Шахта для размещения технологического оборудования
Полезная модель относится к относится к относится к области строительных сооружений и может быть использована в на транспортных тоннелях, например, метрополитена для установки и использования технологического оборудования, связанного с подземными коммуникациями. Задачей является создание конструкции, обладающей широкими функциональными возможностями, высокой надежностью и долговечностью за счет обеспечения постоянного осмотра, контроля и оперативного ремонта технологического оборудования шахты. Шахта содержит выполненный в форме цилиндра оголовок с входной дверью и устройством для забора и удаления воздуха, находящийся выше уровня земли, и ствол шахты с элементом для спуска и подъема и элементами крепления технологического оборудования, ствол шахты, расположенный ниже уровня земли до отметки верха соединительной штольни, состоит из технологической зоны и зоны технического обслуживания, содержит каркасную конструкцию, выполненную из композитных материалов в виде форменных вертикальных стоек, закрепленных концами и по всей длине к горизонтальным опорным балкам рабочих и промежуточных площадок, прикрепленным к стенке шахты, с закрепленными на них укосинами, рабочими и промежуточными площадками, охватывающими конструктивные элементы технологического оборудования, а также ограждениями, вертикальными и наклонными лестницами, установленными с различными уклонами, при этом форменные вертикальные стойки дополнительно связаны между собой попарно расположенными с зазором профильными элементами, служащими для крепления к ним кабелей и трубопроводов, причем каждый из элементов крепления технологического оборудования выполнен в виде хомута, охватывающего кабель или трубопровод и скрепленного с каждым из попарно расположенных профильных элементов стяжками, установленными в зазорах между профильными элементами, а также содержит в верхней части оголовка грузоподъемное устройство, выполненное в виде монорельса. Шахта содержит, по меньшей мере, две рабочих площадки и в зависимости от глубины шахты "n" промежуточных площадок, выполненных из композитных материалов и имеющих структуру в виде полых ячеек, а устройство для забора и удаления воздуха выполнено в виде жалюзийной решетки. 1 н.п. ф-лы, 3 з.п. ф-лы, 2 ил.
Полезная модель относится к области подземно-наземных инженерно-строительных сооружений и может быть использована в качестве шахтного сооружения на транспортных тоннелях, например, метрополитена для установки и использования технологического оборудования, связанного с подземными коммуникациями и трубопроводами.
Известно, что шахты метрополитена имеют значительную глубину (до 100 метров) и непосредственно связаны с горизонтальными тоннелями, по которым осуществляют перевозку пассажиров, что предъявляет высокие требования к монтажу, а также безопасной и длительной эксплуатации технологического оборудования, размещенного в таких шахтах, причем в процессе эксплуатации требуется постоянный контроль состояния технологического оборудования и конструкции шахты, и, в случае необходимости, оперативная замена неисправного или устаревшего оборудования. В настоящее время отсутствуют известные технические решения, позволяющие вести надежный монтаж, постоянный контроль и быструю замену технологического оборудования в глубоких шахтах.
Периодический контроль, осуществляемый, например, с помощью временно устанавливаемых лестниц или стационарных ступеней, вмонтированных в стенку шахты, при значительной глубине таких шахт не позволяет своевременно диагностировать, заменять или ремонтировать технологическое оборудование шахты, что может привести к аварийным ситуациям. Кроме того, спуск в такую шахту небезопасен для специалистов, так как невозможно заранее знать ее состояние и состояние технологического оборудования на момент очередного осмотра.
Известно техническое решение, описанное в патенте Великобритании, 
02270709, МПК E02D 29/12, публикация 1994 г. на изобретение: "Смотровой колодец". В известном решении сборный смотровой колодец, выполненный в виде шахты для размещения оборудования, связанного с подземными коммуникациями или трубопроводами, имеет опорную плиту из формованного полимера, например, полипропилена, несколько несущих стоек, вертикально устанавливаемых в направляющих втулках, и несколько боковых панелей, изготовленных из материала типа пропилена. Боковые панели, закрепляемые между соседними стойками, образуют вертикальные стенки рабочей камеры колодца с одним или несколькими боковыми проемами. В опорной плите может быть предусмотрено отверстие. Проемы и отверстия служат для прокладки труб, кабелей или других коммуникаций.
