Добыча полезных ископаемых открытым способом

 

Сборная тоннельная отделка из чугунных тюбингов

Чугунный тюбинг

 

Такая конструкция обделки обладает рядом  замечательных качеств – помимо способности выдерживать гигантское давление и герметичности, немаловажным является именно возможность сборки кольца из небольшого количества крупных  элементов. Использование механизмов, позволяющих сразу устанавливать  тюбинги в требуемое положение(тюбингоукладчиков), значительно повысило скорость возведения обделки. В водонасыщенных грунтах работа зачастую шла с применением кессона. Тоннель позади щита перегораживался герметичной переборкой, устанавливался шлюз для прохода людей к забою. Компрессором в забой нагнетался сжатый воздух. Повышенное до нескольких атмосфер давление позволяло буквально отжимать воду в глубину породы и исключало ее поступление в забой. Однако работа проходчиков при высоком давлении накладывала серьезное ограничения – продолжительность смены не более 2-х часов, потом проводилось длительное шлюзование. Часто у строителей возникала кессонная болезнь, требовавшая многочасового нахождения в барокамере. Так как размеры тоннелей все время росли, в передней части щита появились горизонтальные площадки, которые позволили рабочим разрабатывать грунт одновременно с двух (а иногда и более) ярусов. Однако скорость проходки все равно не была очень высокой из-за большого количества ручного труда, стесненности пространства, нередких аварий, выбросов породы и прорывов грунтовых вод в забой.

Комплекс  тоннелепроходческий немеханизированный

Для проходки в песчаных грунтах щиты стали оснащаться в головной части горизонтальными рассекающими площадками, удерживающими забой от осыпания. Такой щит вдавливается в породу домкратами, грунт ссыпается вниз и собирается погрузчиком. Следующим шагом стало практически полное исключение ручного труда, за счет механизации процесса разработки породы в забойной части. Как правило, на оси щита устанавливается мощный стальной ротор с резцами, который разрабатывает породу в забое. Дальше порода подается на конвейер, откуда пересыпается в вагонетки и вывозиться по уже построенному туннелю.

Существуют  щиты и с ковшовым рабочим органом  - для более мягких пород. Для проходки в сложных водонасыщенных грунтах стало применяться кессонирование (работа под давлением сжатого воздуха) забойной части. Труд проходчика превратился в квалифицированную работу оператора. Современные средства навигации – гироскопы и лазерные теодолиты позволяют щиту точно выдерживать проектные значения трассы, как в плане, так и в профиле. Ручной труд сохранился только при необходимости замены изношенных резцов. Мировой рекорд скорости проходки – 1250 метров тоннеля в месяц – поставлен серийным щитом КТ-1-5,6 на участке строительства перегонного тоннеля в Ленинграде на участке от «Пионерской» до «Удельной» в 1981 году.

 

Комплекс  тоннелепроходческий механизированный

При сооружении тоннелей в неустойчивых водонасыщенных грунтах требовалось применение сложных специальных методов – водопонижение, замораживание грунта, что значительно снижало скорость и увеличивало стоимость строительства. Все больше ужесточались требования, случавшиеся в пролом просадки поверхности ныне недопустимы, ведь вблизи поверхности земли пролегала огромнейшая сеть водо- и газопроводов, электрических кабелей, линий связи, обеспечивающих жизнь крупного города.  При работе щита разрабатываемая порода подается сначала в герметичную камеру грунтопригруза. Из этой камеры грунт удаляется с помощью шнекового конвейера только тогда, когда его давление в камере сравняется с давлением в забое, за этим следят специальные датчики. Таким образом, обеспечиваеться постоянное поддерживании давления на забой, как при движении щита вперед, так и при отводе щитовых домкратов для монтажа очередного кольца обделки.

