S&T (Super Tehnology)

Метод опускной крепи дает возможность сократить сроки строительства устья до 6 месяцев и значительно снизить стоимость 1 м ствола по сравнению с такими специальными способами, как искусственное замораживание вмещающих пород или проходка в кессонах. Благодаря отсутствию людей в забое во время выемки породы повышается безопасность труда.

Данным способом проходки часто пользуются в промышленном и гражданском строительстве при сооружении на большой глубине в соответствующих горно-геологических условиях насосных, хранилищ, бункеров.
228
Способ проходки вертикальных горных выработок под сжатым воздухом (кесонный) представляет собой усовершенствованный вариант способа проходки выработок с применением опускной крепи, при котором устраивают воздухонепроницаемый потолок, создавая тем самым в призабойном пространстве герметизированную рабочую камеру. При строительстве выработок под сжатым воздухом в герметизированной рабочей камере поддерживается давление, несколько превышающее гидростатическое давление грунтовой воды. Сжатый воздух, проникая в поры водоносных пород, отжимает воду; в забое выработки происходит местное осушение водоносных пород, устойчивость их значительно повышается, создаются благоприятные условия для ведения горнопроходческих работ. Воду в песчаных грунтах можно отжать сжатым воздухом на глубину 0,3-0,4 м (считая от забоя вертикально вниз); в галечниковых, более водопроницаемых породах - только на глубину 0,1-0,2 м.

Таким способом проходки выработок можно пользоваться при пересечении плывунов, неустойчивых водоносных, гравелистых, галечниковых, а также илистых пород. Однако он имеет ограниченное применение из-за тяжелых (вредных) условий работы проходчиков и низкой производительности. Пользуются им только в тех случаях, когда другие специальные способы проходки по техническим и экономическим причинам применить нельзя.

По условиям санитарно-гигиенического режима пребывание людей в рабочей камере допускается при избыточном давлении сжатого воздуха до 0,2 МПа. Следовательно, способ проходки горных выработок под сжатым воздухом можно применять при пересечении слоев водоносных пород мощностью не более 20 м.
При проходке вертикальных стволов под сжатым воздухом применяют как специальное (кессоны, шлюзы), так и обычное (подъемные машины, бадьи, лебедки, компрессоры, насосы и т. д.) горнопроходческое оборудование.

Кессон (рис. 12.13 ) представляет собой опускную крепь, которая потолком разделяет ствол на две зоны: зону повышенного давления - рабочую камеру, расположенную ниже потолка; зону ствола с нормальным атмосферным давлением, расположенную выше потолка. Рабочая камера ограничивается со стороны боков стенами опускной крепи, сверху - потолком, снизу - забоем выработки.

По мере выемки грунта из рабочей камеры крепь (кессон) опускается, а стенки его наращивают сверху. В качестве материала для сооружения стен кессона применяют железобетон, реже - чугун и бетон.

Стены и потолок рабочей камеры делают из монолитного железобетона, размещая арматуру в два ряда, при этом применяют бетон марки не ниже 200, достигающий проектной прочности через 5-7 сут. после укладки. Внутренний диаметр камеры принимают на 0,5-1 м больше проектного диаметра ствола в свету на случаи отклонения оси кессона от вертикали при его погружении, а высоту - не менее 2,2 м. Толщину стен рассчитывают на максимальное горное давление и на давление сжатого воздуха. Потолок рабочеИ камеры рассчитывают на избыточное давление в неИ с коэффициентом запаса 1,5, а также на дополнительную нагрузку на потолок сверху (вода, песок), при искусственном увеличении веса опускаемоИ крепи.

Стены кессона опираются на железобетонный режущий башмак, ко- торыИ в нижнеИ части снабжен ножом, имеющим вид кольца, изготовленного из швеллерных сегментов или уголковой стали. В потолке рабочей камеры, кроме обычноИ арматуры, устанавливают для большой прочности двутавровые балки № 3655, на которые опираются шахтные трубы кессонного аппарата. В потолке заделывают патрубки для пропуска осветительного и телефонного кабелей, для трубопроводов сжатого воздуха и водоотлива. Обычно толщину стен рабочей камеры принимают в пределах 0,5-0,8 м, а потолка 0,8-1 м.

Чтобы уменьшить утечки сжатого воздуха, стены и потолок внутри рабочей камеры торкретируют и троекратно окрашивают. Для уменьшения трения крепи о горные породы наружные поверхности стен режущего башмака и кессона обшивают остроганными досками.