Месяц: Октябрь 2019

Производство изделий из керамзитобетона в Московской промышленности сборного железобетона сосредоточено на ряде специализированных заводов, как правило, не использующих щебень в технологическом процессе. Конструкции, изготавливаемые на этих заводах, могут быть разделены на две основные группы: ограждающие (блоки, панели) и изделия из конструктивного керамзитобетона. Известно, что расход цемента в керамзитобетоне в среднем на 20% выше, чем в равнопрочном тяжелом бетоне, и примерно равен расходу цемента в песчаном бетоне. Это обстоятельство делает Целесообразным использование песчаного бетона вместо конструктивного керамзитобетона в рамках существующих технологических схем. Песчаный бетон M100-300 может быть приготовлен на существующем бетоносмесительном оборудовании, уплотнен на существующих виброплощадках, длительность термообработки песчаного бетона нe выше, чем у керамзитобетона. Песчаный бетон, разумеется, не может заменить керамзитобетон в однослойных ограждающих конструкциях. Однако при использовании в трехслойных панелях, где из керамзитобетона выполняются несуще-защитные слои, а основные функции по теплозащите выполняет слой теплоизолирующего материала, песчаный бетон также может быть применен, что позволяет не только снизить себестоимость продукции (в первую очередь за счет разницы в стоимости керамзитового гравия и песка), но и упростить весь технологический процесс — дозировку, засыпку, корректировку влажности, повысить производительность формовочного узла за счет более высокой удобоукладываемости цементно-песчаных смесей по сравнению с керамзитобетонными, уменьшить объем работ по отделке готовых изделий вплоть до полного отказа от отделочных работ.

Характерным примером такого завода является ЖБИ № 20 ППО МПСМ, где в течение ряда лет был проведен комплекс научно-исследовательских, опытно-конструкторских работ и организационных мероприятий, позволивших значительно расширить объем применения песчаного бетона вместо керамзитобетона.

Заводом выпускается широкая номенклатура блоков (панелей) для домов серии П-68. В соответствии с проектом эти изделия толщиной 400 мм изготавливались из керамзитобетона М75 объемной массой 1150 кг/м3 (рис. 7.3). Керамзитовый гравий Бескудниковского комбината, используемый заводом, имеет объемную массу 600-650 кг/м3 и без проведения специальных мероприятий не позволяет обеспечить требуемые теплозащитные характеристики керамзитобетона.
Мероприятия, направленные на снижение веса (например, использование золы вместо кварцевого песка) потребовали бы капвложений, проведения строительных и других работ.

Для ряда изделий (подоконные блоки, фризовые панели) рекомендована новая конструктивная форма, включающая 3 слоя — несущий (из песчаного бетона), ограждающий (из крупнопористого керамзитобетона) и фактурный (из того же песчаного бетона) (рис. 7.3).
В табл. 7.1 приведены характеристики подоконного блока Н-212 в существовавшем и трехслойном вариантах. В табл. 7.2 — расходы и стоимости материалов в ценах 1986 г.
МНИИТЭП были разработаны рабочие чертежи трехслойных подоконных блоков (альбом MK-187-02) для опытного применения.
Расчеты и испытания, проведенные лабораторией строительной теплофизики МНИИТЭП, показали, что двухслойные подоконные блоки удовлетворяют требованиям норм для климатических условий Москвы.

Панели толщиной 120 мм, облицованные травертином, используются как декоративные элементы и, в соответствии с проектом, должны изготавливаться из мелкозернистого бетона на щебне фракции 5-10 мм.
Применение щебня потребовало бы от завода строительства склада, бункера, организации подачи щебня, т. е. значительного объема работ, включая и строительные.
Было предложено выпускать панели из песчаного бетона, что позволило без дополнительных капвложений немедленно организовать их производство.
Конструкторско-технологические работы включали проектирование состава песчаного бетона М300, определение основных технологических режимов изготовления панелей, испытание двухслойных образцов (из травертина и песчаного бетона) на морозостойкость, сцепление слоев, испытание образцов на надежность фиксации закладной детали в песчаном бетоне, а также испытание фасадных панелей, в том числе и проведенные по специальной методике для оценки влияния деформаций усадки на образование и раскрытие трещин.
Проведенные исследования позволили организовать производство панелей из песчаного бетона по поточно-агрегатной технологии совместно с традиционно выпускаемыми блоками, панелями из керамзитобетона и вести термообработку по существующему для этих изделий режиму.
Экономический эффект — 3,40 руб./м3 панели (в ценах 1983 г.).

Изготовление деталей оград (панелей и фундаментов) из керамзитобетона вызвано исключительно отсутствием на заводе щебня — достоинства керамзитобетона (низкая объемная масса, низкая теплопроводность) в этих изделиях не используются никак.
Применение песчаного бетона для изготовления деталей оград позволило не только снизить их себестоимость (на 5,8 руб./м3), но и сократить расход цемента на их производство, улучшить внешний вид панелей, сократить трудозатраты на отделку.

Проектом предусматривалось использование для среднего слоя трехслойных перегородок пенополистирола, а для наружного н внутреннего — керамзитобетона М200. Железобетонные слои панели армированы плоскими сетками и объединены гибкими связями (рис. 7.4). К бетону этих слоев предъявляются требования водонепроницаемости В6 и морозостойкости Мрз75.
Состав керамзитобетона, используемый заводом, приведен в табл. 7.3. Следует отметить, что этот состав, как установлено прямыми исследованиями, не обеспечивает устойчивых характеристик слоев по водонепроницаемости, в первую очередь, из-за низкого качества керамзитового гравия, не позволяющего получить керамзитобетон со стабильными свойствами. Расчеты панелей ПГТ показали, что теплотехнические требования к ним обеспечиваются слоем пенополистирола, и что вместо конструктивного керамзитобетона можно использовать песчаный бетон.
Применение песчаного бетона позволило:
— получить гарантированные характеристики бетона слоев по водонепроницаемости и морозостойкости,
— улучшить внешний вид и качество поверхностей, окрашиваемых в эксплуатационных условиях,
— сократить трудозатраты на изготовление панелей, т. к. при их отделке дополнительно использовался песчаный бетон с OK 3-5 см (раствор),
— получить экономический эффект.
Расчеты на прочность панелей и сдвиг слоев показали, в свою очередь возможность применения вместо керамзитобетона М200 песчаного бетона М150. Песчаный бетон М150 состава, приведенного в табл. 7.3, удовлетворяет требованиям по морозостойкости и водонепроницаемости.
Отработана технология изготовления слоев, обеспечивающая получение песчаного бетона требуемого качества. В связи с некоторым увеличением массы панелей, снижением марки бетона с 200 до 150, а также отсутствием на заводе кантователя наблюдались случаи нарушения сплошности бетона в зоне строповочных рым-болтов при распалубке отдельных панелей (переводе их из горизонтального положения в вертикальное). Было проведено усиление зоны строповочных устройств для панелей высотой 1,8 м, что позволило исключить указанные разрушения.

Работы по внедрению песчаного бетона в панелях ПГТ проведены в два этапа. На первом этапе выпущено свыше 20 тыс. M3 панелей с фактурным (50 мм) слоем из песчаного бетона M150 и несущим — из керамзитобетона М200.
На втором этапе оба слоя панелей изготавливались из песчаного бетона. Внедрению предшествовали изготовление и испытание двух опытных партий, включающих 28 и 32 изделия.
Две панели, по одной из каждой партии, прошли испытания нагружением и подтвердили соответствие изделий требованиям альбома ОСК-83/1059 «Моспромпроекта» на прочность, сдвиг слоев, вырыв строповочных устройств. По внешним признакам все 60 панелей удовлетворяли требованиям норм. Разработаны и согласованы в установленном порядке технические условия на изделия и технологический регламент.
В процессе совершенствования технологического процесса на заводе были проведены организационные мероприятия, позволившие специализировать одну из имеющихся бетономешалок для производства цементно-песчаных смесей, что исключило попадание керамзитового гравия и обеспечило повышение однородности смеси. В результате оказалось возможным снизить расход цемента еще на 20 кг/м3. Экономический эффект от использования песчаного бетона (только по материалам) в панелях ПГТ при объеме их производства 20 тыс. м3/год — 80 тыс. руб. в ценах 1984 г.

МНИИТЭП разработан альбом рабочих чертежей изделий охлаждаемых камер, предназначенных для встроенно-пристроенных нежилых помещений панельных жилых домов из изделий территориального каталога. В альбом включены следующие изделия: панели наружных и внутренних стен, потолки, поддоны (полы), доборные панели и балки.
Основные изделия запроектированы как трехслойные конструкции, состоящие из двух керамзитобетонных слоев толщиной по 100 мм и слоя утеплителя между ними толщиной 100 мм из пенополистирола. Слои соединены гибкими связями, выполненными из стали класса AIII. В соответствии с проектом обе поверхности панелей офактуриваются раствором толщиной 20 мм. Марка керамзитобетона М200, ? = 1400 кг/м3. Отпускная прочность — 80% марки в любое время года. Марка по морозостойкости Мрз150, водонепроницаемости В6.
Схематически конструкция панелей приведена на рис. 7.5.
Изготовление указанных панелей являлось весьма сложной задачей, т.к. получение керамзитобетона с объемной массой 1400 кг/м3 и прочностью 200 кг/см2 недостижимо для завода без проведения дополнительных мероприятий.
Как уже упоминалось, завод работает на керамзитовом гравии Бескудниковского комбината с объемной массой ? = 600-650 кг/м3 и, как показывает опыт изготовления трехслойных панелей ПГT, может гарантировано подучить керамзитобетон М200 при ? = 1700 кг/м3. В этом случае изделия не соответствуют требованиям проекта по теплозащите.
Существенным недостатком разработанной МНИИТЭП конструкции является ее высокая трудоемкость: так называемые трехслойные панели — по существу, пятислойные, т.к. требуют офактуривания с обеих сторон.
Разработано предложение по новой конструкции панели с использованием песчаного бетона в обоих железобетонных слоях. Предложение предусматривает увеличение слоя пенополистирола со 100 до 150 мм, снижение толщины ненесущего слоя со 100 до 50 мм, что позволяет изготавливать изделия в существующих формах.

При изготовлении новой конструкции панелей:
— получены устойчивые характеристики слоев но водонепроницаемости и морозостойкости;
— исключен из производства керамзитовый гравий, перебои с поставкой которого снижали ритмичность работы завода;
— снижен расход цемента как на 1 м3 бетона, так и на изделие в целом;
— увеличены теплотехнические характеристики панелей;
— уменьшены трудозатраты при изготовлении панелей;
— получен экономический эффект.

Изделия служат элементами фундаментов для садовых домиков и предназначены для продажи населению.
Неармированные столбики размером 380х400х930 мм изготавливаются из керамзитобетона M100, Мрз35. Керамзитобетон М100 используется заводом только для этих изделий и его применение вносит определенные сложности в технологический процесс.
Кроме того, морозостойкость Мрз35 недостаточна для элементов фундамента климатической зоны Москвы. Для конструкций, эксплуатируемых в аналогичных условиях, — блоков стен подвалов стандартом установлена морозостойкость Мрз75.
При использовании вместо керамзитобетона песчаного бетона М100 наряду с экономией средств, цемента, керамзитового гравия возможно применение тощей цементно-песчаной смеси с воздухововлекающей добавкой, используемой заводом для изготовления фактурных слоев ограждающих конструкций. Морозостойкость изделии Мрз75 обеспечивается без дополнительных мероприятий.

