РУКОВОДСТВО

ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ

БАШЕННЫХ

КОПРОВ

НАД ДЕЙСТВУЮЩИМИ

ШАХТНЫМИ

СТВОЛАМИ

МОСКВА

СТРОЙИЗДАТ

1975

Рис. 5. Строительство металлического башенного копра над действующим укосным копром / — башенный копер; 2— укосный копер; 3 — защитное перекрытие; 4 — башенный кран

Рис. 6. Временный монтажный стенд i — ленточный фундамент; 2 — нижняя плита; 3 — роликовые катки; 4 — верхняя плита; 5 — столбчатый фундамент; 6 — песочница

По 1 '1

II — непосредственно над стволом путем обстраива-ния существующего действующего укосного или временного проходческого копра (рис. 5).

3.11.    Выбор метода возведения башенного копра обуславливается местными условиями. В случае возможного применения нескольких вариантов за основу принимается тот, у которого технико-экономические показатели эффективнее.

3.12.    Вариант монтажа копра в стороне от ствола с последующей надвижкой должен применяться, как правило, при наличии свободных площадок для складирования материалов, укрупнительной сборки конструкций и устройства монтажного стенда.

Монтажный стенд (рис. 6) представляет собой две железобетонные монолитные или сборные фундаментные ленты, расположенные по осям наружных колонн копра. По верхним граням фундаментных лент укладываются стальные плиты в строго горизонтальном положении и крепятся к фундаментным лентам с помощью закладных деталей. По нижним плитам укладываются стальные катки, соединенные между собой в одну общую цепь торцовыми планками (рольганг). Поверх катков укладываются верхние стальные плиты, к которым с помощью электросварки жестко крепятся башмаки двух наружных рядов колонн копра. Верхние плиты ставятся отдельно под каждую колонну или под две смежные и соединяются между собой монтажными балками, привариваемыми к плитам и колоннам.

3.13.    Толщину и ширину плиты определяют расчетом. Расчет нижней плиты производится как бесконечно длинной балки на упругом основании под давлением катков. Изгибающий момент определяется по формуле

где Р — давление, передаваемое отдельными роликами

на плиту;

К\ — коэффициент податливости основания; он равен силе, которую надо приложить к единице

10

площади основания, чтобы дать ему осадку, равную единице длины. Для бетона

/0 = 800—1500 кг/см³;

В — ширина плиты;

EI —■ жесткость плиты; тц = /^рк (cos Px — sin р*) —■ коэффициент, определяемый в зависимости от величины р_х, где х — расстояние от точек приложения опорных реакций катков до расчетного сечения;

I — основание натуральных логарифмов.

3.14. Диаметр катков рольганга определяется по формуле

^{Jc k}~^1,5 di ^<Rck'

где Ос.к и Яс.к — соответственно напряжение и расчетное сопротивление диаметральному сжатию катков при свободном касании; значения их принимаются по главе СНиП; А —давление на каток; d — диаметр катка; / — длина части катка, соприкасающаяся с металлоконструкциями накаточных путей.

Материал катков рекомендуется принимать из Ст5, а плиты из СтЗ. Размеры верхних плит принимаются конструктивно применительно к размерам нижней плиты и катков.

3.15.    Нагрузки от внутренних стоек копра в процессе сборки двух-трех нижних ярусов передаются на столбчатые фундаменты через специальные приспособления — песочницы.

Песочница представляет собой металлический цилиндр, наполненный сухим мелким песком. В нижней части цилиндра имеется отверстие для выпуска песка. Сверху в цилиндр вставляется поршень. По мере выпуска песка поршень опускается.

3.16.    После монтажа двух, трех ярусов устанавливаются монтажные связи, перераспределяющие нагрузки с внутренних стоек на наружные, и песок из песочниц высыпается.

3.17.    К моменту надвижки должны быть смонтирова-

U

ны металлические конструкции копра и выполнены строительно-монтажные работы по навеске стеновых панелей, укладке плит покрытия, устройству железобетонных перекрытий и монтажу технологического оборудования.

3.18.    При невозможности использования действующего копра в качестве станка башенного копра металлический станок копра полностью собирается на временном монтажном стенде и перед надвижкой подвешивается к металлоконструкциям башни копра.

