Проектирование подготовительного периода строительства горного предприятия
Состав внеплощадочных работ
Состав внутриплощадочных работ.
Комплекс работ нулевого цикла
Продолжительность работ подготовительного периода.
Подготовительному периоду предшествуют организационные мероприятия — составляется задание на проектирование, разрабатывается и утверждается проектно-сметная документация, осуществляется финансирование, согласовываются планы материально-технического снабжения и поставки оборудования, оформляется документация и производится отвод в натуре земельного и горного участков, освобождается территория земельного участка, согласовываются планы строительно-монтажных работ с генеральным подрядчиком и субподрядными организациями, решаются вопросы обеспечения строительства рабочими кадрами, жилищно-бытового их устройства и другие вопросы.
После выполнения указанных работ приступают к осуществлению строительно-монтажных работ подготовительного периода.
Комплекс строительно-монтажных работ подготовительного периода разделяется на работы, которые выполняются за пределами промышленной площадки шахты (внеплощадочные работы) и непосредственно на промышленной площадке шахты (внутриплощадочные работы).
Выбор состава и определение объемов работ подготовительного периода, а также своевременное их производство предопределяют продолжительность и качество строительства горного предприятия в целом.
Комплекс работ подготовительного периода в связи с увеличением мощности шахт и глубины стволов максимальным использованием постоянных зданий и сооружений для нужд строительства значительно усложняется, растут его, объем и продолжительность.
Внеплощадочные работы.
В состав внешнеплощадочных подготовительных работ входят: строительство подъездных автомобильных и железных дорог, линий электропередачи и связи, подводящего водопровода и канализационного коллектора. Стоимость внешнеплощадочных работ для угольных шахт находится в пределах 30-55% от стоимости всех работ подготовительного периода. Оставшаяся часть стоимости приходится на внутриплощадочные работы, которые выполняются на строительных площадках центральных, вентиляционных и воздухоподающих стволов.
Железная дорога строится для перевозки материалов при строительстве и эксплуатации шахты, оборудования и полезного ископаемого. Железнодорожные линии прокладываются от шахтной площадки до ближайшей железной дороги или эксплуатационной шахты. Протяженность железнодорожной линии зависит от территориального расположения шахты и изменяется от 3 до35 км. В случаях, когда строительство железной дороги задерживается, на ближайшей шахте железнодорожной станции сооружаются временные склады для хранения материалов и оборудования, которые в дальнейшем перевозятся на шахту автомобильным транспортом.
Автомобильная дорога соединяет шахтную площадку с ближайшей автомобильной дорогой республиканского или областного значения. Автомобильные дороги делаются с асфальтовым покрытием шириной6 м.
Линии электропередачи (ЛЭП) сооружаются для обеспечения строительства и эксплуатации шахты электроэнергией.
При строительстве шахт, удаленных на значительное расстояние от источников электроэнергии, начальные работы подготовительного периода обеспечиваются электроэнергией от передвижных электростанций с двигателями внутреннего сгорания ДГ-50, АД-70, ДГ-400. Передвижные станции могут применяться в крайних случаях.
При строительстве шахт вода расходуется на производственные (охлаждение компрессоров, приготовление бетона, мойка машин, котельная и т.п.), санитарно-бытовые (душевая, столовая) и противопожарные нужды. Потребность воды определяется расчетом по нормативам: приготовление бетона – 200-300 лна 1 м3, мойка автомашин – 300-600 л/сут на одну машину, душ – 25-30 л за 5 мин; норма на санитарно-бытовые нужды – 200 л/сут; противопожарные нужды – 20 л/с при площади застроенной территории до50 га и т.п.
Обеспечение воды производится от действующих ближайших водопроводов. При их отсутствии бурят артезианские скважины. Для технических нужд используются ближайшие озера, речки и другие водоемы. Для подачи воды на площадку сооружается водопровод. Суточный расход воды составляет 200-600 м3.
Для сброса шахты и бытовых вод в соответствии с требованиями охраны окружающей среды сооружается канализационный трубопровод с очистными сооружениями
Внутриплощадочные работы
На площадке центральных стволов выполняются: комплекс работ нулевого цикла (планировка строительной площадки, прокладка подземных коммуникаций, устройства фундаментов, благоустройство, строительство постоянных и временных автодорог, а также стационарных железнодорожных путей) ; оснащение стволов; сооружение технологической части стволов; возведение зданий околоствольного комплекса, необходимого в первом периоде строительства; строительства общешахтных объектов (административно-бытового комбината, котельной, компрессорной, электростанции, механических мастерских, складов, бетонного узла и др.). Строительные площадки вентиляционных и воздухоподающих стволов оснащаются обычно временными передвижными установками.
