ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ СТРОИТЕЛЬСТВА (ГОССТРОЙ СССР)

СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ И ПРАВИЛА

СНиП II-94-80

ПОДЗЕМНЫЕ ГОРНЫЕ ВЫРАБОТКИ

Утверждены

постановлением Государственного комитета СССР

по делам строительства

от 31 декабря 1980 г. № 232

Глава СНиП II-94-80 «Подземные горные выработки» раз­работана институтами Центрогипрошахт, ВНИМИ и ВНИИОМШС Мину­глепрома СССР с участием институтов Южгипрошахт Минуглепрома СССР, Гипроцветмет и Гипроникель Минцветмета СССР, Крив­басспроект Минчермета СССР и ВНИИГ Минхимпрома.

С введением в действие настоящей главы утрачивают силу:

глава СНиП II-М.4-65 «Подземные горные выработки предприятий по добыче полезных ископаемых»;

изменение главы СНиП II-М.4-65 «Подземные горные вы­работки предприятий по добыче полезных ископаемых», внесенное постановлением Госстроя СССР от 31 января 1978 г. № 13.

Редакторы: д-р техн. наук Е. В. Петренко, канд. военных наук П. М. Кузьмин и инж. В. П. Бовбель (Госстрой СССР), канд. техн. наук Е. В. Стрельцов (Минуглепром СССР), канд. техн. наук В. М. Еремеев и инж. К. Я. Зотова (Центрогипрошахт Минуглепрома СССР), доктора техн. наук К. А. Ардашев и Н. А. Филатов (ВНИМИ Минуглепрома СССР), канд. техн. наук И. Г. Косков (ВНИИОМШС Минуглепрома СССР).

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящие нормы должны соблю­даться при проектировании подземных гор­ных выработок для новых, реконструируемых и расширяемых действующих предприятий по добыче полезных ископаемых.

Нормы распространяются на проектирова­ние подземных горных выработок, располагаемых в зоне и вне зоны влияния очистных работ.

Примечания: 1. Настоящие нормы не распространяются на проектирование подзем­ных горных выработок, сооружаемых на глубине более 1500 м или специальными спо­собами проходки, а также очистных вырабо­ток и располагаемых в пределах выемочных участков, выработок выщелачивания и пред­приятий подземной газификации

2. Подземные горные выработки в после­дующем тексте именуются «выработки».

1.2. Выработки следует проектировать на основе:

данных, определяющих назначение, срок службы, условия возведения и эксплуатации выработок;

результатов инженерных изысканий, включающих данные инже­нерно-геологичес­кого изучения мест размещения выработок;

требований нормативных документов, ут­вержденных или согласованных Госстроем СССР, государственных стандартов, законо­дательных актов по экономии земель, охра­не и рациональному использованию недр и природных ресурсов, а также правил безо­пасности, утвержденных Госгортехнадзором СССР, и требований органов государствен­ного санитарного надзора СССР.

1.3. Проектирование выработок предпри­ятий по добыче полезных ископаемых долж­но производиться исходя из условий сниже­ния трудоемкости, материалоемкости и смет­ной стоимости строительства и применения широкой механизации горнопроходческих работ, а также в соответствии с требованиями «Инструкции по разработке проектов и смет для промышленного строительства» с учетом особенностей шахтного и горнорудного строительства:

а) разработка нескольких вариантов раз­мещения, компоновки и взаимной увязки вы­работок с учетом их назначения, условий сооружения и эксплуатации, включая вопро­сы вентиляции, водоотлива и транспорта, технологии и организации строительства, предусматривая в каждом варианте макси­мально возможную прямолинейность выра­боток и минимальное количество типоразме­ров сечений выработок, а также трудоемких в проведении сопряжений, заездов и прием­ных площадок;

б) проведение расчетов для каждого из вариантов по определению устойчивости по­род выработок, формы и размеров их попе­речного сечения, расстояния между выработ­ками, величин смещения пород и нагрузок на крепь, конструкций и параметров крепи с учетом мер охраны и защиты выработок, спо­собов их сооружения и с использованием дей­ствующих типовых проектов выработок, от­вечающих требованиям настоящих норм;

в) технико-экономическое сравнение по­казателей вариантов и принятие на их осно­ве оптимального решения по минимальным суммарным затратам при строительстве и эксплуатации выработок с учетом наиболее целесообразного использования недр.

Объемно-планировочные и конструктив­ные решения выработок должны учитывать опыт их сооружения в аналогичных горно-геологических и гидрогеологических условиях, применение передовой технологии и органи­зации горнопроходческих работ и обеспечи­вать эксплуатацию выработок в течение ус­тановленного проектом срока их службы.

