Крепление горно-разведочных выработок
План:
Горное давление
Материалы горной крепи
Способы крепления горных выработок
Урок 20
Горное давление
До проведения любой горной выработки породы в массиве находятся в состоянии напряженного равновесия. Частицы горных пород в массиве подвергнуты переносному сжатию и находятся в объемном напряженном состоянии, которое может быть разложено на горизонтальную и вертикальную, составляющие напряжения.
Схема к определению напряженного состояния массива горных пород
П
Форма свода обрушения при разных породах
а – при однородных равномерно разбитых трещинами породах;
б – при трещиноватых глинистых сланцах;
в – при вязких породах.
ри проведении горной выработки равновесие нарушается, происходит перераспределение напряжения во времени и в пространстве. Породы, окружающие выработку, воспринимают давление, которое вызывают деформацию горных пород. Деформация зависит от глубины выработки, от физико-механических свойств горных пород и от размеров обнажения.
2. Материалы горной крепи
Дерево. Самый распространенный материал на горно-разведочных выработках. Это дешевый, прочный материал, обладает небольшой массой, легко обрабатывается, стойкий к агрессивным водам, небольшой стоимости. Но лес недолговечен из-за гниения и характеризуется сравнительно небольшой прочностью. Срок службы древесины зависит от условий её работы и может длиться от 3 месяцев до 40 лет. Существуют следующие способы увеличения срока службы древесины: сушка, пропитка антисептиками. Применяют для крепления хвойные сорта леса в виде круглого леса – рудостойки и пиленого горбыля, бруса, досок. Для предохранения от гниения его пропитывают 2 – 5 % водным раствором фтористого натрия.
Бетон – искусственный строительный материал, в состав которого входит вяжущее вещество – цемент, образующий с водой пластичную твердеющую массу и заполнители – песок, гравий, щебень. Состав бетона в соотношении 1:2:3 – цемент, песок, гравий (щебень).
Применяют портландцемент марок 300, 400, 500, 600.
Достоинства: 1. Высокая прочность. 2. Огнестойкость. 3. Долговечность. 4. Низкая стоимость.
Недостатки: 1. Высокая трудоемкость. 2. Продолжительность времени схватывания и затвердения.
Пластбетон – синтетические вяжущие смолы с добавками (полиэтиленнолиамин, бензол – сульфокислота и др.).Обладает высокой прочностью, химической стойкостью против агрессивных вод и высокой водонепроницаемостью.
Металл – прочный, долговечный, огнестойкий крепежный материал изготавливается из чугуна и стали в основном двутаврового и швеллерного сечения.
Недостатки: высокая стоимость, подверженность коррозии.
Камни – применяют крайне редко, в основном под фундамент.
Железобетон – бетон, армированный металлом. В качестве арматуры используют холоднотянутую проволоку и горячекатную сталь диаметром до 10 мм. Железобетон применяют в виде монолитных конструкций и сборных элементов.
Применяются также стеклопластики (стеклянные волокна с синтетической смолой).
Армоцемент – разновидность сборного железобетона. В нем арматурная сетка состоит из стальных проволок диаметром 0,5 – 1,5 мм.
Каменное литье – расплавленные базальты и диабазы с последующим разливом их в формы.