Конструктивные решения основных железобетонных перекрытий.

Ребристые железобетонные перекрытия (рис. 2.20), применяе­мые для междуэтажных перекрытий башенных копров, зданий бункеров и т. д., состоят из плит, работающих по короткому направлению, второстепенных и главных балок. Все элементы перекрытия связаны, между собой и выполняются из бетона классов В15-В25. Сущность такой конструкции заключается в том, что бетон в целях экономии удален из растянутой зоны при сохранении ребер, в которых сконцентрирована растянутая арматура. Плита перекрытия работает на местный изгиб по пролету, равному расстоянию между второстепенными балками. Второстепенные балки опираются на жестко связанные с ними главные балки. Последние в свою очередь, опираются на колонны или наружные несущие стены.

Главные балки располагают как в продольном, так и в попе­речном направлениях здания. Второстепенные балки размещают таким образом, чтобы ось одной из балок совпала с осью ко­лонны (рис. 2.20). Толщину плиты по экономическим соображе­ниям принимают возможно меньшей. Ее минимальные значения составляют 6 см для междуэтажных перекрытий промышленных зданий и 5 см — для гражданских. Особенности проектирова­ния монолитных ребристых перекрытий рассмотрены в п. 2.5.

Сборные железобетонные панельные перекрытия (см. рис. 2.20) состоят из ригелей 1 и плит перекрытия 2.

Типовые ригели перекрытий многоэтажных зданий (рис. 2.21) в зависимости от перекрытия имеют два сечения — тавровое (перекрытие первого типа с опиранием плит на полки ригелей) и прямоугольное (перекрытие второго типа с опиранием плит на ригели прямоугольного сечения). Размеры сечений ригелей определяются, исходя из расчета на внешние нагрузки в зависи­мости от их пролетов, применяемых материалов и условий сопряжения ригелей с колоннами.

Для изготовления ригелей применяют бетон классов по проч­ности В15-В30. Арматуру для пролета 6 м применяют ненапрягаемую, из стали класса А-Ш; арматура для пролета 9 м — предварительно-напряженная, стержневая, периодического про­филя, из стали классов A-IV и At-IV.

Сборные железобетонные плиты междуэтажных перекрытий (рис. 2.22) имеют ребристую конструкцию с продольными попе­речными ребрами. По ширине они приняты двух типоразмеров: основная плита шириной 1,5 м и доборная — 0,75м. Доборные плиты укладываются у крайних колонн поперечной рамы в пере­крытиях обоих типов. Межколонные плиты, укладываемые вдоль средних рядов колонн, в перекрытиях второго типа имеют выре­зы с торцов для прохода колонн. Все плиты имеют закладные детали для крепления к ригелям перекрытий, а доборные и межколонные — дополнительно для их крепления между собой поверху. Плиты изготовляются без напрягаемой арматуры из бетонов класса В15-В25 и предварительно напряженными из бетонов класса В25-В30.

Для строительства многоэтажных горнотехнических и про­мышленных зданий вспомогательного или административного назначения (типа административно-бытовых комбинатов) ши­роко используют унифицированные железобетонные конструкции, применяемые в общественных и жилых зданиях.

В качестве плит перекрытия в таких многоэтажных зданиях применяют многопустотные панели. Панели изготовляют длиной 6 м с пустотами овальной (рис. 2.24, а) и круглой формы (рис. 2.24,6). Экономичность панелей оценивают по приведенной толщине бетона, полученной делением объема бетона панели на ее площадь, и по расходу арматурной стали. Наиболее эконо­мичны панели с овальными пустотами [15]. Однако при их изготовлении возникают технологические трудности, связанные с тем, что при извлечении пустотообразователей стенки каналов свежеотформованной конструкции иногда разрушаются. Поэтому в качестве типовых приняты сварные панели с круглыми пусто­тами.

