книги из ГПНТБ / Лебедкова А.А. Горное дело учеб. пособие
.pdfКроме того, в отдельных случаях крепь должна удо влетворять специальным требованиям - например, безопас ности в пожарном отношении, водонепроницаемости, возмож ности прохождения выработок в особо трудных горногеологичѳсвих условиях и др.
Крепь горизонтальных горных выработок
_Деревявная_в£епь_
Дѳрѳвяввую крепь применяв! при сроке службы до 2-х лет, а при консервированном лесе - до 5 лет, в уоловиях установившегося или умеренного горного давления, при от сутствии пучащих пород и при невозможности извлечения крепи для повторного использования.
Для крепления кровли выработки, пройденной в креп ких породах, возводят бесотоечную (потолочную) крепь,но основной конструкцией крепи является крепежная рама пря моугольной, трапециевидной, полигональной, кольцевой и др. форм. Наиболее часто применяется трапециевидная фор ма.
Крепь возводится из крепежных рам (дверных окладов),
которые бывают полными, неполными и усиленными. |
Иногда |
устанавливают рамы несимметричной формы / Рис. |
63 / . |
Неполная крепежная рама состоит из двух стоек и верх- |
|
вяка. В прямоугольных рамах стойки располагают |
перпенди |
кулярно вѳрхвяку, в трапециевидных - отклоняют |
от вер |
тикали / Рис. 64-а / . |
|
Полная крепежная рама имеет две стойки, укрепляющие стенки выработки, верхняк, поддерживающий ее, и лежень, защищающий выработку от пучения почвы. Места соединений
элементов крепежной рамы |
называют замками. Стойки с вѳрх- |
|||||
вяками соединяют в |
лапу, |
встык, |
в шип, |
в паз, а |
стойки |
|
с лежнем - в папу, |
в вуб |
/ Рис. |
65 |
/ . |
|
|
Рамы изготовляют из |
круглого |
леса |
диаметром |
15-ЗОом |
и устанавливают перпендикулярно продольвой оси выработки
вплотную |
одна к другой, или на расстоянии 0 ,7 -1 ,5 м меж |
ду ними. |
Во втором случае для предохранения от вывалов |
Рис. 63. Формы крепежных рам:
а - неполная крепежная рама; б - полная кре пежная рама; в - увиденная рама; г и д - не симметричные рамы.
А~А
Рис. 64. Крепежные рамы:
а - неполная; г - полная; I - верхнян;
2 « ж№%s; 3 ” яевевь.
Рнс„ 65» Способы соединения чаетеЗ крепеквіе рам а
узлы податливоста; а»б,в |
- |
различнее |
вида |
сое |
||
диненна стоек |
и верхнякоз |
в лапу, |
|
|
||
Д - |
з п аз; д - |
стоек н |
леааей в лапу; е - |
в зуб; |
||
ж - |
заострение |
стоеіГЬ& |
конус; з - |
заострение |
— £®ов*~э-веда“й5игіа.
породы промежутки между рамами затягивают обаполами или
досками, а пространство между затяжками и горным масси |
|
вом заполняют кусками мелкой породы. |
|
Стойки рамы устанавливают в углубления в почве /лун |
|
ки / , а по замкам прочно расклинивают вежду кровлей |
и |
бокам выработки. |
|
Ерепѳжвая рама является жесткой крепью. Некоторая |
|
податливость достигается на счет смятия под действием гор
ного давления заостренных нижних концов стоек / |
см. Рис. |
|||||||||
65 |
/ . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Раочѳт деревянной крепи предусматривает определение |
|||||||||
прочных размеров вѳрхняков, |
стоек и |
затяжек. |
|
|
||||||
|
Диаметр вѳрхняка ( d g |
) из |
круглого |
леса |
определяют |
|||||
по |
формуле проф. М.М. Протодьяковова |
|
|
|
||||||
|
|
|
dê-it 6ia 1 |
; |
с/ѵ |
|
|
|||
где |
СЪ - |
полупродет |
выработки в |
проходке |
на уровне |
оси |
||||
|
|
|
вѳрхняка, |
см; |
|
|
|
|
|
|
|
Т Г - |
объемный вес пород кровли, нг/ом^; |
|
|
||||||
, |
Æ |
7 |
расстояние |
между рамами, |
см; |
|
|
|
||
- |
напряжение |
на |
поперечный иггиб |
для |
||||||
|
г |
- |
допустимое |
|||||||
|
|
|
материала вѳрхняка, нг/см2 (для сосны |
|
|
|||||
|
|
|
ffia] = 70*90 кг/см2 |
); |
|
|
|
|
j- коэффициент крепости пород по проф, М.М. Протодьяновову.
Стойка работает ва прододьвый изгиб от вагрузкп свер ху и ва поперечный изгиб от боковой нагрузки.
Диаметр стоек можво проверять по формуле проф. М.М. Протодьяковова
где |
- |
осевое усилие |
ва стойку, кг fc m ~ £ Sîn'dL |
|
£ с т |
- |
длина |
стойки, |
см; |
с< |
- |
угол |
наклона отойки к горизонту, град. |
По расчету обычво диаметр стойки получается меньше диаметра верхвяка. йз конструктивных соображений диаметр стоек принимают равным диаметру верхвяка.