После надвижки копра станок опускается монтажными полиспастами на подкопровую раму и прикрепляется к ней анкерными болтами.

3.19.    Надвижка копра осуществляется по накаточ-ным путям, представляющим продолжение фундаментных лент монтажного стенда. Нижние плиты укладываются на всем протяжении пути надвижки.

3.20.    Усилие, необходимое для надвижки копра, определяется по формуле

где W1 — сопротивление трению качения;

—    сила, необходимая для выведения копра из состояния покоя;

—    сила, необходимая для преодоления ветровой нагрузки;

К — коэффициент, учитывающий неровности и неточности путей, перекосы катков и другие сопротивления (по опытным данным К = = 2,5-3).

3.21.    Для надвижки копра применяются монтажные лебедки ПЛ-5-50; ЛПМ-10/800; ЛП-5, полиспасты и гидравлические домкраты.

3.22.    Крепление полиспастов, с одной стороны, осуществляется за башмаки наружных стоек копра, с другой стороны — за бетонные фундаменты якорей.

3.23.    Контроль отклонений копра в горизонтальном направлении производится геодезическими инструментами или с помощью троса, натянутого вдоль пути надвижки копра.

3.24.    Вертикальность копра в процессе надвижки проверяется по отвесу или геодезическими инструментами. При отклонениях копра от вертикали, превышающих нормируемые допуски, работы по надвижке копра

12

Рис. 7. Устройство для предотвращения горизонтальных отклонений копра в процессе надвижки 1 — фундаментные леьты; 2 — стойки копра; 3 — рольганг; 4 — монтажные балки; 5 — подвески; 6 — направляющий ролик; 7 — консоль; 8 — направляющий желоб; 9 — фиксирующие балки

приостанавливаются, копер закрепляется четырьмя расчалками. Расчалки закрепляются за бетонные якоря и конструкции копра через систему механизмов: ручная лебедка—полиспаст.

Работы по надвижке возобновляются после выправки крена копра. Вертикальное отклонение* копра при надвижке не допускается более Уюоо его высоты.

3.25.    Для предотвращения горизонтальных отклонений копра в процессе надвижки к копру за монтажные балки крепится не менее двух специальных консолей с горизонтальными вращающимися роликами, которые катятся по направляющему желобу и предотвращают копер от горизонтальных отклонений (рис. 7). Консоли устанавливаются по оси надвижки в наружных плоскостях копра.

3.26.    После окончания работ по надвижке копра па фундаменты производится его выверка, установка в проектное положение и прикрепление анкерными болтами к постоянным фундаментам.

Верхние и нижние плиты и катки остаются на фундаментах под копром и заливаются бетоном.

3.27.    Устранение неточностей установки копра на фундаменты осуществляется с помощью домкратов и лебедок.

3.28.    Для каждого случая надвижки копра необходимо разрабатывать проект производства работ.

13

3.29. При отсутствии свободной площадки для монтажного стенда башенный копер возводится над действующим копром методом вертикального наращивания отдельными элементами или укрупненными плоскими и объемными блоками.

3.30.    Наклонные опорные стойки копра устанавливаются первоначально на 4 металлические подкладки, располагаемые по углам башмака стойки, и прикрепляются к фундаментам анкерными болтами.

Фундаменты копра бетонируются ниже проектной отметки на 50—100 мм.

3.31.    При недостаточной несущей способности анкерных болтов стойки для удержания их в наклонном положении должны быть закреплены расчалками в количестве не менее 3 шт.

3.32.    Устойчивость наклонной стойки, закрепленной анкерными болтами, проверяется по формуле

Nln

—    >    Pa-jrQVb,

где N — несущая способность анкерного болта;

I — расстояние от оси ряда удерживающих анкерных болтов до оси опорных подкладок (рис. 8); п — количество анкерных болтов, расположенных по одну сторону от оси колонны;

К — коэффициент устойчивости, равный 2—3;

Р — вес колонны;

а — расстояние от направления силы тяжести стойки Р до ближайшей оси опорных подкладок;

Qb — равнодействующая расчетного ветрового напора на стойку; b — расстояние от равнодействующей расчетного ветрового напора до дальней оси опорных подкладок.