Аналогичные работы по трехслойным панелям проведены для филиала завода ЖБИ № 11, где, по рекомендациям автора и в соответствии с подготовленной технической документацией, организовано промышленное изготовление трехслойных панелей ТСП с защитным слоем из песчаного бетона М200. Панели, предназначенные для наружных стен зданий плодоовощных баз, имеют ту же конструктивную форму, что и панели ПГТ: наружный и внутренний слои из тяжелого бетона, соединенные гибкими связями через внутренний слой из пенополистирола.
Филиал завода ЖБИ № 11 специализирован на производстве конструкций и изделий из бетона М400 со вскрытой фактурой на сером гранитном щебне и красном щебне из травертина. Использование этих дорогостоящих материалов для изготовления внутреннего слоя, к которому не предъявляется требование декоративности, явно нецелесообразно. Применение же третьего крупного заполнителя, известнякового щебня, потребовало бы от завода серьезной реконструкции складов, трактов подачи и пр. Поэтому даже такое ограниченное использование песчаного бетона — во внутреннем (при эксплуатации) слое дает значительный экономический эффект. Кроме того, по согласованию с «Моспромпроектом», для панелей овощной базы в Курьяново, не выходящих на фасадные поверхности здания (во двор, угловые и др.), песчаный бетон М200 использован в обоих железобетонных слоях. После внедрения заводом ЖБИ №20 песчаного бетона М150 в несущем слое на использование песчаного бетона M150 перешел и завод ЖБИ № 11. Составы бетона и стоимость материалов приведены в табл. 7.4 (цены 1985 г.).

В связи с особенностями технологии получения вскрытой поверхности при формовке верхнего (несущего) слоя допускалась только кратковременная (3-5 сек) вибрация песчаного бетона. По существу, уплотнение производилось заглаживающим валиком, поэтому был использован песчаный бетон C OK 3-4 см.
После отработки режимов перемешивания, уплотнения, термообработки были проведены испытания ультразвуком верхнего слоя серии из 12 панелей с целью определения соответствия песчаного бетона требованиям прочности и однородности. Средняя прочность бетона серии из 200 панелей в месячном возрасте R = 167 кг/см2. Коэффициент вариации прочности 9%. Разрушений в зоне строповочных рым-болтов не наблюдалось.
В результате проведения совместных научно-исследовательских, опытно-конструкторских работ и организационных мероприятий заводом ЖБИ №20, MНИПТИ «Стройиндустрия» при участии КТБ «Мосоргстройматериалы» и проектных организаций (МНИИТЭП, «Моспромпроект», «Мосплодторгпроект») внедрен ряд конструкций из песчаного бетона, что позволило: уменьшить расход керамзитового гравия и цемента, упростить технологический процесс, сократить трудозатраты при производстве ряда изделий, в том числе на постах формования и отделки, получить экономический эффект, превышающий 300 тыс. руб. (в ценах 1984-86 гг.).

Вскрытие карьерного поля заключается в обеспечении грузотранспортной связи рабочих горизонтов с поверхностью путем сооружения специальных горных выработок (котлованов, разрезных траншей, зумпфов). Чаще всего вскрытие карьерного поля (месторождения) осуществляется проведением котлована. От месторасположения вскрывающей горной выработки в пределах карьерного поля в значительной мере зависят технико-экономические показатели работы гидрокомплексов.
На выбор места заложения вскрывающих выработок влияют рельеф поверхности, элементы залегания месторождения, инженерно-геологические условия его залегания и др.
Рельеф поверхности в районе месторождения оказывает влияние на размещение поверхностных технических и хозяйственных сооружений и внешних гидроотвалов, а также на расположение вскрывающих выработок и трассирование пульпопроводов и водоводов как внутри карьера, так и на его поверхности.
Элементы залегания месторождения (форма и размеры, глубина залегания и угол падения) имеют решающее влияние на выбор места заложения вскрывающей выработки. Вскрывающую выработку (в частности, котлован) желательно располагать в том месте, где наименьшая геодезическая отметка кровли пласта полезного ископаемого, или ниже уступа, отрабатываемого экскаватором. Это позволит благодаря использованию подтекания гидросмеси по естественному уклону резко сократить число передвижек землесосной станции первого подъема (забойной установки), увеличить объем породы, отрабатываемой с одного положения гидроустановки, значительно уменьшить или свести на нет объем недомытой породы и обеспечить отвод дренажных вод в случае обводненности месторождения.
Таким образом, вскрывающие выработки могут располагаться как на флангах, так и в центральной части карьерного поля (рис. 7.1).

Размещение вскрывающих выработок и направление развития горных работ в пределах карьерного поля определяют не только вышеупомянутое, но и объем горно-капитальных работ и первоначальной гидровскрыши, сроки строительства и достижения проектной производственной мощности карьера по добыче полезного ископаемого, а также величину затрат.

При гидравлической разработке месторождений трассирование трубопроводов в карьере может быть продольным и поперечным. Трубы обычно укладывают на деревянные подкладки (клетки или лежки). На длинных участках по трассе магистрального трубопровода необходимо устанавливать компенсаторы. Магистральный трубопровод прокладывают по кратчайшему расстоянию с учетом рельефа местности и перемещения фронта горных работ в карьере. По трассе трубопровода в низких местах устанавливают задвижки для выпуска воды (при ведении ремонтных работ), а на возвышенных местах — воздушные клапаны. Место укладки трубопровода выравнивают с помощью бульдозера до необходимой отметки. В пониженных местах у задвижек для спуска воды проводят водоотводные канавы. В случае трассирования трубопровода через овраг или на косогоре сооружают помосты или забивают сваи. Трасса трубопроводов должна быть по возможности без криволинейных участков, минимальной длины.
Водозаводные канавы проводят в водоупорных породах, через которые утечка воды была бы незначительна. Если на пути трассирования имеются большие возвышенности, то канаву заменяют тоннелем. С увеличением откоса увала объем работ по сооружению канавы резко возрастает за счет образования горизонтальной площадки.
С целью уменьшения затрат на содержание земляных канав необходимо, чтобы скорость потока воды была равна или больше критической скорости. Обычно скорость воды в земляных канавах составляет 0,7—1,2 м/с. При такой скорости достигается меньший размыв стенок канавы.

Необходимо иметь в виду, что средства гидромеханизации могут использоваться на открытых горных работах как самостоятельно, так и в сочетании с другими комплексами карьера.
При разработке железорудных и угольных месторождений гидромеханизация используется на передовых уступах, и в этом случае вскрытие всех рабочих горизонтов осуществляется, как правило, капитальными траншеями, которые обеспечивают перевозку горной массы. При этом применяют все те способы вскрытия, которые приведены в классификации основных способов вскрытия В.В. Ржевского (табл. 7.1).
При самостоятельном использовании гидромониторно-землесосных комплексов вскрытие карьерных полей в основном может осуществляться двумя способами: котлованом и разрезной траншеей (канавой).
Вскрытие котлованом. При этом способе вскрытия карьерного поля горные работы на горизонте начинают с создания первоначального фронта, для чего проводят от котлована разрезную траншею. Далее, в зависимости от места расположения котлованов относительно конечных контуров карьера, производят разнос одного или двух бортов разрезной траншеи. Число котлованов, вскрывающих горизонт, может быть один, два, три и более (см. рис. 7.1) в зависимости от типа применяемого оборудования, мощности вскрышной толщи, длины фронта работ на уступе и срока ввода карьера в эксплуатацию. Общую длину пульпопроводов Lп и водоводов Lв при этом можно определить по формуле (рис. 7.2)

где Lф1 — длина фронта горных работ на уступе, м; H — мощность вскрышных пород (высота уступа), м; γн.б — угол откоса нерабочего борта карьера, град; Mзl — число землесосных установок на уступе; Кт.г — коэффициент развития трассы (Kт.г = 1,1); lм.п(в)— длина магистрального пульпопровода (водовода), м.
Число землесосных установок на уступе будет зависеть в любом случае от скорости подвигания фронта работ и числа рабочих дней в году, т. е. от коэффициента сезонности Kсез данного региона. Коэффициент сезонности можно определить из соотношения числа дней сезона гидромеханизации и числа рабочих дней карьера в году. Значения Kсез в зависимости от температурной зоны нашей страны и соответственно продолжительность работы гидромеханизации в году приведены ниже.

Годовой объем гидровскрыши Qг будет зависеть от скорости подвигания фронта горных работ Vп на нижерасположенных уступах, м3:

где Lф — длина фронта горных работ на четвертичных отложениях, м; Нр.з — высота рабочей зоны по гидровскрыше (или высота уступа), м.
Число гидромониторно-землесосных комплексов определяется по формуле

где Qэ — производительность гидрокомплекса (грунтового насоса) по породе, м3/год.

Зависимости производительности грунтовых насосов по породе от их типа, коэффициента сезонности и группы разрабатываемой породы приведены на рис. 7.3.
При разработке обводненных месторождений с необводненной толщей рыхлых вскрышных пород, разрабатываемых гидромониторами, вскрышной горизонт вскрывается пионерным котлованом и наклонной траншеей до подошвы уступа. Добычной горизонт также вскрывается котлованом (рис. 7.4).
В случае гидромониторной разработки необводненных песчаных месторождений, покрытых толщей рыхлых пород, вскрышной горизонт вскрывается пионерными котлованами и наклонными траншеями внешнего заложения. Добычной горизонт вскрывается пионерными котлованами и наклонными траншеями внутреннего заложения (рис. 7.5).
Если рыхлые вскрышные породы разрабатываются гидромониторами, а полезное ископаемое — экскаваторами, то вскрышной горизонт вскрывается пионерными котлованами, добычной горизонт — наклонными траншеями внутреннего заложения (рис. 7.6).
При разработке россыпных месторождений вскрытие котлованом применяется в условиях наиболее сложного залегания россыпи (при неровном плотике с невыдержанным уклоном и большом объеме работ по проведению канавы). Котлован устраивают в местах, где плотик имеет наиболее низкие отметки (рис. 7.7).

Вскрытие канавой. Вскрытие канавой наиболее экономичный и широко применяемый способ при разработке россыпных месторождений. Канаву проводят обычно с уклоном i = 0,015+0,04 0,04. Место заложения канавы выбирают таким образом, чтобы была возможность разместить за ее устьем хвосты обогащения, транспортируемые по канаве самотеком. Канавы глубиной до 5—6 м проводят с помощью гидромонитора, устанавливаемого на поверхности россыпи в начале канавы. Для проведения канав используют также бульдозеры. Глубокие канавы наиболее экономично проводить экскаваторами (рис. 7.8).

При независимом вскрытии к каждому горизонту проводят самостоятельную выработку. Например, верхний горизонт можно вскрывать канавой, нижний — котлованом. Этот способ целесообразно применять на россыпях большой мощности и при необходимости раздельной выемки отдельных слоев (горизонтов).
Вскрытие россыпных месторождений обычно осуществляют исходя из условий залегания россыпи, мощности рыхлых отложений и расположения россыпи относительно пойменной части долины (табл. 7.2).

