РД 03‑422‑01. Методические указания по проведению экспертных обследований шахтных подъемных установок
 Скачать 0.62 Mb.
|
|
2.5. Обследование и оценка технического состояния шахтных стволов 2.5.1. Основные положения 2.5.1.1. Объектом обследования являются крепь и элементы армировки (расстрелы, проводники и узлы крепления) вертикальных стволов. Задачей обследования крепи и армировки стволов является выявление отклонений от проектных решений, нормативных требований и повреждений в процессе эксплуатации. 2.5.1.2. К дефектам крепи и армировки относятся: микротрещины и трещины в крепи; заколы и вывалы в крепи; коркообразование, вздутие, натеки, наплывы; проемы и отверстия в крепи, выгибы и выпучивание арматуры; ослабление в заделках расстрелов; износ проводников и лежек; коррозийный износ расстрелов; ослабление болтовых соединений; дефекты в результате механических повреждений. Обследование вертикального ствола заканчивается оформлением протокола с выводами и рекомендациями по его дальнейшей эксплуатации, а также с указанием срока следующего обследования ствола. Обследование крепи и армировки ствола включает: анализ проектно-технической документации; визуальный осмотр; инструментальный контроль; определение фактических параметров крепи и армировки; определение прочности материала крепи. 2.5.1.3. Характер, форма проявления нарушений крепи и армировки. При обследовании стволов, установлении причин нарушений крепи и армировки следует пользоваться нижеследующей классификацией нарушений: микротрещины в крепи различной ориентации с раскрытием до 1 мм, протяженность и расстояние между которыми от 1 до 4 м. Они могут являться признаками начала нарушения крепи вследствие усадки и геомеханических воздействий на крепь в период строительства и эксплуатации; трещины различной ориентации с раскрытием 1-2 см могут быть одиночными или располагаться системами протяженностью 15-20 м. Трещины от сжимающих усилий имеют по краям следы скалывания, разрывные трещины имеют рваные края. Такие нарушения свидетельствуют о геомеханическом воздействии; заколы и вывалы в крепи являются следствием дальнейшего развития трещин. Заколы - результат последующего относительного смещения краев развивающихся трещин. Происходит выпадение частей крепи; вывалы в крепи образуются в местах пересечения трещин, заколов и могут иметь место на площадях до 20-30 м без обрушения или с обрушением вмещающих пород. Нарушения, как правило, геомеханического происхождения; отслоения и скалывания бетонной или каменной крепи в виде локальных участков в форме линз, "коржей" и т.п. не на всю толщину крепи площадью 0,1-0,3 м , шелушение поверхности. Геомеханическое воздействие на крепь, вызывающее усилие в крепи, близкое к предельным; неоднократные обмерзания и оттаивания, механические воздействия на крепь при очистке ото льда и т.д.; изменение формы поперечных и продольных сечений стволов без видимых нарушений (бетонит, кирпич) и при наличии трещин, заколов, вывалов, нарушений ребер тюбингов и болтовых соединений, нарушений от геомеханического воздействия; относительные смещения сечений по плоскостям, нарушения в связи с послойными сдвигами пластов. Влияние очистных работ; коркообразования, вздутия, натеки, наплывы, неравномерные распределения щебня, включения песков, особенно на стыках заходок, заполнение стыков аморфной смесью из продуктов коррозионного воздействия на бетон и раствор, отсутствие раствора в швах кладки, повреждения от агрессивного воздействия производственной среды, отклонения в технологии строительства или эксплуатации; проемы и отверстия в крепи, в том числе с обнажением арматуры, выгибы и выпучивания арматуры, выступы бетонитов и кирпича, утонение крепи в местах нарушений, штробы для обеспечения зазоров, отсутствие зазоров; деформирование расстрелов и проводников, приводящее к расширению или сужению колеи, ослабление в заделках расстрелов, износ лежек, расстрелов и проводников, ослабление болтовых соединений между расстрелами, образование уступов на стыках проводников и т.