37. Материал крепи и технология крепления выработок деревянной крепью.

Деревянная крепь.

Деревянную крепь достаточно широко применяют для крепления горизонтальных, наклонных и вертикальных выработок с небольшим сроком службы (2-5 лет).

По своим характеристикам деревянная крепь относится к крепям ограниченной податливости и применяется в выработках с установившимся горным давлением. Деревянная крепь имеет трапециевидную, реже прямоугольную форму рамной конструкции.

Крепёжная рама состоит их двух стоек и верхняка, а в неустойчивых породах крепь имеет замкнутый контур и полный дверной оклад. Рамы в слабых породах могут устанавливаться вплотную друг к другу (сплошная крепь), а в устойчивых – на расстоянии 0,5-1,2 м друг от друга (в разбежку) с затяжкой кровли и боков.

• качестве материала деревянной крепи используют круглый лес хвойных пород: ель, сосна.

• качестве затяжки используют доски, горбыль, обаполы. Стойки устанавливают в лунки с наклоном (75 - 80⁰)к горизонтали. При значительной ширине выработки в середине может устанавливаться дополнительная стойка. В выработках с углом наклона более 30⁰, выработки крепят полными крепёжными рамами с распорками, предотвращающими их сползание, а при угле наклона более 45⁰ (и вертикальные) выработки крепятся сплошной венцовой крепью.

Область применения: подготовительные и нарезные выработки с небольшим сроком службы при большой величине ГД.

36. Характеристика постоянных крепей.

Постоянная крепь возводится в выработке на весь её срок службы и служит для предотвращения чрезмерных смещений контура и обрушений вмещающих пород;

Крепь подземных горных выработок должна отвечать следующим требованиям:

1. быть прочной, устойчивой, долговечной, огнестойкой, устойчивой против коррозии и гниения;

2. занимать минимальную площадь сечения выработки, не препятствовать выполнению технологических процессов, обеспечивать небольшое аэродинамическое сопротивление;

3. иметь минимальные затраты на изготовление и установку, обеспечивать легкую и удобную разборку на отдельные части при ремонте и извлечении.

Факторы влияющие на выбор крепи:

1. Пространственное расположение выработки

2. Назначение выработки

3. Вид транспорта

4. Форма и поперечное сечение ГВ

5. Срок службы ГВ

6. Физико-механические свойства вмещения пород

7. Расположение относительно пласта

8. Интенсивность проявления ГД

9. Способы охраны ГВ

Классификация:

По характеру взаимодействия с вмещающими породами: шарнирная, податливая, жесткая.

По форме: Прямоугольная, полигональная, трацевидная, сводчатая, арочная.

По конструктивным признакам: замкнутая, незамкнутая.

По виду материала крепи: бетонная, железобетонная, каменная, металическая, деревянная, анкерная, комбинированная.

42. Характеристика работы разных видов штанговой крепи. Принципы расчёта паспорта крепления.( штанговая, это и есть анкерная крепь)

Анкерная крепь – это система установленных и закрепленных в шпурах анкеров, расположенных определенным образом в породах, окружающих выработку, и предназначенных для повышения устойчивости обнажений массива в горных выработках

Виды:

1. Клиновой ( d=12-15 мм) или натяжной. + простота и сшивание массива; - если под пластинкой породы разрушаются то анкер исключается из работы.

2. Беззамковые анкера ( крепление по всей длине). Бурится шпур, заполняется цементом, всталяется анкер. – сложная технология

3. Распорный анкер. Работает следующим образом: поместив его в отверстие, нужно начать закручивать головку болта (есть версии и с винтами), после чего распорное кольцо на задней части будет разжиматься. Предназначен для крепления в жестких полнотелых основаниях. Выпускаются оцинкованный и желтопассированный типы.

4. Винтовые анкера. Вварачиваются в породу по типу винта. Широко применяются в слабых породах.

Существуют две основные схемы работы анкеров: «подвешивание» и «сшивание».

Анкерная крепь работает по схеме «подвешивания» в том случае, если неустойчивые породные слои и прослои находятся в пределах активной длины анкера, а замок анкера располагается в монолитных породах или за пределами зоны возможного разрушения пород в кровле выработки. Если замок анкера находится в зоне возможного разрушения пород в кровле выработки, то анкерная крепь работает по схеме «сшивание».

Порядок расчета.

1). Время устойчивого состояния незакрепленного штрека

2). Коэффициент формы выработки

3). Значение агрегатной прочности пород на одноосное сжатие

4) Расчетный пролет выработки (L_р)

5). Время устойчивого состояния незакрепленного «коржа»

6). В общем случае для расчета параметров анкерной крепи необходимо:

-определить размер зоны возможного разрушения пород в кровле выработки h_з;

-выбрать схему работы анкерной крепи («подвешивание или сшивание»);

- выбрать тип и рассчитать параметры крепи.

7). Полная длина анкеров

8). Расчетное расстояние между анкерами в ряду a_p принимается наименьшим из трех значений

9). После определения значения проверяется выполнение условия:

10). Расстояние d между крайними рядами анкеров и стенками выработки

11). В выработках шириной L ≤ 10 м допускается размещать анкеры по прямоугольной сетке, при этом расстояние смежду рядами анкеров

12). Время устойчивого состояния выработки, закрепленной анкерами

13). Необходимость охраны горных выработок в соляном массиве определяется путем сравнения технологического срока службы выработки (Т_сл) и прогнозируемого времени ее устойчивого состояния (Т_р).

Если Т_сл<Т_ра, то анкерная крепь не обеспечивает устойчивость выработки на заданный технологический срок службы. В этом случае следует выбрать другой способ охраны, например, установка металлической рамной крепи.

41. Облегчённые виды крепей, условия применения.

• Штанговая

• Набрызгбетонная

• Комбинированная

В крепких устойчивых породах последние годы все большее распространение получают облегченные виды крепей – набрызгбетон и штанговая крепь. Основными достоинствами этих видов крепей являются: снижение материалоёмкости и трудоемкости крепления выработок, уменьшение площади сечения, занимаемой крепью, снижение аэродинамического сопротивления.

Набрызгбетонная крепь является разновидностью бетонной. При этом способе крепления бетонная смесь наносится (набрызгивается) на обнаженную поверхность (повторяя контуры выработки). В результате плотного контакта крепи со стенками выработки происходит заполнение трещин. Толщина крепи может изменяться в широких пределах от 2-3 до 15-20 см. Она предохраняет обнаженные породы от выветривания и предотвращает отслоения мелких кусков. На рудных месторождениях до 50% капитальных выработок крепится набрызгбетоном.

В слоистых и трещиноватых крепких породах широкое распространение получила штанговая (анкерная) крепь, которая представляет собой металлические штанги (анкера), устанавливаемые в шпурах в кровле и стенках выработок. С помощью штанг происходит закрепление (сшивание) приконтурного слоя пород, за счет чего резко возрастает их несущая способность. Закрепление анкеров в шпурах производится с помощью клиновых замков, а стягивания закрепляемого слоя пород роисходит за счет натяжения штанги с помощью гайки и опорной пластины. Железобетонные штанги закрепляются по всей длине шпура с помощью бетонной смеси или полимерных смол.