02.02.2021

Здания подъемных машин


Эти здания служат для размещения в них подъемных машин, пусковой и контрольной аппаратуры. Подъемные машины устанавливают, как правило, на уровне земли. Начиная с 1929 г.. за рубежом построен ряд шахт, на которых подъемные машины размещены на башенных копрах. Такие установки с 1956 г. проектируют в бывш. СССР.

Расположение здания подъемной машины относительно ствола шахты зависит от схемы подъема (рис. 6), определяющей положение осей подьема и ствола шкивов на копре и оси барабана машины в горизонтальной и вертикальной плоскостях.
Здания подъемных машин

В большинстве случаев в здании устанавливают одну машину, реже две-три.

При установке двух или трех машин здание разделяют капитальной стеной соответственно на два и три помещения для того, чтобы сигналы, подаваемые одному машинисту, не мешали другому. Пр и применении автоматизированных подъемов разделение здания на помещения не обязательно.

Оси подъемных машин при веерном расположении их не совпадают с осями здания (рис. 7,а), при параллельном расположении — обычно совпадают (рис. 7,б).

Электродвигатель в отечественных подъемных установках обычно располагают справа от барабана (если смотреть в направлении на ствол шахты).

Размеры и компоновка зданий подъемных машин


Размеры зданий подъемных машин зависят в основном от диаметра барабана машины. Размеры типовых зданий со стенами из крупных кирпичных или бетонных блоков и покрытием из сборных железобетонных балок-ферм и крупных панелей приведены в табл. 2.

В типовых проектах поверхности шахт здания подъемных машин представляют собой одну из секций основных блоков главного и вспомогательного стволов.

В этом случае к зданию (секции) подъемных машин примыкает секция электроподстанции или другие помещения.

Наибольшее распространение имеют схемы установки подъемных машин, при которых уровень пола машинного зала возвышается над уровнем земли на 30—40 см, а подвальное помещение заглубляется на 3 м и более ниже уровня земли. При высоком уровне грунтовых вод, во избежание устройства сложной гидроизоляции стен и полов подвального помещения, оба этажа здания могут быть размещены выше уровня земли. В этом случае усложняется монтаж подъемных машин, располагаемых на втором этаже, и в ряде случаев возникает необходимость соответственного увеличения высоты копра.

В некоторых случаях пол машинного зала располагают на 0,8—1,2 м выше уровня земли для возможности освещения подвала дневным светом.

В 1956 г. разработаны конструкции бесподвальных зданий подъемных машин, в которых вспомогательное оборудование устанавливают в заглубленной части машинного зала, примыкающей к фундаменту подъемной машины.

Машинный зал сообщается с подвалом внутренней лестницей.

Высота здания зависит от габарита оборудования, а также от принятого способа монтажа и обслуживания машины во время эксплуатации — при помощи мостового крана или без него. Мостовые краны устанавливают ручные (кран-балки) грузоподъемностью 5; 10 и 15 г или, в редких случаях, электрические грузоподъемностью 20; 30 и 40 т. Высоту здания подъемных машин (при наличии крана) определяют по формуле

H = h1 + h2 + h3 + h4,


где h1 — глубина подвала, равная 3,5 м, а при введенной с 1957 г. унификации — 3,6 м; для подъемных машин с барабаном диаметром 4 м h1 может быть принята равной 3 м;

h2 — расстояние от пола машинного зала до головки рельса подкранового пути, равное 5—6,5 м; принимают в зависимости от диаметра барабана машины;

h3 — расстояние от головки рельса подкранового пути до верха конструкции мостового крана; принимают в зависимости от пролета и грузоподъемности крана;

h4 — расстояние от верха конструкции мостового крана до нижней точки конструкции покрытия (обычно до нижнего пояса фермы, несущей покрытие).

При необходимости преобразования переменного электрического тока в постоянный в состав здания подъемных машин включается помещение преобразователей тока (умформеров). Размеры помещения в плане и его высота определяются габаритом оборудования и наличием или отсутствием мостовых кранов. Высоту этих помещений принимают не менее 4,2 м. В ряде случаев при большой мощности умформеров предусматривают устройство подвала для размещения части оборудования.