д.; элементы армировки подвержены коррозийному износу, величина которого зависит от агрессивности среды (рудничная и промышленная атмосфера, шахтные воды). В элементах армировки шахтного ствола расстрелы, как правило, коррозируют интенсивнее, чем проводники. Наиболее подвержены коррозии участки заделки расстрелов в крепь, где максимальная обводненность, а также армировка в местах наибольшей агрессивности шахтных вод. 2.5.1.4. Установление причин нарушений крепи и армировки ствола. При установлении причин нарушений крепи и армировки ствола следует иметь в виду, что деформации ствола и нарушения крепи и армировки, как правило, происходят вследствие комплекса причин, одна или несколько из которых являются преобладающими. Так как внешние признаки нарушений крепи и армировки для ряда воздействующих на ствол факторов могут быть общими для нескольких из них, следует последовательно и обоснованно исключать второстепенные причины и выявлять основные. К основным причинам нарушения крепи и армировки следует относить: влияние очистных работ при ведении их в пределах зоны опасного влияния на ствол без конструктивных мер защиты крепи и армировки, при пересечении стволом старых выработанных пространств, а также при целиках недостаточных размеров; воздействие околоствольных выработок при строительстве, эксплуатации, ремонте или расширении, а также при погашении выработок или незабученных пустот; недостаточную надежность крепи и армировки вследствие коррозии, несвоевременных мероприятий по техническому обслуживанию и ремонту при эксплуатации, неправильных проектных решений, отступлений от норм и проектов (заниженная толщина крепи, низкая однородность бетона, отсутствие арматуры и т.д.), непредвиденных изменений горно-геологических и гидрогеологических условий. Выработку следует считать влияющей на ствол, если: она проходит или эксплуатируется на расстоянии от ствола меньше, чем предусмотрено действующими нормами; время нарушения крепи ствола совпадает по времени с перекреплением, расширением или проходкой этой выработки; выработка находится в зоне взаимного влияния со стволом и неоднократно перекрепляется, в ней производится поддирка почвы, выпускается порода; выработка закреплена крепью, смещения которой превысили допустимые нормы для нее. Установление влияния очистных работ на состояние крепи и армировки ствола: При установлении причин нарушений крепи и армировки ствола следует считать, что ствол подвержен влиянию очистных работ, если находится в деформирующемся массиве. Основными видами влияния очистных работ на крепь и армировку ствола являются подработка, надработка, опорное давление, активизация старых очистных работ. Признаком влияния очистных выработок на ствол являются совпадения по времени возникновения деформаций и подхода (отхода) очистной выработки к границам целика. Признаком влияния на ствол подвижек пород по напластованиям является установленное по результатам профилировки общее смещение его в сторону падения и резкие перегибы профиля в местах пересечения ствола разрабатываемым пластом и над ним по слабым контактам между слоями пород. В этих местах наблюдаются деформации крепи с их наибольшим развитием на стенке со стороны восстания. Виды деформаций стволов при влиянии очистных работ приведены в табл.3. Таблица 3 Вид деформац ии ствола Места возникновения, основные действующие факторы Характер и формы проявления нарушений крепи и армировки 1 2 3 Наклоны Область надработки и подработки; равномерное изменение горизонтальных сдвижений вдоль вертикальных линий Односторонний износ проводников Искривлен ие Область подработки и надработки; изменение горизонтальных сдвижений вдоль вертикальных линий Общее искривление, как правило, в сторону выработанного пространства; в слоистых породах изгиб не является плавной кривой, а представляет ступенчатую кривую в результате сдвигов по плоскостям напластования при прогибе пластов с образованием трещин и заколов; возможны изгибы расстрелов и заклинивания подъемных сосудов Срезы Послойные сдвиги слоев при их прогибе в области подработки, а также местных искривлений; при сдвижениях массива по напластованиям и трещинам, тектоническим нарушениям; на Относительное смещение сечений и поступательное перемещение по плоскостям ослабления участков ствола сопровождаются образованием трещин, заколов, вывалов, ориентированных по контактам слоев. Армировка границе наносов с коренными