 

Комплекс  тоннелепроходсеский механизированный с грунтопригрузом

 

Сегодня тоннели строятся в самых сложных  инженерно-геологических условиях. В плывунных неустойчивых грунтах, при значительном давлении грунтовых  вод, при недопустимости даже незначительных просадок поверхности используются проходческие комплексы с гидропригрузом. В таких комплексах в призабойную часть, под необходимым давлением (речь ожжет идти о десятке атмосфер) нагнетается бентонитовый раствор, что позволяет поддерживать забой в стабильном положении даже на самых тяжелых плывунных грунтах. Разработанная порода, измельченная до состояния пульпы, отводиться вместе с бентонитом по трубопроводу. В сепарационной камере происходит отделение породы и рекультивация бентонитового раствора.  Отделенный о бентонита грунт вывозиться по уже построенному тоннелю, а бентонитовый раствор возвращается  в камеру гидропригруза. В зависимости от условий проходки и характеристик грунтов, рецептура бентонитового раствора постоянно корректируется. В составе комплекса действует химическая лаборатория, исследующая состав грунта и вносящая соответствующие изменения в рецептуру раствора. При необходимости проведения работ в призабойной области – замены резцов ротора и т.д. ( кстати, все эти работы можно выполнять из камеры грунтопригруза, то есть, находясь «внутри» щита), бентонитовый раствор в камере гидропригруза вытесняется сжатым воздухом. Остатки бентонита в виде пленки и подушка сжатого воздуха удерживают забой, в то время как специалисты получают доступ к исполнительным органам щита.

 

Комплекс  тонелепроходческий механизированный с гидропригрузом

 
 
 

2.2. Безопасность при  строительстве подземных сооружений

Правила безопасности при строительстве  подземных сооружений являются переработанным и дополненным изданием Правил безопасности при строительстве метрополитенов и подземных сооружений, утвержденных в 1992 г. Госгортехнадзором России, и  Дополнений к ним, утвержденных в 1996 г.

Правила разработаны Тоннельной ассоциацией  России при участии Госгортехнадзора России, с привлечением специалистов ОАО "Мосметрострой", ОАО "Метрострой Санкт - Петербург", ОАО "Мосинжстрой", АО "Бамтоннельстрой", Управления горного надзора и ВГСЧ при Госстрое России, Научно - исследовательского института транспортного строительства, СКТБ Тоннельметрострой, НИИ медицины труда Российской академии медицинских наук и др.

Настоящие Правила учитывают происшедшие  изменения в технике, технологии и организации строительства  подземных сооружений, в том числе  зарубежный и отечественный опыт в области промышленной безопасности.

Требования  к специальному оборудованию (Щитовые тоннелепроходческие комплексы и комбайны).

Технические характеристики щитовых тоннелепроходческих комплексов, комбайнов, бурового, погрузочного и другого оборудования, занятого на подземных работах, должны соответствовать условиям их работы и требованиям, предъявляемым к выработкам по взрывобезопасности, электробезопасности и др.

По окончании  монтажа тоннелепроходческого комплекса производится опробование основных рабочих узлов, систем и технических устройств комплекса, включая устройства обеспечения безопасной эксплуатации с оформлением актов. Руководитель организации или назначенное им лицо технического надзора принимает решение о проходке контрольного участка тоннеля.

После окончания проходки первых 50 м тоннелепроходческими комплексами диаметром 3,6 м и более комиссия, назначенная руководителем организации, с участием представителей территориального органа Госгортехнадзора России, других заинтересованных органов государственного контроля и профсоюзной организации принимает решение о готовности оборудования к эксплуатации.

При работе механизированного щита или комбайна должны быть предусмотрены технические  устройства для подавления или улавливания  пыли, снижающие ее содержание в  призабойной зоне до допустимых уровней.

Эти устройства должны включаться в работу до пуска  рабочего органа.

Допускается работа механизированного щита, комбайна без применения специальных устройств  для подавления или улавливания  пыли при обеспечении средствами вентиляции в призабойной зоне концентрации пыли в воздухе не выше предельно допустимых уровней.