Для проведения котлованов применяют, как правило, драглайны или бульдозеры. Глубина котлованов, располагаемых на вскрывающих горизонтах, равна высоте разрабатываемого уступа. Размеры котлована принимаются минимальными, они должны обеспечивать возможность размещения средств гидрооборудования и трубопроводов. Для доставки в котлован рабочих, оборудования и трубопроводов проводится наклонная траншея-съезд с уклоном i = 1/7/1/10 и шириной по низу bн.т = 12 м. Для создания на вскрытом уступе первоначального фронта горных работ от котлована проводят разрезную траншею (см. рис. 7.1). Ширина разрезной траншеи по дну будет зависеть от ширины заходки гидромонитора и расчетного числа гидромониторов.
Отработка горизонта осуществляется посредством разноса одного или обоих бортов разрезной траншеи в зависимости от места расположения котлована (или котлованов) относительно конечных контуров карьера.
Углы откосов рабочих и нерабочих бортов котлованов и разрезных траншей в зависимости от физико-механических свойств разрабатываемых пород могут быть равны соответственно 50—80 и 35—60°.
Объем котлована и разрезной траншеи, м3, определяется по формуле

где b — ширина котлована (разрезной траншеи) по дну, м; Hy — высота разрабатываемого уступа, м; α — угол откоса (усредненный) борта котлована (разрезной траншеи), град; L — длина котлована (разрезной траншеи) по дну, м.
Объем наклонной траншеи-съезда, м3, определяется по формуле

где i — уклон траншеи, доли ед.; bн.т — ширина наклонной траншеи по дну, м.
Минимальные размеры начального котлована по дну (глубиной примерно 10 м) на одну гидромониторно-землесосную установку приведены ниже.

Восточно-Черноморский бассейн на суше занимает территорию Сочинского побережья Черного моря Западной Грузии и северных отрогов Понтийских гор Турции. Значительная площадь бассейна занята Черным морем (рис. 55). Бассейн связан с современной межгорной впадиной, ограниченной альпийскими складчатыми сооружениями Крыма и Большого Кавказа на севере, Малого Кавказа и Понтийской системы на юге. Южный склон Крымских гор отделен от Черноморской впадины зоной глубинных разломов. Вдоль этой зоны произошло опускание южной и центральной частей Крымского сооружения. Граница Восточно-Черноморского и Азово-Кубанского нефтегазоносных бассейнов проводится несколько южнее Керченского и Таманского полуостровов по линии Крымской зоны разломов, на продолжении которой расположен подводный порог, отделяющий впадины Черного и Азовского морей друг от друга. В пределах Большого Кавказа граница бассейна прослеживается вначале примерно по водораздельной линии, проходящей в юго-восточном направлении от Анапы до Красной Поляны. От Красной Поляны до верховьев р. Квирила она проходит значительно южнее водораздельного хребта в зоне выходов на поверхность порфиритовой свиты байоса. Восточной границей Восточно-Черноморского бассейна служит Сурамский хребет. С юга бассейн ограничен складчатыми сооружениями Аджано-Имеретинских и Понтийских гор. Западная граница бассейна проводится по подводному порогу, разделяющему Черноморскую глубоководную впадину на восточную и западную части.

На наземной части Восточно-Черноморского бассейна выделяются северный и южный борта, разделенные Грузинской плитой. О строении и возрасте фундамента Восточно-Черноморского бассейна имеется очень мало данных. Выходы фундамента бассейна известны лишь в ограничивающих бассейн сооружениях Большого Кавказа, Дзирульского кристаллического массива и понта, где он представлен палеозойскими и допалеозойскими кристаллическими и метаморфическими породами.

Восточно-Черноморский бассейн представляет единый крупный артезианский бассейн, областями питания которого служат обрамляющие его горные сооружения Большого и Малого Кавказа, а областью разгрузки — Черное море и Колхидская низменность.

Наиболее полно мезозойские, особенно нижнемезозойские, отложения развиты на востоке северного складчатого борта бассейна, где их суммарная мощность превышает 10 км.

Нижний отдел юры — лейас — представлен в значительной степени метаморфизованными сланцами, аргиллитами и песчаниками. Некоторое ослабление метаморфизма пород лейаса наблюдается к западу от р. Шахе, а также в южных выходах отложений этого возраста в Окрибе, в ядре Окумского поднятия и других, где в верхних частях разреза появляются пачки песчаников, могущие служить хорошими коллекторами, битуминозные глины и глинистые сланцы. К этой части разреза в Южной Осетии и Окрибе приурочено большое количество нефтепроявлений. На периферии Дзирульского массива лейас слагается песчаниками и известняками. Мощности лейаса колеблются от нескольких сотен метров на Дзирульском массиве до 2 км и более в Раче и Абхазии.

Средний отдел юрской системы представлен порфиритовой свитой байоса, сложенной вулканогенно-терригенными отложениями, представленными порфиритами, туфобрекчиями, туфопесчаниками и туфоконгломератами. Мощность свиты достигает 2,5—3 км. К западу от р. Шахе в разрезе байоса преобладают песчаники и аргиллиты. Отложения датского яруса развиты на меньшей площади и их мощность не превышает 600 м. Они представлены песчано-глинистыми и угленосными породами. Песчаные пачки, развитые в Окрибе, могут служить природными резервуарами для воды, газа и нефти. В этом же районе с батскими породами связан ряд нефтепроявлений.

Породы верхней юры с угловым несогласием перекрывают более древние образования и характеризуются значительным литолого-фациаьным разнообразием. Они представлены в центральной части Западной Грузии континентально-лагунными пестроцветными песчано-глинистыми образованиями, в Западной Абхазии, Сочинском районе и в Раче — терригенными образованиями келловея и карбонатными мощными толщами оксфордатитона, карбонатно-флишевыми образованиями в более западных районах. Суммарные мощности верхней юры колеблются от нескольких десятков метров в Мегрелии до 3000 м в Абхазии и Краснодарском крае. В Сочинско-Гагринском районе отложения киммериджа-титона, как и покрывающих их пород неокома, представлены мощной толщей битуминозных темно-серых доломитизированных известняков, содержащих по трещинам и пустотам примазки жидкого и полужидкого битума и горючего газа.

Меловые отложения широко развиты на южном склоне Большого Кавказа и в Колхиде и представлены как карбонатными, так и терригенными разностями. Нижнемеловые отложения в Западной Грузии выражены за исключением альбского яруса преимущественно известняками, доломитами с подчиненными прослоями мергелей. Альбские толщи носят терригенный характер. Максимальные мощности свыше 1000 м наблюдаются в Мегрелии и Колхиде. В западной половине северного борта бассейна развиты преимущественно флишевые образования, мощность которых превышает 2000 м. Валанжин представлен карбонатными, а более молодые — терригенными ритмичными толщами.

Верхнемеловые отложения широко развиты и представлены, за исключением сеномана, преимущественно известняками и мергелями как в фациях Грузинской плиты, так и во флишевых фациях. Сеноман сложен терригенным комплексом. В восточных районах небольшое развитие получили вулканогенные породы свиты Мтавари. Суммарные мощности верхнего мела на Грузинской плите составляют несколько сотен метров, а в флинтском прогибе в районе Геленджика до 4000 м. С известняками мела на Грузинской плите и на северном борту бассейна в Колхиде, Абхазии, Раче и в Адлерском районе связан целый ряд выходов нефти и газа. Эти породы в благоприятных условиях могут быть вместилищами нефти и газа.

Палеогеновые и особенно неогеновые отложения в основном развиты в депрессионных участках побережья и в Колхидской низменности. Палеогеновые отложения обычно связаны с меловыми постепенным переходом. Палеоцен представлен известняками мощностью до нескольких десятков метров. Эоцен слагается в основном слоистыми мергелями мощностью до 200 м. Палеоценовые и эоценовые отложения в Аджаро-Триалетии выражены вулканогенной толщей пород, мощность которых достигает 3000 м, и флишевым терригенным комплексом. К западу от р. Псоу палеоцен-эоценовая толща представлена пестроцветными глинистыми мергелями. Выше залегают породы майкопской свиты, сложенной битуминозными глинами с подчиненными прослоями песчаников. Суммарная мощность Майкопа, возраст которого устанавливается как олигоцен — нижний миоцен, колеблется от 100 до 1000 м и более. Среднемиоценовые отложения, представленные тарханским, чокракским, караганским и конкским горизонтами, сложены песчано-глинистыми породами с прослоями мергелей и известняков. Суммарная мощность их достигает 1000 м. Отложения сарматского яруса представлены песчаниками и глинами с прослоями мергелей, общей мощностью от нескольких десятков метров до 1000 м.

В центральной части Колхидской низменности породы олигоцена-миоцена отсутствуют. Отложения майкопской слиты и миоцена содержат в своем разрезе пачки песчаников, которые можно рассматривать в качестве природных резервуаров для флюидов. В Грузии с песчаными горизонтам среднего сармата связаны нефтяные залежи месторождения Cyпca. Рассматриваемый возрастной интервал отличается значительным количеством поверхностных выходов нефти, газа и асфальтов, особенно в Гурии и Абхазии.

Отложения мэотиса широко развиты в депрессионной части Западной Грузии и представлены песчано-глинистыми породами, мощность которых колеблется от десятков до 500 м. Мэотие обычно залегает на подстилающих породах трансгрессивно. Понтический ярус в Западной Грузии представлен песками, песчаниками, конгломератами, глинами, мощность которых достигает 800—1000 м. На отложениях понта залегает толща терригенных грубообломочных образований мощностью до 850 м, на которой залегают четвертичные образования, мощность которых в Колхиде достигает нескольких сотен метров.

В тектоническом отношении каждая из крупных частей бассейна (северный складчатый борт, Грузинская плита и южный складчатый борт) отчетливо обособляются по характеру своего строения и условиям нефтегазоносности.

Северный складчатый борт является областью развития линейных складок, осложненных разрывами. Отчетливо выражены протяженные антиклинали, опрокидывающиеся к югу и разделенные узким синклиналями. Примерно по меридиану Гагра северный борт может быть разделен па западную — Новороссийскую и восточную — Абхазско-Гачинскую области. Восточная область слагается интенсивно дислоцированными и метаморфизованными породами нижней и средней юры, образующими нижний структурный этаж, покрывающийся отложениями верхнего структурного этажа мелового — третичного возраста, развитыми в Лечхумо-Гачинском и других крупных депрессионных участках. В Западной области широкое развитие приобретают меловые флишевые толщи, менее дислоцированные по сравнению с отложениями мезозоя восточной области.

Грузинская плита отделяется от северного складчатого борта флексурным изгибом, отчетливо выраженным в рельефе. В ее пределах отчетливо выделяются нижний структурный этаж, сложенный породами мела-миоцена, и верхний — плиоценово-четвертичный. Отложения последнего дислоцированы очень слабо (рис. 56). Нижний этаж характеризуется распространением пологих брахиантиклиналей, разделенных широкими синклиналями. Разрывы не играют существенной роли. Как погребенные, так и выраженные на поверхности брахиантиклинальные поднятия группируются в несколько антиклинальных зон.

На южном складчатом борту, отделенном от Грузинской плиты серией региональных разломов, распространена типичная линейная складчатость, в которую вовлечены мощные толщи палеогена.

В бассейне пока известно лишь одно небольшое нефтяное месторождение в Гурии — Супса. Оно связано с асимметричной брахиантиклинальной складкой, ось которой простирается с юго-запада на северо-восток. Падения на юго-восточном крыле равны 25—40°, а на северо-западном близки к 90°. Продуктивны песчаные пласты среднего сармата мощностью от 1,5 до 8 м, с которыми связаны пластовые сводовые залежи. Пористость песчаников меняется в пределах 10—20%. Удельные веса нефтей — 0,879—0,924.