породами деформируется Вертикаль ные укорочени я или удлинения Деформации формируются в зонах опорного давления, уплотнений пород в выработанном пространстве и разуплотнении при надработке; при пластическом выдавливании слабых пород на больших глубинах и участках водопонижения Сжатие и растяжение крепи приводит к образованию микротрещин, трещин, вывалов, заколов, отслоений крепи и выпадению породных блоков продольный изгиб проводников. Развитие и формирование деформаций могут быть весьма длительными. Наблюдается искривление проводников или увеличение стыков между ними Уменьшен ие или увеличени е диаметра в некоторых направлен иях Наличие горизонтальной составляющей сжатия в зонах опорного давления и уплотнения пород в выработанном пространстве и под ним вследствие деформирования массива в направлении нормали к напластованию; возникновение несимметричности горизонтальных нагрузок Изменение формы поперечного сечения ствола с образованием трещин, заколов и вывалов на значительных участках; продольный изгиб расстрелов и искривление проводников 2.5.2. Состав и содержание работ по обследованию стволов 2.5.2.1. Визуальный осмотр крепи и армировки. Осмотр крепи и армировки производится с крыши подъемных сосудов, из сопрягающихся со стволом выработок, непосредственно из подъемных сосудов. Осмотру подлежат все нарушения крепи и армировки. При осмотре фиксируются: вид крепи, схема и конструкция армировки, характер и размеры нарушений, толщина крепи (в местах обнажения пород), технологические разрывы между заходками, натеки различного характера, признаки низкого качества материала крепи (следы выщелачивания, неравномерность распределения составляющих бетона, отсутствие или неверное размещение арматуры, наличие слоя прокоррозировавшего бетона); деформации расстрелов и проводников, повышенный износ проводников и расстрелов; уменьшение зазора между сосудами, армировкой и крепью; места обрушения крепи и породы; состояние пород, места поступления воды в ствол с водоносных и погашенных горизонтов; участки обледенения с указанием размеров, участки ранее отремонтированных крепи и армировки, их состояние. Результаты осмотра ствола оформляются в виде развертки, эскизов и описаний. Места нарушений крепи и армировки привязываются по глубине и по горизонтали на развертке ствола, сориентированной по направлениям: север, восток, юг, запад, а также совмещенной с геологическим разрезом пород и ориентированной по отношению падения - восстания пород на крутом падении. 2.5.2.2. Инструментальный контроль состояния крепи и армировки (профильная съемка и замер зазоров). Комплекс измерений определяется задачами обследования и включает установление вертикальных и радиальных деформаций, искривлений, срезов, смещений крепи, ее толщины и т.д. Определение фактических износов конструктивных элементов эксплуатируемых жестких армировок. Величину утонения стенок расстрельных балок определяют методом толщинометрии. Толщинометрия проводится на каждом пятом ярусе жесткой армировки. Толщинометрия проводится ультразвуковыми толщиномерами типа УТ-91П, УТ-93П либо специальным механическим мерительным инструментом с точностью измерения 0,1 мм. На каждом проверяемом расстреле измерение проводят в трех точках: в каждой точке - три замера, за результат принимают среднеарифметическое значение. Площадь рабочего сечения расстрела может быть оценена величиной остаточной толщины стенки двутавровой балки или остаточной толщины стенки коробчатой балки. Допустимое утонение стенок расстрельных балок при коррозийном износе не более 20%. При износе более допустимого предела расстрелов расчетом определяется несущая способность расстрелов на остаточную толщину их стенок для определения возможности дальнейшей эксплуатации. 2.5.2.3. В процессе обследования ствола проводится оценка прочности бетона. При простукивании следует обращать внимание на звук: глухой звук издает неплотная или отошедшая от породы крепь; звонкий - плотная, ненарушенная крепь. Для определения поверхностной прочности бетона рекомендуется метод пластической деформации с применением эталонного (шарикового) молотка К.П.