Зведення надшахтних копрів

Зведення копрів монолітних наведено в частині 5, у цьому розділі наводяться тільки методи зведення збірних споруд.

Вони можуть збиратися з металевих або залізобетонних конструкцій. По конструктивному вирішенню можуть бути баштами або багатоярусними етажерками, висотою від 30 до 125 м і розмірами у плані від 3…4 до декількох (в залежності від висоти) десятків метрів. Можуть сприймати навантаження до 700 т. Оскільки споруда копра розташована над стволом шахти, то її зведення при звичайних методах можна починати тільки після проходження цього ствола, що значно збільшує термін введення шахти в експлуатацію Тому дуже часто збирання конструкцій копра виконують осторонь від устя (гирла) ствола з наступним насуванням або поворотом в проектне становище.

Металеві надшахтні копри звичайно мають шатрову, напівшатрову , станкову, змішану, копробункерну і баштову конструкцію. В станкових копрах для сприймання горизонтальних зусиль улаштовуються похилі укосини, що спираються на окремі фундаменти. За рахунок рознесення ніг укосини підвищується стійкість станка копра.

В звичайних умовах для монтажу металевих конструкцій використовують баштові або мобільні крани, а зведення ведеться методом нарощування. Після встановлення конструкцій башти збирається укосина, встановлюється вона в проектний стан у вигляді двох (або чотирьох при наявності проміжного стояка) монтажних блоків. Останніми встановлюються спрямівні шківи і машини багатоканатних підйомів.

Для скорочення часу перерви в роботах проходження ствола, як уже раніше вказано, збирають станок таким чином, щоб не заважати цим (водійним) процесам. Один з таких шляхів – застосування методу повороту. Це можливо, коли станок має достатню міцність на окремих стадіях повороту, а його маса дозволяє використовувати канатну такелажну оснастку.

Міцність і сталість станка, що повертається навколо монтажного опорно-поворотного шарніра перевіряється спеціальними розрахунками. В разі необхідності виконується підсилення окремих елементів.

Одну із схем можливого монтажу таким методом наведено на рис. 6.1 [2]. Укрупнення станка копра виконувалось у горизонтальному ставновищі так, що ці роботи не заважали гірнично-прохідницьким. При цьому нижню частину копра спочатку завели в монтажні шарніри й за допомогою двох кранів здійснили спробний поворот її у вертикальне становище. За рахунок цього перевірили роботу шарнірів і щільність прилягання підошв станка копра на фундаментні болти.

В місці стропування передбачили тимчасовий елемент підсилення і розподілення між ногами укосини (тимчасова траверса 15), саму ж укосину зібрали повністю й приєднали до шарнірів тимчасового фундаменту (2), а оголовки з’єднали тимчасовим монтажним ригелем (14).

Рис. 6.1. Схема підйому копра методом повороту (без’якорним). I…V – положення укосини-портала; VI…VIII – положення копра під час підйому; 1 – укосина-портал; 2 – тимчасовий фундамент укосини-портала; 3 – пульт керування лебідками; 4 – електролебідка; 5 – гальмівний поліспаст; 6 – трактор; 7 – теодоліт; 8 – якір; 9 – поперечна зтяжка; 10 – поздовжня зтяжка; 11 – бокові розтяжки; 12 – головний поліспаст підйому; 13 – проектний фундамент укосини; 14 – монтажний ригель укосини; 15 – монтажна траверса копра; 16 – ствол шахти.

Для забезпечення гальмування системи під час її підходу до положення нестійкої рівноваги передбачався спеціальний гальмівний поліспаст (5). Процеси встановлення системи в проектне становище виконувались в такій послідовності:

I, піднімання укосини-портала на кут 30^о за допомогою двох кранів (до положення II);

Подальше піднімання укосини здійснювалось за допомогою головного поліспасту (12) (до положення III – близько 87^о до горизонту);

При цьому положенні укосини почалося піднімання станка, яке тривало до кута 68^о (положення VII), коли почалося становище нестійкої рівноваги;

Далі за допомогою почергової роботи гальмівного і основного поліспасту станок встановили в проектне становище (VIII), в якому його закріпили трьома розчалками,

а укосину поліспастом 12 опустили додолу.

Далі здійснювався звичайний монтаж укосин за допомогою мобільних кранів.

Природно, що такий метод монтажу може бути здійсненим тільки у випадку наявності вільної теріторії достатніх розмірів для виконання укрупнення.

Можливий випадок, коли спочатку збирається станок копра звичайним методом нарощування, а опорні частини збираються в горизонтальному положенні й встановлюються в проектне становище методом повороту. Нижні стійки опор зразу встановлюються на монтажні шарніри, а остання частина опор збирається від основи до вершини.

Спочатку збирання опор виконується на чорних болтах, а після вивірення геометричного положення і розмірів елементів опор тимчасові кріплення міняються на постійні (клепані, високоміцні тощо). Піднімання опор в проектне становище здійснюється методом повороту (див. рис. 6.2) навколо монтажних шарнірів. Для їх піднімання застосовуються чотири підйомні поліспасти, які закріплюються за оголовок станка.

Рис. 6.2. Схема піднімання опор копра методом поворота. 1 – опори копра; 2 – станок; 3 – підйомні поліспасти; 4 – утримуючі поліспасти; 5 – розчалки станка.

До початку піднімання мають бути виконани такі підготовчі роботи:

повністю закінчені монтажем металоконструкції станка, виконане їх зварювання й клепання, збирання опор і їх зварювання й клепання, улаштовані монтажні риштування в місцях стикування опор;

виконані монтажні підсилення станка і опор;

улаштована й випробувана монтажна оснастка.