Известное техническое решение обладает ограниченными возможностями, так как может быть использовано в шахтах, имеющих небольшую глубину в пределах 12-15 метров.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели является техническое решение, описанное в патенте RU 62940, МПК E02D 29/12 приоритет от 11 декабря 2006 года на полезную модель: "Подземно-наземное сооружение-блок устройств связи", содержащее оголовок, выполненный в форме цилиндра, с входной дверью и устройством для забора и удаления воздуха, находящийся выше уровня земли, и ствол шахты с элементом для спуска и подъема и элементами крепления технологического оборудования, Над потолочной частью в стене установлены кабельные вводы, а оголовок закреплен на горловине и связан со стволом шахты при помощи отверстия, выполненного в центре пола, при этом внутри оголовка размещены вводные трубы и элементы подъема, спуска и крепления оборудования. Кроме того, сооружение имеет две вентиляционные трубы с дефлекторами.
Известная полезная модель не может быть использована в глубоких шахтах, так как отсутствуют средства, позволяющие осуществлять быстрый монтаж технологического оборудования, а также осуществлять постоянный контроль состояния и оперативную замену вышедшего из строя оборудования.
Кроме того, отсутствуют средства, позволяющие перемещать в вертикальном направлении оборудование для его последующей установки в туннеле, а также позволяющие обслуживающему персоналу осуществлять быстрый и безопасный спуск на большие глубины.
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является создание конструкции, обладающей широкими функциональными возможностями, высокой надежностью и долговечностью за счет обеспечения постоянного осмотра, контроля и оперативного ремонта технологического оборудования шахты.
Технический результат достигается тем, что в шахте для размещения технологического оборудования, содержащей оголовок, выполненный в форме цилиндра, с входной дверью и устройством для забора и удаления воздуха, находящийся выше уровня земли, и ствол шахты с элементом для спуска и подъема и элементами крепления технологического оборудования, ствол шахты, расположенный ниже уровня земли до отметки верха соединительной штольни и состоящий из технологической зоны и зоны технического обслуживания, содержит каркасную конструкцию, выполненную из композитных материалов в виде форменных вертикальных стоек, закрепленных концами и по всей длине к горизонтальным опорным балкам рабочих и промежуточных площадок, прикрепленным к стенке шахты, с закрепленными на них укосинами, рабочими и промежуточными площадками, охватывающими конструктивные элементы технологического оборудования, а также ограждениями, вертикальными и наклонными лестницами, установленными с различными уклонами, при этом форменные вертикальные стойки дополнительно связаны между собой попарно расположенными с зазором профильными элементами, служащими для крепления к ним кабелей и трубопроводов, причем каждый из элементов крепления технологического оборудования выполнен в виде хомута, охватывающего кабель или трубопровод и скрепленного с каждым из попарно расположенных профильных элементов стяжками, установленными в зазорах между профильными элементами, а также содержит в верхней части оголовка установленное на опорные конструкции грузоподъемное устройство, выполненное в виде монорельса.
Кроме того, технический результат достигается тем, что, устройство для забора и удаления воздуха выполнено в виде жалюзийной решетки.
Технический результат достигается также тем, что шахта содержит, по меньшей мере, две рабочих площадки и в зависимости от глубины шахты "n" промежуточных площадок, а также тем, что рабочие и промежуточные площадки выполнены из композитных материалов и имеют структуру в виде полых ячеек.
Заявляемое техническое решение иллюстрируется чертежами, где на фигуре 1 представлен общий вид шахты для размещения технологического оборудования, на фигуре 2 - фрагмент крепления технологического оборудования (кабелей и трубопроводов), к попарно расположенным профильным элементам, а на фигуре 3 - крепление горизонтальной опорной балки рабочих и промежуточных площадок к стенке шахты и вертикальной стойке.