Кашкарова*, основанный на теоретической зависимости прочности бетона от диаметра лунки, полученной в результате удара молотком по поверхности бетона. Марка бетона определяется по тарировочной кривой (входит в комплект молотка К.П.Кашкарова*). При отсутствии молотка В.П.Кашкарова* допускается прочность бетона оценивать по следам, оставленным на зачищенной и выровненной поверхности бетонной крепи от удара средней силы слесарным молотком массой 400-800 г по бетону или зубилу, установленному заостренным концом перпендикулярно поверхности бетона, по данным табл.4. Прочность оценивается по минимальным значениям после 10 ударов. _______________ * Текст соответствует оригиналу. - Примечание "КОДЕКС". Таблица 4 Результаты одного удара средней силы Прочность бетона на сжатие, МПа ребром молотка по поверхности бетона молотком по зубилу, установленному жалом на бетон Звук бетона глухой, остается глубокий след, края вмятины осыпаются Зубило относительно легко забивается в бетон на глубину 10-15 мм Менее 7 Звук бетона глуховатый, бетон крошится и осыпается при ударе, на стыке заходок откалываются большие куски Зубило проникает в бетон на глубину до 5 мм 7-10 На поверхности бетона остается заметный след, вокруг которого могут откалываться тонкие лещадки От поверхности бетона откалываются острые лещадки 10-20 Звук бетона звонкий, на поверхности бетона остается малозаметный след Неглубокий след, лещадки не откалываются Более 20 2.5.3. Определение категории технического состояния ствола Категория состояния крепи и армировки ствола, а также режим его работы определяются по данным табл.5. Таблица 5 Категория состояния ствола К а- те - го - р и я Виды нарушений и отступлений от нормативных документов Геомеха- нические условия Принципиальн ые подходы к выбору конструктивно -техно- логических решений по крепи и армировке Рекомендуем ый режим работы ствола 1 2 3 4 5 I В крепи отсутствуют нарушения, которые вызваны геомеханическими воздействиями; имеются волосяные трещины в бетоне, на поверхности крепи, следы коррозии бетона на глубину не более 15-20 мм; на поверхности крепи частично выщелочены швы кладки из кирпича или бетонита; имеются поверхностные нарушения кладки вследствие многократного обмерзания и очистки ото льда; на поверхности бетона отмечаются раковины; отдельные железобетонные тюбинги нарушены, имеются нарушения ребра от падения предметов в ствол. Притоки воды не превышают нормативов. Вода поступает в ствол без напора. Армировка не имеет деформаций вследствие силового воздействия массива. Износ армировки находится в пределах норм, соответствующих действующим документам. Отсутствуют дефекты и нарушения, свидетельствующие о снижении несущей способности и эксплуатационной пригодности крепи и армировки Недеформ и- рующийся массив Наблюдения за крепью и армировкой, не выходящие за рамки технического осмотра Наблюдения за крепью и армировкой проводятся во время, отведенное для технического осмотра II На поверхности крепи имеются прокоррозировавшие слои, вздутия и высыпания бетона; поверхность Недеформ и- рующийся Производится сборка крепи, замена Работы производятся за время бетона прокоррозирована более чем на 20-50 мм, а также на стыках бетонных заходок на значительном протяжении швы кирпичной или бетонитовой кладки выщелочены на величину, равную или превышающую толщину блоков или кирпича, имеются отдельные свободно извлекаемые кирпичи или бетониты; при очистке поверхности бетонной крепи отделяется щебень; кладка из-за неоднократной очистки льда уменьшена не более чем на половину кирпича или блока, но трещин, заколов в виде уступов не наблюдается. В районе горизонтов имеет место выдувание швов кладки из-за депрессии между стволом и выработками горизонта. Кладка имеет местное выпучивание без видимых нарушений. Имеются отверстия в крепи технологического характера, коррозийный износ расстрелов и проводников, не превышающий предельной величины особенно в верхней части ствола, некачественные заделки отдельных концов расстрелов. Существующие повреждения свидетельствуют о частичном снижении несущей способности и эксплуатационной пригодности крепи и армировки, но на момент обследования не угрожают безопасной работе в стволе массив расстрелов и проводников, ремонт лунок, тампонаж околоствольно го массива из выработок горизонта для