По характеру геологического строения, истории развития и гидрогеологическому режиму с точки зрения перспектив нефтегазоносности наибольший интерес представляют Гурийский, Колхидский, Абхазско-Мегрельский и Адлерский районы Грузинской плиты.

В Гурийском районе выделяются три антиклинальных зоны возможного нефтегазонакопления, в пределах которых на локальных поднятиях пластовые сводовые залежи могут быть связаны в первую очередь с песчаниками олигоцена и миоцена.

В Колхидском районе наиболее перспективны нижне- и верхнемеловые отложения в пределах трех аптиклинальных зон возможного нефтегазонакопления.

В Абхазско-Мегрельском районе нефтегазоносными могут быть породы как мелового, так и олигоценового и миоценового возраста. Наряду с антиклинальными зонами нефтегазонакопления здесь могут быть обнаружены и зоны, связанные с выклиниванием и срезанием коллекторских пластов и пачек.

В Адлерском районе перспективны в первую очередь карбонатные, верхнеюрские и меловые породы, слагающие несколько антиклинальных зон.

Перспективы северного складчатого борта, несмотря на широкое развитие поверхностных нефтегазопроявлений, значительно менее благоприятны. На западе можно выделить Новороссийско-Геленджикский район. Почти на всей территории этого района на поверхности обнажаются верхнемеловые породы карбонатного флиша и лишь кое-где в ядрах антиклиналей выходят отложения нижнего мела. В разрезе нижнемеловых отложений присутствуют пачки фонарских песчаников, с которыми в благоприятных условиях могут быть связаны залежи нефти и газа. Перспективными для поисков нефти и газа являются отдельные участки Семигорской антиклинали, а также такие складки, как Раевский купол, расположенный несколько северо-западнее Новороссийска, и др.

На северо-востоке выделяется Окрибо-Рача-Осетинский район, сложенный на поверхности в основном среднеюрскими и меловыми породами. Перспективы могут быть связаны с песчаными горизонтами верхнего лейаса, в антиклинальных складках Карзмани, Бзнаури, Ончеиши.

Часть Восточно-Черноморского бассейна, расположенная в пределах Турции, с точки зрения перспектив нефтегазоносности представляет небольшой интерес. По мнению турецких геологов, заслуживает внимания лишь район на Черноморском побережье, около Ризе, где развиты смятые в складки морские толщи эоцена и миоцена, достигающие 1400 м мощности. Они залегают на карбонатных отложениях мела и перекрыты 900-метровой толщей плиоценовых гравелитов и конгломератов. С эоценово-миоценовым комплексом связано несколько нефтепроявлений.

Теперь перейдем к каолину. Специалисты предлагают называть каолином минерал, а каолинитом — горную породу, и с этим нельзя не согласиться. [Такое толкование терминов нужно признать рациональным, так как оно соответствует установившемуся обычаю в петрографии и минералогии; например, амфибол — амфиболит, пироксен — пироксенит и т. д. К сожалению, для каолина, в литературе встречается обратное толкование]. Состав его — H4Al2Si2O9 = 2Н2О*Al2О3*2SiО2 [Структурная формула Al2 [OH]4Si2O5, ср. серпентин.] Сингония моноклинная, псевдогексагональная. Образует листочки, пластинки, чешуйки, веерообразные и червеобразные формы, зерна. Иногда бывает слабо-желтоватым. Разрезы дает ромбовидные и шестиугольные, иногда не отличимые от форм мусковита; часты зернистые агрегаты. Спайность по третьему пинакоиду совершенная. Нередко обнаруживает неправильные двойникоподобные срастания; бесцветный, обыкновенно слабо мутноватый (в отличие от мусковита, который всегда прозрачен). В мельчайших агрегатах каолин непрозрачен и кажется в проходящем свете черным; поэтому в микроскопе его надо смотреть в отраженном свете, причем он бывает или светлым, белым, или слегка желтоватым. Двупреломление у каолина от 0,006—0,007; преломление 1,567—1,561; угол оптических осей в громадном большинстве случаев отрицательный, но очень нехарактерный, так как меняется от 0 до 90° Ось Ng совпадает с _/_ (010), ось Nm образует угол с плоскостью спайности по пинакоиду (001) до 11° (отличие от мусковита). [Сейчас различают три разновидности или даже вида каолина, отличающихся структурой и свойствами: собственно каолин, диккит и накрит. Угол погасания каолина 1—3°, диккита 20—27, накрита 10—12° У каолина угол оптических осей отрицательный, диккит положительный, накрит + или -, 2V близко к 90°.]
Каолин — типичный минерал осадочных пород. Образуется при явлениях выветривания под мхом, действием гуминовых кислот на самые различные породы; однако, как это недавно доказано, породы должны предварительно разложиться под влиянием выветривания в очень мелкозернистые массы. Каолин образуется пневматолитически, и тогда содержит типичные для пневматолиза минералы — топаз, турмалины, литиевую слюду — и залегает «карманами» в изверженных породах, обыкновенно в гранитах, иногда на больших глубинах.
Каолин разлагается в серной кислоте, а не в соляной. От подобных слюд каолин отличается оптически по низкому двупреломлению (иногда оно очень сильно понижается у этих слюд, и тогда каолин от них нельзя отличить), и, самое главное, по косому погасанию. При нагревании перед паяльной трубкой каолин заметно не изменяется даже при самой высокой температуре, что также служит отличием его от слюд. Недавно были отмечены псевдоморфозы каолина по мусковиту, причем в породе наблюдались все переходы от каолина к мусковиту. Для отличия этих минералов пришлось прибегнуть к микрохимической реакции, а именно — метиленовая синь после пятиминутного действия дает темно-синюю окраску для каолина и фиолетовую окраску для мусковита. В каолине тенардова синь образуется с нитратом кобальта только при исключительном жаре.

На станциях метрополитенов с относительно небольшим пассажи-рооборотом наряду с эскалаторными установками применяются также и лифтовые подъемники.
При больших пассажирооборотах станций лифтовые подъемники при глубине заложения метрополитенов до 50—60 м по основным эксплуатационным показателям уступают эскалаторам. Поэтому в советской практике метростроения в настоящее время лифтовые установки не получили распространения. Однако в зарубежных метрополитенах лифты встречаются достаточно часто. Например, в лондонском метрополитене, оборудованном 174 эскалаторами с максимальной высотой подъема до 26 м, имеются 106 лифтовых подъемников с высотой подъема от 17 до 60 м.
Нью-Йорский метрополитен, кроме 69 эскалаторов с высотой подъема до 17 м, оборудован 28 лифтами с высотой подъема от 12 до 15 м.
Относительно меньший процент применения лифтовых установок по сравнению с эскалаторными установками находит известное объяснение, если произвести некоторое сравнение достоинств и недостатков этого вида подъемников.
Известно, что эскалаторы обладают весьма высокой производительностью (8—10 тыс. пассажиров одной ленты эскалатора в час), что в условиях станций метрополитена с большим пассажирооборотом имеет исключительно важное значение. Кроме того, производительность эскалаторных подъемников не зависит от высоты подъема, чего нельзя сказать про лифтовые подъемники. Затем, в случае неисправности, эскалатором можно пользоваться как неподвижной лестницей, что также в отдельных случаях может иметь некоторое значение.
Однако эскалаторные установки дороже и сложнее лифтов и поэтому могут находить применение главным образом на станциях метрополитенов с большим пассажирооборотом. Следует также иметь в виду го обстоятельство, что с возрастанием высоты подъема стоимость лифтовых установок увеличивается медленнее, чем эскалаторных установок, а поэтому на станциях с большой глубиной заложения относительно земной поверхности и с малым пассажирооборотом применение лифтовых подъемников может быть более рациональным, нежели эскалаторных подъемников, особенно при необходимости сооружения двухмаршевых эскалаторов и промежуточного подземного вестибюля.
Переходя к более детальному рассмотрению лифтовых подъемников, следует вначале отметить их основные особенности.
Электрические лифты имеют подъемный механизм, который приводится в действие электродвигателем, непосредственно или через редуктор связанным с ним жесткой или упругой муфтой.
Лифты, устанавливаемые в высотных зданиях, имеют обычно скорость движения до 3,5 м/сек и ускорение 2,5 м/сек2.
Лифты, устанавливаемые на станциях метрополитенов, не имеют промежуточных остановок и позволяют увеличить скорости движения до 5 м/сeк и уменьшить ускорение движения кабин до 1 м/сек2. При таких скоростях подъема при глубине заложения станции 60 м пассажиры затрачивают на спуск или подъем при пользовании лифтом всего 42 сек, а при пользовании эскалатором 160 сек. Таким образом, при пользовании в этих условиях эскалатором пассажир затрачивает почти в четыре раза больше времени, чем при пользовании лифтовыми подъемниками.
Основными элементами лифтового подъемника являются: подъемный механизм с редукторным или безредукторным приводом; пассажирская кабина с подвесками и предохранительными устройствами; противовес, уравновешивающий вес кабины и часть веса полезной нагрузки; шахта с зумпфом, направляющими для кабины и противовеса, буферными устройствами и машинным помещением и электрооборудованием.
He останавливаясь на описании отдельных элементов лифтового подъемника, которое приводится в специальных курсах, следует отметить, что на станциях метрополитенов применяются кабины большой вместимости — 30—60 пассажиров и более.
При современном состоянии техники лифтовые подъемники оборудуются надежными устройствами, обеспечивающими удобства и безопасность пассажиров, и полностью удовлетворяют требованиям нормальной эксплуатации метрополитена. Подтверждением высоких качеств этих устройств служит практика работы модернизированных установок Лондонского метрополитена, в частности станции Хемпстед Северной линии, введенной в эксплуатацию в 1954 г.
Оборудование управления работой лифтов дает возможность осуществить автоматическую непрерывную работу лифтов без обслуживающего персонала; изменения в необходимом режиме их работы осуществляются путем регулирования времени стоянки лифтовых кабин на посадочных площадках. Однако наряду с автоматическим регулированием предусматривается и ручное управление работой лифтов обслуживающим персоналом при помощи кнопок, смонтированных в коробках (обычно запертых) на обеих площадках и внутри кабины. Световые сигналы показывают положение каждой кабины в шахте, а также указывают очередной подходящий лифт.
При работе на автоматическом режиме зажигаются специальные сигналы, предупреждающие пассажиров за 6 сек до закрытия дверей; это предупреждение дополняется другими, передаваемыми через громкоговоритель за 3 сек до закрытия дверей. Имеется предохранительная блокировка, не допускающая движение лифта до тех пор, пока не будут закрыты двери как кабины, так и шахты.
Каждая кабина снабжается предохранительной системой, которая останавливает ее в случае обрыва подъемного каната или в случае, если нормальная скорость кабины при максимальной нагрузке увеличится более чем на 20%. В тех редких случаях, когда кабина останавливается в шахте лифта, тревожный звонок и указатель положения предупреждают персонал станции. В этом случае пассажир теряет лишь несколько минут, которые необходимы для того, чтобы к остановившейся кабине была подведена соседняя кабина, в которую можно перейти через специальные двери и доехать до лифтового зала.
Персонал, осуществляющий профилактическое обслуживание и текущий ремонт, может проникнуть в головную часть каждой кабины через закрытый сеткой проход над верхней дверью шахты. В сетке имеются двери, которые, будучи блокированы с системой управления, не могут быть открыты, пока кабина не станет в заданное положение; точно так же кабина не может быть передвинута из этого положения до тех пор, пока двери в сетке не заперты.
Лифтовые подъемники устраивают в вертикальных стволах шахт с внутренним диаметром 5,5—7 м. Стволы шахт в нижней своей части сопрягаются на станциях метрополитена с подземным лифтовым аванзалом, а на земной поверхности — с наземным вестибюлем.
Ствол шахты может быть расположен либо в междупутье, либо в стороне от станционных тоннелей.
Во всех случаях наземный вестибюль имеет относительно несложную конструкцию, состоящую из предлифтового и кассового залов, расположенных на уровне тротуаров или первого этажа зданий, и машинного помещения, находящегося над стволом шахты во втором этаже вестибюля. Кроме подъемной машины лифтов с необходимым оборудованием, во втором этаже располагаются и служебные помещения.
Подземный лифтовый аванзал размещается в возводимой горным способом камере, имеющей обычно монолитную бетонную обделку. Стволы шахт сопрягаются со сводчатой частью камеры, а в лотке камеры устраивают зумпфы этих стволов.
При расположении подземного предлифтового вестибюля в междупутье между станционными тоннелями пол вестибюля принимается на уровне платформы станции. Входы и выходы в этот подземный аванзал оформляются по аналогии с конструкцией проходов между смежными станционными тоннелями. Применительно к этому случаю на рис. 231 изображена схема планировки станции глубокого заложения Лондонского метрополитена с лифтовыми пассажирскими подъемниками. При расстоянии между двумя стволами шахт 16—18 м общая длина аванзала составляет по направлению оси станции 35—40 м. В каждом стволе размещены по две проходные кабины. Вход в кабины принят с наружной стороны стволов, а выход на платформы — со стороны средней части зала.

