05.01.2021

Механизация и технология бетонных работ


Цикл бетонных работ при строительстве подземного сооружения представляет собой процесс, обладающий довольно четко выраженной самостоятельностью. Невозможно ожидать положительного эффекта, не решив комплексно всех вопросов, связанных с выполнением бетонных работ от начала приготовления бетонной смеси до конца ее укладки в конструкцию крепи.

При креплении горных выработок монолитным бетоном наиболее трудоемкая операция — доставка и укладка бетонных смесей.

Несмотря на достаточно разработанные средства и способы механизации и технологии бетонных работ, в практике сооружения горных выработок они применяются редко, чаще всего операции по доставке и укладке бетонных смесей выполняются вручную. Поэтому основное преимущество бетона как крепежного материала, обладающего высокой степенью механизации, не используется, а процесс крепления выработки остается наиболее трудоемким из всех горнопроходческих работ.

Далее рассматриваются нетрадиционные решения в области механизации и технологии бетонных работ, которые прошли глубокую промышленную проверку, показали себя надежными и высокопроизводительными способами, однако широкого применения в практике горнопроходческих работ не нашли.

Так, преимущества бетона как высокомеханизирующегося крепежного материала реализуются при условии транспортирования и доставки бетонной смеси по стволу и горизонтальным выработкам по трубам. Подача смеси по трубам позволяет практически полностью механизировать процесс возведения крепи и вспомогательные работы на поверхности и в шахте. Кроме того, значительно сокращается число рабочих, занятых креплением, и повышается безопасность горнопроходческих работ.

Бетоноукладочный механизм может быть отнесен на требуемое расстояние от забоя и не затруднять производство бетонных работ в стесненных условиях.

К недостаткам подачи бетона по трубам следует отнести более повышенную требовательность к нормам, которым должна отвечать бетонная смесь, возможность закупорки трубопровода и его истирание.

Бетонные смеси в шахту подают по трубам диаметром 150 мм, подвешенным с помощью канатов на лебедках или закрепленным специальными хомутами к стенкам ствола. В комплект оборудования для подачи бетонной смеси входят: приемный бункер, приемная воронка, став из стальных бесшовных труб, гаситель скорости и хобот или телескопический желоб для разводки бетонной смеси после выхода ее из вертикального трубопровода.

В бетонопровод смесь подают непосредственно из бетономешалки, установленной на поверхности, или доставляют к стволу из центрального бетонного завода. В последнем случае смесь завозят автомашиной или пневмобетоноукладчиком и выгружают в приемный бункер, который опрокидывается лебедкой в воронку, установленную над бетонопроводом. К днищу приемного бункера крепят вибратор, обеспечивающий выгрузку смеси при небольшом наклоне днища. Известна схема подачи смеси из бункера в бетонопровод через горловину со специальным затвором в виде пробки, имеющей с двух сторон коническую форму (рис. 3.9). После заполнения бункера бетонной смесью пробку поднимают с помощью рычага и смесь течет в трубопровод. После выпуска определенного количества смеси горловину снова закрывают.

При подаче смеси в трубопроводе, и особенно в приемной воронке, образуются закупорки. Для улучшения проходимости смеси рекомендуется в устье трубопровода устанавливать вибратор. Подачу смеси из лотка в воронку регулируют шибером. Для снижения скорости при выходе бетонной смеси из бетонопровода на конце става труб устанавливают гасители скорости, конструкции которых показаны на рис. 3.10. При подвеске трубопровода на канатах наращивание его производится с нулевой площадки. Для удобства маневрирования устье става труб выполняется телескопическим.

Важнейшим условием, предотвращающим истирание труб, является их вертикальная подвеска в стволе и тщательная соосность отдельных звеньев в местах стыковки. При подвеске бетонопроводов на канатах точной вертикальной прокладки труб добиться практически невозможно. Струя бетонной смеси, выходящая из гасителя скорости, отклоняет реактивными силами весь трубопровод в сторону, противоположную выходу струи, и выводит бетонопровод из вертикального положения.