Строительство зданий и сооружений следует начинать после окончания работ нулевого цикла. В подготовительный период строят административно-бытовой комбинат (АБК), в котором размещаются нарядная, раздевалка, душ, помещения для надзора и аппарат управления. АБК может быть временным или постоянным. В первом случае строится временное одно- или двухэтажное здание, в котором размещаются необходимые службы. По окончании строительства шахты это здание разбирается. Строительство постоянного АБК приспосабливается к специфике шахтостроительной организации.
До начала и в течение подготовительного периода необходимо построить жилье и культурно-бытовые объекты в соответствии с потребностями, которые должны быть определены в ПОС.
Проектирование подготовительного периода в ПОС предусматривает: установление перечня временных и постоянных зданий и сооружений, используемых для нужд строительства; определение объемов работ; разработку технологии и определение сроков строительства временных и постоянных зданий и сооружений, возводимых в подготовительный период; разработку технологии и сроков выполнения наиболее трудоемких и сложных видов работ; установление последовательности строительства объектов и выполнения отдельных видов работ, которые завершаются построением линейного или сетевого графика строительства шахты или рудника в подготовительном периоде; определение продолжительности подготовительного периода и распределение капитальных вложений и стоимостей строительно-монтажных работ по месяцам или кварталам; построение графика поставки технологического оборудования, графика потребности в материально-технических ресурсах и рабочих кадрах с учетом разбивки их по специализированным строительным организациям.
В рабочих чертежах ПОС и в ППР на отдельные здания и сооружения дополнительна разрабатываются: рабочие чертежи временных зданий и сооружений на поверхности; рабочие чертежи оснащения и коммуникаций общешахтного характера; детализация технологии строительства отдельных объектов и выполнения работ вплоть до составления технологических карт на сложные работы и работы, выполняемые новыми методами; разработка дополнительных проектных решений по технике безопасности и производственной санитарии.
В подготовительный период проходят устье ствола и технологический отход. Конструкция устья определяется: назначением ствола и формой его поперечного сечения- величиной вертикальной нагрузки; условиями залегания и физико-механическими свойствами пород, в которых сооружается устье- материалом крепи и другими факторами.
Технологический отход – примыкающая к устью верхняя часть ствола, в которой монтируется горнопроходческое оборудование (подвесной потолок, погрузочные машины, призабойная опалубка, ставы труб и т.п.).
Размер технологического отхода зависит от проходческого оборудования, которое монтируется в нем и колеблется в пределах 30-60м в зависимости от дальнейшей технологии проходки ствола.
В задачу проектирования строительства технологической части входят выбор и разработка схемы сооружения этой части ствола с соответствующим оснащением поверхности и забоя вплоть до получения технико-экономических показателей и изготовления общих видов чертежей. На стадии ППР детализируется расчет организации работ, уточняются технико-экономические показатели и разрабатываются рабочие чертежи.
Выбор схемы строительства технологической части нельзя ограничить взаимосвязью работ по выемке породы и возведению крепи (последовательной, совмещенной и др.). Наряду с этим важно учитывать оборудование подъема и оснащение поверхности, определяющие величину грузопотока породы из забоя.
Схему строительства технологической части ствола выбирают в зависимости от следующих исходных данных: диаметра ствола и глубины технологической части; геологического разреза наносных и коренных пород и их характеристики по крепости, водоносности и газоносности; конструкции устья ствола со всеми примыкающими выработками; материала и типа крепи; технологической схемы сооружения ствола и возможности использования при проходке технологической части ствола постоянного копра и постоянных подъемных машин; технологической схемы и оборудования проходки ствола.
По современному развитию горнопроходческой техники можно указать пять схем строительства технологической части стволов шахт в обычных горно-геологических условиях, которые, согласно классификации (рис.), разделены на бескопровые (две схемы) и копровые (три схемы).
Эффективный вариант схемы строительства технологической части (устья) ствола выбирается по критериям продолжительности, скорости и стоимости сооружения с обязательным учетом факторов безопасного и безаварийного ведения работ.
Продолжительность строительства технологической части (устья) ствола - показатель сравнения, позволяющий выбрать технологию с более короткими сроками производства всего комплекса работ.
