Горно-технические здания и сооружения

В конструктивном отношении котельная представляет собой каркасное здание из унифицированных типовых сборных железобетонных конструкций индустриального изготовления. Фундаменты под колонны -- монолитные железобетонные стаканного типа. Кровельное покрытие состоит из сборных железобетонных предварительно напряженных ферм пролетом 18 м и крупнопанельных плит покрытия размером ЗХ6 м, стеновое ограждение--из керамзитобетонных навесных панелей. Антресоль на отм. 3,30 м выполнена из монолитного железобетона по стальным балкам и колоннам. В качестве опорных конструкций для площадки деаэраторов применены сборные железобетонные типовые стойки двухветвевого сечения, серийно изготовляемые для опор трубопроводов.



Рис. 11.2. Разрез по ячейке линии электропередачи и силового трансформатора открытого распределительного устройства с напряжением ввода 110 кв, с двумя системами сборных шин и многообъемными масляными выключателями

Основание под оборудование ОРУ--разъединители 6, масляные выключатели 5, трансформаторы 4 -- выполняется железобетонным. Трансформаторы с помощью открытых жестких токопроводов соединены с распределительным устройством 9 напряжением 6--10 кВ, которое выполняется закрытым. Для прокладки контрольных кабелей предусмотрены каналы 7. Территория ОРУ ограждается забором 8 высотой 2,5 м из несгораемых материалов.

ЛЕКЦИЯ № 13. ШАХТНЫЕ МАСТЕРСКИЕ

Шахтные ремонтные мастерские предназначены для текущего ремонта оборудования, зарядки аккумуляторов и батарей, изготовления и ремонта изношенных деталей и несложного инструмента, вулканизации гибких кабелей и резиновой изоляции и т. д. Капитальный ремонт крупного оборудования в шахтных мастерских не производится. Для этой цели строят центральные механические мастерские районного значения.

На шахтах обычно устраивают электромеханические, бурозаправоч-ные, деревообделочные и крепезаделочные мастерские.

На современных шахтах и карьерах наибольшее распространение получил способ частично централизованного ремонта шахтного оборудования. При этом способе на шахтах и карьерах устраивают небольшие электромеханические мастерские, в которых устанавливают не более двух токарных, фрезерных, карусельных, сверлильных и других станков. В этих же мастерских обычно устраивают сварочное отделение и кузницу.

Размеры таких электромеханических мастерских зависят от количества и вида применяющихся на шахте машин и механизмов и системы организации их ремонта.

При частично централизованной системе организации ремонта на угольных шахтах общую площадь электромеханических мастерских принимают следующих размеров:

Годовая добыча шахты, тыс т	Площадь, м2	Годовая добыча шахты, тыс т	Площадь, м2
До 300	350--400	900--1200	600--800
300--600	400--500	1200--1500	800--1000
600--900	500--600	1500--2500	1000--1200

Размещено на http://www.allbest.ru/

136

При типовой поверхности шахтные механические мастерские входят в состав блока зданий вспомогательного ствола. Одна из типовых секций шахтной мастерской показана на рис. 13.1. Секция включает: I - кузнечно-котельное отделение, II -- электроремонтное и ремонтно-механическое отделение, III -- кладовую, IV -- контору мастера, V -- санузел, VI -- материальный склад для хранения запасных частей, оборудования, материалов, инвентаря, спецодежды, VII -- контору склада.

Общая площадь застройки 804 м² , строительный объем 5230 м³ . Стены здания возводят из сборных железобетонных стеновых панелей или легких металлоконструкций (ЛМК); для несущих конструкций и элементов покрытий применяют также сборный железобетон.

ЛЕКЦИЯ № 14. ЗДАНИЯ ПОДЪЕМНЫХ МАШИН

Здания для установки шахтных подъемных машин сооружают в виде отдельного объекта поверхности или в качестве секций включают в блок зданий главного и вспомогательного стволов. Каждое здание (секция) предназначается для установки одной или двух машин. Расположение секций в блоке зданий по отношению к шахтному стволу определяется схемой подъема, которая связывает положение оси барабана подъемной машины с положением оси подъема и копровых шкивов.

Следует учитывать, что между секцией подъемных машин и стволом шахты находятся укосины копра, располагаемые со стороны подъема. Фундаменты укосины и фундаменты здания подъемной машины разделяют зазорами с тем, чтобы вибрация фундаментов укосины не передавалась на конструкции здания.

Размеры зданий (секции) в плане и по высоте зависят от диаметра барабана подъемной машины. Для машин средней и большой мощности (диаметр барабана более 3 м) в здании устраивают подвальное помещение, в котором устанавливают электромеханическое оборудование питания и управления машиной. Подвальное помещение освещается естественным светом через оконные проемы с приямками (рис. 14.1).

Размещено на http://www.allbest.ru/

258

Рис. 14.1. Здание подъемных машин для угольных шахт

Общая высота здания H₀ слагается из глубины подвала h_j, расстояния от пола машинного зала до уровня головки рельса подкранового пути h₂, расстояния от головки рельса до верхнего пояса мостового крана (высоты крана) h₃ и зазора между краном и нижним поясом строительной фермы h₄, т. е.