Более целесообразно крепить бетонопровод к стенкам ствола специальными хомутами и анкерными болтами, заделываемыми в крепь. Трубопровод прокладывают строго по вертикальному отвесу и тщательно стыкуют концы труб. Стенки бетонопровода после пропуска по нему первых порций смеси покрываются слоем песчапо-цементного раствора, который образует своего рода смазку, предохраняющую трубы от истирания.

Искривление трубы на каком-то одном участке непременно ведет к ее износу. В неменьшей степени, чем местные искривления ставов и несоосная стыковка труб, на преждевременный износ бетонопроводов влияют вмятины или выступы в трубах. Они могут образовываться при транспортировании труб и погрузочно-разгрузочных работах, а иногда при плохой организации работ по спуску бетонных смесей (особенно при оставлении неочищенных от раствора трубопроводов после работы). В этом случае происходят закупорки ставов бетонной смесью. Для очистки труб иногда по бетонопроводу стучат тяжелым молотом, оставляя вмятины, которые потом быстро истираются. Следует отметить положительный опыт применения специальных пластырей-накладок в виде хомутов, устанавливаемых на протертые места трубы.

Недостаточная очистка стенок труб от налипшего раствора после окончания работ по бетонированию приводит к закупоркам бетонопровода. Для очистки стенок после бетонирования по трубопроводу следует пропустить 20—30 кг щебня и 20—30 л воды, что надежно очистит став.

В процессе работы, очередная порция смеси подается в бетонопровод только после подтверждения, что ранее опущенная порция принята. О закупорке става можно судить по воздуху, выходящему через загрузочную, воронку на поверхности. В свободном трубопроводе порция смеси гонит воздух перед собой и он выходит в разгрузочный конец става в шахте.

Перед очередным бетонированием по трубопроводу необходимо пропускать 100—200 л песчано-цементного раствора. Первые 1—1,5 м3 бетонной смеси приготавливают с повышенным расходом цемента. Этим обеспечивают смазку стенок труб раствором до начала бетонирования. При спуске бетонных смесей обычного состава в очищенный бетонопровод из гасителя скорости вначале выходит почти чистый щебень.

С внедрением способа спуска бетонной смеси по вертикальным трубам были проведены исследования, в результате которых удалось получить параметры бетонной смеси и бетонопроводов.

Опыт показал, что для спуска в ствол по трубам бетонные смеси должны обладать определенными реологическими свойствами. В связи с этим было исследовано влияние диаметра трубопровода, водоцементного отношения, осадки конуса, фракционного состава крупного заполнителя и относительного содержания песка в смеси заполнителей на проходимость бетонной смеси по трубам (под проходимостью следует понимать возможность спуска бетонной смеси по трубам без их закупорки).

Многообразие перечисленных факторов не позволяет строго аналитически описать этот процесс и предложить методику расчета проходимости смеси по трубам. Поэтому степень проходимости смесей по трубопроводам разных диаметров исследовалась экспериментально. Испытывались разные бетонные смеси (с фракционным составом щебня 5—10, 10—20 и 20—40 мм, водоцементным отношением от 0,4 до 0,65, осадкой стандартного конуса от 4 до 15 см, с добавками хлористого кальция и без них) на проходимость по трубопроводам диаметром 100, 125, 150 и 200 мм.

В результате 127 испытаний различных смесей в различных трубопроводах были определены необходимые характеристики проходимых бетонных смесей.

