Opublikowano: 25.11.1966 50800 KI. 83CC37D6 ?4c SfOA MKF E 02 d 5"jo :621.855 Urzedu Patentowego Twórca wynalazku: mgr inz. Bohdan Zakiewicz Wlasciciel patentu: Przedsiebiorstwo Specjalistyczne Górnictwa Surow¬ ców Chemicznych „Hydrokop", Kraków (Polska) Sposób powstrzymywania doplywu wód gruntowych do wyrobisk odkrywkowych i urzadzenie do stosowania tego sposobu Przedmiotem wynalazku jest sposób powstrzy¬ mywania doplywu wód gruntowych do wyrobisk odkrywkowych, za pomoca pionowej wodoszczelnej scianki wykonanej w warstwie wodonosnej wokól wyrobiska, oraz urzadzanie umozliwiajace wyko¬ nanie takiej scianki.Znane sposoby powstrzymywania doplywu wód gruntowych do wyrobisk odkrywkowych i budo¬ wlanych polegaly na wykonywaniu scianek pól- przepuszczalnych dla wody za pomoca zabijania do gruntu plyt stalowych czy pali drewnianych, injek- cji cementowych i chemicznych oraz zamrazanie.Zaden z tych sposobów nie znajduje zastosowania w górnictwie odkrywkowym ze wzgledu na istnie¬ jace rozmiary i ekonomike robót.W sposobie wedlug wynalazku scianka wodo¬ szczelna powstrzymujaca doplyw wody gruntowej do wyrobiska, wytworzona jest z jednej lub kilku warstw materialu nieprzepuszczalnego, umieszczo¬ nego w sposób, przypominajacy opuszczanie kur¬ tyny, w wykopie waskoprzestrzennym, wykonanym uprzednio za pomoca urzadzenia wrebowo-frezo- wego.Materialem wodoszczelnym moze byc juta nasy¬ cana asfaltem lub innymi tworzywami wodoszczel¬ nymi, folia gumowa, winylowa, polietylenowa, cienkie plyty pilsniowe asfaltowane, papier i plót¬ na wodoszczelne itp.Scianka wodoszczelna z cienkich materialów izo¬ lacyjnych spuszczana jest do wrebu kurtynowo 2 segmentami pionowymi, przy naciagu obciaznikami umocowanymi u dolu segmentów.Mozliwe jest równiez wykonanie scianki za po¬ moca betonowania lub ilowania we wrebie o nie¬ co zwiekszonej szerokosci. Scianka umieszczona jest w waskoprzestrzennym wykopie, o szerokosci przecietnej 20 cm — 30 cm, wycietym pionowo w gruncie do wymaganej glebokosci, za pomoca wrebnika urzadzenia wrebowego.W trakcie wykonywania wykopu-wrebu, scianki gruntu chroni przed zasypaniem zawiesina wodno- ilowa o odpowiedniej gestosci, tloczona nieprzerwa¬ nie do wrebu i pozostajaca we wrebie, az do chwili ukonczenia prac zwiazanych z zakladaniem w nim scianki wodoszczelnej.Dzialanie malty (zawiesiny) we wrebie polega na wywieraniu na sciany gruntowe cisnienia hydrosta¬ tycznego, przewj^zszajacego cisnienie wody grunto¬ wej, a ponadto sklejaniu ziarn gruntowych w stre¬ fie brzeznej i wytwarzaniu filmu ilowego na scian¬ ce gruntowej, który utrudnia osuwanie sie ziarn gruntu i calej scianki.Niezaleznie od powyzszego, dzialanie malty po¬ lega na smarowaniu czesci ruchomych lancucha wrebnika oraz smarowaniu scian wrebnika, w trak¬ cie jego wcinania sie w grunt. Zawiesina ilowa sprzyja zatem zmniejszaniu tarcia wrebnika w trak¬ cie jego pracy w gruncie.Ponadto pozostalosc malty we wrebie, po zalo- 5080050800 3 zeniu scianki szczelnej, sprzyja uszczelnianiu sty¬ ków segmentów scianki izolacyjnej.Po zalozeniu scianki ^wodoszczelnej w wykopie, pozostala przestrzen zapelnia sie zamulka piaszczy- sto-ilasta wlewana do wykopu za pomoca pompy mulowej i przewodów rurowych.Jest równiez mozliwy taki dobór konsystencji malty ilowej w trakcie wrebiania, ze tloczona do wrebu, moze albo bezposrednio stanowic material izolacyjny w sciance, wodoszczelnej, albo stanowic jeden ze skladników tworzywa uszczelniajacego umieszczonego w wykopie i przyrzadzanego badz to przez zmieszanie skladników na powierzchni te¬ renu, badz tez wymieszaniu skadników bezposred¬ nio w wykopie za pomoca specjalnego urzadzenia pompowo-obrotowego.Urzadzeniem do wcinania wykopu wrebowego jest maszyna wrebowa, w której mechanizmem wcinajacym sie