Устья вертикальных стволов

Наиболее распространенная форма поперечного сечения устьев вертикальных стволов — круглая, диаметром в свету, равным диаметру ствола. Диаметры устьев вертикальных стволов в свету: 4; 4,5; 5,5; 6; 6,5; 7; 7,5 и 8 м.

Постоянная крепь устья выполняется из бетона марок 150 и 200. При значительном несимметричном боковом давлении и при наличии больших проемов в крепи устья применяют железобетон.

Крепь устья подвергается воздействию боковых радиальных сил от давления окружающих горных пород и сосредоточенных нагрузок от расположенных вблизи фундаментов сооружений, а также вертикальных нагрузок от собственного веса крепи устья, станка копра или стоек надшахтного здания, опирающихся на крепь устья.

В крепи устьев вертикальных стволов для различных технологических целей устраивают:

- проемы для вентиляционных каналов обычно прямоугольного сечения размером 6—20 м2, в зависимости от количества поступающего по ним воздуха. Верх проемов вентиляционных каналов располагают ниже глубины промерзания грунта, примерно на глубине 2—3 м от отметки устья;

- проемы для калориферных каналов сечением 1—6 м2, если они служат только для подачи в ствол горячего воздуха, и 6—20 м2, если через них поступает весь воздух, подаваемый в ствол шахты;

- проемы сечением 4—5 м2 для запасных выходов из стволов. Во многих устьях стволов эти проемы совмещают с проемами для калориферных каналов;

- проемы сечением 2—4 м2 для водоотливных труб. Верх проемов закладывают на глубине 3—6 м от отметки устья;

- проемы сечением 1,0-1,5 м2 для труб сжатого воздуха, располагаемые на глубине 2—3 м,

- проемы сечением 0,5—1 м2 для электрических кабелей располагаемые на глубине 1—3 м.

Кроме проемов, в крепи устьев устраивают специальные выемки и углубления для опорной рамы станка копра, расстрелов армировки ствола и установки оборудования, примыкающего к устью ствола. Размеры углублений и выемок определяются конструкцией копра, характером армировки ствола и оборудования, устанавливаемого в пределах устья ствола.

Конструкция крепи устьев вертикальных стволов круглого сечения обычно представляет собой цилиндр, в нижней части которого устраивают опорный венец.

Для лучшей передачи вертикального давления, действующего на крепь устья, на окружающие горные породы нижней поверхности венца придается угол наклона 15—25°.

Уровень закладки венца определяется расположением проемов в крепи устья, которые должны быть не ближе чем на 1,5 м от основания башмака, и уровнем залегания плотных однородных пород, в которых закладывают венец (обычно в коренных породах).

Иногда крепь устьев устраивается с «воротником», представляющим собой утолщенную кольцеобразную конструкцию, расположенную вблизи от поверхности земли и имеющую в вертикальной плоскости прямоугольное или трапециевидное сечение шириной 1—2 м, иногда и более. Воротник рассчитывают на нагрузку от реакции грунта. Расчетная схема представляет собой кольцевую пластинку, защемленную в железобетонную или бетонную крепь устья ствола.

Устье вертикального ствола диаметром в свету 7 м показано на рис. 102. В крепи устья предусмотрены проемы для подачи свежего воздуха в ствол шахты, для калориферных каналов, водоотливных труб и труб сжатого воздуха. В верхней части крепи имеются специальные пазы для рамы станка копра, ввода кабелей и установки дозирующих стопоров.

Устье вертикального вентиляционного ствола диаметром 6 м показано на рис. 103. В крепи устья предусмотрен проем для вентиляционного канала размером 4,5х2,90 м. Скосы в проеме служат для плавного сопряжения канала со стволом в целях уменьшения сопротивления движению воздушной струи. Перемычка над проемом армирована.

В верхней части устья имеются армированные консольные выступы, на которые опирается металлический станок копра размером по осям стоек 6х6 м. Опорный венец также армирован в связи со значительной величиной уступа (1,2 м) и большой нагрузкой, передаваемой на крепь устья от станка копра.

Устья прямоугольного сечения (рис. 104) встречаются редко и сооружаются исключительно в стволах или шурфах небольшой глубины. Постоянная крепь устьев прямоугольного сечения возводится из бетона марок 100 и 150, а при значительных размерах устья и большом боковом давлении — из железобетона. В стволах или шурфах прямоугольного сечения, закрепленных деревом, устья, в соответствии с правилами безопасности, крепят несгораемыми материалами на глубину не менее 10 м.