Конструкции комбинированных крепей стволов.

Применяемые в настоящее время для крепления стволов комбинированные (т. е. сочетающие несколько видов конструкций) крепи можно отнести к двум основным группам: облегченные и специальные многослойные.

Основным видом крепи первой группы (рис. 10.10) является комбинация из анкеров 1, металлической сетки 2 и набрызгбетона 3. Эта крепь рекомендуется для крепления стволов с гибкой арми-ровкой и вентиляционных, расположенных в породах устойчивых и среднеустойчивых вне зоны влияния очистных работ, водопо-нижения и при притоках воды до 8 м3/ч. При таком сочетании кон­струкций анкерная крепь формирует несущую породную оболочку, а набрызгбетон позволяет выровнить контур ствола и изолировать его от водопритоков. Кроме того, проникая в трещины, набрызгбе­тон частично упрочняет зону искусственной трещиноватости пород.

Активную длину анкеров Lа сле­дует принимать, как правило, равной 2 м, а расстояние между анкерами 0,7 м.

Научные исследования и опыт практического применения об­легченной крепи из анкеров и набрызгбетона показали достаточ­ную ее надежность и эффектив­ность. Технико-экономическое срав­нение этого вида крепи с моно­литной бетонной показывает, что стоимость крепления 1 м ствола диаметром 6 м облегченной крепью в 1,7, трудоемкость в 1,8, а приве­денные затраты в 1,1 раза меньше. Годовой экономический эффект, который может быть получен от замены монолитной бетонной кре­пи анкерами с набрызгбетоном, составляет 178 руб. на 1 м ствола. Несмотря на очевидную эффек­тивность этой крепи, широкого распространения для крепления стволов она пока не получила и применяется в основном для их ремонта и крепления вентиляци­онных шурфов и стволов неболь­шого диаметра.

Специальные многослойные кре­пи предназначены для крепления

вертикальных стволов на калийных и других месторождениях со сложными горно-геологическими условиями, характеризуемыми очень неустойчивым состоянием пород и наличием высоконапорных подземных вод. Кроме того, многослойные конструкции применяют в стволах, находящихся в зоне активных деформаций породного массива, вызванных работами по осушению месторождения или ра­ботами по выемке околоствольных целиков. Наиболее распростра­ненными конструкциями многослойных крепей являются (рис. 10.11): двухслойная чугунно-бетонная крепь (рис. 10.11, а), трехслойная чугунно-бетонная крепь (рис. 10.11, б), двухслойная сталебетонная крепь (рис. 10.11, в, г), многослойная скользящая крепь (рис. 10.11, д).

Двухслойная чугунно-бетонная крепь (рис. 10.11, а) представляет собой" комбинацию из монолитной бетонной крепи / и чугунных тюбингов шахтного или тоннельного типа 2. Чаще всего такая крепь применяется при строительстве вертикальных стволов спо­собом замораживания.

Наиболее распространенная схема возведения такой крепи пре­дусматривает проходку ствола на величину заходки (20—25 м) с временным креплением, а затем возведение снизу вверх тюбинго­вых колец с заполнением пространства между ними и породой бе­тоном. В последнее время все чаще применяют несколько иную технологию. Ствол проходят заходками под защитой бетонной крепи, а затем заходку крепят тюбингами. Трехслойная чугунно-бетонная крепь (рис. 10.11,б) имеет две колонны тюбингов — внешнюю и внутреннюю. Пространство ме­жду внешней колонной и породой заполняется тампонажным раст­вором 3, а между двумя колоннами тюбингов 2 заполняется бето­ном 1. Этот тип крепи, также как и рассмотренный выше, реко­мендуется при строительстве стволов в условиях больших нерав­номерных нагрузок и обильных водопритоков. Двухслойная чу­гунно-бетонная крепь успешно применялась при строительстве стволов калийных шахт Солигорского и Березниковского калий­ных комбинатов, угольных шахт Западного Донбасса, Запорож­ского железнорудного комбината. Трехслойная чугунно-бетонная крепь применяется при строительстве способом замораживания стволов на Яковлевском месторождении КМА, где давление на крепь достигает более 5 МПа.

Двухслойная сталебетонная крепь может быть представлена комбинацией (рис. 10.11, в) из бетона и стальных сварных тюбин­гов 4, к которым для улучшения сцепления с породой привари­ваются анкера 5, или комбинацией из одной или двух колонн стальных обечаек 6 и бетона 1 (рис. 10.11, г) с тампонажем закреп-ного пространства 3. В СССР свыше ста вертикальных стволов, пройденных способом бурения, закреплены сталебетонной крепью: никаких осложнений по причине коррозии стали не наблюдалось.

Многослойная скользящая крепь впервые была применена на шахтах ФРГ и Голландии для защиты стволов от деформаций по­родного массива, вызванных отработкой околоствольных целиков. В конструктивном отношении крепь состоит из двух не связанных между собой цилиндров (рис. 10.11,д) внешнего бетонного 3 и внутреннего многослойного из двух стальных обечаек 6, соединен­ных между собой анкерами 7 с бетонным заполнением 1. Для улуч­шения сцепления с бетоном к внутренней обечайке 6 привариваются анкерные скобы 8. Между внешним и внутренним цилиндрами на­ходится битумный слой • $. Вертикальные деформации породного массива при оседании не сказываются на работе внутреннего ци­линдра крепи; он как бы проскальзывает относительно внешнего, а наличие разделяющего битумного слоя способствует равномер­ному распределению нагрузки.

Наряду со скользящими конструкциями для защиты крепей применяются и специальные узлы податливости [11].

Применение сложных, трудоемких, скользящих крепей, стои­мость которых чрезвычайно высока, возможно в исключительных случаях, при достаточном технико-экономическом обосновании.

Конструкции комбинированных крепей горизонтальных и наклонных горных выработок.

2. Технология с использованием установки горизонтального направленного бурения – проходится пилотная выработка, потом в обратную сторону цепляется расширитель, расширяется выр-ка и затаскивается готовая труба.

Направленное бурение - способ образования скважины в грунте с запроектированными, изменяющимися в плане и профиле параметрами с непрерывным мониторингом и корректировкой траектории ее трассы в процессе бурения.

Сущность способа заключается в образовании лидерной скважины по трассе прокладываемого трубопровода-футляра с последующим обрат­ным затягиванием расширителя для увеличения ее диаметра до проект­ных размеров.

Прокладываемый трубопровод или кабельный канал, чаще всего вы­полняемый из цельного или свариваемого полиэтилена, прикрепляют с помощью вертлюжного устройства к расширителю и протягивают в скважину в процессе его обратного хода.

Направленное бурение (сухое, с промывкой водой или буровой жидко­стью и с гидроразмывом струями высокого давления) обеспечивает обра­зование скважин диаметром от 70-90 до 800-1220 мм с различными (за­данными) углами наклона и радиусами закругления до 150-1200 м.

3. Основные положения о проектировании освоения городского подземного пространства