Ввиду больших тепловыделений помещение умформеров оборудуют специальной системой естественной или искусственной вентиляции и отделяют от машинного зала капитальной стеной.

Размеры оконных проемов в здании подъемных машин определяют из расчета отношения площади окон к площади пола от 1:8 до 1:7.

Устройство оконных проемов в стене, обращенной к стволу, не допускается, так как прямой свет мешает машинисту управлять машиной.

Для подачи деталей оборудования внутрь здания используют оконные или дверные проемы, а также специальные временные монтажные проемы, заделываемые после окончания монтажа.

Для подачи оборудования в подвал устраивают монтажные проемы в перекрытии. Размещение монтажных проемов принимают исходя из условий наилучшей организации такелажных работ.

На английских шахтах практикуется устройство специальных монтажных ворот.

В стене, обращенной к стволу, устраивают проемы для подъемных канатов. Размеры и расположение проемов определяется схемой подъема и предельными положениями канатов при работе подъемной установки. Проемы для канатов цилиндрических подъемных машин имеют прямоугольную форму и размеры их определяют с учетом зазоров от предельных положений канатов до стены: в горизонтальном направлении 20—30 см

и в вертикальном — вверх 30—40 см и вниз 40—50 см. Для бицилиндроконических подъемных машин проемы имеют зетообразную форму в соответствии с движением каната, а зазоры от предельных положений канатов до стены принимают в горизонтальном направлении те же, что и для обычных машин, а в вертикальном — на 20—30 см больше ввиду значительных колебаний каната пои движении по конической части барабана.

При большой высоте копра или близком расположении копра к зданию подъемной машины один из проемов для канатов можно располагать в покрытии. В фундаменте или в стене подвала со стороны электроподстанции устраивают проем, через который в здание вводят кабели для питания установки электроэнергией. Для разводки кабеля внутри здания устраивают каналы в полу.

Конструкции зданий подъемных машин


Фундамент под стены здания возводят из бутового камня, бутобетона, бетонных блоков.

Стены подвала обычно выполняют из тех же материалов, что и фундаменты, а также из кирпича. На большинстве действующих шахт стены подвала возведены из кирпича и бутового камня, а в строящихся по типовым проектам — из кирпичных и бетонных блоков. Стены подвала изолируют снаружи от проникновения грунтовых, дождевых и других вод путем устройства глиняного замка, наружной обмазкой битумом, а при большой влажности грунтов или при наличии грунтовых вод — рулонными изоляционными материалами.

Стены надземной части здания возводят из бутового камня, кирпича (в виде рядовой кладки или блоков), бетонных блоков, а также в виде железобетонного каркаса с заполнением из кирпичных и бетонных блоков или железобетонных панелей.

В типовых проектах поверхности шахт предусматриваются стены из крупных блоков. На некоторых шахтах за рубежом применяют стены в виде стального каркаса с заполнением кирпичом или обшивкой волнистой листовой сталью.

Толщина стен определяется их назначением как теплового ограждения и несущей конструкции, обеспечивающей устойчивость здания. Минимальная толщина кирпичных стен принимается 38 см, каменных — 60 см. Бетон для блоков принимают марки не ниже 75. Кирпич морозостойкий красный глиняный или силикатный марки не ниже 75. Кладка ведется на растворе марки не ниже 25. В стенах обычно устраивают пилястры, которые служат опорой для подкрановых балок, а также для обеспечения прочности и устойчивости стен.

Для придания конструкции стен большей устойчивости рекомендуется устраивать железобетонные монолитные или сборные пояса в стенах на уровне подкрановых балок. Эти пояса служат опорой для верхней части стены и передают ветровые нагрузки на пилястры и поперечные стены здания.

Подкрановые балки применяют железобетонные или стальные. Их прогиб при ручном кране-балке должен быть не более 1/600.

Перекрытия над подвалом возводят из стальных или железобетонных балок и железобетонных плит. Для экономии металла следует применять сборные железобетонные балки с укладкой по ним сборных железобетонных плит Перекрытие рассчитывают на полезную нагрузку 1000 кГ/м2, а на участке, загружаемом в процессе монтажа частями подъемных машин и двигателя, — на фактический вес наиболее тяжелой части оборудования.

