Вопрос 33. Крепление горизонтальных подземных выработок. Характеристики видов крепи и область их применения.

Горной (руд­ничной, шахтной) крепью называются искусственные сооружения (конструкции), возводимые в подземных выработках для предот­вращения обрушения и вспучивания окружающих горных пород, сохранения необходимых размеров и рабочего состояния вырабо­ток, а также для управления нагрузкой.

Под термином крепление горных выработок понимается сово­купность работ по возведению (установке или монтажу) горной крепи в выработке. Применяемая крепь должна удовлетворять основным техническим и экономическим требованиям: быть прочной и обеспечивать безопасное ведение работ, иметь невы­сокую первоначальную стоимость и небольшие затраты в процес­се ее возведения и эксплуатации (поддержание в течение срока службы). Крепь должна занимать в выработке как можно меньше места, быть надежной в работе, несложной в изготовлении, удоб­ной для транспортирования. Кроме того, она должна иметь не­большое сопротивление движению по выработке воздуха. Эле­менты крепи должны иметь по возможности минимальное число типоразмеров и быть взаимозаменяемыми.

По сроку применения различают постоянные и временные кре­пи. Постоянную крепь устанавливают на весь срок эксплуатации выработки, а временную обычно возводят для поддержания призабойной части выработки в период ее проведения.

Крепи по своей рабочей характеристике бывают жесткие и податливые. Примером жесткой крепи может служить крепь из монолитного бетона, деформации которой в период эксплуатации не выходят за пределы упругих. Жесткая крепь обычно не имеет шарнирных соединений элементов и узлов податливости. Для предохранения элементов крепи от разрушения в период нарас­тающих в массиве деформаций и горного давления обычно уста­навливают податливую крепь. Податливая крепь может иметь шарнирное соединение отдельных элементов и обязательно спе­циальные узлы податливости, благодаря которым крепь допускает деформации и изменения своих размеров при сохранении проч­ности. Примером податливой крепи является арочная металличе­ская крепь, изготовленная из специального стального желобчато­го шахтного профиля.

Каждую крепь (кроме сплошной) возводят в выработке путем установки отдельных несущих конструкций (крепежных рам) вразбежку (на определенном расстоянии друг от друга) или всплошную одна к другой.

Рамные крепи по форме контура выработки могут состоять из рам трапециевидной, прямоугольной, полигональной, арочной или кольцевой формы. Эти рамные крепи сокращенно называют также соответственно трапециевидной, арочной крепью и т. д.

Число установленных крепежных рам на единицу длины (1 м) выработки называют плотностью крепи.

Для предохранения кровли и боков выработки от вывалов по­роды в промежутках между рамами устанавливают межрамное ограждение, которое называется затяжкой. Затяжка обеспечивает также более равномерное распределение давления горных пород на рамные крепи. Помимо рамных крепей широкое применение находят: сплошная крепь, анкерная (штанговая) крепь и комбини­рованные крепи.

Сплошная крепь полностью перекрывает кровлю и бока выра­ботки (а иногда и почву выработки) и представляет собой моно­литную (из бетона) или сборную (из железобетона) конструкцию. Сборная железобетонная или металлическая тюбинговая сплош­ные крепи состоят из отдельных элементов, которые после сбор­ки крепи работают как единая конструкция. Анкерная (штанго­вая) крепь представляет собой стержни из различных материалов, закрепляемых в кровле и боках выработки для удержания масси­ва горных пород от расслоения, сдвижения и обрушения.

Комбинированная крепь состоит из двух-трех самостоятельных видов (конструкций) крепи. К таким крепям можно отнести набрызгбетонную крепь с анкерами, рамную крепь в сочетании с анкерной крепью и др.

Для каждой выработки составляют паспорт ее крепления, кото­рый содержит чертежи конструкции крепи с указанием основных размеров. Указывают также плотность крепи и ее технико-эконо­мические показатели (несущая способность, расход материалов, стоимость и др.).

Паспорт крепления выработки является одним из основных технических документов, без которого проведение выработки за­прещено.