Проектирование выработок, пригодных к дальнейшему использованию после извлече­ния из недр полезного ископаемого, следует производить в соответствии с настоящими нормами с учетом требований «Инструкции по проектированию народнохозяйственных объектов, размещаемых в отработанных горных выработках».

1.4. Проектирование выработок при условиях наличия опасности горных ударов, самовозгорания угля, выбросов, угля, породы и газа, динамических воздействий, сейсмич­ности района свыше 7 баллов, повышенной температуры горных пород, в зоне вечной мерзлоты и др. должно производиться с уче­том дополнительных требований, предусмот­ренных для таких случаев общесоюзными и ведомственными документами или на основе результатов исследований, выполненных спе­циализированными организациями.

1.5. При проектировании временных (на период строительства) выработок необходи­мо соблюдать требования, предъявляемые к постоянным выработкам того же назначения, согласно настоящим нормам. При этом пре­дусматривать максимальное использование временных выработок при дальнейшей экс­плуатации предприятия по добыче полезных ископаемых.

1.6. В составе проектов особо ответствен­ных выработок, нарушение которых ведет к остановке всего предприятия, для контроля их состояния следует предусматривать уста­новку контрольных приборов и замерных станций.

1.7. Проекты вентиляции и кондициони­рования воздуха, водоотлива, электроснаб­жения и подземного транспорта на предпри­ятиях по добыче полезных ископаемых должны разрабатываться в соответствии с нормами технологического проектирования и другими отраслевыми нормативными доку­ментами, утвержденными в установленном порядке.

ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ И ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗЫСКАНИЯ

1.8. Инженерные изыскания для проекти­рования и строительства выработок следует выполнять в соответствии с требованиями главы СНиП по инженерным изысканиям для строительства, а также с учетом особен­ностей подземного строительства, предус­мотренных настоя­щими нормами.

1.9. Исходные инженерно-геологические материалы для проекти­рования выработок должны включать следующие данные:

геоморфологию места намечаемого расположения проектируемой выработки, вклю­чая стратиграфию и тектонику массива гор­ных пород, а при необходимости и топогра­фию земной поверхности;

литологическую характеристику пород массива;

результаты испытаний механических свойств пород массива;

гидрогеологическую характеристику масси­ва, характеристику его газоносности и при не­обходимости геокриологические данные.

Степень детальности перечисленных ис­ходных данных должна повышаться путем уплотнения сетки разведочных скважин по мере приближения к месту расположения проектируемой выработки.

1.10. Исходные данные для проектирова­ния выработок получаются путем:

использования имеющихся фондовых дан­ных о результатах проведенной геологичес­кой разведки (предварительной, детальной, доразведки) и маркшейдерско-геодезических съемок;

проведения геологических, гидрогеологи­ческих и других работ инженерно-геологичес­ких изысканий, включая бурение инженер­но-геологических скважин непосредственно в местах предполагаемого расположения про­ектируемых выработок.

При проведении инженерных изысканий должно предусматриваться бурение:

вертикальных контрольно-стволовых скважин для каждой проек­ти­руемой верти­кальной выработки;

вертикальных или наклонных скважин по осевым линиям горизонтальных и наклонных магистральных выработок;

горизонтальных опережающих скважин в направлении проек­тируемых выработок вкрест простирания массива пород.

1.11. Стратиграфические и тектонические данные сложения массива горных пород, а также данные об их литологическом составе должны устанавливаться в основном из име­ющихся материалов геологической разведки по сетке скважин и по скважинам, разме­щенным вблизи мест расположения вскры­вающих выработок.

Эти данные контролируются и уточняются по результатам геологических работ инженер­ных изысканий.

Указанные данные должны содержать привязанные к маркшей­дерской сети пара­метры залегания (глубина, мощность, угол падения, азимуты простирания, выдержан­ность) всех литологически различа­ющихся пластов, слоев и других морфологических элементов, а также сведения о подработке горного массива, его сдвижениях и дефор­мациях.

Литологическая характеристика пород должна быть дана для пластов (слоев) в ин­тервале и с детальностью, указанными для стратиграфических и тектонических данных. Эта характеристика должна включать уста­новление типа и наименования пород с уче­том имеющихся на месторождении (в бас­сейне) классификаций литогенетических ти­пов пород, а также характеристик, опреде­ляющих этот тип. Тщательно и подробно должны быть установлены параметры зале­гания, а также вещественного состава и структурной нарушенности слабых слоев и прослоев, склонных к выдавливанию и пуче­нию, а также контактов морфологических элементов с малой степенью связности (зер­кала скольжения, трещины, разрывы и др.).

