Способ сооружения вертикального шахтного ствола

 

Изобретение относится к шахтному и подземному строительству, в частности к способам сооружения вертикальных шахтных стволов, и может быть использовано при строительстве промышленных коммуникаций и другого назначения сооружений. Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в обеспечении возможности сооружения вертикальных шахтных стволов значительной глубины с обеспечением устойчивости при снижении трудоемкости работ и упрощении технологии при проходке в сложных геологических условиях. Способ включает монтаж опорного пояса в устье ствола, цикличную на величину заходки навеску колец крепления и забивку по контуру ствола затяжек в грунт, разработку и удаление грунта. По достижении глубин, когда возможна потеря устойчивости крепления, создают промежуточный опорный пояс путем задавливания в перпендикулярном к оси ствола направлении с веерным расположением крупнопрофильных конструкций с консолями, выходящими в ствол, которые затем обвязывают замкнутой рамой, создавая промежуточный силовой каркас для навески колец крепления и забивке затяжек, с последующим повторением циклов до достижения требуемой глубины шахтного ствола. 4 ил.

Изобретение относится к шахтному и подземному строительству, в частности к способам сооружения вертикальных шахтных стволов, и может быть использовано при строительстве промышленных, коммунальных и другого назначения сооружений.

Известен способ сооружения вертикального шахтного ствола, включающий бурение скважин по периметру ствола, возведение крепи, выемку грунта, по периметру ствола выполняют обвязочный пояс, в скважины вводят вертикальные стержни, концы которых закрепляют в обвязочном поясе, а крепь возводят закачкой в скважины твердеющего раствора (А.С. СССР 863867, по кл. Е 21 D 1/00 от 15.09.81).

Недостатком данного способа является большая трудоемкость работ и значительный расход материалов, приводящее к высокой стоимости при сооружении ствола. Таким способом возможно возведение долговременных капитальных подземных сооружений.

Наиболее близким техническим решением по отношению к предложенному по совокупности существенных признаков является способ сооружения вертикального шахтного ствола, включающий установку в устье ствола опорного бетонного или в виде металлорам пояса, а затем цикличную на величину заходки подвеску колец крепления и забивку по контуру ствола затяжек в грунт с выбранным шагом крепления по глубине (С.М. Эткин, В.Н.Симоненко. Сооружения подземных выработок проходческими щитами. М.: Недра, 1980, с. 11-13, рис. 2.2 и 2.3).

Таким способом, в основном, сооружают временные промежуточные шахтные стволы на период возведения тоннелей, которые по окончании строительства засыпаются, а элементы крепления (кольца крепления, подвески и т.д.) извлекаются для повторного использования, что значительно снижает затраты.

Недостатком данного способа является ухудшение устойчивости крепи шахтного ствола с увеличением его глубины при сооружении в неустойчивых, песчаных, водоносных грунтах, при пересечении водонасыщенных, плывунных горизонтов.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в обеспечении возможности сооружения вертикальных шахтных стволов значительной глубины с обеспечением устойчивости при снижении трудоемкости работ и упрощении технологии при проходке в сложных геологических условиях.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе сооружения вертикального шахтного ствола, включающем монтаж опорного пояса в устье ствола, цикличную на величину заходки навеску колец крепления и забивку по контуру ствола затяжек в грунт, разработку и удаление грунта, при достижении глубин, когда возможна потеря устойчивости крепления, создают промежуточный опорный пояс путем задавливания в перпендикулярном оси ствола направлении с веерным расположением крупнопрофильных конструкций с консолями, выходящими в ствол, которые затем обвязывают замкнутой рамой, создавая промежуточный силовой каркас для подвески колец крепления и забивки затяжек, с последующим повторением циклов до достижения требуемой глубины шахтного ствола.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источником информации, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения, изложенным в формуле изобретения.

На фиг.1 показан ствол в процессе возведения, продольный разрез.

На фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

На фиг.3 - выноска Б на фиг.1.

На фиг.4 - сечение В-В на фиг.1.

Способ осуществляется следующим образом.

В месте сооружения ствола монтируют опорный пояс 1 в устье ствола, затем производят цикличную на величину заходки разработку и удаление грунта с навеской колец крепления 2 и забивкой по контуру ствола затяжек 3 в грунт. Крепление нижних ярусов осуществляют при помощи Z-образных подвесок 4, выполненных, как правило, из арматурного прутка. При достижении глубин, когда возможна потеря устойчивости крепления, создают промежуточный опорный пояс 5 путем задавливания в перпендикулярном оси ствола направлении с веерным расположением крупнопрофильных конструкций 6 в виде труб, балок и др. Для этого на дне строящегося ствола укладывают плиты 7 и устанавливают опорную стенку 8, а для восприятия реактивных усилий от продавливающей установки 9 создают грунтовую подсыпку 10. Через технологическую оснастку 11 задавливают в стенки ствола крупнопрофильные конструкции 6, а остающиеся в стволе консоли обвязывают замкнутой рамой 12, создавая промежуточный силовой каркас для навески колец крепления 2 и забивки затяжек 3, т.е. с последующим повторением циклов до достижения требуемой глубины шахтного ствола.

Предложенная технология сооружения вертикального шахтного ствола позволяет осуществлять проходку в неустойчивых грунтах, увеличить возможную глубину ствола с минимальными затратами.

Формула изобретения

Способ сооружения вертикального шахтного ствола, включающий монтаж опорного пояса в устье ствола, цикличную на величину заходки навеску колец крепления и забивку по контуру ствола затяжек в грунт, разработку и удаление грунта, отличающийся тем, что по достижении глубин, когда возможна потеря устойчивости крепления, создают промежуточный опорный пояс путем задавливания в перпендикулярном к оси ствола направлении с веерным расположением крупнопрофильных конструкций с консолями, выходящими в ствол, которые затем обвязывают замкнутой рамой, создавая промежуточный силовой каркас для навески колец крепления и забивки затяжек, с последующим повторением циклов до достижения требуемой глубины шахтного ствола.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4