Шахтные стволы и способы их проходки
Проходка шахтных стволов составляет небольшую долю в общем объеме работ при строительстве метрополитенов, однако быстрое и успешное ее проведение сокращает общие сроки строительства, поскольку через шахтные стволы осуществляется разворот основных подземных работ.
Шахтный ствол: 1 -- воротник; 2 -- вертикальный ствол; 3 -- сопряжение ствола с околоствольными выработками; 4 -- зумпф
Шахтный ствол проходка
По назначению различают рабочие шахтные стволы и вентиляционные. Рабочие шахтные стволы служат только для строительных целей. После окончания строительства их забучивают (заполняют кладкой, засыпают грунтом). Вентиляционные стволы являются постоянными сооружениями метрополитенов.
В больших вертикальных выработках на внешние нагрузки лучше работают обделки кругового очертания. Шахтные стволы, используемые при эксплуатации метрополитенов как вентиляционные, находятся в условиях знакопеременных температур, и их обделки требуют особо надежной гидроизоляции. Этим определяется преимущественное применение для шахтных стволов обделок из чугунных тюбингов. Типовой наружный диаметр стволов при строительстве метрополитенов принят равным 6 м.
Шахтный ствол (рис. 96) состоит из верхней части -- устья (форшахты) с воротником, основной части -- вертикальной протяженной закрепленной выработки, сопряжения ствола с околоствольными выработками и нижней части -- зумпфа.
Воротник представляет собой конструкцию кругового очертания из бетона или железобетона, которая надежно закрепляет верхние кольца ствола в грунте и воспринимает часть веса обделки. В воротнике иногда размещают специальное оборудование, используемое при проходке ствола. Он ограждает устье ствола от стока поверхностных вод.
Сопряжение ствола с околоствольными выработками выполняют в виде бетонного раструба.
Зумпф ствола располагают на 2-3 м ниже уровня подошвы околоствольного двора. Он служит временным водосборником.
Комплекс размещенного в стволе оборудования, необходимого для обслуживания подземных работ в продолжение всего периода строительства, и поддерживающих его устройств называют постоянным армированием ствола. Сечение ствола разделяется на клетьевое, лестничное и лесоспускное отделения, а также отделения для размещения трубопроводов и кабелей (рис. 97).
В состав постоянного армирования ствола входят расстрелы -- основные поддерживающие устройства клетьевого подъема и обшивки отделений ствола, проводники -- направляющие для клетьевого подъема, оборудование лестничного и лесоспускного отделений, одна или две вентиляционные трубы, трубопроводы для водоотлива, сжатого воздуха и воды, а также постоянные силовые, сигнальные и осветительные электрокабели.
Расстрелы устанавливают по высоте ствола через каждые 3 м и крепят непосредственно к обделке. Деревянные проводники прикрепляют к расстрелам болтами. Трубопроводы крепят к обделке ствола при помощи хомутов, а электрокабели -- посредством специальных кронштейнов и скоб. Ускорить подготовку ствола для ведения дальнейших подземных работ позволяет выполнение возможно большей части работ по его армированию в процессе проходки.
Шахтные стволы пересекают обычно разнородные грунтовые напластования, в том числе слабые неустойчивые и обводненные грунты. Поэтому при проходке стволов используют разные способы и часто применяют специальные способы работ: замораживание грунтов, цементацию и другие виды закрепления грунтов, искусственное водопонижение.
Стволы сооружают с последовательным монтажом колец обделки в призабойной части выработки (подводкой колец снизу) или способом опускной крепи с наращиванием колец сверху.
Способ подводки колец снизу (обычный) применяют при сооружении стволов в природно-устойчивых или искусственно закрепленных грунтах.
Способ опускной крепи применяют при проходке стволов в слабых неустойчивых грунтах. Одной из разновидностей способа является проходка с задавливанием крепи. В этом случае обделку устья ствола, имеющую несколько больший диаметр, используют в качестве неподвижной опорной части, а опускную крепь собирают в пределах нижнего ее участка. Чтобы не допустить обнажений вертикальных стенок выработки и выпуска грунта в забое, в нижней части опускной крепи делают ножевое кольцо из листовой стали. Крепь погружают, вдаливая гидравлическими домкратами, которые устанавливают на верхние фланцы тюбингов очередного собранного кольца обделки с упором в пакеты из двутавровых балок, раскрепленных в обделку устья ствола.
Сечение шахтного ствола: 1 -- лестничное отделение; 2 -- лесоспуск: 3 ooo-- клетевое отделение (на две клети); 4 -- отделение для трубопроводов и кабелей; 5 -- вентиляционная труба
Способ опускной крепи получил дальнейшее развитие в виде способа погружения крепи в тиксотропной оболочке. Сущность его состоит в том, что в процессе погружения зазор между крепью и грунтом заполняют тиксотропным раствором, резко снижающим сопротивление трения. Тиксотропный раствор готовят из специальных видов глин. Он обладает способностью сохранять длительное время свои свойства, т. е. не расслаивается: в нем не выделяется осадок и не отделяется вода. Оказывая давление на стенки выработки, он предотвращает их обрушение или оползание.