Материалы инженерно-геологических изысканий должны содержать данные о там­понаже разведочных скважин, а также о на­личии и состоянии ранее пройденных выра­боток.

1.12. Физико-механические свойства и структурная нарушенность пород должны определяться в интервалах по мощности за­легания:

до 20 м выше и до 10м ниже горизонта намечаемого расположения выработки - де­тально для всех слоев, пластов, прослоев мощностью свыше 0,3 м и для литотипов сло­ев мощностью от 0,1 до 0,3 м;

от 20 до 100 м выше и от 10 до 30 м ниже горизонта намечаемого расположения выра­ботки - укрупненно для представителей всех имеющихся литотипов пород слоев мощ­ностью свыше 1 м.

Для вертикальных контрольно - стволовых скважин детальное изучение физико - механи­ческих свойств и структурной нарушенности пород должно быть выполнено по всему ин­тервалу бурения.

Для всех изученных слоев, пластов, про­слоев и прочих морфологических элементов должны быть выполнены механические испы­тания керновых проб и установлены сред­ину значения сопротивления пород одноос­ному сжатию, а также плотности, естествен­ной влажности, коэффициента сцепления, угла внутреннего трения, модуля упругости, коэффициента Пуассона.

Данные о структурной нарушенности горных пород следует устанавливать по их керну для указаных выше интервалов. Должно определяться число, генетический тип и морфология систем трещин, оценка их частоты, ориентировка в пространстве, прерывистость, величина раскрытия и степень связанности трещин, наличие и состав связующего, наличие поверхностей с малой связностью (с глинистыми заполнителями, зеркала скольжения и др.)

1.13. Гидрогеологические, а при необхо­димости криологические данные должны ус­танавливаться в основном по имеющимся ма­териалам геологической разведки по сетке скважин. Эти данные контролируются и уточняются результатами дополнительных гидрогеологических работ по скважинам ин­женерных изысканий.

Гидрогеологические данные должны со­держать сведения о расположении и мощ­ности водоносных горизонтов, степени обводненности пород в местах предполагаемого размещения проектируемых выработок, гид­ростатических и гидродинамических напорах, характеристике химической агрессивности вод, расположении и характеристике водоупоров, условиях питания и дренажа водо­носных горизонтов, показателя их фильтра­ционной способности и связи с поверхност­ными водотоками и водоемами, расположе­нии и характеристике карстов и плывунов.

Криологические данные должны содер­жать сведения о расположении, конфигура­ции и размерах многолетнемерзлых частей массива горных пород, характеристике их льдистости и влажности и показателях меха­нических свойств при оттаивании и замора­живании, показателях теплопроводности по­род массива, сведениях о тепловом поле и геотермическом градиенте, характеристике изменения границ промерзания в результате действия сезонно-климатических и гидрогео­логических факторов.

2. КОМПОНОВОЧНЫЕ И КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ, ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

КОМПОНОВОЧНЫЕ И КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ

2.1. Выбор места размещения выработки следует производить с учетом устойчивости окружающих ее пород, а также общих компоновочных решений всего комплекса вы­работок на предприятии по добыче полезных ископаемых; при этом следует избегать за­ложения выработки непосредственно в мес­тах тектонической нарушенности массива, карстов, плывунов.

2.2. Форма и размеры поперечного сече­ния выработки должны обеспечивать задан­ную пропускную способность в условиях со­оружения и эксплуатации, размещения в ней оборудования, санитарно-технических уст­ройств и инженерных коммуникаций, а также соблю­дение необходимых требований подзем­ного транспорта, вентиляции и водоотлива.

При расчете проектного сечения выработ­ки в проходке (вчерне) кроме толщины кре­пи и забутовочного материала надлежит учи­тывать определяемые по настоящим нормам величины смещения пород, происшедшие при применении жесткого типа крепи - за период до ее возведения, податливой - за весь срок эксплуатации выработки либо за период до исчерпания податливости крепи.

2.3. Для улучшения условий поддержания и обеспечения рабочего состояния выработок следует располагать их по возможности в устойчивых породах, а при необходимости применять горные меры охраны и конструк­тивные меры защиты выработок и крепи.