3.33.    После установки двух колонн одного и того же ряда производится соединение их между собой балками и связями. Затем монтируются последовательно третья и четвертая стойки и связями прикрепляются к смонтированным до этого плоскостям, образуя устойчивый объемный блок.

3.34.    Монтаж балок, связей и ферм опорной части копра между двумя наклонными стойками производится в следующей последовательности: монтируемая конструкция опускается краном ниже проектного положения, а затем заводится в монтажные узлы подъемом снизу. Для окончательной доводки конструкции до проектного положения следует применять монтажные лебедки.

3.35.    По окончании монтажа нижнего яруса копра производится выверка его, доводка до проектного положения и постоянное закрепление конструкций.

3.36.    Башмаки опорных стоек копра после сборки, выверки и закрепления металлоконструкций первого яруса подливаются бетоном и затягиваются анкерными болтами. Второй ярус копра монтируется отдельными плоскостями после того, как будет смонтирован первый.

3.37.    В процессе монтажа металлоконструкций верхнего яруса опорной части копра устраивается защитное перекрытие для предохранения от падения в ствол различных предметов (ручной инструмент, болты, заклепки, искры от сварки, расплавленные частицы металла).

15

3.38.    Конструкция перекрытия представляет собой бревенчатый настил, укладываемый на металлоконструкции опорной части копра. Сверху настил покрывается листовой сталью.

3.39.    При строительстве башенного копра над действующим стволом производятся работы по монтажу металлоконструкций и технологического оборудования, устройству стен, перегородок, перекрытий и покрытий, опробованию работы подъемных машин на холостом ходу.

3.40.    Остановка действующего подъема производится на период перекрытия ствола защитным полком, монтажа нового станка и демонтажа старого укосного или проходческого копра, навески новых подъемных сосудов и канатов. Эти работы с целью сокращения периода остановки ствола должны производиться в максимально короткие сроки в три смены.

3.41.    Станок копра целесообразно собирать у ствола крупными объемными блоками и монтировать методом «скольжения», или «надвижки» (рис. 9).

3.42.    Если площадка вокруг действующего ствола имеет достаточные размеры, сборку опор копра следует производить в горизонтальном положении.

3.43.    Опорная часть копра монтируется из двух крупных блоков (плоских или объемных). Блоки собираются на стеллажах, которые устраиваются из шпальных клеток. Количество клеток определяется прочностью и жесткостью собираемого блока.

3.44.    Сборка обоих блоков опорной части копра производится одновременно в направлении от основания к вершине. Первыми собираются нижние ярусы. В процессе сборки башмаки колонн устанавливаются на монтажные шарниры, которые прикрепляются анкерными болтами к фундаментам копра.

3.45.    Металлоконструкции опорной части копра первоначально собираются на сборочных болтах и пробках, которыми заполняется не менее 40% всех имеющихся в узлах отверстий. После полной сборки опор производится их выверка и устранение дефектов.

3.46.    Сборочные болты снимаются и заменяются клепаными или сварными соединениями. Снятие сборочных болтов осуществляется по мере соединения конструкции узла заклепками или электросваркой.

3.47.    Для сборки опор копра применяются мобиль-

16

ные или башенные краны. Подъем опор производится монтажными полиспастами. Закрепление полиспастов производится за существующие проходческий или постоянный копры, если они выдерживают дополнительные монтажные нагрузки, возникающие в копрах в процессе подъема. Если несущая способность действующих копров недостаточна для восприятия монтажных усилий, для подъема опор следует применять монтажные мачты.

3.48.    До начала подъема опор должны быть выполнены следующие подготовительные работы:

полностью закончена сборка металлоконструкций опор и монтажных мачт;

усиление опор на монтажные нагрузки, если такое необходимо;

навеска и закрепление монтажной оснастки;

навеска подмостей на узлы стыковки опор между собой.

3.49.    Подъем опор в проектное положение производится после окончания подготовительных работ методом «поворота» вокруг монтажных шарниров (рис. 10).