В случае расположения стволов шахт за пределами станционных платформ сопряжение подземного вестибюля с платформенной станции осуществляется посредством подходного коридора, примыкающего к одной из торцовых стен среднего зала станции. Ширина прохода принята 5,5 м.
При расположении подземного лифтового аванзала в стороне от станции пол этого зала устраивают на повышенном уровне, позволяющем пассажирам пересекать пути метрополитена по переходным мостикам (рис. 232). Лифтовый подъем в данном случае размещен в двух шахтных стволах, объединенных общим аванзалом (рис. 233).

В каждом стволе шахт с внутренним диаметром 5,6 м допускают размещение двух кабин емкостью 50 пассажиров (рис. 234, а) или трех кабин емкостью по 35 пассажиров (рис. 234, б).
Каждая кабина имеет две двери шириной по 1,8 м для двухкабинной лифтовой установки в стволе шахты или по 1,4 м при размещении в стволе трех кабин.
В эксплуатационном отношении следует отдать предпочтение размещению двух кабин, при котором с одной стороны располагаются входные двери, а с другой — выходные, что обеспечивает сквозное движение пассажиров в кабине. При двухкабинных лифтовых установках в стволе шахт обеспечивается наиболее простое и удобное обслуживание лифтовых кабин в предлифтовом зале. В случае размещения в каждом стволе по три кабины приходится для регулировки движения пассажиров в лифтовом вестибюле пользоваться переносными ограждениями, что в некоторой степени усложняет обслуживание этих лифтовых подъемников.

Эти электронные приборы выполняют функцию традиционных плавких предохранителей, но, в отличие от последних, не являются «одноразовыми». После того, как предохранитель принимает на себя перегрузки, вызванные коротким замыканием, он разрывает цепь передачи электричества путём плавления (разрушения) своего токопроводящего элемента. В автоматических выключателях используются другие принципы прерывания тока, которые позволяют получить не просто «многоразовый», а куда более надёжный и эффективный предохранитель, дополнительно включающий в себя функцию ручного разрыва цепи.

О разновидностях автоматических выключателей

Основная классификация данных устройств делит их по принципу срабатывания:

Тепловые выключатели – приборы с биметаллическими пластинами, которые изгибаются и разрывают цепь при прохождении больших токов.
Электромагнитные расцепители – оснащаются помещенными в магнитные катушки соленоидами, которые при превышении установленных показателей тока втягиваются, разрывая цепь.
Второй тип приборов – наиболее эффективный, поскольку отличается мгновенностью срабатывания. Это объясняет, почему популярные автоматические выключатели Emax сегодня всё чаще становятся элементами систем энергоснабжения, обеспечивая их надёжную защиту уже на этапе пусконаладочных работ.
Классифицируют выключатели и по типу привода включённого в конструкцию рубильника (ручной, пружинный, двигательный), и по количеству полюсов подключения (1-полюсные, 2-полюсные (вводные), 3-полюсные (3-фазные)), и по многим другим характеристикам.
Универсальность и неизменно чёткая работа

Разнообразие энергосистем и электроустановок вынуждает их пользователей каждый раз подбирать подходящие по характеристикам защитные устройства. В этой связи ведущие производители автоматических выключателей стремятся предлагать по-настоящему универсальные модели приборов, которые для удобства использования наделены целым рядом важных эксплуатационных качеств. Так, автоматические выключатели Tmax http://www.euroenergoservice.com/o-kompanii/poleznaya-informacziya/abb/sace-tmax, выпускаемые известным концерном ABB, отличаются не только взаимозаменяемостью, но и:

модульностью (отлично дополняют друг друга),
небольшими габаритами,
эргономичным исполнением,
высокой степенью защиты пользователя (двойная изоляция токопроводящих элементов) и пр.
Такие устройства выполняют комплексную защиту операторов и обслуживаемого электрооборудования. Это требует от автоматических выключателей исключительной надёжности и чёткого срабатывания в периоды возникновения критических нагрузок.

Наружные стены подземных сооружений выполняют из каменной кладки, бетонных блоков, сборных железобетонных панелей или оболочек, монолитного бетона и железобетона. Выбор материала обусловливается технологическими и технико-экономическими соображениями, требованиями долговечности, водонепроницаемости, условиями производства работ, наличием средств механизации.

Для сборных железобетонных конструкций применяют бетон по прочности на сжатие класса В20 — В40, для монолитных железобетонных конструкций — В15 — В30. Предварительно напряженные железобетонные конструкции выполняют из бетона класса В30 — В60.

Из каменной кладки и сборных бетонных блоков выполняют, как правило, только стены одноэтажных подземных сооружений и подвалов. При этом используют хорошо обожженный полнотелый красный кирпич пластического прессования марки не ниже 200 на растворе марки не ниже 25, а при очень влажных грунтах — не ниже марки 50. Применение силикатного кирпича не допускается. Бетонные блоки делают из бетона марок B10 и В15.

Места сопряжения стен (углы, примыкания, пересечения), выполненные из каменных материалов и бетонных блоков, усиливают арматурой класса A-1 в виде отдельных стержней или сеток. Швы между бетонными блоками при водонасыщенных грунтах выполняют из водонепроницаемого раствора на безусадочном или расширяющемся и самонапрягающемся цементе, либо на портландцементе с уплотняющими добавками в случаях, когда необходимо повысить жесткость стен из блоков на воздействие горизонтальной нагрузки, в вертикальные стыки, специально выполненные без перевязки, вводят арматурные каркасы.

В зоне сезонного промерзания стены могут подвергаться попеременному замораживанию и оттаиванию. Марка материалов по морозостойкости подбирается в зависимости от температурного режима и требуемой долговечности сооружения и принимается не менее Mрз15 для каменных материалов и F50 для тяжелого бетона.

Стены подземных сооружений подразделяются на массивные и гибкие. Массивные стены из каменной кладки, бетона и бетонных блоков, малоармированного железобетона работают в основном на внецентренное сжатие. Гибкие стены выполняют из монолитного и сборного железобетона. Они воспринимают изгибающие моменты и растягивающие силы. При применении гибких стен из сборных элементов стыки могут быть рабочими и нерабочими — конструктивными.

Массивные стены применяют при строительстве сооружений гражданской обороны, неглубоких (до 3 м) одноэтажных подземных сооружений и подвалов и небольшой нагрузке (до 10 кПа) на прилегающей поверхности, при возведении глубоких подземных сооружений методом опускного колодца, погружаемых без тиксотропной рубашки.

Определяющими факторами при назначении расчетной схемы стен подземного сооружения являются: конструктивная схема сооружения; конфигурация сооружения в плане и разрезе; способ возведения сооружения (открытый, закрытый и т.п.); последовательность производства работ при возведении сооружения; материал стен; технология возведения стен; конструкция каркаса и опорных элементов (поясов, рам, распорок, анкеров), обеспечивающих устойчивость и прочность стен; конструктивные решения сопряжения стен с другими элементами сооружения.

Применяются три конструктивные схемы подземных сооружений: бескаркасная, каркасная с полным каркасом, каркасная с неполным каркасом. При бескаркасной системе перекрытия опираются на внешние и внутренние стены. Сооружение с полным каркасом состоит из стен, колонн, ригелей, плит перекрытия. Колонны у наружных стен связаны со стенами. В сооружениях с неполным каркасом колонны у наружных стен отсутствуют либо имеются лишь в торцах сооружения.

В сооружениях с полным каркасом применяются продольный и поперечный виды расположения ригелей, в сооружениях с неполным каркасом используется, как правило, продольное расположение ригелей.

Конфигурация подземных сооружений в плане бывает круглой, прямоугольной, многоугольной, овалоидальной, а конфигурация в разрезе — круглой, прямоугольной, сводчатой.

В дальнейшем будут рассмотрены методы расчета только вертикальных стен круглых и прямоугольных в плане сооружений. Расчеты стен более сложных очертаний и обделок подземных сооружений, возводимых закрытым способом, рассматриваются в специальной литературе.

Наружные стены подземных сооружений могут быть несущими и самонесущими. Самонесущие стены воспринимают только боковую (горизонтальную) нагрузку, а несущие стены, кроме того, воспринимают нагрузку от перекрытий, покрытия или надземной части сооружения.

Важнейшие факторы, влияющие на условия работы стен, — наличие опорных элементов, обеспечивающих прочность и устойчивость стен, а также последовательность введения опорных элементов в работу в процессе возведения сооружения. В бескаркасных подземных сооружениях устойчивость стен может обеспечиваться за счет: временных или постоянных анкерных креплений и распорок; защемления нижних частей стен в грунтовом массиве; распределительных рам и поясов жесткости, контрфорсов и т.п. Обычно применяют комбинацию опорных элементов разных видов. В сооружениях, имеющих каркас, в процессе строительства часто используют и временные распорные устройства. Например, при строительстве методом «стена в грунте» по технологии «снизу-вверх» котлован сразу отрывают на полную глубину, поскольку опорные элементы каркаса в этот период отсутствуют, устойчивость и прочность стен обеспечивают с помощью временных распорок или анкерных устройств.