Элементы сборных железобетонных перекрытий рассчитыва­ются как изгибаемые конструкции. Ригель многопролетного перекрытия рассчитывается как неразрезная балка с учетом перераспределения усилий в конструкции. Для предварительного определения размеров поперечного сечения ригеля его высоту принимают в пределах 1/10—1/15 пролета, ширину ригеля — 0,3—0,4 высоты.

При расчете плит и панелей их пролет принимают равным расстоянию между осями опор. Высота сечения плит и панелей должна быть определена таким образом, чтобы наряду с усло­виями прочности были удовлетворены требования жесткости (предельных прогибов). Высоту сечения предварительно-напря­женных плит и панелей назначают в пределах 1/20—1/30 рас­четного пролета. При расчете прочности по изгибающему моменту сечение плит и панелей рассматривают как тавровое с полкой в сжатой зоне и с шириной ребра, равной суммарной ширине всех ребер плит или панелей. Расчетная ширина сжатой полки принимается равной полной ширине конструкции.

Армируют плиты и панели сварными каркасами и сетками. Продольную рабочую арматуру располагают по всей ширине нижней полки сечения пустотных панелей и в ребрах плит. В многопустотных панелях расстояние между продольными стержнями должно быть не более 400 мм. Поперечные стержни объединяют с продольной арматурой в плоские сварные каркасы, которые размещают в ребрах.

2. Форма и размеры горизонтальных и наклонных горных выработок: критерии выбора и требования правил безопасности.

Для надежной эксплуатации выработок необходимо обеспечить условия беспрепятственного транспортирования грузов, безопасного передвиже­ния людей, а также необходимый режим проветривания. Минимальный размер поперечного сечения в свету:

- главных откаточных и вентиляционных выработок — 4,5 м — при деревянной, сборной железобетонной и металлической крепи и 4 м — при каменной, монолитной железобетонной, бетонной и гладкостенной сборной железобетонной крепи при высоте выработок от головки рельсов 1,9 м;

- участковых вентиляционных, промежуточных и конвейерных штре­ков, людских ходков, участковых бремсбергов, уклонов и ортов — 3,7 м при их высоте не менее 1,8 м;

- вентиляционных восстающих, сбоек и т.п. — не менее 1,5 м.

Размеры поперечного сечения горизонтальных выработок определяют в зависимости от основных размеров транспортного оборудования, при­нятого для выдачи горной массы, а также другого оборудования (силовые кабели, трубопроводы и др.) и числа рельсовых путей. Обычно размеры сечения откаточных выработок (штреков) определяют из условия разме­щения двух путей, а квершлагов и полевых штреков — одного или двух путей, что зависит от величины грузооборота, принятого способа транс­портирования и длины выработки. Горизонтальные выработки, по которым транспортируют грузы, должны иметь расстояния (зазоры) между крепью или размещенным в выработках оборудованием и трубопроводами и наиболее выступающей кромкой габарита подвижного состава не менее 0,7 м (для прохода людей), а с другой стороны — не менее 0,25 м при деревянной, метал­лической и рамных конструкциях железобетонной и бетонной крепи и 0,2 м при сплошной бетонной, каменной и железобетонной крепи. Ширина прохода для людей должна составлять не менее 0,7 м, а вы­сота выработки не менее 1,8 м от почвы. Зазор между наиболее выступающими кромками габаритов встречных электровозов (вагонеток) должен быть не менее 0,2 м, указанные зазоры должны быть выдержаны также и на закруглениях. На двухпутных участках выработок околоствольных дворов и во всех других двухпутных выработках в местах, где производят маневровые ра­боты, а также сцепку и расцепку вагонеток или составов, погрузочных пунктов производительностью 1000 т/сут и более, а также в однопутных околоствольных выработках клетевого ствола зазоры долж­ны составлять 0,7 м с обеих сторон.