H₀ = hj + h₂ + h₃ + h₄.

Глубина подвала зависит от диаметра барабана подъемной машины. Для подъемных машин средних размеров глубина h₁ составляет 3,5 м, для крупных машин доходит до 4 - 4,5 м

Высота здания от пола до подкрановой балки принимается 5 - 7 м. Высота крана h₃ принимается по фактическим данным, зазор h₄ - не менее 100 мм.

Подкрановые балки располагаются параллельно оси подъема.

Отметка пола машинного зала принимается с превышением на 0,8 -1,2 м над уровнем земли, если грунты благоприятны для строительства глубокого подвала. Если уровень грунтовых вод высок, пол машинного зала поднимают выше уровня земли так, чтобы пол подвала пришелся выше зеркала грунтовых вод.

Окна устраиваются только в боковых стенах здания, параллельных оси подъема. Отношение площади окон к площади пола 1/7 - 1/8. В стене, обращенной к копру, окна не устраивают; предусматривают лишь проемы для подъемных канатов и в противоположной стене - монтажный проем, размеры которого определяются габаритами одной половины барабана, как наиболее громоздкой части машины.

Имеется несколько вариантов типовых секций подъемных машин, которые отличаются размерами в плане и высотой помещение. Здание, предназначенное для установки двух подъемных машин, представлено на рис. 3.6.

Конструктивные решения зданий принимаются с учетом максимального использования сборного железобетона. Фундаменты под стены монтируют из железобетонных блоков; фундаменты под колонны -- сборные, стаканного типа. Стены подвала -- из сплошных бетонных блоков с гидроизоляцией с наружной стороны. Колонны -- сборные железобетонные. Для стен здания применяют панели или легкобетонные блоки. Несущие конструкции покрытия -- сборные железобетонные предварительно напряженные балки блочного типа с облегченной стенкой или фермы, плиты покрытий -- сборные, крупнопанельные, ребристого типа. Кровля -- рубероидная.

Для обеспечения пространственной жесткости здания в горизонтальные швы и пазы в углах здания укладывают сетки, связывающие продольные и поперечные стены, а для связи стен с каркасом и перекрытием -- стальные анкеры.

Перекрытие над подвалом выполняется из монолитного железобетона по сборным железобетонным балкам. Расчетная нагрузка на участках, загружаемых в период монтажа и демонтажа оборудованием, обусловливается весом наиболее тяжелых деталей. Все перекрытие рассчитывают на временную нагрузку не менее 10 кН/м². Полы в машинном зале покрывают керамической плиткой на цементном растворе. В подвале устраивают асфальтовые или бетонные полы. Наружные лестницы монтируют из сборных железобетонных элементов; лестницы в подвале -- металлические. Оконные переплеты и двери -- деревянные.

Отметка заложения фундамента машины должна быть ниже отметки подошвы фундамента здания.

Марка бетона фундамента 100 - 150. Для обеспечения монолитности фундаментного массива предусматривается армирование сетками подошвы фундамента и верхней зоны опорных плит. Вокруг анкерных болтов устанавливают вертикальную стержневую арматуру.

ЛЕКЦИЯ № 15. ПРОЧИЕ СООРУЖЕНИЯ НА ПОВЕРХНОСТИ

План лекции

15.1. Склады полезного ископаемого

15.2. Лесные склады

15.3. Отвалы пород

15.4. Резервуары и отстойники

15.1. Склады предназначаются для накопления и хранения полезного ископаемого в периоды, когда по каким-либо причинам выданное на поверхность и иногда переработанное (например, обогащенное) ископаемое не может быть отправлено потребителям или на дальнейшую переработку. Если количество накапливаемого ископаемого не превышает суточной добычи шахты, то его хранят в погрузочных бункерах. По своему назначению различают регулировочные, аварийные и раздаточные склады

Регулировочные склады предназначены для накопления ископаемого на заранее известное время, зависящее от режима работы шахты или карьера, транспорта и потребителя. Емкость этих складов обычно не превышает 10 - 15-суточной добыгчи. Однако для длительного хранения, например, неходовых сортов ископаемого емкость регулировочных складов может доходить до размеров добычи за несколько месяцев.

Аварийные склады служат для накопления ископаемого в периодь.1, когда по каким-либо аварийным причинам прекращается отправка ископаемого с шахты. Емкость этих складов не ограничивается.

Раздаточные склады обеспечивают хранение и раздачу полезного ископаемого различным потребителям, например, для распределения угля многочисленным потребителям города и т. п.

Склады могут быть оборудованы передвижными погрузочными машинами, экскаваторами, самоходными или стационарными стреловыми кранами и скреперными установками.