Расчетная схема стены зависит от относительных размеров сторон стены. Для прямоугольных сооружений стены будут работать в условиях плоской деформации, если их длина L превышает высоту H более чем в 3 раза. Тогда любой участок размером 1 м по длине стены, выделенный двумя поперечными сечениями, будет работать в одинаковых условиях с другим подобным участком, так как они имеют одинаковую жесткость и одинаковые внешние нагрузки. Этот участок рассчитывается по схеме подпорной стенки на изгиб в вертикальной плоскости. Если отношение длины стены к высоте меньше трех, тогда необходимо учитывать изгиб и в горизонтальной плоскости.

С учетом вышеизложенного для вертикальных стен круглых, прямоугольных или многоугольных в плане сооружений выделяют четыре основные расчетные схемы стен:

1. Схема гибкой консольной подпорной стенки, устойчивость которой обеспечивается за счет защемления в грунте ее нижней части;
2. Схема гибкой подпорной стенки, устойчивость которой обеспечивается за счет защемления в грунте ее нижней части и дополнительных опорных элементов в верхней части (распорок, анкеров);
3. Схема замкнутого круглого или многоугольного кольца (в плане), устойчивость которого обеспечивается за счет пространственной жесткости сооружения;
4. Схема замкнутого круглого или многоугольного кольца, устойчивость которого обеспечивается за счет пространственной жесткости и дополнительных опорных элементов.

Стены одного и того же сооружения должны рассчитываться по различным расчетным схемам в зависимости от стадии и способа строительства сооружения, технологии возведения и материалов стен, последовательности производства работ.

Например, при возведении многоэтажного подземного сооружения с неполным каркасом способом «стена в грунте» методом «сверху-вниз» стены рассчитывают с учетом поэтажного извлечения грунта изнутри сооружения. Вначале стену рассчитывают по схеме 1 при глубине котлована, которая необходима для устройства опор верхнего яруса. Затем рассчитывают стену по схеме 2 при глубине котлована, необходимого для устройства опор второго яруса. Стена рассчитывается как одноанкерная тонкая подпорная стенка. Далее выполняются аналогичные расчеты до тех пор, пока котлован не будет выбран до проектной отметки низа днища. Стена в этом случае рассчитывается либо по схеме неразрезной балки на нескольких опорах, загруженной горизонтальным давлением, либо по схеме 4 с учетом пространственной жесткости сооружения.

Коллектор — порода, которая как накапливает, так и пропускает флюиды, обладая и пористостью, и проницаемостью. Пористость породы — это незаполненное пространство, т. е. процент общего объема породы, не являющийся твердым веществом. Незаполненные (пустые) участки называются порами. Под землей поры заполнены флюидами, такими как вода, газ и нефть. Пористость породы означает ее способность накапливать флюиды. Есть несколько точных методов определения пористости породы, для этого используются буровой шлам, керны и каротаж.

В процессе бурения скважины обломки породы (буровой шлам) выносятся на поверхность вместе с буровым раствором. Через равные промежутки времени отбирают пробы бурового шлама, и геологи исследуют их под бинокулярный микроскопом для определения типа породы и обнаружений пор. Зачастую профессионал в состоянии оценить пористость породы с точностью до 1—2%.

Далее из скважины выбуривают керн — кусок породы цилиндрической формы, из него высверливают малую часть (образец) диаметром 1—1,5 дюйм. (2,5—4 см) и длиной 1—3 дюйм, (2,5—7,5 см). Образец высушивают для удаления флюидов. Для определения пористости используют порозиметр.

Точные измерения пористости пород могут быть проведены после бурения скважины и без взятия проб. Это, как правило, осуществляет специальная обслуживающая компания, которая проводит один из трех типов каротажа (нейтронный, плотностный или акустический).

Обычные характеристики пористости коллектора показаны в таблице 11.1. Природный газ легко сжимается, поэтому ему не требуется столько пространства, как нефти. Для глубоко залегающих газовых коллекторов требуется еще более низкая пористость вследствие высокого давления.

Измерить пористость породы довольно легко, и это можно сделать точно. Поэтому для принятия решения о продолжении бурения скважины используют показатель нижнего предела пористости. Для песчаника этот показатель равен 8—10%. Пористость известняков обычно меньше, чем песчаников, однако они бывают покрыты трещинами, которые образуют значительные пространства. Нижний предел пористости, характерный для известняков, составляет 3—5%. Эта величина может меняться в зависимости от глубины и экономической эффективности скважины.

Проницаемость является показателем легкости, с которой флюид может проходить через породу. Проницаемость измеряется в дарси (д) или миллидарси (мд), т. е. 0,001 д. Физический смысл дарси — это проницаемость, при которой 1 куб. см жидкости с вязкостью 1 сантипуаз просачивается за 1 с на расстояние 1 см на площади 1 кв. см при перепаде давления 1 атм. Чем выше проницаемость породы, тем легче жидкостям просачиваться сквозь нее.

Единственный способ количественно измерить проницаемость породы — выбурить керн в породе-коллекторе и взять пробу. Ее необходимо очистить от посторонних жидкостей. Для определения проницаемости породы используется прибор, называемый пермеаметром, принцип действия которого основан на измерении потока пропускаемого сквозь породу воздуха или азота.

Наиболее стандартные значения проницаемости приведены в таблице 11.2. Газ более текуч, чем нефть, поэтому для миграции ему достаточна меньшая проницаемость коллектора.

Показатели пористости и проницаемости одного и того же слоя осадочной породы взаимосвязаны: чем больше пористость, тем выше проницаемость (см. рис. 11.6). Проницаемость также зависит от размера частиц. Нефти и газу наиболее тяжело проходить через узкие соединения пор (поровые связки) (см. рис. 11.7), и чем они меньше, тем затруднительнее процесс миграции. При этом чем меньше размер частиц, тем меньше поровые связки. Поэтому грубозернистые породы, такие как песчаник, обычно имеют более широкие поровые связки и хорошо проницаемы. Пористые породы с мелкими частицами, например сланец или мел, обладают меньшими связками и малой или близкой к нулю проницаемостью.

Значительная часть пород-коллекторов представлена песчаниками и карбонатными породами, однако большая их часть не является коллекторами. Песчаник или карбонатная порода с низкой проницаемостью (или непроницаемая) называется плотной.

Месторождение Спраберри в Мидлендском бассейне (штат Техас) представляет собой ряд нефтеносных площадей в плотных коллекторах пермского возраста Спраберрийской формации, залегающих на глубине 7000 фут. (2000 м). Месторождение занимает площадь 150х75 миль (240х120 км). Коллектор имеет мощность 1000 фут. (300 м), из которых 300 фут. (90 м) являются нефтеносными. Суммарные промышленные запасы составляют 594 млн бар. (94 млн куб. м) нефти. Так как коллектор состоит из пород с очень мелкими частицами (вроде глинистого сланца или алевролитов), его средняя проницаемость составляет всего 0,5 мд.

Теоретически любая трещиноватая порода может быть коллектором. Например, трещиноватые сланцы, кремнистые известняки и мел во многих месторождениях выступают именно в этом качестве. Коллектором может быть даже потрескавшаяся коренная порода. При формировании антиклинали или купола ломкая коренная порода обычно покрывается трещинами вдоль гребня складки. Нефть и газ образуются по бокам антиклинали, на меньшей высоте, чем гребень (см. рис. 11.8), а затем мигрируют в покрытую трещинами коренную породу. Нефтяное месторождение Уилмингтон в Калифорнии располагается в антиклинали. Здесь нефть добывается из семи слоев песчаного коллектора, залегающих поверх метаморфической коренной породы.

На месторождении Пойнт-Аргуэлло около побережья Южной Калифорнии (см. рис. 11.9) нефть добывается из Монтерейской формации, расположенной в антиклинали миоценового возраста. Монтерейская формация представляет собой чередующиеся слои трещиноватого кремня и сланца, залегающие на глубине 6000—8000 фут. (1800—2500 м) ниже уровня моря. Эффективная мощность пласта составляет около 700 фут. (200 м). Средняя пористость — 15%, проницаемость варьирует от 0,1 до 3000 мд в зависимости от трещин, без которых породы Монтерейской формации не были бы коллекторами. Суммарные запасы месторождения составляют 300 млн бар. (48 млн куб. м).

К востоку от Остина (штат Техас) под землей находятся несколько древних вулканов, из которых добывают нефть. Они извергались в меловом периоде, когда территория была покрыта водами Мексиканского залива. Лава растекалась по океаническому дну, образуя грибовидные залежи базальта, поверхность которого сильно потрескалась и подверглась эрозии под действием морской воды, что сделало данную породу пористой и проницаемой. Позднее вулканы были покрыты отложениями, и теперь они расположены на береговой равнине Техаса. Затем нефть мигрировала в выветрелый базальт, среди бурильщиков называемый серпентином. Было обнаружено уже 14 таких месторождений, например Лайтон-Спрингс (см. рис. 11.10).

Гранитная россыпь — это потенциальный коллектор, образовавшийся в результате выветривания гранита. Гранит состоит из крупных однородных частиц размера песчинок и при выветривании формирует мощные слои однородного песчаника. После погружения гранита и гранитной россыпи нефть и газ могут образоваться в материнской породе на большей глубине, затем мигрировать в россыпь (см. рис. 11.11). Коллекторы в гранитной россыпи очень распространены в Южной и Западной Оклахоме, а также в Северо-Восточном Техасе. На месторождении Элк-Сити в Оклахоме нефть добывают из гранитной россыпи, там, где она приближена к поверхности за счет возникшей антиклинали (см. рис. 11.12).

Остинский мел мелового периода является нефтеносным на территории штатов Техас и Луизиана (см. рис. 11.13а). Месторождения Гиддингс и Пирсэлл были обнаружены в Техасе в 1930-е годы, в настоящее время добыча частично ведется и в Луизиане. На месторождении Гиддингс на юге Центрального Техаса (см. рис. 11.13б) Остинский мел находится на глубине от 6500 до 12 тыс. фут, (2000—3500 м) и подстилается Игл-Фордским сланцем, который является материнской породой для нефти, при этом в самих меловых отложениях также есть органическое вещество. Благодаря вертикальным разломам в меловом периоде туда мигрировали нефть и газ, хотя без учета трещин проницаемость Остинского мела составляет менее 1 мд.

В Найобрэрском мелу и Баккенском сланце на территории Колорадо и Канзаса нефть также добывается из трещин. Нефтяные выходы на юго-востоке Колорадо недалеко от Кэнон-Сити позволили в 1876 г, обнаружить месторождение Флоренс, в котором добыча ведется из трещин в Пьерском сланце.

Как уже отмечалось ранее, минеральное многообразие россыпей камнецветного сырья довольно значительно, однако многие типы россыпей самоцветов неизвестны на территории России и других стран СНГ, либо не представляют самостоятельной промышленной ценности, либо к настоящему времени уже истощены.

В числе последних, в частности, ныне практически полностью отработанные элювиально-склоновые россыпи мориона, берилла и топаза на выходах камерных пегматитов Коростеньского плутона на Украине (Волынская группа). Отдельные россыпи имели форму изометричных или слабо вытянутых пластовых залежей мощностью 0.2-1.5 м и площадью 600-800 м2 каждая. Сливаясь, отдельные залежи занимали площадь до 30-40 тыс.км2. Характерная особенность этих россыпей состояла в том, что они представляли собой реликтовые образования, связанные с перемывом коры выветривания мезозойского возраста. Кристаллы мориона и топазов и обломки серого кварца залегали на размытой поверхности каолинизироваиных гранитов и перекрывались кварцевыми песками полтавской свиты олигоцеиа и четвертичными покровными суглинками при общей мощности торфов от 2 до 20 м . Это позволяет считать, что рассматриваемые россыпи принадлежат к той же россыпной формации Украинского щита, что и ископаемые, юрско-меловые титаноносные коры выветривания и россыпи Иршинского рудно-россыпного узла.