Применение тиксотропной оболочки коренным образом усовершенствовало способ опускной крепи, обеспечило необходимую его надежность, снизило затраты времени на сооружение стволов, уменьшило трудоемкость работ, повысило производительность и улучшило условия труда проходчиков.
Необходимым условием применения опускной крепи является наличие водоупора под толщей проходимых неустойчивых грунтов.
Стволы с наращиванием обделки сверху на полную глубину обычно не проходят: преодолев толщу слабых неустойчивых грунтов, дальнейшую проходку в плотных грунтах ведут обычным способом с монтажом обделки подводкой колец снизу.
Из специальных способов по предварительному закреплению грунтов наибольшее распространение при сооружении стволов получило искусственное замораживание грунтов. Оно эффективно при проходке стволов в водонасыщенных песках, слабых глинистых грунтах и плывунах. Этот способ успешно применяют при ведении проходческих работ вблизи от зданий и сооружений, позволяя обеспечить их сохранность и безопасность работ.
Цементацию и глинизацию применяют при проходке стволов в сильнотрещиноватых скальных грунтах, хорошо проводящих воду, и в крупнообломочных (например, гравелистых) грунтах с большим притоком воды в забой.
Искусственное понижение уровня грунтовых вод для снижения притока воды при проходке стволов ведут при помощи пробуриваемых с поверхности скважин и глубинных насосов.
Похожие статьи
-
Проектирование забойных процессов Выбор способа проходки ствола. Проходка ствола ведется обычным способом, с помощью буровзрывных работ по современной...
-
Качество ствола скважины. Влияние способа бурения на поперечные размеры скважины - Буровые установки
Задача получения качественного ствола скважины при инженерно-геологических исследованиях является составным элементом в общей проблеме обеспечения...
-
Практически все нефтяные скважины Западной Сибири и многие скважины в других регионах являются наклонно-направленными или искривленными. Практика...
-
Ориентирование подземных съемок через два вертикальных шахтных ствола (камеральная отработка)
Лабораторная работа Ориентирование подземных съемок через два вертикальных шахтных ствола (камеральная отработка) Исходные данные Схема примыкания к...
-
ТЕХНОЛОГИЯ ПРОХОДКИ ГОРНОЙ ВЫРАБОТКИ - Проект вскрытия, отработки и подготовки свиты пластов
Вертикальный ствол - капитальная вертикальная или наклонная горная выработка, имеющая выход на земную поверхность и предназначенная для вскрытия...
-
Для инициирования зарядов взрывчатых веществ применяют средства взрывания. Средства взрывания очень чувствительны и начинают действовать от небольших по...
-
Способы и технические средства погружения и извлечения обсадных труб - Буровые установки
При бурении инженерно-геологических и гидрогеологических скважин в рыхлых и мягких породах производится искусственное закрепление стенок скважин,...
-
Способы проветривания шахт - Проектирование вентиляции шахт
Под способом проветривания шахты понимают способ получения разности давлений, необходимой для перемещения воздуха по вентиляционной сети. Различают...
-
СПОСОБЫ БУРЕНИЯ ШПУРОВ И СКВАЖИН - Общие вопросы организации ведения взрывных работ
Классификация и общая характеристика способов бурения Процесс бурения состоит из разрушения породы на забое шпура (скважины) буровым инструментом и...
-
СРЕДСТВА И СПОСОБЫ ИНИЦИИРОВАНИЯ ЗАРЯДОВ - Общие вопросы организации ведения взрывных работ
Классификация способов инициирования зарядов Импульс, необходимый для возбуждения взрыва заряда промышленного ВВ, сообщается ему взрывом заряда,...
-
Общие сведения Проветривание осуществляется с целью удаления из ствола продуктов взрыва: СО, СО2, NO, N2O5, SO2. После проветривания содержание кислорода...
-
ВСКРЫТИЕ ШАХТНОГО ПОЛЯ - Проект вскрытия, отработки и подготовки свиты пластов
В рамках выполняемого курсового проекта для выбора способа вскрытия шахтного поля производим сравнение двух наиболее целесообразных вариантов вскрытия...
-
Определение размеров опасной зоны - Разработка месторождений открытым способом
Расстояние, опасное для людей по разлету отдельных кусков породы при взрывании скважинных зарядов: , Где: З- коэффициент заполнения скважины ВВ: З = lЗар...
-
Эффективные способы оттаивания грунта
Общие данные Оттаивание грунта (породы) -- процесс перехода грунта из мерзлого состояния в талое в связи с фазовым переходом лед -- вода при нагревании...