Проведенные эксперименты по определению проходимости смесей позволили сделать следующие выводы:

- проходимость смеси через вертикальный бетонопровод зависит от водоцементного отношения, с уменьшением которого возрастает величина необходимой для,проходимости смеси осадки конуса. Это объясняется увеличением силы трения пристенного слоя при снижении водосодержания бетонной смеси с одновременным повышением вязкости при росте расхода цемента;

- предел проходимости бетонной смеси в исследованном диапазоне условий не зависит от размеров зерен крупного заполнителя и относительного содержания песка. Однако уменьшение размеров щебня и увеличение относительного содержания песка в смеси связано с увеличением расхода цемента для получения равнозначной осадки конуса;

- добавка хлористого кальция увеличивает подвижность смеси (осадку стандартного конуса) примерно на 10—20%. Предел проходимости смеси при этом не изменяется;

- лучшие результаты получены при диаметре трубы 150 мм. Через трубы такого диаметра проходят смеси с осадкой конуса на 25—30% меньше, чем через трубы диаметром 100 мм;

- осадка конуса бетонных смесей, приготовленных с добавкой 4% хлористого кальция при водоцементном отношении 0.55—0,60 (что имеет место в практике транспортирования бетонных смесей по вертикальным трубам для крепления стволов и подземных сооружений), должна составлять не менее 8—10 см при диаметре труб 150 мм и 11—33 см при диаметре труб 125 мм. Использовать трубы диаметром 100 мм не рекомендуется;

- смеси, проходимые по бетонопроводу диаметром 150 мм, текут по желобу такого же диаметра, наклоненному на 35—40°. Подвижность смеси значительно повышает добавка сульфитноспиртовой барды в количестве 0,1—0,25% массы цемента.

Долгое время смесь в шахту по трубам не подавалась из-за опасения расслаивания, которое может иметь место при выходе ее из бетонопровода. Расслаивание смеси в большей степени замечалось при использовании тяжелого щебня, например железистого кварцита в Кривбассе (плотность 3,5 т/м3), и совсем не наблюдалось при легком крупном заполнителе (отвальные доменные шлаки плотностью 1,8—2,1 т/м3). Кроме того, расслаивание наблюдалось при доставке бетонных смесей на большую глубину и при использовании составов жидкой консистенции, подверженных седиментационным процессам, даже при их транспортировании на поверхности.

Результаты исследования процесса расслаивания позволили даты ряд практических рекомендаций по спуску бетонных смесей в вертикальных бетонопроводах:

- при спуске бетонной смеси по трубам целесообразно применять легкие, но достаточно прочные заполнители;

- уменьшить разность удельного веса крупного заполнителя и песчано-цементного раствора (что важно для предотвращения расслаивания) или увеличить удельный вес раствора можно путем снижения содержания воды в смеси. Подвижность бетонной смеси можно увеличить добавкой пластификаторов;

- предельная крупность гранитного щебня не должна превышать 20—30 мм, а щебня из железистого кварцита — 12—15 мм;

- максимальное значение водоцемептного отношения не должно превышать 0,60. Допустимая осадка конуса в момент загрузки бетонной смеси в трубопровод 9—11 см. Подвижность смесей на. разгрузочном конце трубы при спуске на глубину до 500— 600 м снижается на 2—4 см, однако видимого изменения прочности бетона при этом не наблюдается;

- при подаче бетонной смеси в приемный сосуд небольшими порциями происходит ее перемешивание с ранее уложенной смесью и восстановление однородности, даже если и произошло некоторое расслаивание при спуске по трубам;

- гаситель на конце трубопровода необходим только для снижения скорости смеси при выходе из бетонопровода и не пред. отвращает ее расслаивание.

При внедрении способа подачи бетонных смесей в шахту по трубам производственники встретились с рядом мало изученных вопросов, к числу которых относится и характер движения смеси по трубам. Исследование этого процесса было необходимо для решения вопроса о числе, месте установки гасителей скорости в ставе труб и расчете конструкции гасителя.

