяся тем, что она включает несущие канаты, заанкеренные в массив, с сетчатыми матами, прошитыми тросами, закрепленными зажимами в местах их пересечения, при этом завеса дополнительно снабжена консолями, перпендикулярно закрепленными на несущих канатах на каждом уступе борта, а сетчатые маты свободно навешены на консоль, причем в верхнем выступающем над уступом участке сетчатого мата количество горизонтальных и вертикальных тросов больше, чем в нижней его части.
2. Тросово-сетчатая завеса по п. 1, отличающаяся тем, что консоль имеет П-образную раму, состоящую из боковин, соединенных в прямоугольный треугольник, и поперечины.
3. Тросово-сетчатая завеса по любому из п. 1 и 2, отличающаяся тем, что в верхнем участке сетчатого мата количество вертикальных тросов в 2 раза, а горизонтальных в 3 раза больше, чем в нижней его части.
Пат. 2225479 Российская Федерация, МПК7 E02D17/20, E21C41/26. Способ восстановления нарушенных уступов в период эксплуатации карьера / Коноваленко В. Я.; заявитель и патентообладатель Акционерная компания «АЛРОСА» (ЗАО). – № 2002122672/032002122672/03; заявл. 22.08.02, опубл. 10.03.04.
|
Способ восстановления нарушенных уступов в период эксплуатации карьера Изобретение относится к области строительства и горного дела. Задачей изобретения является повышение несущей способности и ширины берм нарушенных участков высоких крутопадающих уступов. Способ восстановления нарушенных уступов в период эксплуатации карьера включает установку опалубочного каркаса в углубление в основании уступа, закрепление его анкерами и заливку бетонного раствора в заопалубочное пространство. Перед установкой опалубочного каркаса проводят дренаж нарушенного участка. Заливку бетонного раствора ведут послойно, до выравнивания с верхней бермой уступа, с опережающим пригрузом опалубки на высоту слоя. После застывания бетонного раствора проводят гидроизоляцию верхней и нижней берм уступа и удаление пригруза. Пригрузку щебнем могут осуществлять сначала с нижней бермы уступа, а затем с верхней бермы уступа. Изобретение относится к строительству и горному делу и может быть использовано для восстановления уступов карьера в период его эксплуатации. При обрушении участка уступа, являющегося капитальным съездом и находящимся в предельном контуре действующего карьера, переоформление участка борта неэффективно. В связи с этим возникает необходимость в восстановлении нарушенных участков транспортных берм на период эксплуатации карьера. Целью изобретения является повышение несущей способности и восстановление ширины берм нарушенных участков высоких крутопадающих уступов. Поставленная цель достигается тем, что в способе восстановления нарушенных уступов в период эксплуатации карьера, включающем установку опалубочного каркаса в углубление в основании уступа, закрепление его анкерами и заливку бетонного раствора в заопалубочное пространство, перед установкой опалубочного каркаса проводят дренаж нарушенного участка уступа, заливку бетонного раствора ведут послойно, до выравнивания с верхней бермой уступа с опережающим пригрузом опалубки на высоту слоя, а после застывания бетонного раствора проводят гидроизоляцию верхней и нижней берм уступа и удаление пригруза. А пригрузку щебнем осуществляют сначала с нижней бермы уступа, затем с верхней бермы уступа. Проведение дренажа нарушенного участка позволяет устранить попадание паводковых вод по внутренним трещинам уступа и, как следствие, возникновение опасного гидростатического давления между стенкой и породой, способного привести к нарушению устойчивости, несущей способности и при обрушении к уменьшению размеров берм. Послойная заливка бетонного раствора позволяет обеспечить режим укладки с промежутками твердения (для набора прочности бетона), что повышает несущую способность нарушенного участка уступа и уступа в целом. Опережающий пригруз опалубочного каркаса позволяет уравновесить нагрузку от бетонного раствора, закрывает пустоты между опалубкой и откосом для предотвращения вытекания откоса. Бетонирование проводят до выравнивания с верхней бермой уступа, что приводит к восстановлению ее ширины и обеспечению условий эксплуатации технологического транспорта. Проведение гидроизоляции верхней и нижней берм уступа позволяет устранить попадание паводковых вод со стороны берм и возникновение опасного гидростатического давления между стенкой и породой, а также снижение прочностных свойств пород в основании уступа. Т.