Исходными данными при проектировании подготовительного периода строительства горного предприятия являются: технический проект шахты или рудника, главным образам в части тех постоянных зданий, сооружений и коммуникаций, которые будут сооружаться в подготовительном периоде; проектные решения ПОС и ППР по первому и второму периодам строительства, включающие комплексные проекты транспорта на поверхности, вентиляции, водоотлива, электроснабжения и снабжения сжатым воздухом, стройгенпланы и др.; сведения о сложившейся структуре и наличных ресурсах строительно-монтажных организаций, а также материально-технической базе строительства; сведения о заключенных договорах на поставки технологического оборудования и др.
В каждом проекте состав объектов и видов работ подготовительного периода в общих чертах устанавливают, руководствуясь СНиПом, а конкретно - на основе разработанной ранее технологии строительства шахты или рудника в первом и втором периодах.
Перечень объектов и видов работ подготовительного периода сводят в таблицу. К таблице прилагают конструктивные характеристики объектов, в которых указывают объемы зданий (сооружений), объемы работ по конструктивным элементам с указанием основных материалов и строительных конструкций и изделий. На основе перечисленных данных составляют ведомость объемов работ, выполняемых в подготовительный период.
Объем работ, согласно ведомости группируют по исполнителям - специализированным строительно-монтажным организациям (земляные, бетонные, монтажные, горные и др.), что позволяет на следующем этапе проектирования разработать технологию, определить сроки и порядок строительства временных и постоянных объектов шахты или рудника и выполнения отдельных видов работ подготовительного периода. Для построения сетевого графика на каждый объект или комплекс работ составляются карточки – определители работ и ресурсов.
При построении графика учитывают следующие условия: горные работы начинают как можно раньше, а строительство зданий и сооружений, относящихся к оснащению стволов, планируют в первую очередь; готовность объектов подготовительного периода должна обеспечивать непрерывное ведение горных работ в цепи главного направления; проектируют поточно-скоростное строительств объектов и выполнение основных видов работ при обеспечении равномерной занятости специализированных строительных организаций; планируют нарастание объемов строительных, монтажных и горных работ до максимума к началу первого основного периода строительства шахты. Накопленные к этому времени рабочие кадры и материально-технические ресурсы полностью переводят на объекты основного строительства.
Продолжительность подготовительного периода исчисляется от начала строительно-монтажных работ на шахтной площадке до начала работ по проходке ствола и зависит от: мощности шахты, числа, диаметра и глубины проходимых стволов, степени освоенности района строительства, расстояния шахтной площадки от линии железных и автомобильных дорог, источников электроснабжения и водоснабжения и др.
По нормативам время подготовительного периода равно 12 месяцам при производственной мощности шахт 600 тыс. т/год и 16 месяцам при мощности шахты 3 млн. т/год. Фактическая продолжительность подготовительного периода часто превышает нормативную и составляет 20—24 мес.
Продолжительность всего подготовительного периода или какой-либо его части, например внешнеплощадочных работ, можно определить в первом приближении на основе сметной стоимости строительно-монтажных работ и выработки трудящегося.
В сметной стоимости строительно-монтажных работ наряду со стоимостью объектов и работ основного строительства, т. е. постоянных зданий и сооружений, учитывают и временные, относящиеся как к оснащению стволов, так и к материально-техническому обеспечению.
Более точно продолжительность подготовительного периода определяют построением линейного или сетевого графика. Продолжительность критического пути сетевого графика соответствует времени подготовительного периода, которое и сравнивают с нормативным сроком.
Основными направлениями сокращения продолжительности подготовительного периода являются: своевременное обеспечение качественной проектно-сметной документацией; выделение в должном объеме финансирования; повышение уровня индустриализации строительства; совершенствование организации производства и максимальная механизация работ.
Повышение индустриализации работ подготовительного периода должно проводиться в следующих направлениях:
широкое внедрение сборных железобетонных конструкций, постоянных зданий и сооружений;
применение передвижного горнопроходческого оборудования (копры, подъемные машины, котельная, компрессорная и т. п.), что позволяет сократить время оснащения ствола в 1,5—2раза;
внедрение разработанных ВНИИОМШСом временных сборно-разборных зданий и сооружений из унифицированных типов секций;
максимальная механизация вспомогательных работ.
Одним из главных направлений повышения технико-экономических показателей подготовительного периода является максимальное использование постоянных зданий и сооружений во время строительства шахт.
На период проходки ствола целесообразно использовать следующие постоянные здания и сооружения: копры главного и вспомогательного стволов, санитарно-технические коммуникации, автомобильные дороги, резервуары запасной и противопожарной воды, насосную станцию, градирню, столовую, часть здания АБК (в объеме 14—16 тыс. м3), электроподстанцию и линию электропередачи. Объем постоянных зданий и сооружений на центральной площадке, которые используются при проходке стволов, должен достигать 50—70% общего их объема.