Балки перекрытия опираются (но не заделываются) на стены здания, на фундамент подъемной машины или двигателя и при больших пролетах на промежуточные опоры. Опирание балок на фундамент преобразователя не допускается во избежание передачи вибрации на стены здания. В перекрытиях устраивают проемы для монтажа оборудования, для вентиляционных коробов и лестницы.

Покрытие зданий подъемных машин выполняют обычно из несгораемых материалов. Несущими конструкциями покрытия зданий являются стальные фермы; в типовых зданиях — сборные железобетонные балки и фермы с обычной или предварительно напряженной арматурой.

Ограждающая конструкция покрытий существующих зданий состоит, как правило, из стальных прогонов, по которым укладывают сборные или монолитные железобетонные плиты, а при деревянных фермах — деревянные прогоны и деревянный утепленный настил. Применяют также асбестоцементные утепленные плиты — короба или асбестоцементные волнистые плиты с утеплителем. В типовых проектах предусматривается конструкция покрытия из сборных железобетонных плит по железобетонным прогонам или укрупненный железобетонный ребристый настил, укладываемый непосредственно по несущим железобетонным балкам и фермам. Пролет такого настила принимается 3 и 6 м в зависимости от расположения балок и ферм. По настилу укладывают легкий плитный утеплитель.

Кровельным материалом для деревянных покрытий служат плоские и волнистые асбестоцементные плиты, а для железобетонных — рулонный ковер из рубероида по пергамину.

Наружная отделка здания со стенами из кирпича и крупных блоков сводится к расшивке швов.

Внутренняя отделка заключается в оштукатуривании или затирке поверхности стен и побелке. В машинном зале на высоту 2,0—2,5 м от пола делают панель масляной краской.

Фундаменты подъемных машин


Подъемные машины устанавливают на массивные фундаменты, не связанные с фундаментом здания. При установке подъемных машин на башенных копрах опорой для них служит система балок перекрытия.

Габарит фундаментов в плане, расположение крепежных болтов, размеры проемов, ниш и другие данные, необходимые для монтажа машины и коммуникаций к ней, а также для осмотра и замены крепежных деталей принимают по заводским чертежам подъемной машины. На чертежах также приводятся необходимые данные для установки и крепления редуктора (без двигателя). Взаимное расположение машины с редуктором и двигателя устанавливается при проектировании подъемной установки.

Уровень установки фундамента подъемной машины и размещение его в плане принимают в зависимости от схемы подъема. Верх фундамента машины соответствует обычно уровню пола машинного зала.

Отметка заложения подошвы фундамента определяется его конструкцией, глубиной залегания грунта, служащего основанием, а также требованием, чтобы уровень подошвы фундамента под подъемную машину был ниже уровня заложения фундамента под стены здания. Подошва фундамента выполняется в виде горизонтальной плоскости без местных выемок и заглублений.

Высота от уровня пола подвала до верха (обреза) фундамента принимается 3—3,6 м в соответствии со стандартным высотным модулем 600 мм, введенным в 1955 г.

Фундаменты подъемных машин с барабаном диаметром Зли менее обычно устанавливают в зданиях без подвалов, так как вся вспомогательная аппаратура может быть размещена на уровне пола машинного зала.

Материалом для фундаментов подъемных машин служит бетон марки 100 и более; фундаменты под большие машины возводят из армированного бетона марки не ниже 150. Армировка обеспечивает монолитность фундамента и устанавливается, как правило, по конструктивным соображениям. Верхние части участков фундамента, воспринимающих частые удары при работе тормозного устройства, рекомендуется армировать.

Для отвода воды, стекающей с каната в полость под барабаном подъемной машины, рекомендуется закладывать в тело фундамента водоотводящую трубку.

Анкерные болты (для закрепления подъемной машины на фундаменте) имеют диаметр 30—60 мм и поставляются заводами-изготовителями машин комплектно с анкерными плитами.