Исследования движения бетонных смесей по вертикальным трубопроводам позволили установить, что бетонная смесь, обычно применяющаяся для спуска по вертикальным трубам (с водоцементным отношением 0,55—0,60 и осадкой конуса 9—11 см, приготовленная на крупном заполнителе 5—40 мм), при спуске по трубопроводу за короткий отрезок времени (около 4 с) приобретает постоянную скорость, равную 35 м/с. До установления постоянной скорости смесь успевает пройти путь 50—80 м. Поскольку с глубины 50—80 м смесь движется с постоянной скоростью, нет необходимости устанавливать промежуточные гасители. Гаситель скорости, установленный в начале ствола, с увеличением глубины доставки бетонной смеси не требует никаких конструктивных изменений.

Во время движения в трубопроводе бетонная смесь расчленяется на отдельные порции, не расслаиваясь внутри каждой порции на компоненты. По ориентировочному подсчету масса такой порции составляет 15—20 кг, а объем б—8 л. Благодаря небольшому объему порции, даже при расслаивании в момент падения смеси в приемный сосуд или за опалубку происходит ее вторичное перемешивание с ранее уложенной смесью и восстановление однородности. Отсюда следует, что опасность расслаивания часто значительно преувеличивается.

Транспортирование бетонной смеси по горизонтальным трубопроводам изучалось рядом исследователей, которые, в известной степени идеализируя условия движения смеси, рассмотрели вопросы расчета сопротивления в трубах бетононасоса и поведение смеси в трубах. Эти исследования позволили с некоторым приближением установить дальность подачи бетонной смеси и характеристику бетононасосов. Ho все известные исследования выполнены только для бетононасосов. В то же время ряд существенных преимуществ транспортирования бетонной смеси и укладки ее за опалубку с помощью пневмобетоноукладчиков обусловливает все большее их признание и распространение в отечественной и зарубежной горнопроходческой практике. В связи с этим ДоиУГИ были проведены исследования, в результате которых удалось разработать методику расчета пневмотранспорта бетонной смеси по трубам и более эффективную конструкцию пневмобетоноукладчика.

Для механизации работ по укладке бетонной смеси за опалубку применяют пневмобетоноукладчики различных конструкций и бетононасосы. Пневмобетоноукладчик — это основной транспортный механизм, пригодный в разных условиях. Предельная простота конструкции, большая производительность, невысокие требования к квалификации обслуживающего персонала обеспечили широкое их применение. Недостатками пневмобетоноукладчиков по сравнению с бетононасосами являются больший удельный расход энергии, а при расстоянии доставки смеси свыше 120 м большая стоимость транспортирования.

Известно много различных конструкций пневмобетоноукладчиков, достаточно подробно рассмотренных в работе.

Далее приведены результаты разработки оригинального пневмобетоноукладчика конструкции ДонУГИ, выгодно отличающегося от известных конструкций.

Принцип действия пневмобетоноукладчиков состоит в том, что в герметически закрытый сосуд, наполненный бетонной смесью, подается сжатый воздух, который скоростным напором выдавливает смесь из сосуда и увлекает ее по трубопроводу.

В результате проведенных исследований закономерностей движения бетонных смесей представилось возможным определить параметры пневмобетоноукладчика, работающего в расчетном режиме (т. е. передвигающего бетонную смесь по трубам в виде единой порции — поршня). Под параметрами пневмобетоноукладчика следует понимать его часовую производительность, расход сжатого воздуха и оптимальный объем загрузки бетонной смесью в зависимости от производственно-технических условий (дальности подачи бетона, угла наклона трубопровода, характеристики бетонной смеси и затрат времени на подготовительно-заключительные операции).

Конструктивные решения известных пневмобетоноукладчиков с вертикальной осью симметрии (рис. 3.11) приводят к тому, что движение бетонной смеси носит прерывистый характер. Частицы ее в бетонопроводе как бы «витают» в потоке сжатого воздуха, т. е. смесь расчленена на несколько отдельно движущихся порций. При этом увеличивается число переходных участков, в которых происходит турбулентное перемешивание бетонной смеси, что приводит к возрастанию сопротивления движению и образованию в трубопроводе пробок. С другой стороны, это благоприятствует прорывам воздуха сквозь движущуюся порцию смеси и ее расслаиванию. Крупные фракции заполнителя остаются на дне трубопровода и способствуют его закупорке.