К горным мерам охраны и конструктив­ным мерам защиты относятся:

оставление предохранительных целиков, исключающих влияние очистных работ;

расположение выработок на расстояниях, исключающих их взаимное влияние;

рациональный порядок ведения горных работ;

расположение выработок в предваритель­но разгруженной области массива;

механизированная закладка закрепного пространства;

предварительное либо последующее уп­рочнение массива пород;

уменьшение концентрации напряжении за счет различных методов разгрузки массива;

применение тампонажа закрепного прост­ранства;

использование податливых типов крепи и элементов податливости, а в соляных поро­дах - оставление зазоров между крепью и породой.

Горные меры охраны и конструктивные меры защиты выработки следует назначать на основе результатов сравнения ожидаемых деформаций массива горных пород с допус­каемыми величинами деформаций крепи.

2.4. Выбор конструкции, параметров и расчет крепи выработки должен производить­ся дифференцировано по участкам пород с одинаковыми свойствами исходя из оценки устойчивости пород, величин их смещений, нагрузок на крепь, с учетом возможности комплексной механизации процессов изго­товления и возведения крепи, обеспечения надежности и безопасности работ в течение всего срока службы выработки.

Проектирование крепи выработок должно включать:

определение характера проявления гор­ного давления;

выбор типа крепи и технологии ее воз­ведения;

прогноз смещения контура пород и рас­чет нагрузок;

выбор конструктивной схемы крепи и ее расчет.

При выборе конструкции и параметров крепи следует также соблюдать предъявляе­мые к крепи особые требования, связанные с дополнительными воздействиями на нее ди­намических нагрузок, агрессивных подзем­ных и грунтовых вод, а также обеспечения водо- и газоизоляции выработок.

2.5. При проектировании крепи выработок, а также других элементов подземных конст­рукций (армировка стволов, фундаменты под оборудование и др.) должна предусматри­ваться их защита от воздействия агрессивных сред.

Установление степени агрессивности сред, а также меры по защите от их воздействий следует назначать в соответствии с требова­ниями главы СНиП по защите строительных конструкций от коррозии и ГОСТ 9.015-74.

2.6. Проектами выработок, возводимых в обводненных массивах пород, надлежит пре­дусматривать защиту от проникновения в выработку воды путем водоотвода, гидрои­золяции крепи и тампонажа пород.

Применение перечисленных мероприя­тий, а также создание специальной водоне­проницаемой крепи следует производить на основе технико-экономического обоснования.

2.7. Выбор материалов конструкции кре­пи необходимо производить в соответствии с требованиями нормативных документов и государст­венных стандартов, предъявляе­мыми к материалам с учетом их работы в подземных условиях.

2.8. В конструкциях монолитной бетонной и железобетонной крепи шахтных стволов следует применять тяжелый бетон марки не ниже М200, для других выработок не ниже М150; для сборных железобетонных и бетон­ных конструкций крепи бетон следует при­менять марки не ниже МЗ00.

2.9. Проектные марки бетона по морозо­стойкости и водонепро­ницаемости следует назначать с учетом принятой системы гид­роизоляции или защиты крепи от коррозии в зависимости от климатических и гидрогео­логических условий района расположения выработки и в соответствии с классификаци­ей бетонов и требованиями к их применению, установленными для I класса сооружений главой СНиП по проектированию бетонных и железобетонных конструкций, а также в соответствии с главой СНиП по защите стро­ительных конструкций от коррозии.

2.10. Минимальную толщину защитного слоя бетона для арматуры монолитной желе­зобетонной крепи следует принимать 30 мм.

2.11. Элементы блочной и тюбинговой сборной крепи должны иметь отверстия для тампонажа пустот, остающихся за крепью в процессе ее монтажа.

2.12. В железобетонной и бетонной крепи выработок, сооружаемых в сейсмических районах с сейсмичностью свыше 7 баллов, следует предусматривать устройство дефор­мационных швов, расстояния между которы­ми должны быть до 30 м. Устройство дефор­мационных швов следует предусматривать, как правило, в местах пересечения выработ­кой трещин или контактов между породами различной прочности.

ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

2.13. В качестве основных расчетных дан­ных для определения устойчивости пород, величин их смещений, нагрузок на крепь и параметров крепи выработки должны приниматься:

расчетная глубина размещения выработ­ки H_р;

расчетные значения физико-механических свойств горных пород;

нормативные и расчетные характеристики материалов крепи и заполнения закрепного пространства.

2.14. Расчетную глубину H_p размещения выработки следует определять по формуле

H_p = Hk (1)

H - проектная глубина размещения выработки или ее участка, м;

k - коэффициент, учитывающий отличие напряженного состояния массива горных пород по сравнению с напряженным состоянием, вызванным собственным весом толщи пород до поверхно­сти, принимаемый равным 1 для обычных горно-геологических условий либо устанавливаемый экспериментально: для районов, подвер­женных движениям земной коры и в зонах тектонических нарушений, при отсутствии экс­периментальных данных k принимается рав­ным 1,5.