На предприятиях угольной промышленности, благодаря простоте и дешевизне оборудования, а также удовлетворительным эксплуатационным качествам, широкое распространение получили скреперные угольные склады в сочетании с погрузочными бункерами. Принципиальная схема такого склада показана на рис. 15.1. Склад находится под открыгшм небом на грунтовой площадке. Уголь от надшахтного здания по конвейеру 5 попадает в надбункерную галерею, где конвейером распределяется по ячейкам погрузочного бункера 4. Через выптускные люки 3 уголь из бункера грузится в железнодорожные вагоны 2, которые после заполнения взвешиваются на весах, 1. При заполнении бункера уголь конвейером 6 по желобу 7 транспортируется в первичный конус 10, из которого перемещается скрепером 13 по складу 14. Для крепления блоков хвоствого каната на рельсах установлена тележка 15, которая перемещается по периферии угольного склада.

Механическая часть склада включает также скрепер 13, пилон 9 с направляющими роликами и лебедку 16. Уголь со склада подают в следующем порядке: скрепером перемещается уголь к решетке,

перекрываю

щей яму-бункер И, из бункера питателем 12 уголь загружается в ковши элеватора 8, который поднимает уголь в надбункерную галерею.

Размещено на http://www.allbest.ru/

258

По статистическим данным две трети складов, оборудованных скреперами или бульдозерами, имеют производительность от 60 до 250 т/ч. В настоящее время в проекты новых и реконструируем ых шахт закладывают такие технологические схемы погрузочно-складских устройств, которые обеспечивают производительность погрузки 1000 - 3000 т/ч. Склады проектируются как открытые по типу скреперных, так и закрытые, силосного типа.

Размещено на http://www.allbest.ru/

258

На рис. 15.2,а показан открытый склад угля вместимостью 10 тыс. м³, располагающийся непосредственно над приемными воронками, оборудованными питателями. Производительность погрузки угля со склада определяется производительностью питателей. Такие склады запроектированы на 10 и 20 тыс. м³ угля.

На рис. 15.2, б показана схема открытого склада угля вместимостью 25 тыс. м³. Загрузка склада производится с конвейера посредством поворотной фермы, на которой установлен конвейер. Для загрузки угля в воронку склада под питатель используются экскаваторы. Вместимость складов запроектирована от 15 до 320 тыс. м³ угля.

Третий вид склада (рис. 15.2, в) представляет собой сочетание аккумулятора вместимостью до 3000 м³, расположенного над ямой с питателем, и открытого склада вместимостью 50 тыс. м , оборудованного эстакадой, катучей опорой и грейферным погрузчиком.

Промежуточное положение между бункерами и угольными складами занимают полубункерные склады. Полубункера отличаются от бункеров тем, что запас ископаемых в них хранится в штабелях, расположенных на уровне или ниже уровня земли, с конусообразным или траншейным основанием. Погрузку ископаемого из полубункера в подвижной состав транс -порта производят обычно конвейерами. Полубункера имеют много разновидностей, отличающихся друг от друга по конструкции, способу загрузки и разгрузки, по строительным материалам и назначению. По конструкции полубункера разделяются на два основных типа: конусные и траншейные.

Основное технологическое отличие конусных полубункеров от траншейных заключается в том, что выгрузка угля производится в одной точке, вследствие чего масса отсыпанного в полубункер угля лежит в форме конуса. В траншейных полубункерах разгрузка углехранилища производится по всей длине траншеи и масса отсыпанного в полубункер угля лежит в форме трехгранной или четырехгранной призмы.



Размещено на http://www.allbest.ru/

258

Погрузка угля при помощи конусных полубункеров представлена схемой, приведенной на рис. 15.3.

Когда поданы под погрузку железнодорожные вагоны, открывают затвор 12 выпускного отверстия, уголь поступает самотеком или при помощи питателя на ленту погрузочного конвейера 14 и с большой скоростью подается в желоб 18, по которому скатывается в вагон.

Траншейные полубункера представляют собой длинный траншейный склад с наклонными стенками, между которыми внизу расположено днище с затворами. Под днищем устроена траншея, в которой монтируется погрузочный конвейер, переходящий в конце в наклонную часть, заканчиваю

щуюся на поверхности погрузочным желобом. Над углехранилищем устраивается загрузочная галерея, соединенная другой галереей с надшахтным зданием.

В галереях устанавливается ленточный конвейер, на который уголь подается из шахтных вагонеток через опрокидыватель и прием ный бункер. Над полу бункером конвейер оборудован разгрузочными устройствами -- плужковыми разгружателями или разгрузочной тележкой.

На рис. 15.4 изображен траншейный полубункер емкостью 2500 т. Емкость отдельных полубункеров этого типа доходит до 8000 т.



Рис. 15.4. Траншейный полубункер

Конвейер 1, подающий в полубункер уголь, установлен под углом 18° и имеет плоскую ленту шириною 900 мм и скоростью движения 0,3 м/сек В траншее устанавливается траншейный 2 и погрузочный 5 конвейеры, расположенные под прямым углом друг к другу. Оба конвейера имеют ленту шириною 900 мм, причем лента траншейного конвейера движется со скоростью 2,5 м/сек, а погрузочного - 3,0 м/сек, что обеспечивает часовую производительность полубункера до 800 т/час.