Для оптимальной работы конструкции прежде всего необходимо обеспечить расчетный режим движения смеси по бетонопроводу, заключающийся в формировании ее в единую порцию, Это было достигнуто соответствующим расположением трубопроводов, подающих сжатый воздух в емкость, и целесообразной формой корпуса пневмобетоноукладчика. При надлежащем расчете этих параметров смесь подается в транспортную магистраль без задержек, испытывая примерно одинаковое сопротивление при движении из более широкой верхней части емкости к равномерно сужающемуся разгрузочному отверстию. Здесь опустившаяся смесь оказывается на пути движения сжатого воздуха, под давлением которого продавливается в трубопровод диаметром 150 мм.

Для создания режима движения бетонной смеси единой порцией важно обеспечить своевременное опускание определенного количества смеси взамен уже вытолкнутой в бетонопровод. При несоблюдении этого условия смесь в трубопроводе расчленяется на несколько движущихся порций, отделенных друг от друга слоем воздуха.

В пневмобетоноукладчике конструкции ДонУГИ (ПБУ — ДоиУГИ) бетонная смесь движется в виде поршня, благодаря форме сосуда и выбранной системе подвода сжатого воздуха по касательной к днищу емкости в направлении бетонопровода (рис. 3.11,б). Между бетонной смесью и днищем создается воздушная смазка, а форма емкости — наклонный диффузор — обеспечивает непрерывное формирование смеси в виде единой порции до полного опорожнения сосуда. В этом и заключается существенное преимущество предложенной конструкции по сравнению с известными.

ПБУ — ДонУГИ загружается непосредственно из бетономешалки, автосамосвала или бетонопровода, проложенного по стволу. Он состоит из емкости вместимостью 0,8 м3 и коленного шасси. Передняя стенка емкости примыкает к нижней трубе под отрицательным углом, что способствует более быстрому выталкиванию смеси в бетонопровод. Став труб бетонопровода собирают при помощи клиновых разъемных соединении, обеспечивающих быструю разборку и сборку бетонопровода. Звенья бетонопровода выполнены из стальных бесшовных труб диаметром 150 мм. Для изменения направления движения бетонной смеси применяют сварные колена с разным углом поворота и радиусом закругления не менее 1,5—2 м. Выходная часть бетонопровода заканчивается специальным гасителем скорости.

Для определения рабочих характеристик пневмобетоноукладчика и эффективности его работы были проведены сравнительные испытания типовой (см. рис. 3.11, а) и разработанной (см. рис. 3.11,б) конструкций. Испытания, проведенные на шахте «Октябрьский рудник», подтвердили расчетные характеристики ПБУ — ДопУГИ и его преимущества перед известными конструкциями с вертикальной осью симметрии. Так, время транспортирования смеси по бетонопроводу старой конструкции оказалось в 2,5—3,5 раза, а расход воздуха в 5—7 раз больше, чем у предложенной. Надежность работы нового бетоноукладчика значительно выше.

Небольшие масса и основные размеры позволяют перевозить ПБУ — ДонУГИ по горным выработкам всех сечений электровозом. После установки пневмоукладчика на месте работы его подключают к трубопроводу сжатого воздуха и подсоединяют к бетонопроводу, а также подводят воду для промывки ПБУ и труб.

Бетонопровод собирают одновременно с установкой ПБУ. Его монтируют на деревянных подкладках из обрезков шпал или брусьев, имеющих полукруглый паз под трубу. Подкладка устанавливают через 3—4 м у стыков бетонопровода. Пневмо-бетоноукладчик и все его колена закрепляют. Это необходимо для гашения реактивных сил, возникающих при движениях бетонной смеси по трубе.

