Своды камерных выработок

Своды камерных выработок

Своды камерных выработок чаще всего крепят железобетоном, покрывают слоем пневмобетона или монолитным бетоном. Бетонирование осуществляется бетононасосами с применением передвижных кружал и металлической опалубки. Передвижную металлическую опалубку при креплении выработок размещают на легкой передвижной раме на автобаллонах. При бетонировании сводов камерных выработок большого пролета передвижную опалубку располагают на мостовом кране. Свод предварительно раскрепляют анкерной крепью; расстояние между анкерами примерно 1 м. Сборный железобетон применяют в основном для крепления стен камеры, но различные конструкции из двух сферических плит можно применять и для крепления свода.

Стены камер в первую очередь крепят анкерной крепью, а затем покрывают торкретбетоном по сетке, пневмобетоном или стеновыми плитами (панелями) из сборного железобетона. Стены выработок в устойчивых сухих скальных породах оставляют без крепи или облицовывают небольшим защитным покрытием. На ослабленных или нарушенных участках применяют безопалубочное бетонирование с применением пневмобетона, широко применяют анкерную крепь с натяжением сетки и торкретированием поверхности. Все шире применяют экономичные конструкции крепи из предварительно напряженного железобетона и бетона. При применении монолитного бетона широко используют передвижную опалубку с нагнетанием бетона бетононасосами.

Выработки для подземных сооружений за рубежом проходят с большими скоростями. В США тоннели сечением 20-50 м2 проходят со скоростью 4-5 м за 8-часовую смену (рекордное достижение — 6,7 мсмену). Скорости 7-8 мсутки достигнуты в Швеции при проходке выработок сечением 125-150 м2.

Раскрытие сечения камерных выработок обычно ведется способами, основанными на быстрейшем возведении крепи свода, под защитой которой высокопроизводительными методами разрабатывают основной массив. Подсводовую часть камеры разрабатывают в зависимости от горнотехнических условий следующими  способами:

1) проходка центрального направляющего хода на уровне пят свода с непосредственным расширением хода до размеров подсводового  пространства;

2) проходка центрального направляющего хода, разработка поперечных прорезей с последующей выемкой породы между ними с применением глубоких (до 18 м) взрывных скважин;

3) проходка двух направляющих ходов вдоль пят свода, разработка и расширение.

Применение глубоких взрывных скважин и обуривание забоя подсводовой части на полное сечение обеспечивает возможность применения более мощного бурового и погрузочного оборудования, что позволяет достигать высокой производительности труда.

Кроме указанных наиболее производительных способов разработки подсводовой части камер в практике применяют разнообразные методы (полным профилем, контурной прорези и др.) в зависимости не только от горногеологических условий, но также от наличия горнопроходческого оборудования, квалификации и опыта рабочих и других условий.

В отдельных случаях в зарубежной практике применялись следующие схемы:

1. Проходка двух транспортных направляющих штолен в нижней части камеры, из которых у стен камер на расстоянии 10 м друг от друга проходят снизу вверх вертикальные выработки до свода. Из вертикальных выработок выбирают в подсводовой части заходки шириной 6 м, а по оси камеры под замком свода проводят горизонтальную штольню (соединяющая полукольца) для возведения бетонного свода. После устройства бетонного свода, выемки породного целика и бетонирования стен обеспечивается полное замыкание крепи (насосная установка  ГЭС Глокенер-Капрун, Австрия).

2. Проведение из подходной штольни продольной подготовительной выработки у основания камеры до ее середины, из которой проходят две вертикальные выработки и одну наклонную к своду камеры; из восстающих у замка свода проводят горизонтальную штольню с последующим расширением на полное сечение подсводовой части   (ГЭС Хаас, США).

Разработку ядра камеры в крепких, устойчивых породах осуществляют одним уступом на всю его высоту (до 24 м). Для этого по оси камеры из пройденной у почвы горизонтальной выработки проходят фурнели, которые в последующем расширяют, образуя разрезную щель (ГЭС Харспронгет, ГЭС Кемано). Бурением глубоких вертикальных скважин и взрыванием их на всю высоту уступа разрезную щель расширяют до полного сечения камеры. В породах менее крепких, но обладающих достаточной устойчивостью, разработку ведут сверху вниз уступами высотой 5-6 м. Стены камеры в этом случае крепят на высоту уступа.

На состоявшемся в Нью-Йорке 24-26 марта 1959 г. симпозиуме по подземным сооружениям была отмечена целесообразность разработки камер в крепких породах методом отбойки глубокими взрывными скважинами с веерным расположением. В этом случае подготовительная работа состоит в подсечке массива проектируемой камеры, проходке буровых выработок по ее контуру (необходимых для бурения глубоких скважин) и создании вертикальной разрезной щели (на все поперечное сечение), на которую отбивают вертикальные слои при последовательном взрывании вееров глубоких скважин. Взорванная порода через выпускные дучки, поступает к основанию камеры,  откуда  ее грузят и транспортируют.

Преимущество данного способа состоит в том, что все горные работы проводят в выработках малого сечения, чем обеспечивается безопасность работ без затрат на предварительное крепление; эффективность этих работ достигается отбойкой больших объемов вертикальных слоев. Однако большой объем подготовительных выработок при этом способе делает целесообразным его только для камерных выработок с небольшими пролетами (15-20 м) и высотой более 30 м, г. е. для камерных выработок, обычно сооружаемых для хранения жидкостей.