Анкерные плиты заделывают в фундамент наглухо или устанавливают в нишах так, чтобы их можно было заменить при смене болтов. В последнем случае зазор между установленным болтом и бетоном фундамента засыпают сухим песком и только верхнюю часть этого зазора высотой 200—300 м заливают бетоном, который может быть, при необходимости, удален.

Ниши для анкерных болтов не заливают бетоном.

Для обеспечения монолитности фундамента его бетонирование следует вести непрерывно, кроме верхней части толщиной 300—400 мм, которая заделывается после установки и выверки балок перекрытия, опорной рамы подъемной машины, редуктора и двигателя.

Для возведения фундаментов обычно применяют деревянную опалубку. В 1957 г. разработана конструкция опалубки из сборных железобетонных плит толщиной 60—80 мм, входящих в габарит фундамента. Эти плиты соединяют с бетонным массивом при помощи арматуры, закладываемой в плиты при их изготовлении.

Фундаменты под подъемную машину и под двигатель возводят, как правило, одновременно.

Фундамент под подъемную машину рассчитывают на устойчивость и на сдвиг относительно основания, кроме того, проверяют давление на грунт под подошвой фундамента. Расчетными нагрузками являются собственный вес фундамента, вес подъемной машины и усилия от подъемных канатов, на одном из которых принимается разрывное, а на другом двойное рабочее усилие. В некоторых случаях определяют собственную частоту колебаний и амплитуду вынужденных колебаний фундаментов.

Примеры конструктивных решений зданий подъемных машин


Типовое здание для подъемной машины с барабаном диаметром 5 м показано на рис. 9.

Фундаменты и стены подвалов из сплошных бетонных блоков марки 100. Стены — самонесущие из крупных кирпичных или бетонных блоков. На уровне оконных проемов устраивается пояс из сборных железобетонных балок. Перекрытие над подвалом, выполняемое из монолитных железобетонных плит по сборным железобетонным балкам марки 200, служит горизонтальной опорой для стен при воздействии на них ветровых нагрузок. Покрытие состоит из ребристых железобетонных плит из бетона марки 200, укладываемых по несущим предварительно напряженным железобетонным балкам, опирающимся на сборный железобетонный каркас. Балки пролетом 18 м состоят из шести железобетонных блоков, соединяемых в общую балку путем последующего натяжения высокопрочной арматуры. Кровля здания рубероидная. Утеплитель принят из фибролитовых, пенобетонных или других плит объемным весом не более 700 кГ/м3. Полы в машинном здании устраивают из керамических плиток, а в подвале— асфальтовые. Оконные переплеты — деревянные, но могут быть использованы также типовые железобетонные.

Строительный объем здания 3315 м3, в т. ч. объем надземной части 2249 м3, подземной — 1066 м3. Расход сборных элементов, отнесенный к 1 м3 здания, составляет: сборного железобетона 0,0185 м3, кирпичных или бетонных стеновых блоков 0,0428 м3, бетонных блоков для фундаментов и подвалов 0,067 м3.

На рис. 10 показано типовое здание для двух подъемных машин с барабанами диаметром 5 м и шириной 2,3 м. Машины имеют двухмоторный привод. Вместо одной из машины может быть установлена машина с барабанами диаметром 6 м и шириной 2,4 м.

В конструктивном отношении здание аналогично описанному в предыдущем примере. Строительный объем здания 10 686 м3, в т. ч. объем надземной части 7882 м3, подземной — 2804 м3.

На рис. 11 показано здание для бицилиндроконической подъемной машины БЦКБ с барабаном диаметром 8—4,5 м и шириной 2 м. В здании предусмотрено помещение для умформера, отделенное от машинного зала капитальной стеной. В машинном зале установлен электрический кран грузоподъемностью 25 т. В помещении для умформера железобетонное перекрытие не опирается на фундамент умформера. В помещении машинного зала перекрытие свободно опирается на фундамент подъемной машины. В стене, обращенной в сторону ствола шахты, предусмотрен монтажный проем размером 5,0х6,7 м.

Строительный объем здания 10 548 м3, в т. ч. объем надземной части 8142 м3, подземной — 2406 м3.





Яндекс.Метрика