Опыт эксплуатации полу бункеров в условиях сурового климата показывает, что угол наклона погрузочного конвейера не следует делать круче 16°.

Наиболее выгодными являются высокие, но короткие траншейные полубункера, так как они, во-первых, имеют меньшую длину конвейеров-- наиболее дорогую и ответственную часть полубункеров, во-вторых, дают большую удельную емкость (емкость на 1 м траншеи), в-третьих, позволяют иметь меньшее количество затворов и, в-четвертых, легче утепляются.

Под угольный склад отводится участок не затопляемый паводками. Площадка планируется с уклоном для стока воды, причем с нагорной стороны территория склада ограждается канавой препятствующей доступу воды на площадку склада. Верхний слой площадки, на котором непосредственно складируется уголь должен быть плотно утрамбован с удалением растительной почвы, корней растений, торфа и пр. Во избежание загрязнения угля при хранении, рекомендуется площадку склада устраивать с глинистыми или шлако-глинистым основанием, состоящим из тщательно утрамбованного слоя в 12 - 15см глины, причем при устройстве покрытия утрамбованный слой в течение 3 - 5 дней поливают водой.

При длительном хранении, для снижения интенсивности окисления угля и предотвращения его распыливания, применяются покрытия штабелей специальными составами (суспензия гашенной извести, битумно-глинистая паста, дорожная смола, полиэтиленовая пленка и т.д.). Кроме того, для длительного хранении угля применяется метод уплотнения, в качестве уплотнителя используются катки. Для передвижения катков применяют откатные лебедки.

Для предупреждения нагревания и самовозгорания угля в штабеле, при длительном хранении производят периодическую замену старого угля из штабеля углем свежей добычи, равномерное смачивание угля при его закладке в штабель 2 -3%-ной водной суспензией гашеной извести.

Контроль за хранением угля в штабеле осуществляется путем измерения температуры угля. Для измерения температуры применяется переносной термощуп или ртутный термометр лабораторного типа со шкалой до +150 ^оС. Если измерение температуры угля производят с помощью тер -мометра, в штабеле устанавливают вертикальные контрольные металличе-ские трубы диаметром 25-50мм, нижние концы которых заделываются наглухо и заостряются, а верхние концы закрываются деревянной пробкой, привязанной к концу трубы. К пробке на шнуре подвешивается термометр, спускаемый внутрь трубы. Трубы устанавливаются по верхнему основанию штабеля в шахматном порядке на расстоянии не более 25м.

Склад угля оборудуется противопожарным водопроводом в соответствии с противопожарными нормами строительного проектирования предприятий угольной промышленности.

15.2. В связи с применением дерева для крепления горных выработок на шахтах предусматриваются лесные склады, которые размещают обычно на границе промплощадки на расстоянии не менее 100 м от ствола. К лесному складу подводят железнодорожный тупик. Все операции по разгрузке леса из железнодорожных вагонов, по штабелированию и транспортированию -механизированы.

Размер территории под склад устанавливают из следующих соображений. Площадь каждого штабеля крепежного леса должна быть не более 200 м², длина не более 30 м. Ширина штабеля равна длине двух крепежных стоек, но не должна превышать 7,5 м; высота штабеля может доходить до 4 м. Между штабелями предусматривают разрывы для узкоколейных путей и автомобильных проездов шириной не менее 4 м. Площадка склада должна быть спланирована, чтобы обеспечивать быстрый отвод поверхностных вод.



Размещено на http://www.allbest.ru/

258

Серьезные требования к лесным складам предъявляются с точки зрения пожарной безопасности. Пожарные проезды и подъезды должны обеспечивать возможность беспрепятственного движения машин в любое время года. В настоящее время проектируют лесные склады двух типов:

расходные, рассчитанные на небольшой запас леса и других материалов для крепления горных выработок;

центральные, обслуживающие группу близлежащих шахт.

Центральные лесные склады отличаются от расходных большей вместимостью и наличием нескольких козловых кранов.

15.3. Отвалы пород

На угольных шахтах попутно с добычей угля на поверхность выдаются породы получаемые от проходки выработок и их ремонта.

Особенно значителен объем выдаваемой породы на шахтах, разрабатывающих тонкие пласты. Количество породы за 15--20 лет работы шахты исчисляется в миллионах кубометров (15--25% от производительности шахты), что вызывает необходимость в устройстве специальных, соответствующим образом оборудованных отвалов породы.