К числу в значительной мере отработанных, но еще сохранивших свое значение как объект малообъемной разработки, относятся Бобровская и Полдневская россыпи ювелирного демантоида на Среднем Урале. Известные с середины прошлого века, они интенсивно отрабатывались старателями и к настоящему времени от россыпей сохранились только целики и бортовые части (Бобровское месторождение). Вместе с тем особенности строения обоих месторождений важны с точки зрения оценки новых россыпных проявлений демантоида на Камчатке и Закавказье.

Россыпи демантоида ассоциируют с массивами ультрабазитовой офиолитовой формации. В силу хрупкости минерала, они весьма тесно связаны с коренными источниками, которыми являются зоны трещиноватости в краевых частях массивов. Россыпи располагаются в самых верховьях водотоков, имеют незначительную протяженность и залегают в толще плохо отсортированных песков в глинистом заполнителе. Поскольку демантоид содержит железо в закисной форме, он неустойчив по отношению к агентам химического выветривания и способен сохраняться только в условиях относительно холодного климата с преобладанием физического выветривания, чем в значительной мере и объясняется география известных россыпей демантоида (Урал, Камчатка) и их молодой (не древнее плиоцена) возраст. Россыпи демантоида, как и описываемые следом россыпи другого мало устойчивого минерала — хризолита — типичные представители россыпных формаций «холодных» литогенетических обстановок, составляющих антипод россыпной формации самоцветов, которые ассоциируют с корами глубокого химического выветривания.

Бобровская россыпь, связанная с одноименным коренным месторождением демантоида в северо-западной части Нижнетагильского дунитового массива, может служить иллюстрацией строения россыпей описываемого минерального типа. Она отрабатывалась с 1855 г., давая в отдельные годы до 86-104 кг (1912-1913 гг.) кристаллов демантоида хорошего качества. В месторождении различаются увальная (ложковая, в верховьях р. Малая Бобровка), долинная и террасовая россыпи. Продуктивным горизонтом увальной россыпи служили красноцветные супеси и глины кустанайской свиты плиоцена мощностью 1-2.5 м, перекрытые среднеплейстоценовыми щебнисто-глыбовыми отложениями и современным делювием, общей мощностью от 2.5 до 10 м. Эта, наиболее богатая часть россыпи представляла собой лентовидную залежь длиной около 5 км и шириной 20-100 м, с неравномерным распределением демантоида, содержания которого достигали на отдельных участках 100 г/м3. Россыпь продолжалась в долине р. Большая Бобровка, образуя две самостоятельные залежи — в днище долины и на террасе. Первая из залежей связана, по мнению Я.П. Самсонова и А.П. Туринге, с отложениями погребенной террасы и перекрыта отложениями современной поймы мощностью 2-3 м. Ее протяженность до 5 км при ширине залежи 100-150 м и мощности пласта 0,5-1.5 м. Сходное строение наблюдается и у террасовой залежи в правом борту долины с той разницей, что мощность продуктивного пласта террасовой россыпи достигает 3.5 м.

Демантоид в россыпи присутствует в высвобожденном виде и имеет размерность преимущественно до 4 мм; он слабо окатан — преобладают зерна изометричной формы со сглаженными углами и ребрами. Цвет зерен — зеленый, желто- и голубовато-зеленый; дефектные зерна с большим количеством включений магнетита, хризотил-асбеста имеют бурую окраску.

Россыпи благородного оливина (перидота, хризолита) также довольно редкий тип месторождений самоцветов, что определяется редкостью этого камня в природе и малой его устойчивостью как минерала в процессах переноса. Вместе с тем немногие известные россыпи, в том числе Кугдинская и россыпь трубки «Удачной» в России, рассматриваются как весьма перспективный промышленный тип месторождений в связи с простотой их отработки.

Драгоценные разновидности оливина представлены разностями, богатыми магнием, при соотношении фаялитового (железистого) и форстеритового (магниевого) компонентов 1:5. Все известные месторождения хризолита, в том числе и россыпные, связаны с массивами ультраосновных существенно оливиновых пород — дунитов, перидотитов, оливинитов, а также с продуктами щелочно-ультраосновного магматизма — кимберлитами и щелочными базальтами и пространственно тяготеют к областям активизации древних платформ (Сибирь), либо к молодым офиолитовым поясам с альпинотипными перидотитами (о-в Зебергет в Красном море). В гипергенных условиях оливин весьма неустойчив и не выдерживает переноса в силу своей хрупкости. Поэтому главный тип его россыпных скоплений — это элювиально-склоновые шлейфы непосредственно на месте выходов кимберлитов (россыпи трубок «Удачная-Восточная», «Зарница») либо хризолитоносных жил (Кугдинское месторождение).

Региональная позиция Кугдинского месторождения ювелирного оливина определяется его принадлежностью к поперечному ряду массивов основных пород и карбонатитов Маймеча-Котуйской зоны на севере Сибири. Основное питающее россыпь оруденение локализовано в крупнозернистых рудных оливинитах центральной части массива и представлено клиногумит-серпофит-флогопит-оливиновыми жилами и прожилками, местами концентрирующимися в штокверковые зоны. Хризолит в жилах образует скопления размером от нескольких сантиметров до 0.5×0,75×2.5 см при содержаниях 10-16 г/м3. Заключающие россыпь склоновые образования представлены суглинками с дресвой и обломками рудных оливинитов мощностью 0.2-1.5 м. Распределение хризолита неравномерно; он неокатан и в массе представлен зернами менее 2 мм; зерна размером более 8 мм составляют не более 15%.

Среди других минеральных типов россыпей камнецветного сырья следует также упомянуть россыпи жадеита и нефрита, формирующиеся в достаточно широком диапазоне литодинамических обстановок — от крупноглыбовых элювиально-глыбовых развалов («курумы») непосредственно в полях коренных месторождений (Оспинское, Бартогольское и Улан-Ходинское — все в Восточном Саяне) до валунно-галечных русловых, долинных и террасовых россыпей на значительном удалении от источника питания (бассейн рек Китай, Онот и Урик). Значительные скопления нефритовой гальки и валунов массой 0.03 до 48 т встречаются в Восточном Саяне на долинах рек на расстоянии до 200 км от коренного источника. Одна из причин столь широкого их ареала — влияние горнодолинных ледников, способствовавших перемещению валунов нефрита диаметром до 5 м, и последующее переотложение продуктивного материала в долины рек.

В 80-х годах в Восточной Якутии в пределах хр. Черского был выявлен новый район развития аллювиальных нефритовых и родингитовых россыпей, типичных для поясов альпинотипных ультрамафитов. Район расположен на междуречье рек Догдо и Селленях в верховьях правых притоков последнего — рек Кыра и Муникан, Протяженность выявленных россыпей составляет десятки километров. Это типичные валунные россыпи, образованные крупноглыбовым материалом размером от 0.5 до 2.0 и более м в поперечнике. Наряду с нефритом в россыпях присутствуют глыбы родингита (метасоматических пород гроссулярового, диопсид-гроссулярового и везувианхлорит-днопсидового состава), содержащие блоки высококачественного ювелирно-поделочного сырья — прозрачные и полупрозрачные разности яблочно-зеленого цвета.

Важнейшее свойство нефритовых россыпей — естественное их обогащение за счет удаления с поверхности глыб и обломков нефрита «корки» вмещающих пород, разрушения дефектных участков и др. В водной среде нефрит приобретает особо сочные тона, что способствует его быстрому обнаружению.

Это свойство в значительной мере присуще и жадеиту, который не только образует довольно выдержанные аллювиальные россыпи валунно-галечной размерности, но и способен сохраняться в ископаемых формациях (неогеновые жадеит-золотоносные конгломераты Северной Бирмы), однако на территории СНГ такие месторождения неизвестны. Все месторождения данного типа, развитые на известных коренных месторождениях (Лево-Кечпельское на Урале и Итмурунское в Казахстане), представлены элювиально-глыбовыми развалами без сколько-либо значительной водной обработки и обогащения материала.