Шахта для размещения технологического оборудования в соответствии с чертежами (фиг.1, 2, 3) содержит выполненный в форме цилиндра оголовок 1 с входной дверью 2 и устройством для забора и удаления воздуха 3, находящийся выше уровня земли, и ствол 4 шахты, расположенный ниже уровня земли до отметки верха соединительной штольни 5. Ствол 4, состоящий из технологической зоны А и зоны технического обслуживания Б, содержит каркасную конструкцию, выполненную из композитных материалов в виде вертикальных стоек 16, закрепленных концами и по всей длине к горизонтальным опорным балкам 17 рабочих 6, 7 и промежуточных 8, 9 площадок. Горизонтальные опорные балки 17 прикреплены к стенке 28 шахты. Укосины 18 связывают по диагонали вертикальные стойки 16 в узлах примыкания с горизонтальными опорными балками 17. На горизонтальные опорные балки устанавливают, по меньшей мере, две рабочие 6, 7 и, в зависимости от глубины шахты, "n" промежуточных площадок. Рабочие и промежуточные площадки выполнены из композитных материалов и имеют структуру в виде полых ячеек. Такая структура улучшает вентиляцию в шахте и не создает препятствий для свободного перемещения воздуха в шахте. На фигуре 1 обозначены только две промежуточные площадки 8 и 9 с ограждениями 10, 11, 12, 13, не препятствующие свободному прохождению воздуха, охватывающие конструктивные элементы технологического оборудования (трубопровод 14 и кабели 15). Вертикальные стойки 16 дополнительно связаны между собой попарно расположенными с зазором профильными элементами 19, 20, имеющими в сечении, например, прямоугольную форму, служащими для крепления к ним кабелей 15 и трубопроводов 14, причем каждый из элементов крепления технологического оборудования выполнен в виде хомута 21 (фиг.2), охватывающего кабель 15 или трубопровод 14, и скрепленного с каждым из попарно расположенных профильных элементов 19, 20 стяжками 22, 23, установленными в зазорах между профильными элементами 19, 20. Шахта содержит вертикальные лестницы с ограждением 24 и без ограждения 25, наклонные лестницы 26, а также содержит в верхней части оголовка 1 установленное на опорные конструкции грузоподъемное устройство 27, выполненное в виде монорельса.
Перед началом работы в шахту устанавливают и жестко закрепляют на внутренней вертикальной стенке 28 шахты с помощью кронштейнов 29 и анкеров 30 (фиг.3), выполненных, например, из нержавеющей стали, горизонтальные опорные балки 17, на которые устанавливают рабочую площадку 7. К горизонтальным опорным балкам 17 рабочей площадки 7 закрепляют вертикальные стойки 16. В такой же последовательности осуществляют фиксацию горизонтальных опорных балок 17 на внутренней стенке 28 шахты для установки на них промежуточных площадок 8 и 9, а также рабочей площадки 6 и соединение вертикальных стоек 16 с горизонтальными опорными балками 17 в местах установки этих площадок. Затем устанавливают укосины 18 и ограждения 10, 11, 12, 13. Связанные между собой вертикальные стойки 16, горизонтальные опорные балки 17 промежуточные 8, 9 и рабочие 6, 7 площадки, укосины 18 образуют опорную ферму. Затем рабочие 6, 7 и промежуточные 8, 9 площадки соединяют между собой вертикальными лестницами 25 без ограждения и наклонными лестницами 26, которые могут быть установлены под разным углом, устанавливают вертикальную лестницу 24 с ограждением для спуска в соединительную штольню 5. На представленном чертеже (фиг.1) рабочая 6 и промежуточная 8 площадки, а также рабочая 7 и промежуточная 9 площадки соединяются наклонными лестницами 26, а промежуточные площадки 8, 9 соединяются между собой вертикальными лестницами 25 без ограждения, для спуска в соединительную штольню 5 устанавливают вертикальную лестницу 24 с ограждением. Вертикальные стойки 16 дополнительно связывают между собой попарно расположенными с зазором профильными элементами 19, 20. Используя промежуточные 8, 9 и рабочие 6, 7 площадки с помощью элементов крепления технологического оборудования (хомутов 21 и стяжек 22, 23) скрепляют кабели 15 и/или трубопровод 14 с попарно расположенными профильными элементами 19, 20. Стяжки в данном случае выполнены в виде болтовых соединений, установленных в зазоре между профильными элементами и зафиксированных с помощью шайбы и гайки (фиг.2). После этого устанавливают в верхней части оголовок 1, находящийся выше уровня земли и выполненный в форме цилиндра, с входной дверью 2 и устройством для забора и удаления воздуха 3. В верхней части оголовка 1 устанавливают на опорные конструкции грузоподъемное устройство 27, выполненное в виде монорельса. Стенку 28 шахты покрывают защитными антикоррозионными материалами, например, защитным минеральным покрытием "Konusit КК-10", которое обладает стойкостью к воздействию агрессивных газов и капель конденсата.