Наибольшим распространением до последнего времени пользовались высокие конусообразные отвалы, схема одного из них показана на рис. 4.29. Развитие такого отвала идет в направлении рельсовых путей, укладываемых по образующей конуса от подошвы к вершине под углом 20--30°. Для доставки породы используются вагонетки или скипы. Сосуды разгружаются в верхней точке конуса; порода располагается под углом естественного откоса (40--45°). Для обеспечения нормальной разгрузки сосудов и правильного развития отвала рельсовые пути заканчиваются консольным вылетом и оборудуются разгрузочными приспособлениями. Подъем сосудов осуществляется лебедкой. Отвалы устраиваются в черной зоне, с другой стороны рельсовых путей по отношению к стволу, и поэтому поток породы пересекает железнодорожные пути. Транспортирование породы на отвал указанного типа осуществляется по эстакадам или тонне -лям. Площадь под отвал определяется с учетом максимальной высоты отвала 100--120 м и угла ес тественного откоса породы 40°. При длительной эксплуатации шахты одного отвала становится недостаточно, в связи с этим на поверхности предусматриваются соответствующие резервные площади.

Граница отвала породы должна быть не ближе 80 м от ствола, через который в шахту подается воздух; минимальное расстояние от отвала до автомобильных дорог - 60 м, до поселков - 700 м, до линии передач 3 - 6 кВ - 100 м, до линии передач 35 кВ -- 300 м.



Размещено на http://www.allbest.ru/

258

Отвалы рассмотренного типа, хотя и получили широкое распространение, но обладают рядом существенных недостатков. Разгрузка сосудов на вершине отвала, передвижка разгрузочных ферм, наращивание и очистка путей требуют значительной затраты: рабочего труда. Наличие двух, а чаще трех перегрузочныгх пунктов (у ствола, в перегрузочном пункте у отвала и на вершине) выгзытает потребность в большом обслуживающем персонале.

В настоящее время переходят на более рациональные отвалы с подвесной канатной дорогой. Преимуществом этих отвалов является простота обслуживания при полной механизации процесса. Количество персонала может быть практически доведено до одного человека в смену. Схема отвала показана на рис. 15.6. Канатная дорога берет начало в надшахтном здании; саморазгружающиеся вагонетки загружаются породой непосредственно из приемного бункера у ствола или из бункера обогатительной фабрики и следуют до пункта разгрузки. При сравнительно небольшом объеме породы (до 40 т/ч) принимают маятниковую схему откатки, при которой разгруженная вагонетка возвращается к стволу по той же ветви каната.

Размещено на http://www.allbest.ru/

258

Вместимость отвалов таких канатнык дорог составляет 1,5 - 3,0 млн м . По количеству пролетов маятниковые канатные дороги

могут быть одно- и двухпролетными. В однопролетной канатной дороге (рис. 15.7, а) отвал «хребтового» типа образуется между опорой 1 и погрузочной станцией 2, а в двухпролетной (рис. 15.7, б) - между промежуточной 3 и конечной 1 опорами. Примером такого конструктивного решения может служить типовая двухпутная маятниковая канатная дорога КМ - 1, имеющая единый тяговый канат. На каждом пути этой канатной дороги подвешивается по одной саморазгружающейся вагонетке вместимостью 2,4 м , расположенной таким образом, что при погрузке одной из них вторая разгружается. Высота конечной опоры составляет 100 м, промежуточной - 55 м, а расстояние между ними - 420 м.

Размещено на http://www.allbest.ru/

258

Размещено на http://www.allbest.ru/

258

При значительном объеме породы переходят на двухканатную замкну тую (кольцевую) схему откатки (рис. 15.8)

Пропускная способность дороги может быть доведена в этом случае до любого заданного предела. Устройство опор при второй схеме откатки более сложно. К опорам подвешиваются две ветви каната; на конечной опоре организуется поворотный круг для перехода порожних вагонеток с одной ветви на другую.

Мачты-опоры бывают свободностоящими или байтовыми (на рас -чалках). Мачты и растяжки располагают так, чтобы они не заваливались породой и могли быть в дальнейшем использованы повторно.

15.4. Резервуары и отстойники.В комплекс сооружений водоснабжения входят регулирующие и запас ные емкости - резервуары различных типов для хранения и аккумулирования воды. Резервуары, в зависимости от расположения, могут быть напорными (активными) и безнапорными (пассивными), т.е. такими, из которых вода может поступать в систему лишь путем перекачки ее насосами.

Резервуары подразделяются по назначению, вертикальной привязке, конструктивным особенностям и форме.

По назначению емкостные сооружения делятся на резервуары для хранения воды и резервуары для нефти и нефтепродуктов. В зависимости от этого они должны отвечать соответствующим требованиям по их нормальной эксплуатации. По вертикальной привязке резервуары проектируют подземными, полузаглубленными и наземным и. По конструктивным особенностям они могут выполняться из сборного, монолитного и сборно-монолитного железобетона. При строительстве резервуаров применяется как обычный, так и предварительно напряженный железобетон. Форма резервуаров и габаритные размеры определяются технологическими и технико-экономическими расчетами. Железобетонные резервуары проектируют в основном цилиндрической или призматической формы. Резервуары более сложного очертания (сферические, торовые, линзообразного сечения и др.) проектируют только в особых случаях. Форма резервуаров в плане принимается прямоугольной, круглой или овальной.