Надежность работы пневмобетоноукладчика во многом зависит от правильной его эксплуатации и качества бетонной смеси. Правильная эксплуатация ПБУ сводится к соблюдению правил подготовки к транспортированию бетонной смеси, своевременной промывке ПБУ и бетонопровода. Последовательность выполнения операций при подготовке к транспортированию бетонной смеси и при работе пневмобетоноукладчика должна быть следующей.

Перед загрузкой рабочей камеры бетонной смесью надо промыть водой бетонопровод. Затем через ПБУ пропускают 0,2 м3 песчано-цементного раствора или бетонной смеси с увеличенным расходом цемента и осадкой конуса 14—15 см для смазки бетонопровода. После загрузки рабочей камеры ПБУ бетонной смесью необходимо очистить отверстие воронки от щебня, поднять коническое запорное устройство, перекрывающее загрузочное отверстие; повернуть главный пробковый кран, открывающий сжатый воздух, и произвести выгрузку бетонной смеси. Выгрузка и транспортирование по бетонопроводу длиной 50 м порции смеси объемом 0,65 м3 занимает 8—10 с. За процессом выгрузки и транспортирования можно следить по манометру: после выдачи порции смеси стрелка манометра возвращается в нулевое положение при открытом кране сжатого воздуха. По окончании бетонирования или при длительных перерывах в работе пневмобетоноукладчик и бетонопровод тщательно промывают водой.

Пробки в бетонопроводе образуются по следующим причинам:

- бетонная смесь пущена по предварительно не смазанному раствором бетонопроводу;

- при монтаже бетонопровода допущен перекос стыков;

- наличие в бетонной смеси щебня крупностью более 50 мм;

- наличие в бетонопроводе слоя схватившегося бетона, образовавшегося при недостаточно тщательной его промывке; недостаточное давление сжатого воздуха;

- отключение сжатого воздуха до окончания выхода порции бетонной смеси из бетонопровода.

Из-за возможного образования вмятин и нарушения стыков запрещается стучать молотком по бетонопроводу при образовании пробки. Если давление сжатого воздуха на бетонную смесь в течение некоторого времени не дает эффекта, необходимо прекратить его подачу в рабочую камеру. В месте образования пробки на бетонопровод накладывают вибратор и включают на 1—1,5 мин.

Снижение давления в рабочей камере говорит о том. что смесь в месте образования пробки пришла в движение. Необходимо помнить, что от действия вибрации могут ослабнуть клиновые замки быстроразъемных соединений бетонопровода. Поэтому после прекращения работы вибратора и ликвидации пробки их необходимо подтянуть. Если после этих мероприятий пробка не ликвидирована, то надо разобрать участок бетонопровода в месте ее образования и, действуя вибратором, ликвидировать пробку. Предварительно следует выпустить воздух из рабочей камеры ПБУ в атмосферу и открыть загрузочное отверстие.

Пневмобетоноукладчик обслуживают двое рабочих. Один управляет работой механизма, второй следит за укладкой бетонной смеси за опалубку и состоянием бетонопровода.

Технико-экономические показатели бетонного крепления предопределяются технологической схемой организации работ. Решающим фактором при оценке схемы крепления выработок является способ транспортирования бетонной смеси от завода до места укладки. В зависимости от того, как решены эти вопросы, можно выделить три основные технологические схемы организации работ.

Схема I. Готовую бетонную смесь подают от центральной смесительной установки на поверхности непосредственно до места ее укладки за опалубку по трубам. Такая схема удачно применялась на рудниках «Глубокий» в России, «Джеффри» в Канаде и «Келли» в США.

На руднике «Глубокий» бетонную смесь подавали от бетонного узла к клетевому стволу по бетонопроводу протяженностью 300 м с подъемом на 9 м при помощи пневмобетоноукладчика. На нулевой площадке ствола смесь собиралась в бункер, откуда поступала в вертикальный трубопровод, а из него на девятом горизонте шахты попадала в пневмобетоноукладчик, которым транспортировалась за опалубку.

