Кріплення гірничих виробок

Кріплення гірничих виробок забезпечує їх провітрювання, безперебійну роботу підземного транспорту, необхідні для безпеки гірничих робіт. Правила техніки безпеки дозволяють не закріплювати виробки, пройдені в особливо міцних породах. Конструкція та спосіб кріплення залежать від виду та призначення виробки, розмірів і форми її поперечного перерізу, величини й характеру гірничого тиску, терміну служби кріплення тощо. Залежно від призначення, терміну служби, властивостей бічних порід використовують такі кріпильні матеріали, як дерево, метал, бетон, залізобетон, штучне й натуральне каміння. При проходженні гірничорозвідувальних виробок з коротким терміном експлуатації традиційно використовують дерев'яне кріплення; поперечний переріз таких виробок має трапецієподібну або прямокутну форму. При проходці експлуатаційних і гірничорозвідувальних виробок з тривалим терміном служби використовується кам'яне, бетонне, залізобетонне кріплення.

Існує кріплення жорстке й податливе. Жорстке під дією гірського тиску зберігає свою форму та розміри, тому його застосовують у стійких гірських породах. Піодатливе ж під дією великого гірського тиску змінює свою форму й розміри, зберігає стійкість. Його застосовують у малостійких породах. Податливість забезпечується шарнірним сполученням елементів кріплення, введенням у кріплення еластичних прокладок тощо.

За часом використання кріплення поділяється на тимчасове та постійне. Тимчасове підтримує виробку до встановлення постійного кріплення. Постійне будується слідом за тимчасовим на деякій відстані від нього. Тимчасове кріплення використовується для прискорення прохідницьких робіт, а зведення постійного вимагає багато часу. Тимчасове кріплення завжди застосовується в нестійких слабких породах і в тих випадках, коли постійним кріпленням має бути бетонне або кам'яне. Вимоги до тимчасового кріплення: багаторазовість використання, легкість встановлення, портативність.

Для закріплення гірничорозвідувальних виробок використовуються: дерево, метал, зв'язні матеріали та розчини, повітряні зв'язні речовини, бетон, залізобетон, натуральний камінь (бутове каміння, обтесані плити тощо).

Канави традиційно не закріплюються, а після складання геологічної документації і випробування засипаються. При проведенні канав у нестійких породах закріплюються або вирівюбються борти до кута стійкого укосу. Стінки канав закріплюються при проходці пісків, гальки, суглинків, завалів кам'яних порід (міцних, але з великими тріщинами), а також у випадках, коли канави зберігаються протягом тривалого строку (запобігають вивітрюванню).

Залежно від стійкості породи та глибини канави використовуються кріплення трьох видів рис. 3.6):

розпірне – якщо породи стійкі, але розбиті системою паралельних вертикальних тріщин;

в розгін – якщо породи малостійкі; вздовж стінок канав укладаються горбилі або дошки (рідко) попарно на однаковій висоті, на відстані 0,5-1 м один від одного, їх розклинюють розпірками через кожні 1-1,5 м по довжині канави; обаполи або дошки можна вкладати горизонтально або вертикально;

суцільне закріплення – якщо породи нестійкі, а термін використання канави тривалий.

1 – розпірки; 2 – стояки; 3 — затяжки

Рисунок 3.6 – Кріплення розвідувальних канав

У стійких породах горизонтальні виробки не закріплюються. Для створення більшої стійкості покрівлі виробкам надають склепіннеподібну форму. Закріплення проводиться після прибирання підірваної породи та вирівнювання стінок, грунту й покрівлі виробки.

Дерев'яне кріплення. Горизонтальні виробки закріплюються:

· неповними дверними окладами (рис. 3.7), які застосовується при значному тиску з боку покрівлі виробки і складається з перекладини (верхняка) та двох стояків (ніжок);

· повними дверними окладами, які застосовуються при випиранні грунту виробки і складається з перекладини (верхняка) та двох стояків (ніжок) і лежня;

· стояками з підлапками, які застосовуються при невеликому тиску зверху і встановлюються між грунтом і покрівлею виробки з одного або двох боків.

а) б)

а – врозгін; б – суцільним кріпленням

1 – переклад (верхняк); 2 – стояк; 3 – затяжка

Рисунок 3.7 – Неповні дверні оклади

Відстань між окремими дверними окладами залежить від тиску гірських порід і змінюється від 0,5 до 2 м. Якщо дверні оклади встановлюються на відстані від 0,5 до 2 м, таке кріплення називається «врозгін». За значного гірського тиску закріплюють виробку парними рамами (окладами) врозгін – кожні 0,5-1 м з затяжкою боків і покрівлі. В нестійких породах кріплення здійснюється суцільним – рами ставляться одна до одної.

Підвісне (стельове) кріплення на штангах-хомутах (рис 3.8а) складається з дерев'яної перекладини (верхняка), яка підтримується металевими сергами, закріпленими в горизонтальних шпурах, які пробурено в бічних стінках виробок. Діаметр верхняка – 15-18 см, матеріал – сосна. Підвісне кріплення можна з успіхом використовувати в горизонтальних виробках перерізом 1,8-5 м².

Підвісне (стельове) кріплення на штангах-прогонах (рис 3.8б) складається з верхняка, який підтримується бічними штангами та прогонами. На виступаючі кінці підвішуються прогони, виготовлені з рейок, двотаврових балок, швелерів або спеціальних дерев'яних брусків. Після закріплення прогонів на них укладаються верхняки один біля одного й розклинюються по кутках; залишений вільний простір між верхняками та покрівлею виробки забутовується.

а) б)

а – на штангах-хомутах; б – на штангах-прогонах

Рисунок 3.8 – Підвісне стельове кріплення

Штангове кріплення. Суть його полягає в тому, що породи покрівлі (а інколи стінок і грунту) закріплюються за допомогою металевих болтів, у такому разі порода покрівлі, стягнута болтами, працює як породна балка. Застосовують штанги металеві, залізобетонні і дерев'яні. За характером роботи металеві штанги поділяються на клинові та розпірні.

Пневмобетонування нанесення на тверду поверхню за допомогою стисненого повітря цементного розчину або бетону з тонкозернистим заповнювачем. Для цього використовуються спеціальні машини, які називаються торкрет-гарматами: в них засипають портландцемент із піском або суху бетонну суміш, що перемішується і з нижньої частини машини видувається крізь сопло стисненим повітрям.

Дата добавления: 2014-01-07