В зависимости от назначения резервуары проектируют с покрытием или без него. Покрытия могут выполняться с применением прос транс твен-ных, плоских и комбинированных конструкций. Пространственные монолитные железобетонные покрытия наиболее экономичные по затрате материалов, но трудоемкие в изготовлении.

Стены резервуаров могут выполняться вертикальными, наклонными или в виде оболочек.

Днища проектируются в большинстве случаев плоскими. Если требуется снизить давление на стены резервуаров, днища выполняют сферической, конической или призматической формы.

Размещено на http://www.allbest.ru/

258

Рис. 15.9. Узел сопряжения стеновых панелей с днищем;

1 - бетон замоноличивания; 2 - выравнивающий слой раствора

Одним из важных элементов в проектировании емкостных сооружений является разработка конструкций узловых соединений несущих элементов. Принятые конструктивные решения узлов сопряжения стен с покрытием и днищем должны учитывать технологичность возведения сооружений и обеспечить их надежное функционирование в реальных условиях эксплуатации. Варианты конструктивных решений узлов железобетонных резервуаров приведены на рис. 15.9 и 15.10. Решение об устройстве жестких или податливых стыков стен резервуаров принимается не только по статическим, но и по эксплуатационно-технологическим соображениям.

Стыки стен с покрытием и днищем чаще проектируют шарнирно-подвижными с использованием эластичных прокладок (резиновых, неоп-реновых и др.). Обеспечивая свободу радиальных деформаций стен резервуара, такая конструкция стыков позволяет осуществлять плотное обжатие стен по всей высоте, включая зоны, прилегающие к опорным элементам.

В отечественной практике строительства большая часть инженер ных сооружений выполняется с использованием типовых железобетонных конструкций и изделий массового заводского изготовления.

Типизация сооружений водопровода и канализации была начата раньше других инженерных сооружений, так как емкостные сооружения хорошо поддаются унификации. Типовые железобетонные резервуары для воды емкостью от 50 до 1250 м были разработаны еще в 1931 году.

В 1968 году институтом Союзводоканал проект с участием НИИЖБ разработана серия 3.900-2 "Унифицированные сборные железобетонные конструкции водопроводных и канал изационных емкостных сооружений", в которой учтен опыт применения унифицированных конструктивных решений в практике проектирования и строительства типовых сооружений. Осуществленная унификация и типизация резервуаров существенно повысила эффективность их проектирования и возведения.

Унификация основных параметров габаритных схем позволила создать ограниченную номенклатуру сборных конструкций емкостных сооружений. Размеры прямоугольных и круглых в плане резервуаров приняты кратными 3 м, а по вьсоте - 0,6 м.

Размещено на http://www.allbest.ru/

207

Рис. 15.10. Угловые участки стен резервуаров:

а - применение доборных сборных элементов; б - монолитные вставки

При длине стороны и диаметре сооружений менее 9 м допускается принимать данные размеры кратными 1 м для круглых и 1,5 м для прямоугольных резервуаров. Стеновые панели и фундаменты: под колонны типовых резервуаров принимаются по номенклатуре унифицированных железобетонных изделий водопроводно-канализационные*: сооружений.

Для стен и днищ резервуаров применяют бетон классов В15...В35, марок по водонепроницаемости W4...W10 и по морозостойкости F100...F200. Для армирования резервуаров используют ненапрягаемую арматуру классов А-1, А-II, А-III, Вр-I и предварительно напряженную клас -сов Вр-II, А-IV и выше.

Объемы цилиндрических резервуаров для хранения воды также унифицированы и принимаются равными от 100 до 6000 м³. При больших объемах предпочтение отдается прямоугольным в плане резервуарам.

При проектировании железобетонных резервуаров, используемых для хранения питьевой воды, необходимо предусматривать следующие мероприятия:

вентиляцию резервуаров через специальные фильтр ы;

гидроизоляцию покрытия, стен и днища резервуаров;

обработку всех внутренних поверхностей сборных и монолитных бетонных и железобетонных конструкций до получения гладкой поверхности без раковин и пор. Для сборных элементов эта обработка должна осуществляться в заводских условиях;

омоноличивание всех стыков сборных конструкций бетоном на расширяющемся цементе для повышения водонепроницаемости и герметичности резервуаров.

Конструктивные схемы и габаритные размеры типовых отечественных цилиндрических резервуаров для воды диаметром 4,5 - 24 м изображены на рис. 15.11.

Размещено на http://www.allbest.ru/

207

Рис. 15.11. Цилиндрический резервуар для воды диаметром 24 м

Цилиндрические резервуары проектируются из монолитного и сборного железобетона. При малой емкости и единичном исполнении целесообразно возводить резервуары из монолитного железобетона. При массовом строительстве выгоднее строить сборные резервуары.

Покрытия круглых в плане резервуаров могут быть пространственные, плоские или комбинированные. Оболочки из монолитного железобетона наиболее экономичны для конструкций покрытий резервуаров, но при их возведении требуется сложная опалубка.