к. в зоне разлома имеются вертикальные трещины, то даже после восстановления участка уступа остается опасность попадания в них паводковых вод, что приводит к обводненности пород и проявлению гидростатического давления на бетонную стенку. Для ликвидации негативных проявлений проводят гидроизоляцию верхней, а после уборки пригруза и нижней бермы. Из-за большой высоты уступа пригрузку щебнем осуществляют сначала с нижней бермы уступа, а затем с верхней путем бульдозерной перевалки. Составляющие конструкции опалубочного каркаса были рассчитаны исходя из условий устойчивости откоса в зоне разлома при действии нагрузки от транспорта, устойчивости основания к выпиранию, устойчивости и прочности стенки с учетом сил гидростатического давления при уровне обводненности 10 м, а также прочности элементов опалубки при бетонировании. Была также рассчитана толщина слоя пригруза. В результате реализации способа получается зафиксированная конструкция уступа с восстановленной несущей способностью и шириной. На фиг.1 представлен вертикальный разрез откоса уступа в предельном положении, на котором показано текущее состояние разлома; на фиг.2 - вид сверху фиг.1 - участок того же уступа с трещиной; на фиг.3 показан разрез укрепляемого уступа; на фиг.4 представлена схема установки опалубочного каркаса на откосе уступа. Пример конкретной реализации Укрепительные работы производятся на уступе 1 карьера. В настоящее время уступ находится в предельном положении, под наклоном 75 градусов, высотой 30 м, ширина разлома до 10 м, глубина разлома 5 м. Одна из главных причин, повлиявших на нарушение откоса уступа, - трещина 2, она способствовала образованию мощного разлома 3 (фиг.2, 1) большой высоты. Откос сложен породами, которые разбиты неправильными разноориентированными трещинами. В летний период зона трещиноватости характеризуется повышенной обводненностью и слабой способностью пород к обрушению. Переоформление нарушенного участка борта карьера не рассматривается в виду нахождения уступа в предельном положении. Восстановление уступа производится за счет полного бетонирования нарушенной части. Для этого проведены расчеты следующих параметров: угол наклона основания стенки 15-25 градусов, допустимая высота гидроподпора 10 м. Перед началом восстановления проводят подготовительные работы. Проводят зачистку берм и оборку откоса уступа механизированным способом с применением экскаватора “обратная лопата”, фронтальных погрузчиков, бульдозера-рыхлителя. После проведения механизированной оборки отдельные оставшиеся нависы, “козырьки” убираются вручную бригадой проходчиков горных склонов. Экскаватором по всей длине нарушенного участка верхней бермы проводят углубление на 1 м для последующей гидроизоляции. Экскаватором у нижней бровки выкапывают котлован глубиной 1 м, по ширине разлома 10 м, с уклоном 15-25 градусов в сторону откоса.
Симметрично
разлому 3 в основании уступа подготавливают
углубления сечением 30 Для отвода воды из откоса уступа в нижней части разлома 3 веером устанавливают горизонтально, с небольшим уклоном в сторону выемочной части карьера, трубы 4 длинной 5-6 м и диаметром 80-100 мм. Открытые концы труб выходят на откос уступа (фиг.3), их закрывают деревянными пробками. По завершении подготовительных работ устанавливают опалубочный каркас (фиг.4). Опалубочный каркас включает в себя следующие элементы: 5 - направляющие опалубки (швеллера №22); 6 - штанги; 7 - анкера; 8 - брус (сосновый брус сечением 200 200 500 мм). В подготовительные углубления с упором на откос под тем же углом 75 градусов устанавливают направляющие опалубки 5, они превышают высоту уступа (нижняя часть основания швеллеров устанавливается в подготовленные углубления). В верхней части и по всей высоте направляющие опалубки 5 связываются между собой с помощью штанг 6. Установленный опалубочный каркас из направляющих опалубки и штанг закрепляют на верхней берме с помощью анкеров 7. После установки опалубочного каркаса укладывают в каркас брус 8 на высоту 1 м и заполняют бетонным раствором за опалубочное пространство (на эту высоту). Расчетная пропорция компонентов бетонного раствора по объему составляет 3,8:1:7,3:10,5 соответственно цемент : вода : песок : заполнитель. Для предотвращения выпирания опалубки ее с внешней стороны пригружают с помощью грейферного погрузчика щебнем крупностью 20-70 мм. После поднятия опалубки на высоту более 15 м пригрузку щебнем осуществляют автопогрузчиком с верхней бермы. Работы выполняют слоями по 1 м в высоту и выдерживают по времени не менее суток для схватывания бетонного раствора. Заливку бетона проводят до выравнивания с верхней бермой уступа. После твердения бетонного раствора (примерно 26 суток) проводят гидроизоляцию верхней бермы. Для этого в углубление укладывают глину и укатывают ее автотранспортом. После окончательного твердения бетонного раствора убирают пригруз и аналогично проводимым работам по гидроизоляции на верхней берме проводят их на нижней берме. По окончании всех работ высверливают пробки из труб 4 для отвода воды. 1. Способ восстановления нарушенных уступов в период эксплуатации карьера, включающий установку опалубочного каркаса в углубление в основании уступа, закрепление его анкерами и заливку бетонного раствора в заопалубочное пространство, отличающийся тем, что перед установкой опалубочного каркаса проводят дренаж нарушенного участка, заливку бетонного раствора ведут послойно, до выравнивания с верхней бермой уступа, с опережающим пригрузом опалубки на высоту слоя, а после застывания бетонного раствора проводят гидроизоляцию верхней и нижней берм уступа и удаление пригруза. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что пригрузку щебнем осуществляют сначала с нижней бермы уступа, а затем с верхней бермы уступа. |
30
см, глубиной 0,5 м на расстоянии между
центрами углублений 5 м.