Описанная схема проста и эффективна. Ее можно рекомендовать при строительстве и реконструкции угольных шахт. Наиболее высоких показателей можно достичь при больших сосредоточенных объемах бетонных работ (околоствольные дворы, сопряжения, комплексы камер). Основной недостаток схемы заключается в значительном расходе сжатого воздуха и труб, а также в затратах труда и времени на частые монтажи и демонтажи трубопровода при закупорках става. Эта схема требует высокой культуры производства.

Схема II. К месту работ бетонную смесь транспортируют электровозом в пиевмобетоноукладчиках, образующих бетонопоезд. При помощи быстроразъемных соединений пневмобетоноукладчики поочередно присоединяют к бетонопроводу и смесь разгружают непосредственно за опалубку. Всю смесь, доставленную бетонопоездом, укладывают за 15—20 мин.

По такой схеме крепили выработки на шахте «Северная-Вентиляционная» (Россия), на руднике «Сан-Мануэль» (США) в тоннелях водовода «Сан-Диего» (США) и др.

Вторая схема более надежна, чем первая, и может с успехом применяться при разбросанности участков бетонирования. По этой схеме можно выполнять значительный объем работ на протяженных горизонтальных выработках. Недостатком ее является меньшая, по сравнению с первой схемой, производительность, дополнительная загрузка рельсовых магистралей шахты, большое количество вспомогательных операций у места укладки бетонной смеси.

Схема III. В выработку к месту бетонирования доставляют сухие компоненты бетонной смеси, где их перемешивают в передвижной бетоносмесительной установке, добавляя воду, пластификаторы и ускорители схватывания. Приготовленная бетонная смесь загружается в транспортный механизм, зачастую выполненный на одной тележке с бетономешалкой и составляющий с ней единый комплекс по креплению. Транспортным механизмом является пневмобетоноукладчик, реже бетононасос или конвейер.

Подобное решение механизации бетонных работ имело место в Лениногорском шахтостроительном управлении.

Третья схема не нашла широкого применения из-за излишней громоздкости. Ее использование мало перспективно, так как приготовление бетонной смеси на поверхности всегда производительнее и дешевле, чем в подземных условиях, а качество бетона выше. Кроме того, при транспортировании сухих, компонентов по вертикальным трубопроводам резко увеличивается их износ.

Организация бетонных работ может быть различной, но все разнообразие технологических схем укладывается в описанные выше три типа или их комбинации.

В настоящее время существуют эффективные, опробованные на практике технологические схемы крепления выработок монолитным бетоном, большое разнообразие опалубок и необходимых средств транспортирования смеси. Технологическую схему и оборудование выбирают путем технико-экономических сравнении с учетом всех производственных факторов. Работоспособность и технико-экономические показатели выбранной технологической схемы в первую очередь зависят от степени механизации наиболее трудоемких операций — транспортирования и укладки бетонной смеси.

Наиболее распространенные схемы крепления выработок монолитным бетоном показаны на рис. 3.12. Схемы а, б, в и г относятся к бетонированию выработок с помощью передвижных агрегатов, а схемы д и е — с помощью стационарных (см. рис. 3.12).

При работе по схеме а готовая бетонная смесь (в сухом или затворенном водой виде) с поверхности подается по бетонопроводу на соответствующий горизонт, где она из приемного бункера поступает в бетономешалку вторичного перемешивания. По горизонтальным выработкам при этой схеме смесь транспортируется непосредственно в передвижных пневмобетоноукладчиках, которые доставляют к бетонируемому участку электровозом. На месте бетонирования пневмобетоноукладчики поочередно присоединяют к сети сжатого воздуха и по нагнетательному бетонопроводу бетонную смесь подают за опалубку.