Наиболее натруженной является затяжка, распопоженная посредине верхвяка, толщина которой определяется по формуле
|
|
|
|
|
|
/ |
см |
|
где |
|
Н а 0,87 - коэффициент, |
принимаемый для затяжек из |
|||||
|
|
досок; |
|
|
|
|
|
|
|
|
К s 1,30 - то же для затяжек из обаполов; |
|
|||||
|
|
Г(ти] - допустимые напряжения на поперечный изгиб |
||||||
|
|
для материала затяжек, кг/см2 . |
|
|||||
|
|
Окончательно принимаются элементы деревянной крепи |
|
|||||
из |
стандартного леса. |
Число рам |
na |
I и |
округляется от |
I |
||
до |
4 (кратно 0,25 м). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Металлическая |
крепь |
|
|
|||
|
|
Металлическая крепь применяется для нреплѳния вырабо |
||||||
ток |
со сроком службы более 5 лет, |
в породах любой устойчи |
||||||
вости, при значительном горном давлении, а также в зоне |
|
|||||||
влияния очистных работ. |
|
|
|
|
|
|||
|
|
Конструкции металлической крепи по форме подразделяют |
||||||
на трапециевидные, арочные и |
кольцевые. |
|
|
|||||
|
|
Трапециевидную (рамную) крепь изготовляют ив рельсов |
||||||
или двутавровых балок |
№ 14 - |
20. Стойки соединяют о верх |
||||||
ними |
с помощью литых башмаков |
или |
накладок, уголков |
и |
||||
болтов с гайками. Отдѳльввѳ |
рамы соединяют между ообой |
тя |
||||||
гами |
или болтами / Рис. 66 / |
|
|
|
|
|
Рис. 66. Жесткая трапе цевидная металл« - чѳская крепь.
Арочная крепъ бнъае1? «tsüicJKOfi, подгализой и шарнир*-
НОЙ.
Жестлан арда состоит нз двух полуарок, соединенных
лдевгральаой ча.вта свода s липою» соадавятвльяш: планок
ибожеоз.
Арочную податливую кровъ изготовляют зз балок специ ального желобчатого преййЛЕ. Она состоит кз грех звеньев: арочного верхвяка и двух криволинейных стоек. Концы верхзяка телескопически входя? в стойки» что обеспечивает подаалщіостъ крепи. Места соединения стягивают ставьвши хомутами. Величина подакянвостм регулируется затягиванием хомутов, Драк между собой соединяются стяжками из полосо вой оталв или спецарофиля / Рис. 67/.
Рис. 67. Податливая металлическая крепь.
Арочная шарнирная крепъ состоит из двух металличес ких двутавровых полуарок, свободно опирающихся в стыках ва деревянные прогоны, и двух деревянных, металлических или железобетовных стоек. К концу каждой полуарки прива
рен шталійванный башмак, который охватывает дѳревяввый прогон и образует шарнир. Податливость крепа достигается за счет смятия деревянных прогонов в шарнире или смятия заостренных ловцов деревянных стоек / Рис. 68 / .
Нодьцевая крепъ также состоит из металлических эле
ментов фигурного профиля, соединенных |
замками - |
зажимами. |
|
В выработках, закрепленных металлической крепью, яров- |
|||
лю при воѳх категориях крепости |
пород |
затягивают |
всплошную, |
а бока при / > 4 - вразбежку. В |
последнее время |
в СССР и |
за рубежом начали применять затяжку из проволочной сетки, водвиотой стали s железобетонных плит,
_Камѳвзая врет _
КамеЕвуго крепь применяют дая крепления выработок с
установившимся горным давлением. |
|
Она состоит из фундаментов, вертикальных стенок |
е |
сводов; выкладывается на цементном растворе аз кирпичей или бетонных камней (бетонитов ) ш полностью перекрывает кровлю и бока выработки. / Рис. 69 / . Толщина крепи 25 64 см. Свод сооружается с помощью специальной опалубка - кружала. В случае необходимости в крепь помещают деревян ные прокладки толщиной до 30 мм, а забутовку пустот произ водят сыпучими материалами без вяжущих веществ, за счет чего обеспечивается податливость крени.
Трудоемкость работ по возведению каменной крепи огра ничивает ее применение.
Бетонная крепь
Бетонная крепъ применяется при значительном, но рав номерно установившимся горным давлением а большом сроке службы выработки.
Представляет собой разновидность каменной крепи и имеет такую же форму. Отличительной особенностью бетонной крепи является отсутствие швов и величие более арочной связи с окружающими породами / вія. Рис. 69 / . Толщина бетовной крепи 25-35 см, несущая способность и водонепрони цаемость ее выше, чем у каменной.
ш
л
Рио. 68. Арочная шарнирная крепь:
I - металлические полуарки; 2 - дѳрѳвяввыѳ, металли
ческие или |
железобетонные отойки;3 - башмак (обхват); |
4 - прогон; |
5 - распорки. |
Рис« 69. Karreиная и бетонная крепи.