Чаще всего монолитные цилиндрические резервуары проектируют с плоскими безбалочными перекрытиями, колоннами с капителями, гладкими стенами и плоским днищем. Безбалочные перекрытия имеют малую конструктивную высоту и гладкую поверхность, которая обеспечивает хорошую вентиляцию пространства над уровнем содержащейся жидкости.

Покрытие сборных цилиндрических резервуаров выполняется из плоских или ребристых трапециевидных плит, которые укладываются по кольцевым балкам, опирающимся на колонны. Колонны устанавливаются в стаканы сборных фундаментов, монтируемых на днище резервуаров или предусмотренных в конструкциях монолитного днища.

Стены цилиндрических резервуаров проектируются из сборных панелей длиной, равной высоте резервуара, и шириной 1,57 или 3,14 м. При такой ширине по периметру резервуаров размещается целое число рядовых плит и не требуются доборные элементы. В открытых и закрытых цилиндрических резервуарах разбивочные оси совмещаются с внутренними гранями стен. Стеновые панели при монтаже устанавливаются в паз между двумя кольцевыми ребрами по периметру днища резервуара. Сопряжение стеновых панелей с днищем может проектироваться жестким, исключающим радиальное перемещение стенки и ее поворот, или подвижным, допускающим эти перемещения. Для обеспечения свободного перемещения стенки при ее обжатии, паз замоноличивается после натяжения кольцевой арматуры. В качестве напрягаемой арматуры применяется высокопрочная проволока, канаты и стержни. Кольцевую арматуру после натяжения покрывают несколькими слоями торкрет-бетона общей толщиной 25 - 30 мм.

При проектировании цилиндрических резервуаров диаметром до 9 м внутренняя и внешняя поверхность панелей принимается криволинейной. При диаметре более 9 м стеновые панели проектируются с криволинейной внешней поверхностью и плоской внутренней.

Прямоугольные резервуары эффективны для емкостей объемом 6000 м³ и более, а также для емкостных сооружений внутри помещений. Прямоугольная форма резервуара дает возможность просто и компактно конструировать сооружение в целом.

Днища прямоугольных резервуаров обычно проектируются плоскими, но для увеличения объема и уменьшения нагрузок на стеновые панели днища могут выполняться с внутренними откосами.

Покрытия стеновых монолитных резервуаров могут быть ребристыми с шагом колонн 6х6 м и безбалочными с сеткой колонн 4х4 м (Рис. 15.12). Монолитные стены высотой до 4 м проектируются гладкими, при большей высоте - с ребрами жесткости.

В сборных типовых резервуарах габаритные размеры унифицированы, что позволяет использовать при конструировании покрытий ригели и плиты многоэтажных производственных зданий.



Рис. 15.12 . Прямоугольный монолитный резервуар:

а - план при варианте с ребристым покрытием; б - то же с безбалочным покрытием

Сборные покрытия резервуаров проектируются плитно-балочными с сеткой колонн 6х6 м и безбалочными с сеткой колонн 4х4 м и 6х3 м (рис. 15.13).

В первом варианте покрытий (рис. 4.36, а) сборные плиты укладываются на ригели и соединяются с ними сваркой закладных деталей. Ригели покрытий устанавливаются на колонны и на стеновые панели. Во втором варианте (рис. 15.13, б) плиты с ребрами по контуру опираются по углам непосредственно на капители колонн.



//// ш //////// ш////-////ж

6000 | 6000 |

Рис. 15.13. Прямоугольный сборный резервуар:

а - план при варианте с плитно-балочным покрытием; б - то же с безбалочным покрытием

Стеновые панели для каждого сборного резервуара принимаются одного типоразмера: длиной, равной высоте резервуара, и шириной 3 м. Для снижения массы элементов ширину плит можно принимать - 1,5 м. В типовых сериях прямоугольных резервуаров разработаны стеновые панели консольного и балочного типа. Высота панелей принята кратной 600 мм, армирование выполнено двойной арматурой из плоских сварных сеток. Стеновые панели заделываются в паз монолитного днища (рис. 15.13). Величина, заделки зависит от диаметра вертикальной рабочей арматуры и определяется с учетом обеспечения ее надежной анкеровки. Угловые участки стен проектируются (рис. 4.33) в виде монолитных вставок или с применением доборных сборных элементов.

Пространственная жесткость резервуаров обеспечивается в продольном направлении за счет системы многопролетных рам, образованных сваркой закладных деталей ригелей с колоннами, а в поперечном - за счет приварки плит покрытия к ригелям и продольным стенам. В результате образуется жесткий пространственный блок из двух горизонтальных дисков (днища и покрытия) и четырех вертикальных диафрагм (стен резервуаров), внутри которого расположены многопролетные рамы.

В прямоугольных открытых резервуарах разбивочные оси совмещаются с геометрическими осями внутренних стен и колонн и отстоят на 140 мм от внутренней вертикальной грани наружных стен.