При работе по схеме б смесь, поступающая с поверхности по бетонопроводу, загружается через бункер в передвижные бетоносмесители вторичного перемешивания. Эти бетоносмесители, доставленные электровозом к месту бетонирования, разгружаются в пневмобетоноукладчик, подающий бетонную смесь за опалубку.

При схеме в бетонную смесь транспортируют к месту укладки, в специальных вагонетках, затем перегружают в бетономешалку вторичного перемешивания и далее пневмобетоноукладчиком подают за опалубку.

Схема г предусматривает использование пневмобетономашины для подачи бетонной смеси за опалубку (см. рис. 3.12). В этом случае к бетонировочному комплексу подают сухую бетонную смесь, транспортируемую с поверхности в вагонетках. Смесь конвейером (или скиповым подъемником) загружают пневмобетономашину и затем сжатым воздухом по материальному рукаву подают за опалубку. При выходе из сопла в сухую смесь подается вода. По этой схеме можно выполнять также и безопалубочное бетонирование путем набрызга бетона.

При использовании схемы д предусматривается транспортирование готовой бетонной смеси от бетонорастворного узла на поверхности до места укладки по бетонопроводу (см. рис. 3.12). Если расстояние подачи бетонной смеси большое, используют несколько пневмобетоноукладчиков, работающих по последовательной схеме.

По схеме е бетонную смесь от бетонорастворного узла до рабочего горизонта подают в вагонетках. На рабочем горизонте устанавливают бетономешалку вторичного перемешивания и стационарный пневмобетоноукладчик, подающий бетонную смесь по бетонопроводу за опалубку.

Таким образом, технологические схемы крепления разнятся между собой в основном по способу транспортирования бетонных смесей на поверхности, по стволу и по горизонтальным выработкам до места их укладки.

Технологией можно предусмотреть разные варианты выполнения той или иной операции. При исследовании, проведенном Г.Г. Литвинским, определялось оптимальное сочетание операций, совокупность которых образует технологическую схему. Операции выбирались в результате проведенного анализа схем крепления. При анализе полученных данных представилось возможным определить целесообразные области применения различных технологических схем транспортирования бетонной смеси. На рис. 3.13 показаны целесообразные области применения на шахтной поверхности пневмоукладчиков, вагонеток-бетоновозов и автосамосвалов.

Оказалось, что бетоноукладчики для доставки смеси по трубам выгодно использовать, когда расстояние транспортирования не превышает 600 м. Причем с увеличением объема бетонных работ область их применения несколько расширяется. При расстоянии транспортирования смеси более 600 м варианты ее доставки поездом из пневмобетоноукладчиков, вагонетками — бетоновозами или автосамосвалами примерно равноценны. На расстояние свыше 2000 м бетонную смесь следует транспортировать автосамосвалами. С увеличением вместимости вагонеток область их применения несколько увеличивается.

При транспортировании бетонной смеси по горизонтальной выработке с последующей укладкой за опалубку процесс доставки смеси в вагонетках самый дорогой. Оптимальные области применения пневмобетоноукладчиков, последовательно расположенных в выработках, и поездов из них показаны на рис. 3.14. Так, при расстоянии свыше 1200 м бетонную смесь выгоднее транспортировать поездом пневмобетоноукладчиков, независимо от объема бетонных работ на 1 м выработки. Этот вариант предпочтительнее также при небольших рассредоточенных объемах бетонных работ (камеры, небольшие удаленные выработки). Можно доставлять, смесь в вагонетках-бетоновозах, если разгрузка и укладка ее за опалубку механизирована.

При бетонировании околоствольных дворов с большим расходом бетона дешевле доставлять смесь последовательно расположенными пневмобетоноукладчиками. Так как основные объемы бетонных работ сосредоточены в большинстве случаев в околоствольных дворах, указанный вариант должен найти большее распространение по сравнению с другими.





Яндекс.Метрика