Многопустотные панели перекрытий (настилы) являются самой массовой конструкцией, выпускаемой отечественной промышленностью сборного железобетона. Объем их производства только в Москве превышал 1 млн. м3 в год.
При переходе на изготовление панелей из песчаного бетона наряду со снижением себестоимости изделий решается ряд важных организационнотехнических задач в связи с исключением из производства дорогостоящего и дефицитного мелкого щебня.
Однако переход от использования тяжелого бетона к песчаному только в результате исключения крупного заполнителя приводит к увеличению расхода цемента, что даже при условии получения общего экономического эффекта, как правило, не является приемлемым решением для массового строительства. Кроме того, при использовании для изготовления песчаных бетонов смесей той же удобоукладываемости, что и для тяжелых, увеличиваются потери предварительного напряжения в арматуре, возрастают прогибы и т. д.
Проведенные расчеты показали, что в ряде панелей имеются резервы как по несущей способности, так и по деформативности, облегчающие переход на песчаный бетон для этой номенклатуры изделий.
Возможными конструктивными и технологическими мероприятиями, направленными на обеспечение требуемой несущей способности, уменьшения прогибов под нагрузкой и снижения расхода цемента, являются: снижение марки бетона, например, с М200 до М150 (в первую очередь для «коротких» настилов с ненапряженной арматурой), повышение уровня предварительного напряжения арматуры, снижение контролируемой прочности бетона при отпуске натяжения, увеличение эксцентриситета напрягаемой арматуры в результате уменьшения толщины защитного слоя бетона, повышение жесткости смеси за счет использования лучшей удобоукладываемости цементно-песчаных смесей по сравнению с тяжелыми, а также применения интенсивных способов уплотнения, использования химических добавок, мытых, фракционированных песков, укрупнительных добавок к ним и т.д.
Целесообразность проведения указанных мероприятий на заводе ЖБИ №5 ППО МПСМ, выбранного в качестве базового предприятия для проведения исследовательских работ, анализировалась в зависимости ог тина панелей, выявленных резервов по несущей способности и деформативности, технологии изготовления, используемого песка и ряда других факторов.
Заводом выпускается широкая номенклатура панелей, отличающихся длиной пролета, шириной изделий, количеством и классом преднапряженной арматуры, величиной эксплуатационных нагрузок, уровнем контролируемых напряжений и рядом других параметров. Это обстоятельство потребовало проведения расчетно-исследовательского этапа работ, целью которого являлась оценка указанных выше предложений, позволяющих осуществить перевод на песчаный бетон всей номенклатуры панелей.
Таким образом, в состав комплексной научно-исследовательской работы включены: расчетно-исследовательский этап; подборы составов песчаного бетона; выбор химических добавок и подготовка рекомендаций об их использовании; исследования, связанные с разработкой режимов изготовления панелей; выпуск на заводе опытных партий изделий, их испытания, в том числе и долговременные, оценивающие нарастание прогибов от длительного действия нагрузки; эксплуатационные испытания.
Расчеты выполнялись в соответствии с требованиями СНиП 2.03.01-84, указаниями «Руководства по проектированию предварительно напряженных железобетонных конструкций из тяжелого бетона», «Рекомендаций по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из мелкозернистого бетона».
Широкая номенклатура панелей и большое количество вариантов возможных конструктивных и технологических изменений, предполагаемых для реализации, делали практически необходимым разработку программы расчета панелей на ЭВМ. Из номенклатуры изделий, выпускаемых заводом, по результатам расчетов были выделены две панели — HB 58-12-12 и 2 УНТ 63-10, которые при изготовлении из песчаного бетона по существующей технологии обладают наименьшими запасами по прочности и деформативности. Эти изделия были приняты в качестве объекта для дальнейших исследований. Указанные выше мероприятия, в том числе направленные на снижение расхода цемента, неоднозначны по «вкладу» в намеченный результат — разработать технологию производства панелей из песчаного бетона без существенного увеличения расхода цемента и усложнения технологического процесса по сравнению с существующим. Поэтому на первом этапе проведения исследований были выбраны три из них как наиболее просто реализуемые в условиях завода и в значительной мере обеспечивающие решение поставленной задачи: использование крупных песков, комплексной химдобавки и повышение уровня контролируемого предварительного напряжения. Требуемая по расчету прогибов ряда настилов из песчаного бетона величина σо = 5200 ±920 кг/см2 для стали AtV была согласована с проектной организацией и принята вместо используемой в настоящее время ап = 4900 ±920 кг/см2.
Подборы составов песчаного бетона М200 с передаточной прочностью Rn = 140 кг/см2 после тепловлажностной обработки, при сохранении основных технологических режимов показали, что при применении песков Тучковского (Mк = 1,8) и Академического (Mк = 2,6) карьеров превышение расхода цемента над заводскими нормами составляет, соответственно, 30 и 18%. Введение в песчаный бетон, приготовленный на крупном песке, комплексной добавки С-3 + Na2SO4 позволило сократить указанное превышение расхода цемента с 18 до 9%.
Исследованиями влияния химических добавок на процесс структурообразования и прочность песчаного бетона показано, что введение добавки С-3 целесообразно при жесткости бетонной смеси до 40 с по ГОСТ 10181-81, и что ее использование увеличивает период структурообразования цементнопесчаной смеси. Это приводит к необходимости увеличить время предварительной выдержки перед термообработкой, что на заводе ЖБИ № 5 не представляется возможным.
Применение комплексной добавки-суперпластификатора С-3 в сочетании с ускорителем твердения Na2SO4 позволило уменьшить период структурообразования и получить требуемую прочность после тепловлажностной обработки, проведенной по режиму, длительность которого равна длительности режима, применяемого на заводе.
В табл. 6.10 приведены существовавшие и рекомендуемые составы бетона на крупном и мелком песках и стоимости материалов франко-завод в ценах 1982 г.
Разработаны альбомы рабочих чертежей панелей перекрытий из песчаного бетона и выпущены опытные образцы изделий: 14 типа 2УНТ 63-10 и 6 типа HB 58-12-12 (изготовлены на мелком песке), 7 панелей тина 2УНТ 63-10 — на крупном песке с использованием химдобавок. В процессе выпуска опытных партий уточнялись параметры отдельных технологических переделов (времени и режима перемешивания цементно-песчаной смеси, времени формования), установлена возможность использования существующего оборудования и трактов подачи бетона, опробованы различные режимы тепловлажностной обработки.
Для оценки прочности и деформативности указанных изделий проведены стандартные испытания (табл. 6.11).
Кроме того, 6 панелей по 3 из серий 1 и 2, нагруженные равномерно распределенной нагрузкой до появления трещин, были затем испытаны в ЦНИИЭПжилища длительно действующей нагрузкой. Данные испытаний на прочность, жесткость и трещиностойкость 14 панелей серий 1 и 2 приведены в табл. 6.12, 6 панелей серий 3 и 4 — в табл. 6.13. Анализ результатов испытаний показывает, что все панели разрушились от текучести продольной арматуры при нагрузках, превышающих контрольную по проверке прочности не менее чем в 1,5 раза.

В процессе нагружения панелей из песчаного бетона отмечено появление большого количества мелких трещин, постепенно раскрывающихся под нагрузкой. Практически до разрушения конструкции затруднительно было выделить трещину, по которой произойдет разрушение. Это обстоятельство может явиться дополнительным фактором, учет которого в расчетах позволит точнее оценить нагрузку, вызывающую нормируемое раскрытие трещин.
14 панелей были загружены контрольной нагрузкой, соответствующей появлению трещин нормируемого раскрытия.
В большинстве изделий типа 2 УНТ 63-10 при расчетном прогибе в δ = 21,1 мм, соответствующем указанной нагрузке, фактический составлял 8-13 мм или 1/800-1/600 Аналогично положение и с раскрытием трещин. Ни в одной из 14 испытанных панелей раскрытие трещин при контрольной нагрузке не достигало допускаемой величины 0,2 мм. В основном появившиеся трещины были волосяными, величина их раскрытия составляла 0,03-0,05 мм. В ряде панелей трещины при контрольной нагрузке вообще не появлялись. Аналогичные испытания были проведены для двух партий панелей, каждая из которых включала по 3 изделия типа HB 58-12-12. Партии изготавливались из песчаного бетона на мелком песке без использования добавки (табл. 6.11) и отличались составом цементно-песчаной смеси: для серии 4 расход воды был увеличен на 6 л/м3 по сравнению с табличным. Жесткость смеси, соответственно, была 30 и 18 сек. Цель эксперимента — оценить влияние нарушений в дозировке воды при изготовлении конструкций (изменение количества воды в замесе наиболее частое нарушение технологического процесса, вызванное практически неконтролируемым в течение смены изменением влажности песка).
Как следует из табл. 6.13, несмотря на соответствие изделий четвертой серии требованиям рабочих чертежей по прочности и трещиностойкости, панели обладают повышенной деформативностью, что, в свою очередь, означает необходимость тщательного контроля жесткости бетонной смеси. Панели 5—8, 11, 14 (табл. 6.12) были подвергнуты испытаниям на длительно действующие нагрузки в течение 193 дней. Длительно действующая нагрузка в 500 кг/м2 составляла примерно четверть от фактической разрушающей нагрузки. Через 193 дня панели 7 и 8 были полностью разгружены, панели 6’ и 14 дополнительно кратковременно нагружались до 1500 кг/м2, а затем также были разгружены. Панели 5 и 11 последовательно увеличивающимися нагрузками были доведены до разрушения.
Принятая методика испытаний позволила более глубоко вскрыть процесс деформирования под нагрузкой, оценить роль выдержки и предварительного нагружения на их последующее деформирование.
На рис. 6.15 приведен характерный график зависимости прогиба от нагрузки для панели 11. На рис. 6.16 дан график нарастания прогиба панелей 6, 8 и 11 во времени под нагрузкой 500 кг/м2.

Анализ результатов испытаний показал, что при вторичном нагружении панелей, т. е. после образования в них трещин, кратковременной нагрузкой 500 кг/м2 (без учета собственной массы) прогибы увеличились по сравнению с первоначальными значениями на 20-40% и стали равны 10-16 мм.
Последующее выдерживание панелей под нагрузкой в течение 193 суток привело к увеличению прогибов на 4—6 мм, что составило 40% кратковременных перемещений или 1/800-1/1000 пролета. Приращения перемещений во времени имели затухающий характер и хорошо апроксимировались логарифмическими кривыми видa Δf=alg(bt + c), где Δf — приращение перемещений, t — время выдержки в сутках, а, b, с — коэффициенты для отдельных изделий. По полученным зависимостям были вычислены возможные приращения прогибов панелей через 50 лет, которые оказались в пределах от 10 до 16 мм. Учитывая, что кратковременный прогиб от длительно действующей нагрузки 500 кгс/см2 примерно равен выгибу, можно заключить, что ожидаемый суммарный длительный прогиб панелей будет находиться в пределах 1/600-1/380 от величины пролета, т.е. менее нормируемого 1/200.
Сравнение деформативных характеристик панелей двух серий (начальный выгиб, перемещение под кратковременной нагрузкой, приращение перемещения во времени) показало, что деформативность изделий серии 1 несколько больше, чем серии 2. Отличие отдельных характеристик составляло до 20 %.
Испытанные панели работали в упруго-пластической стадии с образованием трещин и пластических (необратимых) деформаций. Так, доля остаточных перемещений после приложения нагрузки образования трещин была равна 14-17%, она увеличилась при выдержке под нагрузкой до 30-40%, при дальнейшем нагружении до 1500 кг/м2 уменьшилась до 20 % достигнутого прогиба.
В процессе испытаний панелей на нижней (потолочной) поверхности и боковых гранях появлялись многочисленные поперечные трещины, по мере увеличения нагрузки ширина их раскрытия постепенно увеличивалась, появлялись новые трещины ближе к опорам на равном расстоянии друг от друга. Однако на расстоянии от опор плит до 1,2 м трещины не наблюдались даже в момент разрушения. Что же касается несущей способности панелей, испытанных после выдержки иод нагрузкой, то она соответствует несущей способности панелей, разрушенных кратковременной нагрузкой.
Под нагрузкой 1500 кг/м2 прогиб составлял около 10 см. Разрушение началось с интенсивного раскрытия трещин в середине панели. Разрушение было зафиксировано под нагрузкой 1840 кг/м2 (№ 11) и 2040 кг/м2 (№5) при прогибе предыдущего этапа загружения 9,5 см (1/650 11 13,5 см (1/46/1).
Разрушение панелей произошло от текучести арматуры и последующего раздробления бетона сжатой зоны, отмечена потеря сцепления бетона с арматурой в срединной части изделия. В опорной части панелей сцепление бетона с арматурой не нарушилось. В табл. 6.14 приведены экспериментальные и теоретические (расчетные) данные испытаний.

Сравнение полученных в испытаниях данных по приросту прогибов панелей из песчаного бетона под нагрузкой с аналогичными результатами для панелей из тяжелого и легкого бетона свидетельствует о том, что по этому показателю изделия из песчаного бетона занимают промежуточное положение: прогиб их меньше, чем у панелей из керамзитобетона, и больше, чем в панелях из тяжелого бетона.
Таким образом, исследования, оценивающие прочность, деформативность, трещиностойкость многопустотных панелей перекрытий из песчаного бетона с прогнозированием их прогиба на 50 лет эксплуатации, подтвердили правильность предпосылок расчетно-исследовательского этапа работ и позволили рекомендовать их для применения в экспериментальном строительстве.
В соответствии с приведенными рекомендациями заводом ЖБР1 № 5 был произведен выпуск опытно-промышленной партии панелей.
Выпуск панелей HB 58-12-12п (п — песчаный бетон) ставил целью: проведение эксплуатационных испытаний, уточнение технологических режимов производства, разработку технологической карты, оценку возможности организации производства изделий из песчаного бетона без снижения производительности цеха и др.
Хронометраж операций подтвердил, что при соответствующей организации процесса производства изготовление многопустотных панелей перекрытий из песчаного бетона занимает не больше времени, чем изготовление аналогичных панелей из тяжелого бетона. В процессе транспортировки, установки настилов в здании и двухлетней эксплуатации (Лианозовский гормолзавод) каких-либо особенностей, отличающих опытные изделия от стандартных, нe наблюдалось. Многопустотные панели перекрытий, изготовленные из песчаного бетона, имели хороший товарный вид и потолочную поверхность, практически не нуждающуюся в отделке.