Данное конструкторское решение исключает контакт агрессивных газов с конструктивными элементами шахты, что предохраняет от разрушения стенку 28 шахты и делает безопасным присутствие эксплуатирующего персонала в отделении Б технического обслуживания, который может, используя рабочие 6, 7 и промежуточные 8, 9 площадки, оценивать и регулировать работу сооружения, а также оценивать состояние стенки 28 шахты и конструктивных элементов технологического оборудования: кабелей, кабельных вводов и других элементов монтажа, а также приборов контроля и элементов автоматики, трубопроводов и воздуховодов, вертикальных стоек 16, горизонтальных опорных балок 17, укосин 18, рабочих 6, 7 и промежуточных 8, 9 площадок, ограждений 10, 11, 12, 13, вертикальных лестниц с ограждением 24 и без ограждения 25, наклонных лестниц 26.
Заявляемое техническое решение по сравнению с ближайшим аналогом обеспечивает длительный безаварийный процесс наблюдения и контроля состояния технологического оборудования шахты, а также подводящих к ней и отводящих от нее коммуникаций.
Предлагаемая конструкция шахты позволяет в любой момент производить наблюдение и контроль состояния технологического оборудования и его быструю замену, используя рабочие площадки с ограждениями, а также, используя для подъема оборудования грузоподъемное устройство 27, выполненное в виде монорельса.
Кроме того, предлагаемая конструкция шахты обеспечивает возможность безопасного перемещения обслуживающего персонала вместе с заменяемым оборудованием с помощью системы вертикальных и наклонных лестниц, установленных с различным уклоном, рабочих и промежуточных площадок.
Процесс постоянного наблюдения за состоянием стенок шахты, который осуществляют с использованием промежуточных и рабочих площадок, также позволяет своевременно осуществлять их ремонт и поддержание в рабочем состоянии, обеспечивая при этом непрерывность и безопасность эксплуатации технологического оборудования.
Кроме того, заявляемое техническое решение упрощает и ускоряет строительство и реконструкцию шахт метрополитена, оснащенных такими устройствами, так как можно одновременно осуществлять монтаж каркасной конструкции, а также установку и закрепление в ней технологического оборудования с постепенным наращиванием необходимой высоты каркасной конструкции.
Необходимо отметить также, что стенка шахты, обработанная антикоррозионными материалами, а также вся каркасная конструкция обладают высокой коррозионной стойкостью, надежностью и долговечностью, поскольку все элементы каркасной конструкции выполнены из композитных материалов, а технологическое оборудование также выполнено из коррозионно-стойких полимерных материалов.
1. Шахта для размещения технологического оборудования, содержащая выполненный в форме цилиндра оголовок с входной дверью и устройством для забора и удаления воздуха, находящийся выше уровня земли, и ствол шахты с элементом для спуска и подъема и элементами крепления технологического оборудования, отличающаяся тем, что ствол шахты, расположенный ниже уровня земли до отметки верха соединительной штольни и состоящий из технологической зоны и зоны технического обслуживания, содержит каркасную конструкцию, выполненную из композитных материалов в виде ферменных вертикальных стоек, закрепленных концами и по всей длине к горизонтальным опорным балкам рабочих и промежуточных площадок, прикрепленным к стенке шахты, с закрепленными на них укосинами, рабочими и промежуточными площадками, охватывающими конструктивные элементы технологического оборудования, а также ограждениями, вертикальными и наклонными лестницами, установленными с различными уклонами, при этом форменные вертикальные стойки дополнительно связаны между собой попарно расположенными с зазором профильными элементами, служащими для крепления к ним кабелей и трубопроводов, причем каждый из элементов крепления технологического оборудования выполнен в виде хомута, охватывающего кабель или трубопровод и скрепленного с каждым из попарно расположенных профильных элементов стяжками, установленными в зазорах между профильными элементами, а также содержит в верхней части оголовка установленное на опорные конструкции грузоподъемное устройство, выполненное в виде монорельса.
2. Шахта по п.1, отличающаяся тем, что устройство для забора и удаления воздуха выполнено в виде жалюзийной решетки.
3. Шахта по п.1, отличающаяся тем, что содержит, по меньшей мере, две рабочих площадки и в зависимости от глубины шахты "n" промежуточных площадок.
4. Шахта по п.1, отличающаяся тем, что рабочие и промежуточные площадки выполнены из композитных материалов и имеют структуру в виде полых ячеек.