-
Обоснование выбора рекомендуемых способов эксплуатации скважин, устьевого и внутрискважинного оборудования С начала разработки месторождения ограниченные...
-
Эффективность бурения скважины во многом определяется составом бурового раствора. Рациональные условия применения различных типов буровых растворов...
-
Технологическая последовательность выполнения работ по съемке существующих подземных коммуникаций зависит от специфики объекта, качества ранее...
-
Выбор способа бурения Способ бурения необходимо выбирать в зависимости от свойств проходимых грунтов, назначения и глубины скважин, а также условий...
-
УЭЦН Эксплуатация нефтяных скважин УЭЦН широко распространена на нефтяных промыслах Российской Федерации, и, особенно, в Западной Сибири. В этом регионе...
-
Профиль горизонтальной скважины. Профиль горизонтальной скважины состоит из двух сопряженных между собой частей: направляющей части и горизонтального...
-
Профиль горизонтальной скважины. Профиль горизонтальной скважины состоит из двух сопряженных между собой частей: направляющей части и горизонтального...
-
За геологічними умовами Дніпропетровська область поділяється на два субрегіони: Український кристалічний щит (65% площі області) та Дніпровсько-Донецька...
-
Подготовка ствола скважины - Крепление скважины
Чтобы избежать осложнений при спуске обсадной колонны, предусматривается комплекс работ по подготовке ствола скважины. Виды работ и их объем зависят от...
-
Расход воздуха для проветривания шахты: Газообильность q уменьшаем до за счет проведения дегазации. Оценка депрессии шахты при вскрытии вертикальными...
-
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ВЫСОКОГО КАЧЕСТВА ОТКРЫТОГО СТВОЛА СКВАЖИНЫ. - Бурение нефтяных и газовых скважин
Известно, что для сохранения коллекторских свойств пород околоскважинной зоны в продуктивном пласте необходимо поддерживать гидродинамическое давление на...
-
Угледобывающий геологический шахтный выработка Для подготовки участка "Поле шахты № 2" ЗАО "Распадская-Коксовая" по пласту III пройдены три бремсберга:...
-
ОТВАЛЬНЫЕ РАБОТЫ - Разработка месторождений открытым способом
Сменная производительность бульдозеров в плотном теле при отвалообразовании вскрышных пород с перемещением во внешний отвал: ПБ = 3600 - ТСм - VБ - КУ -...
-
Способы повышения выхода керна - Буровые установки
Основной целью колонкового бурения является получение керна, определения глубины залегания, мощности и качества полезного ископаемого. Поэтому совершенно...
-
Способы цементирования - Технология бурения скважин
1. Сплошное цементирование . Оно же -- одноступенчатое цементирование скважин. Суть метода такова: в обсадную колонну заливается цементирующий раствор;...
-
При добыче нефти возбуждаются волновые и ударные процессы вследствие ряда причин. Чаще это прорывы газа в насосно-компрессорную трубу, что приводит к...
-
7.5 Породоразрушающий инструмент для бурения колонковым способом - Буровые установки
В состав инструмента для колонкового бурения входят породоразрушающие инструменты, расширители, кернорватели, колонковые трубы, промывочные сальники,...
-
Особенности и область применения различных способов бурения скважин - Буровые установки
В табл.3 приведен перечень применяемых и перспективных механических способов бурения. Перечень дан с использованием терминологии, принятой при бурении...
-
Армирование включает в себя такие работы, как: по установке расстрелов проводников, Турб, кабелей. Основные требования к армированию: Обеспечение...
-
Способ обратного цементирования, Установка цементных мостов - Цементирование скважины
Под обратным цементированием понимается такой способ, когда цементный раствор с поверхности закачивают прямо в затрубное пространство, а находящийся там...
-
Расчет прорези на перекате с несвязным грунтом состоит из двух частей: построения плана течений и расчета деформаций дна. Вначале строится план течений...
-
Выбор необходимой интенсивности искривления ствола производится с учетом нескольких факторов. Очевидно, что при значительной интенсивности искривления,...
-
ВВЕДЕНИЕ - Разработка месторождений открытым способом
Разработка месторождений открытым способом делится на следующие этапы: подготовка поверхности карьерного поля -- вырубка леса и корчевка пней, отвод...
-
СПОСОБЫ ПРОМЫВКИ, ФУНКЦИИ БУРОВОГО РАСТВОРА - Бурение нефтяных и газовых скважин
При бурении скважин промывочная жидкость должна циркулировать по замкнутому гидравлическому контуру. В зависимости от вида гидравлического контура все...
-
После срока истечения ОЗЦ, перед опрессовкой эксплуатационной колонны, скважина промывается с заменой бурового раствора на воду. Затем проводится...
-
Анализ исходных данных Угол падения пласта 8° - залегание пологое; мощности пластов 1,1; 2,4; 2,6; 1,5 м - тонкие пласты и пласты средней мощности...
Шахтные стволы и способы их проходки