2.15. Расчетное сопротивление пород (мас­сива) сжатию R_с следует определять по фор­муле

R_c = Rk_c (2)

где R - среднее значение сопротивления пород в об­разце одноосному сжатию, устанавливаемое экспериментально по результатам испытаний образцов пород, МПа (кгс/см²);

k_c - коэффициент, учитывающий дополнительную нарушенность массива пород поверхностями без сцепления либо с малой связанностью (зер­кала скольжения, трещины, глинистые про­слои и др.), принимаемый по табл. 1.

Примечание. В необходимых случаях (обвод­нение выработки, упрочнение пород и др.) определение R_с следует производить с учетом влияния этих факто­ров по данным специализированных организаций.

2.16. При проектировании выработок k_c определяется по данным количественного анализа нарушенности массива пород в мес­тах проектируемого расположения выработ­ки на основании данных инженерно-геологи­ческих изысканий по среднему расстоянию между поверхностями ослабления пород со­гласно табл. 1.

Таблица 1

2.17. Для оценки ранее выполненной про­ектной документации и при использовании имеющихся нормативных документов допус­кается определять сопротивление пород сжа­тию в образце R по коэффициенту крепости пород f по шкале М. М. Протодьяконова (при f ³ 3) по формулам

R = 10(МПа), (3)

R = 100f(кгс/см²) (3а)

где f - коэффициент крепости пород, принимаемый по главе СНиП по правилам производства и при­емки работ подземных горных выработок

2.18. Расчетное сопротивление пород сжа­тию R_с по контуру поперечного сечения выработки должно определяться с учетом всех пересекаемых выработкой слоев (пластов) мощностью более 0,1 м, залегающих на рас­стояниях от контура сечения выработки: в кровле 1,5b, в почве и боках выработки - 1b, где b - ширина выработки.

Для ряда смежных слоев, залегающих по контуру поперечного сечения выработки, с из­менчивостью R_с в пределах до 30% следует принимать для всей выработки усредненное значение расчетного сопротивления пород сжатию, определяемое по формуле

, (4)

гдe R_c,...- расчетное сопротивление сжатию слоев пород;

m₁, ...m_n - мощность слоя.

При изменчивости расчетного сопротив­ления пород сжатию в кровле, боках или поч­ве выработки свыше 30%, R_с следует считать по формуле (4) отдельно по элементам вы­работки (кровле, боках и почве).

2.19. Расчетное сопротивление пород сжа­тию R_с по длине выработки следует опреде­лять, исходя из разделения выработки на от­дельные участки по длине, с учетом следую­щих требований:

а) к одному участку следует относить все пересекаемые выработкой слои (пласты) мощностью свыше 0,3 м, значения R_с которых находятся в пределах до 30%; для этого участ­ка R_с определяется усредненным с учетом мощности этих слоев по формуле (4);

б) при объединении смежных участков, значения R_с которых отличаются более чем на 30%, R_с объединенного участка следует принимать по наименьшему значению R_с объ­единяемых участков.

2.20. Расчетные и нормативные характе­ристики материалов крепи следует прини­мать с учетом их работы в подземных усло­виях и руководствуясь соответствующими го­сударственными стандартами и главами СНиП:

для бетонной и железобетонной крепи - по главе СНиП по проектированию бетон­ных и железобетонных конструкций;

для металлической крепи - по главе СНиП по проектированию стальных конст­рукций;

для деревянной крепи - по главе СНиП по проектированию деревянных конструкции;

для каменной крепи - по главе СНиП но проектированию каменных и армокаменных конструкций.

При выборе материалов конструкций крепи выработок надлежит также соблюдать требования "Технических правил по экономному расходованию основных строительных материалов".

2.21. Расчет крепи выработки следует про­изводить, используя методы строительной ме­ханики с учетом взаимодействия крепи и пород при строительстве и эксплуатации выработки.

При оценке взаимодействия крепи и пород необходимо учитывать мероприятия по упроч­нению пород или их разгрузке, прогноз изме­нений геологических, гидрогеологических и го­рнотехнических условий участка строительства.

2.22. Расчет конструкций крепи выработки следует производить по несущей способности (по фактору хрупкого, вязкого и других видов разрушений), а в необходимых случаях по ус­тойчивости трещино­стойкости в соответствии с требованиями главы СНиП по основным по­ложениям проектирования строительных кон­струкций и оснований.

