книги из ГПНТБ / Добжанский Н.Е. Штанговая крепь на криворожский рудниках

В результате лабораторных испытаний пришли к заключе­ нию, что наиболее рациональны конструкции штанг с цилиндри­ ческой и конусной головками.

Кроме лабораторных испытаний, НИГРИ проводил испыта­ ния в производственных условиях с целью определения прочно­ сти закрепления штанг в скважинах, пробуренных в мягких и средней крепости породах, с коэффициентом крепости 6 и ниже по шкале проф. Протсдьяконова. При этих испытаниях приме­ няли усовершенствованный Н. Е. Добжанским гидравлический пресс-динамометр конструкции А. Ф. Скобкина, общий вид которого показан на рис. 8. Обычная схема испытаний штанго-

вой крепи таким динамометром в сочетании с электродинамо­

метром изображена на рис. 9.

Усовершенствованный пресс-динамометр был изготовлен

щаться после повышения усилий выдергивания штанг из сква­ жин до определенного для каждой штанги максимума. Затем смещение штанги в скважине идет при снижении усилий выдер­ гивания, причем снижение нагрузки наблюдается либо сразу, либо через некоторое время после достижения максимального

значения. Такое явление характерно для штанг, установленных в породах малой крепости, когда прочность закрепления штанг

12

меньше временного сопротивления штанг на разрыв. В породах относительно крепких, где возможно прочное закрепление штанг в скважинах, снижения нагрузки после достижения максималь­ ной величины не наблюдается. В таких случаях разрушение штанг наступает при усилиях меньших, чем прочность закреп-

Сметение замка штанги

Рис. 10. Динамика изменения величины смещения штанг в скважинах в за­ висимости от усилий выдергивания штанг (рудник «Ингулец»):

ления штанг в скважинах. Если скважина пересекает слои с разной крепостью, величина усилий выдергивания штанги из­ меняется в зависимости от крепости слоя, по которому переме­

щается замок выдергиваемой штанги.

С повышением крепости пород, при прочих равных условиях, возрастает прочность закрепления штанг в скважинах и умень­ шается величина смещения штанг. Так, максимальное усилие выдергивания штанги в блоке 5 шахты «Центральной», в дже­ спилитах с коэффициентом крепости 2—3, равнялось 1,5 т при смещении штанги на 36 мм, тогда как для штанги, установлен­ ной в гематито-мартитовых рудах с коэффициентом крепости

14

3—5, максимальное усилие выдергивания составило 11,9 т при смещении штанги на 65 мм. Максимальное усилие выдергива­ ния штанги в плотных гидрогематито-мартитовых рудах с коэф­ фициентом крепости 4—6 выразилось в 1,94 т при смещении штанги на 43 мм.

Рис. 11. Динамика изменения величины смеще­ ния штанг в скважинах в зависимости от усилий

тем меньше величина их смещения. Так, в штреке 2 блока 9

максимальная прочность закрепления штанги, установленной

15

была равна только 3,8 т при смещении штанги на 47 мм. В пер­ вом случае штанга сместилась только на 15 мм.

Из графиков испытаний на шахте «Гигант» видно, что прочность закрепления штанг в скважинах резко возрастает при увеличении угла выше 30° установки штанг к плоскости напластования пород. В двух штангах, установленных под уг­ лом 0 и 30° к плоскости напластования, максимальная прочность закрепления составила соответственно 11,4 и 10 т, а в трех штангах, установленных под углом 45, 60 и 90° к плоскости напластования, прочность закрепления соответственно была равна 17, 19,4 и 16,3 т, т. е. в 1,5—2,0 раза больше, чем в пер­ вом случае. При одной и той же нагрузке в 10 т смещение штанг составило в первом случае 46 и 30 мм, а во втором -- соответственно 16, 21 и 23 мм.

Проведенные испытания показали, что штанговая крепь при­ менима не только в крепких породах, но и в породах с коэф­

стимо применение штанговой крепи. Для обеспечения прочно­

сти закрепления штанг в скважинах, предварительное натяже­

ние штанг должно быть не менее 3,5—4,0 т, а при слоистых породах штанги ле должны устанавливаться под углом к пло­ скости напластования пород меньшим, чем 30°.

ОПЫТ ШТАНГОВОГО КРЕПЛЕНИЯ ВЫРАБОТОК В КРИВОРОЖСКОМ ЖЕЛЕЗОРУДНОМ БАССЕЙНЕ

Впервые и Криворожском бассейне штанговая крепь была применена на шахте «Валявко-Скиповая» рудника им. Ильича в выработках скреперования, которые проходили по джеспили­ там с коэффициентом крепости 10—14 по шкале проф. Про-

тодьяконова. При значительной площади обнажения джеспили­ ты часто проявляли склонность к отслаиванию, что создавало опасные условия работы, особенно в местах сопряжения выра­

боток скреперования с выпускными дучками.

В конце 1953 г. по инициативе горных инженеров Н. Н. Суп­ рунова, П. Б. Кульбиды и В. Е. Зеленского начали применять в местах сопряжений штанговую крепь, используя штанги

клинового типа диаметром 25 мм и длиной 1,7 ж с подхватами из швеллерных балок № 12 и затяжкой накатником.

Для крепления каждого сопряжения в кровле выработки скреперования под небольшим утлом наклона бурили четыре скважины диаметром 42—44 мм и глубиной по 1,6 м. Расстоя­ ние между двумя парами скважин принимали 2,4 м по оси штрека. На каждую пару установленных штанг подвешивали подхват из швеллера № 12 и затягивали пространство между подхватами накатником или однорезами. Примерная схема

16

крепления сопряжений выработок скреперования с дучками

показана на рис. 12.

В 1954 г. штанговое крепление особенно широко осуществ­ лялось на участке № 1, где опытный крепильщик В. Д. Белое-

ванных труб диаметром 25 мм.

Один из случаев крепления

сопряжений трубчатыми штан­ гами на шахте «Валявко-Се- верная» показан на рис. 13.

В апреле 1955 г., по пред­ ложению лаборатории техники

безопасности НИГРИ, на шах те «Северной» рудника им. Ки­

другой. К штангам были подвешены доски толщиной 60 мм и

шириной 200 мм, на которые были уложены затяжки. За период

службы указанных выработок никаких нарушений кровли не наблюдалось и безопасные условия работы были обеспечены.

На руднике им. Дзержинского штанговую крепь применили в 1955 г. в орте № 101 на горизонте 212 м шахты «Гигант».

Орт был -проведен в хлоритовых сланцах с прослойками рогови­ ков и в трещиноватых гидро-гематитовых роговиках с прослой­

ками сланца.

Кровлю орта закрепили (рис. 15), установив 8 штанг кли­ нового типа длиной по 1,8 м, расположенных нормально к пло-

17

Рис. 13. Крепление сопряжений выпускных дучек с выработками скреперования трубчатыми штан­ гами (шахта «Валявко-Северная»)

Рис. 14. Штанговая крепь в камере гаража гори­ зонта 326 л/ шахты «Северной»

18