3.50.    До подъема опор необходимо выровнять натяжение полиспастов и тем самым предотвратить передачу на действующий копер (постоянный или проходческий) горизонтальных нагрузок.

3.51.    После выравнивания натяжения полиспастов опоры приподнимаются на 100—150 мм и выдерживаются в таком положении 30—40 мин. В течение этого времени конструкции и монтажная оснастка тщательно осматриваются.

В случае обнаружения дефектов опоры опускаются, и дефекты устраняются, затем производится подъем опор.

3.52.    Контроль за равномерностью подъема опор осуществляется по угломерным приборам.

При разнице показаний угломерных приборов (3—6°) подъем опережающей опоры должен прекращаться и возобновляться при равенстве показаний.

3.53.    При показаниях угломерных приборов 75—80° производится натяжение тормозных полиспастов, чтобы предупредить динамический удар при переходе центра тяжести опоры над осью шарниров.

3.54.    При подъеме опор на 85—90° в работу вступают тормозные полиспасты, а подъемные в ходе дальнейшего подъема выбираются.

17

Рис. 10. Подъем опор копра в проектное положение методом «поворота» 1—опора копра; 2 — станок; 3 — подъемные полиспасты; 4 — удерживающие полиспасты; 5 — расчалки станка

	4 к
Рис. 11. Монтаж опор копра методом «самоподъема» / — подъемный полиспаст; 2 — подъемная лебедка; <3 — удерживающая лебедка; 4 — якори земляные

3.55. После установки опор в проектное положение они временно соединяются между собой в узлах стыковки на болтах. Затем производится выверка правильности

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1.    Настоящее Руководство распространяется на возведение металлических, железобетонных и смешанных копров в условиях действующего подъема при реконструкции существующих или строительстве новых шахт.

Существующий подъем считается действующим, если одновременно с возведением башенного копра производятся спуско-подъемные грузовые операции.

1.2.    При строительстве копров необходимо руководствоваться: главами III части СНиП, «Правилами безопасности в угольных и сланцевых шахтах», «Едиными правилами безопасности при разработке рудных, нерудных и россыпных месторождений подземным способом» Госгортехнадзора СССР, а также настоящим Руководством.

1.3.    До начала работ по возведению копра должны быть осуществлены организационно-технические мероприятия, предусмотренные п. 1.3 главы СНиП III-A.6-62.

1.4.    Определение конструктивных особенностей башенного копра, материала конструкций, объемно-планировочных решений для данных условий и типа копра возлагается на проектную организацию по согласованию с заказчиком.

1.5.    Проект производства работ разрабатывает генеральная подрядная организация или по ее заказу специализированная проектная организация.

1.6.    Режим работы эксплуатационной шахты и производство строительно-монтажных работ регламентируются графиком, который утверждается руководством шахты, генеральной подрядной организацией, комбинатом и является директивным документом на весь период строительства башенного копра.

1.7.    Действующее предприятие по договоренности с генеральным подрядчиком выделяет необходимое количество электроэнергии, сжатого воздуха, пара, воды, имеющиеся на территории шахты площадки и закрытые складские помещения для хранения технологического оборудования и складирования строительных конструкций и материалов, предназначенных для строительства башенного копра.

1

Рис. 12. Схема монтажа копра приставным краном i — башенный копер; 2 — укосный копер; 3 — защитное перекрытие; 4 — приставной кран на базе крана БК-405; 5—монтажная консоль для крепления крана; 6 — фундамент под кран

установки опор в проектное положение и окончательное закрепление узлов стыковки.

Башмаки опорных стоек крепятся на фундаментах анкерными болтами и подливаются бетоном.

3.56. Для установки опорной части копра в проектное положение может быть применен метод «самоподъ-ема» (рис. 11), при котором вершины шпренгельных ферм опор копра соединяются между собой подъемными полиспастами и поднимаются в вертикальное положение.

Основания опор при этом устанавливаются на монтажные шарниры. Данный метод может быть применен, если основные несущие конструкции опорной части коп-

19

1.8.    Подъездные железнодорожные пути, прирельсовые склады и площадки для разгрузки сыпучих материалов, автодороги и общешахтные инженерные коммуникации предоставляются заказчиком строительной организации на общих основаниях.

