2.2. Введение.

Вертикальный ствол является вскрывающей горной выработкой для раскрытия фронта проходческих работ при строительстве станций метрополитена глубокого заложения.

В процессе строительства подземного сооружения через вертикальный ствол ведут все строительные работы. Он служит для выдачи породы, подачи материалов, оборудования и элементов обделки, для энергоснабжения, водоотлива и вентиляции при проходке, а так же для спуска и подъема людей.

В период эксплуатации станции метрополитена глубокого заложения ствол используют главным образом для вентиляции сооружения. В отдельных случаях стволы забучиваются.

Вертикальный ствол имеет круговое сечение, которое обеспечивает рациональную работу обделки в условиях всестороннего горного давления.

2.3. Горно-геологические условия строительства.

Горно-геологический район строительства вертикального ствола круглой формы диаметром в проходке 6 м и глубиной 45 м состоит из водоносных песчаных и глинистых грунтов и известняков:

- Рыхлые горные породы, галька, щебень, песок.

- Наносы, слежавшиеся грунты, пластичные глины, известняк белый мелкокристаллический.

Абсолютная отметка устья ствола 131 м. Глубина ствола 45м.

Мощности пластов песка , глины и известняка равны соответственно 10, 15 и 25 м.

Пористость песка, глины и известняка равны соответственно 38, 40 и 39%, а весовые влажности - 17, 22 и 20%.

Удельные веса песка, глины и известняка равны соответсвенно 19, 19.6 и 21 Н/м3.

Начальная температура грунта и температура замерзания равны соответственно =+120С и =00С.

2.4. Выбор и расчет сечения вертикального ствола.

Для обеспечения рациональной работы материала обделки в условиях всестороннего горного давления принимаем круглую форму сечения ствола. Произведем расчет размеров сечения ствола.

Определяем часовую производительность подъема:

AЧ=, т/час,

где кр=1.5 - коэффициент неравномерности подъема;

N=300 - число рабочих дней в году;

t=16 - ч/сут - время работы в сутки;

АГ - годовой объем грунта выдаваемый из ствола, АГ »100000 м3.

AЧ= т/час.

Определяем массу груза выдаваемого за один раз:

AЧ, т,

где - высота подъема, м;

НСТ=45 м - глубина ствола;

h1=8.1 м - высота откаточного горизонта;

м;

q=12 сек - время разгрузки-загрузки клети.

т.

Определяем объем одновременно поднимаемого груза:

, м3,

где g=1.9 ¸ 2.1 т/м3 - средняя плотность выдаваемой породы.

м3.

По полученной грузоподъемности выбираем:

- вагонетка УВГ - 1.6:

вместимость кузова 1.6 м3;

габариты - 850´1300´2700 мм;

ширина колеи - 600 мм;

- клеть марки 1УКН3.3Г-2, с размерами:

ширина - 1000 мм:

высота - 3040 мм:

длина - 3300 мм;

- подъемная машина марки 2БМ-2000/1030-3А:

двухбарабанная;

диаметр каната dК=24 мм;

высота подъема - 170 м;

потребляемая мощность - 90 кВт;

масса машины - 31100 кг.

Произведем выбор армирующих элементов.

В качестве проводников принимаем сосновый брус 160´180 мм. Расстрелами принимаем балки из двутавра №24.

Учитывая все минимально-допустимые зазоры:

- зазоры между расстрелами и клетью - 200 мм;

- зазоры между проводниками и направляющими башмаками клети - 10 мм;

- зазор между углом клети и обделкой - 150 мм;

и размеры лесоспуска 1.5 м2, и лестничного отделения - 0.6´0.7 м, а так же учитывая толщину тюбингового кольца обделки, графически определяем искомое сечение ствола.

Ближайшим к типовому сечению ствола является сечение ствола с наружним диаметром по обделке 6.0 м.

Принимаем DСТВ=6.0 м.

2.5. Расчет паспорта буро-взрывных работ.

Определим удельный расход взрывчатого вещества и примем его тип. При данных горно-геологических условиях строительства наиболее целесообразно применить аммонит №6ЖВ, в патронах диаметром 32 мм. Электродетонаторы типа ЭДКЗ-ПМ-15 с сериями замедления - 0; 0.15; 0.30; 0.45; 0.60 сек.

, кг/м3,

где q1=0.1f, где f=4 - крепость вмещающих пород по профессору Протодьяконову;

,

,

где Sпрох - сечение ствола в проходке

ВЧ м2

Sвч=28.26 м2

- коэффициент работоспособности;

кг/м3.

Определим количество шпуров в сечении

,

где