На устойчивость следует проверять расче­том тонкостенные стальные и сборные конст­рукции, а на трещиностойкость - крепи гидро- и газоизолирующие.

2.23. Крепи выработок следует рассчиты­вать, исходя из возможных неблагоприятных сочетаний нагрузок и воздействий, которые действуют одновременно при строительстве или эксплуатации выработок, с учетом техноло­гии проведения выработок и возведения крепи. При этом необходимо принимать следующие сочетания нагрузок:

основное - из постоянных нагрузок и воз­действий, временных длительных нагрузок и воздействий, возникающих в процессе строи­тельства;

особое - из постоянных, временных дли­тельных, наиболее вероятных кратковремен­ных и одной из особых сейсмических или дру­гих нагрузок или воздействий.

2.24. При проектировании конструкций кре­пи выработок на сочетание нагрузок и воздей­ствий следует учитывать:

постоянные нагрузки и воздействия:

а) давление горных пород со стороны мас­сива;

б) собственный вес крепи;

в) воздействия, вызываемые предваритель­ным напряжением элемен­тов крепи;

г) давление подземных вод;

временные длительные нагрузки и воздей­ствия:

д) температурные воздействия, в том числе морозное пучение;

е) воздействия от очистных работ, других выработок и водопонижения;

ж) давление от набухания пород;

кратковременные нагрузки и воздействия:

з) давление тампонажного раствора, нагне­таемого за крепь;

и) воздействия от подвижных нагрузок про­ходческих, транспортных машин и комплексов;

к) воздействия от массовых взрывов;

особые нагрузки и воздействия:

л) динамические нагрузки;

м) сейсмические воздействия.

При учете сочетаний нагрузок следует при­менять коэффициенты сочетаний, установлен­ные главой СНиП по нагрузкам и воздействи­ям.

2.25. Расчеты крепи по несущей способнос­ти и устойчивости следует производить на ос­новные и особые сочетания нагрузок с применением коэффициентов перегрузки, условий работы конструкций, устанав­ливаемых в нас­тоящих нормах, и расчетных сопротивлений материалов, принимаемых по соответствую­щим главам СНиП.

3. ВЕРТИКАЛЬНЫЕ ВЫРАБОТКИ

ОБЪЕМНО-ПЛАНИРОВОЧНЫЕ И КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ

3.1. Выбор места размещения вертикальной выработки необходимо производить во взаим­ной увязке с генеральным планом и располо­жением других выработок, а также с учетом возможности наиболее полного извлечения из недр запасов основных и совместно с ними за­легающих полезных ископаемых. При проекти­ровании вертикальных выработок необходимо:

избегать, как правило, пересечения верти­кальной выработкой крупных тектонических нарушений и напорных водоносных горизонтов;

располагать стволы, как правило, за преде­лами шахтных полей или площадей залегания полезных ископаемых на расстояниях, исклю­чающих оставление предохранительных цели­ков;

предусматривать меры максимально воз­можной выемки околоствольных целиков при расположении стволов в пределах шахтных по­лей или площадей залегания полезных ископа­емых:

обеспечивать возможность размещения околоствольного двора в устойчивых, прочных по­родах;

принимать меры, исключающие или снижающие воздействие на стволы очистных работ, водопонижения и близлежащих либо сопрягающихся выработок.

Примечания: 1. Вертикальные выработки счи­таются расположенными вне зоны воздействия очистных работ, если очистные выработки находятся за пределами границ предохранительных целиков, построенных по Правилам охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подъемных торных разработок, утвержденным министерствами СССР по согласованию с Госгортехнадзором СССР.

2. Вертикальные выработки считаются расположен­ными вне зоны воздействия водопонижения, если они находятся за пределами его контура, определяемого гидрогеологическим расчетом.

3.2. При расположении стволов и шурфов санитарно-защитные зоны следует предусма­тривать в соответствии с «Санитарными нор­мами проектирования промышленных предпри­ятий».

3.3. Вертикальные стволы следует проекти­ровать, как правило, круглого поперечного сечения. Другим вертикальным выработкам в зависимости от срока их службы, назначения и горно-геологических условий допускается придавать отличную от круглой форму попе­речного сечения.

3.4. При охране стволов и шурфов предо­хранительными целиками размеры последних следует назначать в соответствии с действую­щими нормативными документами. Меры за­щиты крепи этих выработок при выемке полез­ного ископаемого из предохранительных цели­ков необходимо взаимоувязывать с мерами охраны и защиты других выработок, а также зданий и сооружений на земной поверхности, руководствуясь требованиями главы СНиП по проектированию зданий и сооружений на под­рабатываемых территориях.

