Выбор и обоснование конструктивных решений копра для выдачи полезного ископаемого по сближенным скважинам большого диаметра Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

Геотехнология

31

УДК 622.637.29

П.М. Будников, Ю.Ю.Полухина

ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ КОПРА ДЛЯ ВЫДАЧИ ПОЛЕЗНОГО ИСКОПАЕМОГО ПО СБЛИЖЕННЫМ СКВАЖИНАМ БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА

В начале развития горнодобывающей промышленности,

когда полезные ископаемые добывались с небольшой глубины, копры сооружались в виде деревянных конструкций. По мере увеличения глубины горных разработок и грузоподъемности шахтных клетей на смену деревянным копрам пришли металлические конструкции копров.

На данное время разработано большое разнообразие конструкций копров, из них шатровый и четырехстоечный копры являются одними из наиболее рациональных.

Шатровые копры сложны в изготовлении, металлоемки и в силу своей высокой несущей способности получили распространение, главным образом, на стволах, оборудованных большегрузными скипами.

Что касается копров этой системы, разделение работы шатра и станка, позволяющее исключить передачу нагрузок от подъема на крепь устья ствола, дает возможность применить его для проходки, с последующим переоборудованием для постоянного подъема.

Четырехстоечные (станковые) копры обладают достаточной жесткостью и устойчивостью в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Наиболее перспективными конструкциями металлических копров являются: четырехстоечные с одной укосиной, четырехстоечные с двумя укосинами шатрового типа.

Четырехстоечные копры с одной укосиной получили наибольшее распространение и рекомендуются для главных, вспомогательных и фланговых стволов, сооруженных с помощью временных проходческих

копров.

Четырехстоечные копры с двумя укосинами шатрового типа применяют для глубоких стволов, при оборудовании их двумя подъемами, при расположении подъемных машин с двух диаметрально противоположных сторон от ствола [1].

В практике шахтного строительства не было опыта использования одного надшахтного сооружения для нескольких сближенных скважин большого диаметра и выдачи по ним полезного ископаемого. Учитывая последние разработки кафедры “Строительства подземных сооружений и шахт” КузГТУ, а в частности Е. Г. Кассихиной

[2], авторами разработаны две конструкций копров, удовлетворяющих требованиям использования их для выдачи полезного ископаемого по сближенным скважинам большого диаметра, показанных на рис. 1 и 2.

По сравнению с традиционными решениями эти конструкции имеют следующие преимущества:

- позволяет изменить схему размещения шкивов: на одном уровне и в одной плоскости, один над другим, без изменения топологии головки укосины;

- позволяет размещение подъемных машин (а также многоканатных подъемных машин с наземным размещением) при несимметричной схеме подъема;

- позволяет менять местоположение центральной стойки в зависимости от схемы подъема и разгрузки;

- имеет меньшую металлоемкость по отношению к традиционным копрам;

-характеризуется сокращенным перечнем необходимого металлопроката при изготовлении копра;

-позволяет синтезировать на основе унифицированной эле-

Рис. 1. Конструкция копра с расположением шкивов в одном уровне: 1 - центральная стойка; 2 - укосина; 3 - подшкивная площадка; 4 - шкив; 5 - устье скважины; 6 - разгрузочный полок

32

П.М. Будников, Ю.Ю.Полухина

ментной базы индивидуальное техническое решение для каждой конкретной расчетной ситуации;

- сокращение сроков строительно-монтажных работ, снижение их трудоемкости;

- повышение календарной скорости сооружения скважин.

Произведена комплексная оптимизация двух конструкций укосных металлических копров многофункционального назначения:

1. при расположении центральной трубчатой стойки между скважинами большого диаметра, одной подшкивной площадкой и расположением шкивов в одном уровне (рис. 1);

2. при расположении центральной трубчатой стойки с одной стороны от скважин большого диаметра, двумя под-шкивными площадками и расположением шкивов в двух уровнях (рис. 2).

Разработанные конструк-

цию копров следует формировать путем сопоставления следующих признаков:

1. характеристики условий для проектирования (климатические и грунтовые условия, сейсмичность района, возможная нагрузка от компрессии и депрессии и т. д.);

2. характеристика, отражающая требования к конструкции копра как к функции постоянного подъема (множество различных топографических схем основной несущей конст-

Рис. 2. Конструкция копра с расположением шкивов в двух уровнях: 1 - центральная стойка;2 - укосина; 3 - верхняя подшкив-ная площадка; 4 - нижняя подшкивная площадка; 5 - шкив; 6 -устье скважины; 7- разгрузочный лоток

5. условия на этапе посто-

рукции в зависимости от схемы подъема, разрывного усилия, размещения подъемной установки, диаметра скважины);

3. характеристика, отражающая требования к конструкции копра как к функции работы в режиме эксплуатации (выбор схемы дополнительного конструктивного блока с учетом всех нагрузок, характерных для стадии эксплуатации);

4. назначение переменных проектирования, допустимых: напряжения, прогиба и перемещения на этапе постоянной работы копра;

янной работы копра - постоянная, снеговая, ветровая и другие нагрузки.

Предложенные конструк-

тивные схемы копров исключают передачу нагрузок от подъема на устье скважины, поскольку и несущая центральная стойка, и опертая на нее рамная укосина переменного коробчатого сечения имеют самостоятельные фундаменты, которые находятся за пределами влияния нагрузок на устье скважины.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Справочник инженера-шахтостроителя. Том 2. / Под ред. Седова Б. Я. - М.: Недра, 1972. - 704 с.

2. Кассихина Е. Г. Обоснование параметров и разработка методов расчета стальных копров многофункционального назначения. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. -Кемерово, 2002. - 175 с.

□ Авторы статьи

Будников Полухина

Павел. Михайлович Юлия. Юрьевна

- ст преп . каф. строительства под- - студентка КузГТУ

земных сооружений и шахт