1.9.    Строительство башенного копра над действующим копром следует начинать после выполнения требований организационно-технической подготовки в соответствии с главой СНиП III-A.6-62 и проектом производства работ.

1.10.    Исходными данными для выбора башенного копра при возведении в условиях действующих шахт является:

схема нулевого цикла данного ствола с высотными отметками и наименованием коммуникаций (кабель, водопровод, паропровод и др.);

совмещенная схема проектного нулевого цикла башенного копра и существующего укосного копра;

схема действующего копра с высотными отметками — копер в плане, поперечные разрезы копра, примыкание технологического комплекса, разрез по нулевой раме и подшкивной площадке;

совмещенная схема откатки на поверхности и в рудничном дворе;

генеральный план поверхности шахты в масштабе 1 : 500;

угол наклона подъемных канатов к горизонту и угол девиации;

схема совмещения габаритов технологического комплекса реконструируемого ствола с габаритами башенного копра;

схема возможных переключений существующей технологической линии шахты в период строительно-монтажных работ по возведению башенного копра;

инженерно-геологические исследования грунтов площадки строительства копра по программе, соответствующей классу сооружения и стадии проектирования;

продолжительность и сроки остановки действующего подъема, согласованные с руководством комбината;

наличие свободных площадок для размещения строительных материалов, машин и механизмов для возведения башенного копра.

1.11.    Размеры действующих копров приведены в таблице.

2

Тип копра	Высота копра, м	Размеры копра в в плане, м	Разнос ног копра, м
I	Укосные копры 20—30	5x5	бхб
II	30—40	7x7	8X8
III	40—50	9X9	ЮхЮ
IV	50—60	Пре	>чие
I	Проходческие копры 16; 17,5	14x14	15x15; 12x12
II	18; 19	15x15	14x14
III	22	—	15x16

1.12.    Башенные копры могут проектироваться металлическими, железобетонными и смешанными (опорная часть —■ железобетонная, башенная — металлическая).

1.13.    Выбор типа копра производится на основании сравнения технико-экономических показателей: стоимости, трудоемкости, общих сроков реконструкции и остановки ствола.

Технико-экономические показатели определяются для различных способов их возведения: над действующим стволом, в стороне от ствола с последующей надвижкой.

2. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ ОБЪЕМНО-ПЛАНИРОВОЧНЫХ И КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ БАШЕННЫХ КОПРОВ

2.1.    Размеры башенных копров, возводимых над действующими стволами, определяются размерами действующих копров, которые должны вписываться в опорную часть башенного копра, требованиями основных положений по унификации строительных параметров зданий и сооружений и технологической схемой многоканатного подъема.

2.2.    Конструкция фундаментов башенных копров в каждом конкретном случае выбирается согласно технологическим нагрузкам, качеству подстилающих грунтов и условиям застройки промышленной площадки шахты. Фундаменты могут быть как ленточные, так и столбчатые.

3

2.3.    Объемно-планировочные решения башенных копров должны быть разработаны с учетом их возведения над действующими и проходческими копрами без перерыва в работе подъемов.

2.4.    Рекомендуемые объемно-планировочные решения башенных копров представлены на рис. 1, 2, 3. Размеры башенных копров даны в приложении. Приведенные схемы копров (металлических, железобетонных и смешанных) позволяют выбрать наиболее компактную конструкцию башенного копра.

2.5.    Принципиальное решение для всех схем является типовым. Отличие может быть в размерах башни и машинного зала, что обуславливается типом многоканатных машин и количеством их на копре, размерами действующих или проходческих копров и др.

4

Рис. 2. Схема железобетонного башенного копра

2.6.    Наиболее универсальной конструктивной схемой металлического и железобетонного башенного копра является четырехугольная призматическая башня, опирающаяся на сквозную рамную конструкцию, описывающую действующий укосный или проходческий копер.

2.7.    Стойки опорной части металлического башенного копра в нижней части могут быть раздвинуты на величину, определяемую условиями получения свободного пространства у ствола и обеспечивающую нормальную эксплуатацию действующего технологического комплекса.