Розрахунки, необхідні для правильного конструювання такелажного устаткування та перевірки міцності і сталості відповідних вузлів і конструкцій, наведені в розділі 9.4.

Якщо розрахунки свідчать, що носійні стояки копра чи шийки ствола, на який спирається станок, не витримують монтажних навантажень, то опори слід піднімати монтажними щоглами (див. 6.3).

Послідовність монтажу така;

рівномірне обтягування поліспастів;

опори симетрично піднімаються на 100…200 мм і в такому стані утримуються 20…30 хв;

за цей час перевіряють монтажне устаткування і металоконструкції опор і станка;

опори опускають для ліквідування всіх помічених недоліків;

виконується остаточне піднімання. При цьому основна увага приділяється сінхронності роботи поліспастів (лебідок). Для уникнення негативних наслідків несінхронності виконують такі заходи:

поліспасти попарно з’єднують між собою так, щоб мертві нитки їх проходили через блок, що урівноважує неодинакові переміщення рухомої обойми поліспастів, що піднімають одну опору; цей урівноважуючий блок закріплюють за оголовок станка;

кріплення нерухомих обойм поліспастів (попарно) здійснюється до оголовка станка копра через “ковзні” стропи, що закріплюються на трубчастій траверсі, яка рясно змащується; завдяки цьому ці стропи можуть вільно і незалежно переміщуватись вздовж траверси, тим самим усувається можливість передавання на станок однобічних горизонтальних зусиль і крутильних моментів;

для забезпечення контролю за рівномірністю підйому опор на них встановлюють кутоміри, а на барабанах лебідок залишається однакова кількість початкових витків (витків тертя); під час піднімання не допускається різниця показників кутів більше, ніж на 3…5%; у іншому разі підйом випереджаючої опори призупиняється й поновлюється лиш при рівності показаннів кутомірів;

коли опори піднімаються до положення, близького до прямовисності (75…80^о), гальмівні поліспасти натягуються і подальше піднімання здійснюється шляхом почергового включення тягнучих і попускання гальмівних поліспастів.

Після встановлення опор в проектне становище тимчасові деталі видаляються, а на їх місце встановлюються проектні. Якщо деякі деталі (отвори) не співпадають виконується рихтування за допомогою поліспастів чи домкратів.

Баштова частина копра монтується поярусно з укрупнених плоских блоків. При цьому в плані рекомендується башту копра розподіляти на дві за хватки. На одній виконується встановлення і вивірення конструкцій, на другій – закріплення (спочатку на монтажних болтах, потім – зварювання).

Треба зауважити, що станок копра може монтуватися методом нарощування і шляхом збирання в горизонтальному становищі з наступним переведенням (методом повороту) монтажними щоглами в вертикальне положення.

При використанні методу насування збоку, на вільній території, на спеціальному збиральному стенді ведеться (паралельно з проходженням ствола шахти) збирання конструкцій копра.

Цей стенд з’єднується з проектними фундаментами (місцем встановлення) накаточними коліями, які являють собою дві паралельні залізобетонні фундаментні стрічки. Ці колії розташовують під головними (основними) колонами. Для передачі навантаження з інших колон виконуються різноманітні попередні заходи, пов’язані з підсиленням окремих елементів чи встановленням в’язей, що тимчасово передають зусилля з середніх колон на крайні.

Для насування копра застосовуються електричні лебідки великої потужності та поліспасти. Приклад насування копра наведено на рис. 6.3. Для плавного зсування копра з місця застосовуються потужні гідравлічні домкрати, які працюють від одного гідронасоса (для забезпечення їх сінхронності).

Під час насування основна увага приділяється контролю за геометричним становищем копра, що насувається. Головним інструментом при цьому є теодоліт. Але можна застосовувати й електросигналізатори. Для цього вздовж колії натягується трос. На передній і задній рамах копра встановлюються від троса на відстані 10, 20 і 30 мм контакти електричного сигналізатора, які вказують величину відхилення. Після насування відхилення усувається за допомогою гідравлічних домкратів.

Рис. 6.3. Схема насування копра. 1 – копер, що насувається, на збиральному стенді 3; 2 – носійний фундамент під копер; 4 – накаточні колії; 5 – поліспаст для насування копра; 6 – монтажні лебідки; 7 – бетонний якір для кріплення тягових поліспастів; 8 – гідравлічні домкрати; 9 – монтажні підсилення копра (жирні лінії).

Якщо вага копра не перевищує 500…800 тс від рольганга відмовляються і насування здійснюється безпосередньо ковзанням верхньої плити, що закріплена на колонах, по нижній, замоноліченої в фундаментній смузі. Обидві плити рясно змащуються тавотом чи солідолом.

Після вивірення конструкції копра виконується забиття (обмонолічування) всіх опорних поверхонь. При цьому конструкції накаточних колій, рольганг, а також монтажні башмаки замонолічуються й залишаються в загальній масі фундаментів. Останніми демонтуються всі монтажні елементи підсилення, а натомість монтуються ті конструкції і обладнання, які не були змонтовані до насування.

Якщо монтажний майданчик стиснений і насування у зв’язку з цим виконувати не зручно, то можливо суміщувати у часі проходження ствола, шахти й зведення конструкцій копра. Але в цьому разі особливу увагу необхідно приділяти додержанню правил техніки безпеки. Над стволом улаштовується тимчасове захисне перекриття, яке має задовільняти вимогам міцності і вогнетривкості. Для цього застосовуються колоди діаметром не менше 22 см, а для забезпечення вогнетривких властивостей колоди закриваються зверху азбестовим картоном і металевим листом.

Роботи по зведенню копра виконуються тільки в такі зміни, коли шахтний підйом не працює, а всі експлуатаційні робочі виведені з надшахтної будівлі.