w grunt i wydobywajacym mate¬ rial urobiony na powierzchnie jest szybkobiezny wrebnik lancuchowy.Wrebnik zamocowany jest uchylnie i moze pra¬ cowac od polozenia poziomego, pod kazdym katem, az do polozenia pod katem 90° w stosunku do po¬ ziomu. .Ogniwa lancucha wrebowego zaopatrzone sa w wymienne, o róznej szerokosci i zdolnosci skra¬ wania, noz.e skrawajace lub lopatki skrawajace i transportujace material urobiony na powierzch¬ nie terenu.Lancuch rozpiety jest na dwóch kolach o osiach poziomych, z których jedno, na powierzchni, jest kolem zebatym, zazebiajacym sie z ogniwami lan¬ cucha i napedzajacym lancuch, drugie jest kolem gladkim lub zebatym wolnobieznym, pograzajacym sie wraz z dolnym ramieniem wrebnika do wrebu.Kolo wolnobiezne jest sprzezone ze srubowym mechanizmem napinajacym za posrednictwem tego kola caly lancuch wrebowy. W trakcie pracy w mia¬ re zuzywania sie lancucha, naciag jego jest odpo¬ wiednio regulowany.Wrebnik opuszczany jest w trakcie wrebiania do gruntu za pomoca liny i bloków, na glebokosc wy¬ magana, w granicach od powierzchni terenu do gle¬ bokosci równej dlugosci wrebnika. Osia obrotu ra¬ mienia wrebowego jest pozioma os kola zebatego — napedowego.Istotna cecha maszyny wrebowo-frezowej jest to, ze zeskrobujace skrawanie przedsiebierne wreb¬ nika uzyskiwane jest w urzadzeniu wrebowo-frezu- jacym przez taki dobór szerokosci lopatek skrawa¬ jacych, do ich ciezaru, azeby skrawanie moglo od¬ bywac sie samoczynnie bez potrzeby wywierania dodatkowego nacisku mechanicznego na elementy skrawajace.Ponadto istotna cecha tej maszyny jest nieosia¬ galne w innego rodzaju maszynach do urabiania gruntu szybkobiezne, skrawajaco-zeskrobujace dzia¬ lanie lopatek lancuchowych, dzieki czemu, pomimo malej objetosci gruntu czerpanego przez jedna lo¬ patke, ogólna wydajnosc maszyny jest bardzo duza i pozwala przykladowo na wykonanie wrebu grun¬ towego do glebokosci ca 20 m — z postepem okolo 90 mb/dobe, a wrebu do glebokosci ca 10 m — z po¬ stepem okolo 150 mb/dobe.Plaskie wyksztalcenie lopatek posiada ceche umo¬ zliwiajaca latwe odrzucanie urobku po wydobyciu go z wrebu na powierzchnie. Odrzutnikiem urobku moze byc odrzutnik mechaniczny .lub hydrauliczny 5 w postaci zmywajacego hydromonitorowego stru¬ mienia wody, dzialajacego prostopadle do plaszczy¬ zny bocznej lancucha.Urzadzeniem pomocniczym do urzadzenia wre- bowo-frezowego, sluzacym do wykonywania scianki 10 wodoszczelnej wewnatrz wrebu, wykonanego uprzednio przez maszyne wrebowa, w alternatywie scianki typu kurtynowego, jest maszyna do robót uszczelniajacych, skladajaca sie z zespolu mecha¬ nizmów do opuszczania do wrebu materialu wodo- 15 szczelnego za pomoca wymiennego bebna, zespolu mechanizmów dla wytwarzania i przetlaczania do wrebu malty ilowej jak mokry dezintegrator ilu, pompy i zbiorniki, a ponadto na urzadzeniu zamo¬ cowany jest zespól mechanizmów do pompowania 20 resztek urobku z dna wrebu.Zespól do pompowania sklada sie z pompy po¬ wietrznej lub inzektorowej, obrotowego, ssacego przewodu pompowego, zaopatrzonego w odpowied¬ nie koncówki zgarniajace urobek. 25 Przewód pompowy, zaopatrzony w odpowiednie lopatki, sluzy takze jako mieszadlo skladników tworzywa uszczelniajacego, mieszanych ze soba bezposrednio we wrebie, a niezaleznie od tego mo¬ ze sluzyc do mieszania i wymiany zawiesiny ilo- 30 wej we wrebie w trakcie wrebiania.Obie maszyny sa zbudowane na platformach sa¬ mojezdnych i poruszaja sie po dwóch torach szyn kolei waskotorowych, polozonych z obu stron linii wrebowej. Wrab wykonany jest miedzy obu torami 35 kolei waskotorowej.Róznica miedzy sposobem wedlug wynalazku, a znanymi sposobami powstrzymywania doplywu wód gruntowych do wyrobisk odkrywkowych po¬ lega na zastosowaniu cienkich, wiotkich materia- 40 lów wodoszczelnych, umieszczonych swobodnie, kurtynowo, w uprzednio wykonanym wykopie — wrebie, którego scianki nie osuwaja sie nawet w gruntach bagnistych i kurzawkowych, pomimo braku jakiejkolwiek obudowy. 