Вода, выданная из шахты, перед сбросом подвергается очистке и хлорированию. Для этой цели устраивают отстойник шахтных вод с хлораторной. Отстойники простейшего типа представляют собой систему резервуаров прямоугольной формы, вместимость которых определяется в зависимости от количества воды, подлежащей осветлению и обеззараживанию, продолжительности процесса очистки из расчета четырехчасового прохождения по ним воды. Отстойник шахтных вод вместимостью 700 м³ из расчета очистки 175 м³/ч шахтной воды. Отстойник состоит из трех параллельных секций -- резервуаров, оборудованных хлоропроводами, а также из помещений хлораторной и кладовой. Хлора-торная располагается в надстройке над резервуаром, фундаменты и стены отстойников делают железобетонными, днище -- в виде железобетонной плиты по бетонной подготовке с надлежащей гидроизоляцией. Каналы бетонные. горный шахтный эстакада котельная

Более эффективным средством осветления шахтных вод являются пруды-отстойники, в которых шахтная вода находится от нескольких суток до нескольких месяцев. После дополнительной обработки воды на специальных фильтрах получают практически чистую воду - количество взвесей доводят до 2 - 3 мг/л. Такую воду можно с успехом использовать для технических нужд на обогатительных фабриках, для питания противопожарных трубопроводов и т. д.

Очистка шахтных вод с применением прудов-отстойников требует дополнительных земельных площадей, что во многих случаях является препятствием для использования этого способа. Более компактным, но и более дорогим в строительстве и эксплуатации является способ очистки шахтных вод на специальных фильтрах.

В соответствии с требованиями «Закона об охране природы» в шахтном строительстве в ближайшем будущем будут переходить на более эффективные, хотя и более дорогие способы очистки шахтных вод, чем способы осветления и хлорирования в простых отстойниках. Отстойники и осветлители проектируются цилиндрической формы с коническими днищами. Днища выполняются из монолитного железобетона, стены - из сборных элементов.

При выборе мест для строительства емкостных сооружений предпочтение следует отдавать площадкам с однородными, непросадочными, непучинистыми грунтами с расчетным уровнем грунтовых вод не менее двух метров ниже отметки днища. На площадках сейсмичностью свыше 9 баллов возведение резервуаров не допускается.

ЛИТЕРАТУРА

СНиП 2. 09.02. - 85*. Нормы проектирования. Производственные здания. - М : Стройиздат, 1991.

СНиП 2.01.02 - 85 . Противопожарные нормы /Госстрой России.- М: ГУП ЦПП, 2003.

СНиП 11-4 -- 79. Естественное и искусственное освещение. М: Стройиздат, 1 980.

СНиП 2.01.07 - 85 . Нагрузки и воздействия/Госстрой России. -

М.: ГУП ЦПП, 2003.

СНиП 2.03.01 - 84. Бетонные и железобетонные конструкции. -М.: Стройиздат, 1985.

6 СНиП 11-23 - 81. Стальные конструкции. - М: Стройиздат, 1982.

СНиП 2.03.06 - 85. Алюминиевые конструкции. - М.: Стройиздат,

1986.

СНиП 11-22 - 81. Каменные и армокаменные конструкции.-М.: Стройиздат, 1983.

СНиП II-25-80. Деревянные конструкции. - М.: Стройиздат, 1985.

СНиП 2.02.01--83. Основания зданий и сооружений. - М: Строй-издат, 1985.

СНиП 2.02.03--85. Свайные фундаменты.- М.: Стройиздат, 1986.

СНиП 11-18--76. Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах. - М.: Стройиздат, 1985.

Кафорин Л. А, Кункель А А, Харченко В. А Новые технологические схемы поверхности шахт. - М.: Недра, 1978.

Матвеев С.Г. Рудничные сооружения. - М.: Госгортехиздат, 1962.

Максимов А. П. Горнотехнические здания и сооружения. -М.: Недра, 1984.

Павленко В. И, Страданченко С. Г., Шубин А А Технология строительства горнотехнических зданий и сооружений: Учеб. пособие. /Юж .-Рос. гос. техн. ун-т. - Новочеркасск: ЮРГТУ, 2005.

Данилкин М.С., Шубин А А. Технология строительного про -изводства: Учеб. пособие / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т. - Новочеркасск: ЮРГТУ, 2000.

Баклашов ИВ., Борисов В.Н Проектирование и строительство горнотехнических зданий и сооружений. Строительные конструкции. -

М.: Недра, 1990.

Куликов Ю.Н., Максимов А.П. Проектирование и строительство горнотехнических зданий и сооружений. Технология строительства зданий и сооружений. - М: Недра, 1991.

Баклашов ИВ., Борисов В.Н, Максимов АП Проектирование и строительство горнотехнических зданий и сооружений. Горнотехнические здания и сооружения. - М: Недра, 1991.

Бровман Я. В. Шдшахтные копры. - Л.: Госгортехиздат, 1961

Руководство по проектированию транспортных галерей. -М.: Стройиздат, 1979.

Размещено на Allbest.ru