2.8.    Во всех случаях проектной организацией должен рассматриваться вопрос о возможности использования станка действующего копра в качестве станка для башенного копра и монтажного стенда в качестве фундамента для других зданий и сооружений.

5

2.9.    Монтажные проемы в перекрытиях и шахта лифта с лестницей располагаются, как правило, внутри башни и опорной конструкции копра, но в зависимости от конкретных условий шахта лифта с лестницей может быть вынесена и за пределы башни.

Места расположения монтажных проемов в башенном копре должны позволять производить монтаж технологического оборудования одновременно с работой ствола.

2.10.    При разработке объемно-планировочных решений башенного копра следует максимально использовать пространство между станком и колоннами опорной части станка для размещения вспомогательных зданий и сооружений.

2.11.    Нижнее постоянное перекрытие является на период производства работ предохранительным полком

6

над действующим стволом. При необходимости габариты этого полка могут быть расширены за счет металлических консольных выносов, закрепленных на постоянном перекрытии.

3. ТЕХНОЛОГИЯ И ОРГАНИЗАЦИЯ ВОЗВЕДЕНИЯ БАШЕННЫХ КОПРОВ

3.1.    К работам по устройству фундаментов башенного копра следует приступать после выполнения требований главы СНиП Ш-А.6-62 и проекта производства работ.

3.2.    В случае попадания существующих коммуникаций в зону расположения фундамента башенного копра их надлежит перенести. Остановка ствола для переноса коммуникаций и последовательность выполнения работ должны производиться по проекту и графику, утвержденному заказчиком.

3.3.    До начала земляных работ необходимо устранить возможные источники обводнения промышленной площадки (неисправные трубопроводы, резервуары, градирни и т. п.).

При разработке котлованов под фундаменты башенных копров должен предусматриваться отвод производственных, грунтовых и атмосферных вод.

3.4.    Земляные работы и бетонирование столбчатых или ленточных фундаментов под башенные копры в условиях стесненной площадки следует производить только в последовательном порядке. К работам по устройству каждого последующего фундамента следует приступать после снятия опалубки и производства обратных засыпок пазух котлована на предыдущем фундаменте.

3.5.    В зависимости от конструкций и размеров башенных копров производство земляных работ следует производить методом опускных колодцев, шахтным или траншейным способами.

В случае попадания котлована под фундамент башенного копра в зону влияния существующего здания или сооружения необходимо предусмотреть специальные мероприятия, исключающие обрушение стен котлована и деформацию основания существующего фундамента.

3.6.    При бетонировании фундаментов в условиях свободного доступа к местам укладки для транспортирования бетонной смеси, арматуры и опалубки следует применять краны на гусеничном и пневмоколесном ходу.

В стесненных условиях, ограничивающих подступы к фундаменту, транспортирование штучных материалов следует осуществить кранами, а бетонной смеси — бетононасосом.

3.7.    Фундаменты следует возводить в инвентарной сборно-разборной опалубке. Армирование фундаментов рекомендуется производить в основном сварными ар-мокаркасами. Уплотнение бетонной смеси производится глубинными вибраторами.

3.8.    Обратную засыпку пазух котлована необходимо производить одновременно со всех сторон равномерными слоями толщиной не более 200 мм с тщательной трамбовкой грунта.

3.9.    Металлические шпунты следует извлекать после производства работ по обратным засыпкам пазух котлована, Деревянное крепление котлована надлежит извлекать ярусами снизу вверх по мере выполнения обратной засыпки.

СТРОИТЕЛЬСТВО МЕТАЛЛИЧЕСКИХ БАШЕННЫХ КОПРОВ

ЗЛО. Возведение металлических башенных копров в условиях действующего подъема при реконструкции или новом строительстве шахт может осуществляться в двух вариантах:

I — в стороне от ствола после демонтажа существующего постоянного укосного или временного проходческого копра (рис. 4);

Рис. 4. Монтаж копра надвижкой 1 — башенный копер; 2— постоянный фундамент; 3 — монтажный стенд; 4 ~ накаточные пути; 5 — монтажные лебедки