45 W sposobie wedlug wynalazku istnieje takze mo¬ zliwosc zastosowania do uszczelnienia gruntu bez¬ posrednio zawiesiny ilowej tloczonej do wrebu dla ochrony scian wrebu przed osuwaniem sie.Zawiesina ta odpowiednio spreparowana moze 50 miec w trakcie wcinania wykopu, konsystencje od plynnej zawiesiny ilowej do ilu pólplynnego, a po wykonaniu wrebu i po uplywie czasu niezbednego do jej stwardnienia, stanowic scianke wodoszczelna o konsystencji od plastycznej do zwartej. 55 Nastepna róznica pomiedzy znanymi sposobami wykonywania wykopu w gruntach polega na zasto¬ sowaniu pionowo, przedsiebiernie skrawajacego ra¬ mienia wrebowego z lancuchem wrebowym, moga¬ cego wykonac waskoprzestrzenny wykop pod oslo- 60 na zawiesiny ilowej, nie dopuszczajacej do osunie¬ cia sie scian wykopu oraz smarujacej lancuch wrebnika i wrebnik.Wrebianie odbywa sie pod samoczynnym naci¬ skiem wrebnika, do którego dobrane zostaly odpo- 65 wiednie szerokosci lopatek skrawajacych. W ten50800 6 sposób wyeliminowana zostala koniecznosc stoso¬ wania ram sztywnych czy tez mechanizmów naci¬ skowych, a równoczesnie zwiekszona glebokosc wrebiania, mimo, ze rama napinajaca lancuch wrebnika jest sztywna tylko w osi pionowej. W osi poziomej rama zachowuje sie jako pólsztywna i to za pomoca podtrzymujacych ja zbloczy linowych.Urzadzenie wrebowo-frezujace do wykonania sposobu wedlug wynalazku umozliwia wykonanie wykopu o sciankach idealnie pionowych, co ma szczególne znaczenie dla zakladania wszelkiego ro¬ dzaju scianek wodoszczelnych, a nie jest mozliwe do osiagniecia przy duzych glebokosciach za pomo¬ ca innych metod wykonywania wykopów.Zatem sposób wedlug wynalazku jest nowoscia# w stosunku do znanych sposobów powstrzymywa¬ nia doplywu wód gruntowych i znanych urzadzen koparkowych.Sposób powstrzymywania doplywu wód grunto¬ wych do wyrobisk odkrywkowych i urzadzenie do stosowania tego sposobu, sa uwidocznione schema¬ tycznie na rysunku, na którym fig. 1. przedstawia rzut boczny urzadzenia wrebowo-frezujacego A i rzut boczny urzadzenia do wykonywania scianki wodoszczelnej B, oraz przekrój pionowy w rzucie przez wrab, wykonany za pomoca.wrebnika 1. Na¬ cisk wrebnika 1 w trakcie skrawania gruntu pod ciezarem wlasnym wrebnika, jest regulowany za pomoca systemu linowo-chwytakowego 2, masztu i zespolu wyciagowego 3.Wrebnik jest napedzany przez zespól mechaniz¬ mów napedowych 4. Na ramie wrebnika 1 zamoco¬ wane sa dwa kola, wolnobiezóne sprzezone z me¬ chanizmem srubowym napinajacym lancuch wre- bowy 15 oraz kolo napedowe, zebate 16 sprzezone z mechanizmami napedu lancucha i silnikami.We wrebie znajduje sie malta lub zawiesina ilowa 5, która utrzymuje sciany wrebu, smaruje wrebnik i uszczelnia nastepnie styki segmentów przyszlej scianki wodoszczelnej 10 w gruncie skrawanym 6, Grunt 7 pozostajacy na dnie wrebu, jako resztko¬ wa pozostalosc po pracy wrebnika — usuwa zespól oczyszczajacy 8 z przewodem mieszarkowym pneu- matyczno-pompowym oraz wieza manipulacyjna.Na platformie urzadzenia pomocniczego do wy¬ konywania scianki wodoszczelnej umieszczony jest alternatywnie zespól produkcji malty ilowej 9.Beben zespolu tasmy uszczelniajacej 11 jest wy¬ mienny, a kompresor 12 sluzy do przetlaczania pluczki i pompowania pneumatycznego urobku z dna wrebu. Segmenty scianki szczelnej 10 zaopa¬ trzone sa w obciazniki 13 i elementy podtrzymujace segmenty na powierzchni terenu w trakcie zamu¬ lania 14.Strzalka uwidoczniona na rysunku fig. 1. poka¬ zuje kierunek ruchu urzadzenia wrebowego i urza¬ dzenia do wykonywania scianki wodoszczelnej. PL