Проход между путями в двухпутных выработках запрещен. В местах посадки людей в пассажирские поезда по всей их длине проход должен быть шириной не менее 1 м между крепью и наиболее выступающими частями поезда со стороны посадки, а при двусторонней посадке — с обеих сторон.

В выработках, оборудованных конвейерной доставкой, ширина про­хода по высоте конвейера должна составлять с одной стороны не менее 0,7 м, а с другой — 0,4 м. Расстояние от верхней выступающей части конвейера до верхняка должно быть не менее 0,5 м, а у натяжных и приводных головок — не менее 0,6 м.

В горизонтальных выработках, оборудованных конвейерами и рель­совыми путями, зазоры между крепью и конвейером на высоте конвейера и между конвейером и подвижным составом должны быть не менее 0,4 м, а между крепью и подвижным составом — 0,7 м на высоте 1,8 м от почвы.

В наклонных выработках, оборудованных конвейерами и рельсовыми путями, в зависимости от вида крепи зазоры между крепью и конвейером должны составлять 0,7 м, между конвейером и подвижным составом 0,4 м, подвижным составом и крепью — 0,2 — 0,25 м.

Контактный провод в околоствольном дворе на участке пере­движения Людей до места их посадки в вагонетки должен быть подвешен на высоте не менее 2,2 м, а в остальных выработках околоствольного двора — не менее 2 м от головки рельсов. В местах подвески расстояние от контактного провода до верхняка крепи должно быть не менее 0,2 м.

На основных откаточных выработках, в уклонах и бремсбергах при использовании вагонеток вместимостью до 2 м3 следует проектировать рельсы Р-24; при большей вместимости вагонеток — рельсы Р-33 и Р-38.

Шпалы применяют деревянные, а в капитальных выработках желе­зобетонные. Деревянные шпалы делают из бруса толщиной 110— 130 мм с шириной нижней постели 180-240 мм.

Горизонтальные выработки при локомотивном транспорте должны иметь уклон в продольном направлении к стволу шахты не более 0,005, ,i в поперечном (в сторону водоотливной канавки) — 0,01-0,02.

В выработках устраивают водоотливные канавки, размеры их сечения (ависят от величины притока воды, а конструкция — от вида крепи вы­работки. В устойчивых породах при рамной крепи выработок канавку не скрепляют. В менее устойчивых породах, склонных к раз­мыванию, канавку закрепляют деревом или укладывают же­лезобетонные желоба. При монолитной бетонной крепи ка­навку также крепят бетоном. Для прохода людей и предо­хранения канавок от засорения их перекрывают щитом.

В соответствии с выбранной формой выработки, принятым типом транспортных средств и установленными ПБ величинами зазоров опре­деляют размеры и площадь поперечного сечения выработки.

Выработки различных форм: тапециевидная, сводчатая, выр с циркульным сводом, кольцевая форма сечения выр, арочно-сводчатая.

Площадь сечения выработки, определенную из условия размещения транспортных средств и перемещения людей, необходимо проверить на скорость движения воздушной струи. Норма максимальной скорости дви­жения воздуха по квершлагам, откаточным и вентиляционным штрекам, капитальным и панельным бремсбергам и уклонам составляет 8 м/с, по всем прочим горным выработкам, проведенным по углю и породе, — 6 м/с. Температура воздуха в подготовительных и других действующих выработках при относительной влажности до 90% не должна превышать 26, а при относительной влажности свыше 90% — 25°С.

Также необходимо осуществить проверку (особенно для капитальных выработок) экономичности принятой площади сечения с учетом стоимости энергии при работе вентилятора и затрат на сооруже­ние выработки и ее ремонт.

При проектировании конструкций крепи необходимо возможно более полно и всесторонне определить режим работы крепи, т.е. установить нагрузку, учитывая не только горно-геологические условия, но также и принятую технологию строительства, т.е. способ отделения породы от массива, влияние формы сечения и др.

3. Последовательная и параллельная технологические схемы строительства вертикальных стволов.