воздухоизоляц ии и др. технического осмотра или в дополнитель ное время (несколько часов в неделю) II I Имеются в крепи повреждения, связанные с геомеханическим воздействием массива; трещины с раскрытием до 1-2 см, имеющие диагональное, вертикальное и горизонтальное распространение на 3-4 м, одну заходку и более. Кладка имеет нарушения в виде уступов до половины кирпича или бетонита; в бетонной крепи имеются трещины со смещением, заколы на одном локальном участке, одиночные вывалы крепи площадью 1-5 м по 1. Недефор- мирующи йся массив породы III и IV категорий устойчиво сти Частичный ремонт крепи и армировки, при значительных по объему нарушениях крепи полное перекрепление жесткой крепью необходимой несущей Дополнитель но к техническом у обслуживани ю выделяется время на ремонт ствола всей толщине крепи без выпуска породы. способности Расстрелы и проводники деформированы. Зазоры между крепью, армировкой и подъемными сосудами (противовесами) не выходят за пределы ПБ. Существует опасность пребывания людей ниже нарушений, требуются мероприятия по обеспечению безопасного ведения работ по ремонту и дальнейшей эксплуатации ствола. Необходим значительный объем закладки сопряжений горизонтов 2. Деформи- рующийся массив, процесс сдвижения закончен и последую щее влияние работ не ожидается То же То же 3. Деформи- рующийся массив, процесс сдвижения не закончен Частичное или полное перекрепление и переармирован ие с введением конструктивно -техно- логических мер защиты или планирование последующего ремонта (без введения мер защиты) в соответствии с прогнозируем ым состоянием ствола, усиление крепи и армировки I V Имеют место вывалы крепи, система пересекающихся трещин различной ориентации на значительной площади поверхности крепи, превышающей 20-30 м Происходят обрушение вмещающих 1. Недефор- мирующи йся массив, породы IV категории Полное перекрепление жесткой крепью и переармирован ие после завершения Режим работы до завершения активной стадии с выделением смены в пород, деформация расстрелов и крепи, связанная с нарушением допустимых зазоров между расстрелами и крепью, с одной стороны, подъемными сосудами и противовесами - с другой. Имеется повышенный (выше допустимого) износ расстрелов и проводников на большом протяжении. Деформации массива, крепи и армировки происходят активно: имеют место значительные притоки воды в ствол с погашенных горизонтов устойчиво сти 2. Деформи- рующийся массив, активная стадия сдвижения пород активной стадии (ожидаемые деформации не превышают допускаемых). До этого - меры по поддержанию с усилением или введением конструктивны х способов защиты сутки, а также выходных и праздничных дней для ремонта дополнитель но к техобслу- живанию. Капитальный ремонт после завершения активной стадии. Засыпка ствола V Искривление ствола, препятствующее нормальной работе подъемов Деформи- рующийся массив Исправление колеи жесткой армировки, обеспечение требуемых зазоров. При невозможност и обеспечения работоспособн ости ствола мерами по поддержанию производится засыпка ствола Режим работы, как в дефор- мирующем массиве 2.5.4. Оформление результатов обследования ствола Результаты обследования ствола оформляются протоколом (приложение 6). В протоколе должны быть отражены следующие сведения: дата обследования, наименование и назначение ствола, его диаметр и глубина; краткая характеристика и время проходки (углубки); дата ввода ствола в эксплуатацию; количество и вместимость подъемных сосудов; толщина и материал крепи; количество горизонтов (рабочих и нерабочих) и их отметки; агрессивность воды (химический состав); тип армировки (жесткая, гибкая); профиль расстрелов и проводников, шаг армировки; состояние и характер нарушений; характеристика пород, пересекаемых стволом. В протоколе приводятся результаты визуального осмотра, инструментальной проверки и контроля состояния крепи и армировки: характер и размеры (объем, площадь) нарушений, привязка их по глубине ствола, характеристика пород в местах нарушений, состояние крепи, сопряжений, камер, заключение о ранее проводимых ремонтах и др. В протоколе приводится оценка состояния крепи и армировки ствола и даются рекомендации о дальнейшей эксплуатации ствола. Приложение 1 |