3.5. Общая глубина устьев вертикальных стволов и шурфов должна определяться расче­том с учетом конкретных горно-геологических условий.

При наличии вентиляционных и калорифер­ных каналов нижняя отметка дна канала дол­жна быть выше опорного венца не менее чем на 1000 мм.

Сопряжение вентиляционного или калори­ферного канала со стволом или шурфом следу­ет проектировать под углом с плавным перехо­дом. При нагнетательной схеме проветривания калориферные каналы, как правило, следует совмещать с вентиляционными.

3.6. В крепи устьев стволов и шурфов на глубине от поверхности не менее 1000 мм при необходимости следует предусматривать прое­мы для ввода кабелей. Размеры проемов следует принимать в зависимости от предельного числа кабелей, идущих в ствол, с учетом воз­можности доступа для их монтажа и осмотра.

В месте сопряжения ствола и подводящего кабельного канала (траншеи) в том случае, если отсутствует соответствующее свободное помещение в надшахтном здании, должен быть предусмотрен кабельный колодец с входным люком.

Сопряжение дна кабельного канала с внут­ренней поверхностью крепи устья ствола сле­дует предусматривать по кривой, радиус кото­рой должен быть (как минимум) в 25 раз боль­ше диаметра самого крупного из прокладыва­емых кабелей.

В местах примыкания каналов к устьям стволов необходимо предусматривать предох­ранительные ограждения.

3.7. Над лестничными отделениями стволов и шурфов на верхних отметках устьев необхо­димо предусматривать металлические ляды, а над вентиляционными отделениями - метал­лические решетки или герметичное перекрытие из несгораемых материалов.

3.8. Размеры трубно-кабельных отделений в стволах и шурфах надлежит определять, ис­ходя из количества размещаемых в них труб и кабелей, а также зазоров, которые должны быть:

между трубами - не менее максимального диаметра фланца прокладываемого трубопро­вода;

между трубой и контрольными кабелями или кабелем связи - не менее 100 мм;

между силовыми кабелями - 50 мм, но не менее диаметра кабеля.

При прокладке в стволе двух групп взаимо­резервирующих кабельных линий зазор между ними должен быть не менее 1000 мм.

Для вывода кабелей из ствола на горизонт должны использоваться водотрубные ходки в камеры главного водоотлива, а в случае их от­сутствия предусматриваться кабельные ходки. Допускается в отдельных случаях вывод кабе­лей производить через сопряжение с горизон­том.

3.9. При определении глубины зумпфов (участков стволов и шурфов ниже отметки околоствольного двора) следует учитывать минимальный зазор, равный 1000 мм от уров­ня воды до размещаемого в зумпфе оборудо­вания.

3.10. Для предотвращения капежа воды в стволах следует предусматривать водоулавливание с отводом воды в общий шахтный водо­сборник.

РУДОСПУСКИ (ПОРОДОСПУСКИ), ВОССТАЮЩИЕ (СКАТЫ, ГЕЗЕНКИ)

3.11. Углы наклона рудоспусков (породоспусков) и восстающих (гезенков, скатов) не­обходимо принимать не менее:

для угля - 50°, для породы - 60°, для исслеживающихся руд - 60 - 70°; допускается до 25° уменьшать углы наклона скатов для уг­ля при применении устройств и приспособле­ний, облегчающих самотек угля.

Для слеживающихся руд (пород) рудоспус­ки (породоспуски) следует принимать верти­кальными.

3.12. Капитальные рудоспуски и породоспуски предприятий горно­рудной промышлен­ности допускается проектировать без ходового отделения.

Участковые восстающие (скаты, гезенкн для угля, породоспуски) следует проектиро­вать двумя параллельными выработками (гру­зовой и ходовой), сбиваемыми между собой через каждые 10-15 м или предусматривать и составе двух отделений, разделенных сплош­ной стенкой, а в отдельных случаях - трех от­делений: грузового, вентиляционного (мате­риального) и лестничного. В стенке, разделя­ющей грузовое и лестничное отделения, на расстоянии 5000 мм друг от друга должны быть предусмотрены закрываемые на задвиж­ки окна размером 200Х200 мм.

3.13. Минимальные поперечные размеры рудоспусков (породос­пусков) грузовых отде­лений восстающих (скатов) надлежит прини­мать равными трехкратным размерам наиболь­ших кусков транспортируемого материала, но не менее 1000х1500 мм, а в скатах, оборудо­ванных стальными трубами для спуска угля или сухого закладочного материала, - в зави­симости от принятого размера труб.