Рабочее место машиниста механизированного  щита должно быть оборудовано световой и звуковой сигнализацией, соединенной  со всеми рабочими местами на механизмах технологического комплекса.

Двигатели рабочего органа щита, комбайна должны включаться только после того, как  машинист лично убедится в отсутствии в забое людей, обрушения породы, остатков крепи или каких-либо других предметов.

При осмотре  забоя, рабочих органов щита и  приводов все двигатели должны быть обесточены, а на пульте управления должен быть вывешен плакат "Не включать - работают люди!".

При работе на щитовых комплексах, оборудованных  кессонными камерами, надлежит выполнять  требования настоящих Правил и производственных инструкций по производству работ под  сжатым воздухом, согласованных с  Госгортехнадзором России.

Буровое, погрузочное оборудование и оборудование для устройства монолитных бетонных обделок

Выдвижные площадки буровых рам должны иметь  ограничители выдвижения, а также  устройства, предотвращающие их выпадение.

Запрещается нахождение на площадке более двух человек.

Техническое состояние установок должно проверяться  согласно инструкции, но не реже чем  в следующие сроки:

перед началом работ, ежесменно - машинистом;

еженедельно - механиком участка;

ежемесячно - главным механиком организации.

Передвижение  буровой установки из одного забоя  в другой допускается только в  транспортном положении.

Каждая  буровая установка (на рельсовом  или пневмоходу) должна быть оснащена рельсовыми захватами или выносными опорами (аутригерами).

Буровые рамы должны быть оборудованы специальными люльками для производства работ  по зарядке шпуров, установке временного крепления и т.д.

Запрещается использовать манипуляторы буровых  рам, не оборудованных специальными приспособлениями ("рогами"), для  монтажа элементов временного крепления, арматурных каркасов, сборных опалубок.

Кабель  погрузочной машины должен быть надежно  закреплен зажимным хомутом в  месте, установленном заводской  инструкцией, иметь дополнительную резиновую оболочку на длине 1,0 - 1,5 м  от машины, предохраняющую кабель от трения. Кабель не должен быть завален породой.

Все ремонтные  работы на пневмонагнетателе, материальном трубопроводе и сопле, удаление пробок можно производить только после отключения сжатого воздуха и снятия давления в системе.

Все трубы  и шланги бетонорастворопровода должны соединяться между собой и с нагнетателями только при помощи фланцев или быстроразъемных соединений.

Шланги  растворопровода в рабочем положении не должны иметь перегибов под прямым или острым углом и должны крепиться хомутами к надежным конструкциям через каждые 5 м, но не менее чем в двух местах. Запрещается крепление бетоноводов и шлангов проволокой.

Пневмобетононагнетатели (растворонасосы) и трубопроводы должны быть оборудованы опломбированными манометрами и предохранительными клапанами, отрегулированными на давление, превышающее рабочее не более чем на 10%.

Место подачи бетонной смеси с использованием бетононасосов должно быть связано  с рабочим местом машиниста бетононасоса двусторонней связью.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Заключение

Производственная  среда характеризуется различными уровнями опасных и вредных производственных факторов, а также системой информации, приходящей извне (приказы, распоряжения, инструкции и пр.). Безопасность человека  в  процессе  труда  зависит  прежде  всего  от применяемых   машин,   оборудования,    приспособлений,    инструментов    и технологических методов, т. е. технических факторов. Воздействие техники  на безопасность трудовой деятельности является  многосторонним  и  в  известной степени  противоречивым.  Научно-технический   прогресс,   совершенствование производственных процессов и оборудования объективно  содействуют  улучшению условий труда, повышению его безопасности, но в ряде случаев  могут  вызвать и неблагоприятные изменения.  Именно  техника  является  главным  источником опасных  и  вредных  производственных  факторов,  воздействие   которых   на работающих  может  в  определенных  условиях   приводить   к   травмам   или заболеваниям.