3.14. При проектировании восстающих и рудоспусков, предназ­наченных для пропуска горной массы, необходимо предусматривать перекрытие их устьев решетками с ячейками размерами до 400х400 мм для пропуска кон­диционных кусков транспортируемого мате­риала.

Устья, перекрытые решетками с ячейками размерами более 400Х400 мм, а также устья остальных восстающих выработок должны иметь ограждения со стороны прохода людей.

3.15. Погрузочные пункты капитальных и участковых рудоспусков (породоспусков), скатов и гезенков должны быть механизированы, автоматизированы и оборудованы средствами подавления и локализации пыли и средствами защиты от внезапного прорыва обводненной горной массы.

СОПРЯЖЕНИЯ ВЕРТИКАЛЬНЫХ СТВОЛОВ (ШУРФОВ) С ГОРИЗОНТАЛЬНЫМИ ВЫРАБОТКАМИ

3.16. Высоту сопряжения околоствольного двора со стволом, используемым для транспор­та грузов, следует определять из условий бес­препятственного вывода из ствола наиболее крупного узла оборудования и длинномерных материалов пакетами и контейнерами. Высота сопряжения должна быть не менее 4500 мм от головок рельсов.

3.17. Ширину междупутья в сопряжении околоствольного двора с клетевым стволом следует принимать равной расстоянию между осями клетей, а проходы с каждой стороны - по 1000 мм.

Переход от уширенного междупутья на обычное необходимо предусматривать за пре­делами расположения оборудования для обме­на вагонеток.

В пределах сопряжения клетевого ствола с околоствольным двором следует предусматри­вать пол на уровне головок рельсового пути из сборного железобетона или бетона.

РАСЧЕТ УСТОЙЧИВОСТИ ПОРОД И НАГРУЗОК НА КРЕПЬ, ВЫБОР ТИПА И РАСЧЕТ КРЕПИ

3.18. Выбор типа и расчет параметров крепи вертикального шахтного ствола следует произ­водить дифференцированно для устья, протя­женной части, участков сопряжений в зависи­мости от инженерно-геологических, гидрогео­логических условий, вредных воздействий, а также с учетом схем организации и методов производства работ.

3.19. Крепь устьев стволов и шурфов следу­ет проектировать из монолитного бетона или железобетона, металлических или железобе­тонных тюбингов. Конструкцию крепи устьев в зависимости от действующих нагрузок, раз­меров проемов для каналов и диаметров верти­кальных выработок следует предусматривать одно-, двух- к трехступенчатыми венцовыми или ступенчато-венцовыми.

3.20. Расчет крепи устьев стволов и шурфов следует производить на действие вертикальных и горизонтальных давлений (нагрузок).

Вертикальные нагрузки следует определять как сумму давлений от собственного веса кре­пи, веса оборудования и сооружений, опирающихся на крепь; горизонтальные - от давления пород массива, пригрузки от поверхностных фундаментов и опор и гидростатического давления в водоносных горизонтах.

3.21. Расчетную вертикальную нагрузку Р_в^р кН (тс), действующую на крепь устья, следует определять по формуле

(5)

где n - коэффициент перегрузки, равный 1,4;

- сумма вертикальных нагрузок, передаваемых опорами горнотехнических сооружений, расположенных на поверхности вблизи ство­ла, на крепь устья ствола, кН (тс);

Q_у - собственный вес крепи устья, кН (тс).

3.22. Расчетное горизонтальное (радиаль­ное) давление пород Р_п, кПа (тс/м²), на крепь устья ствола в малосвязных и глинистых по­родах наносов следует определять по формуле

, (6)

где n - коэффициент перегрузки, равный 1,3;

k­_у - коэффициент, принимаемый равным 1,7 при расстоянии от проемов в крепи более 20 м и 2,9 - при расстоянии менее 20 м;

r₀- радиус ствола в свету, м;

j - угол внутреннего трения наносов, град;

y - безразмерный коэффициент, определяемый из выражения

y = 2tg j tg(45°+);

H - глубина рассматриваемого участка от поверх­ности, м;

Р_ф - наибольшая суммарная дополнительная на­грузка от зданий и сооружений, расположен­ных на поверхности вблизи ствола, кПа (тс/м²), определяемая согласно прил. 1;

g - удельный вес породы (грунта), кН/м³ (тс/м²), определяемый из выражения

g = r_mg;

r_m