кріплення гірська

Кріплення г про рная (копальнева, шахтна), штучна споруда, що зводиться в підземних виробках для запобігання обваленню і сполученню оточуючих гірських порід, збереження необхідних розмірів перетину виробок, а також для сприйняття і управління гірським тиском . К. р повинна забезпечити безпечну роботу у виробленні, бути економічною, транспортабельної і зручною для обслуговування, не заважати або не ускладнювати виконання виробничих процесів. К. р капітальних і підготовчих виробок поділяють за матеріалом кріплення (див. Кріпильні матеріали ); за характером роботи - на жорстку, податливу, шарнірну і комбіновану; за терміном служби - на постійну і тимчасову; за формою перетину вироблення - на трапецієподібну, арочну (замкнуту і незамкнуту), кільцеву, еліптичну, полігональну; по виду вироблення - на кріплення горизонтальних, похилих і вертикальних виробок. У капітальних гірничих виробках (стовбури, навколостовбурні вироблення, тунелі, капітальні квершлаги, камери та ін.), Що мають великий термін служби, застосовують монолітні бетонні і залізобетонні кріплення, збірну металеву і залізобетонну крепь (тюбінг), металеву рамне кріплення. Бетонна кругла кріплення (рис. 1, а і г) являє собою монолітний циліндр, щільно примикає своєю зовнішньою поверхнею до оточуючих гірських порід, з товщиною стінки 20-25 см і більше в залежності від величини гірського тиску і діаметра вироблення. Бетонну склепінчасту кріплення (рис. 1, б і в) застосовують в горизонтальних і похилих (до 30-35 °) виробках при середньої міцності і міцних (НЕ обдимають) породах в ґрунті; при наявності бічного тиску стінки склепінчастою кріплення виготовляють криволінійними. Залізобетонна монолітна крепь відрізняється від монолітної бетонної наявністю арматури (гнучкою зі сталевих прутів або жорсткої з металевих балок), що дозволяє сприймати розтягуючі зусилля від значного і нерівномірного гірського тиску. У горизонтальних капітальних виробках поряд з монолітної бетонної кріпленням застосовують також збірні залізобетонні кріплення: суцільну тюбінг (рис. 2, а), арочні (рис. 2, б), кільцеві або еліптичні (рис. 2, б). У капітальних виробках зазвичай використовують жорсткі кріплення, що сприймають навантаження в межах пружних деформацій без зміни форми і розмірів кріплення і вироблення.

Для кріплення підготовчих виробок найбільшого поширення набули металеві арочні і кільцеві податливі рамні кріплення (рис. 3, а, б). Податливі кріплення здатні під дією тиску гірських порід скорочувати свої розміри, а отже, і поперечний переріз вироблення в результаті зсуву елементів або їх деформації при збереженні несучої здатності і працездатності конструкції. Елементи металевих податливих рам виконують з спецпрофиля, поєднуючи їх між собою внахлестку за допомогою хомутів і болтів; піддатливість кріплення досягається за рахунок ковзання елементів кріплення в місцях їх з'єднання. Змішані рамні кріплення складаються із залізобетонних порожнистих (трубчастих і прямокутних) стійок і металевих верхняків, сполучаються за допомогою підвісної скоби. Як самостійний вид кріплення, особливо в гірничорудній промисловості, у поєднанні з рамними кріпленнями використовують анкерне кріплення . Застосовують (переважно на рудних шахтах) також жорсткі металеві кріплення (трапецієподібні, арочні і кільцеві) з двотаврових балок і вживаних рейок зі з'єднанням елементів накладками і болтами з гайками, рідше - за допомогою спеціальних черевиків. Кріпильні рами встановлюють у виробленні зазвичай на відстані 0,5-1 м одна від одної. Покрівля та боки вироблення між рамами захищаються т. Н. затяжками - залізобетонними плитами, металевими гратами і сітками різних конструкцій, дошками, распилами. Дерев'яну рамне кріплення (в т. Ч. Дерев'яні затяжки) в основному застосовують у виробках невеликого перетину і з невеликим терміном служби (до 3-5 років). Виробки зі значним терміном служби, як правило, закріплюються негорючими матеріалами (металом, бетоном і т. Д.). Рами трапецієподібної форми (рис. 4, а) встановлюють зазвичай через 0,5-1 м (вразбежку) із закріпленням крівлі і боків виробки між рамами дерев'яними затяжками або суцільно. При тиску з боку підошви виробки застосовують замкнуті (повні) рами з лежнем (рис. 4, б). Дерев'яна венцових кріплення, що зводиться в підготовчих вертикальних і похилих (понад 45 °) виробках невеликого перетину (шурфах, гезенків, схилах, збійках і ін.), Буває суцільна (рис. 4, в), коли вінці укладають один на інший, і на стійках (рис. 4, г), коли між вінцями встановлюються стійки довжиною 0,5-2 м. Вінці виготовляють з круглого лісу або брусів і з'єднують між собою закладенням «в лапу», а стійки з вінцями - зазвичай в паз.

Кріплення очисних виробок призначена для підтримки привибійної частини очисної виробки, де розміщується обладнання та проводяться роботи з видобутку корисних копалин. Цю кріплення виконують у вигляді рам, що складаються з металевих або дерев'яних стійок і верхняків, - т. Зв. індивідуальне кріплення. Рами розташовують правильними рядами уздовж лінії очисного вибою і переносять у міру посування забою; схеми установки кріплення розрізняються для пологих (рис. 5, а) і крутопадаючих (рис. 5, б) вугільних пластів. В сучасних очисних забоях (лавах) вугільних шахт набув поширення прогресивніший вид кріплення - пересувна механізована крепь. Для управління крівлею (управління гірським тиском) в очисних виробках застосовують спеціальні, т. Н. посадочні кріплення .

Розвиток конструкцій К. г. для капітальних і підготовчих виробок здійснюється за рахунок зниження витрати матеріалів на одиницю несучої здатності кріплення, застосування полімерних матеріалів, створення збірних секційних і інвентарних багаторазово використовуваних кріплень, механізованих пересувних кріплень для сполучення підготовчих виробок з очисними, тимчасових кріплень для прохідницьких вибоїв, анкерних кріплень з закріпленням їх в породах полімерними смолами і патронованими швидкотвердеющими мінеральними в'яжучими, гвинтів х анкерів. Про вдосконалення конструкцій кріплень очисних виробок см. В статтях індивідуальне кріплення і механізоване кріплення .

Літ .: Покровський Н. М., Спорудження і реконструкція гірничих виробок, М., 1962; Довідник по кріпленню гірських вироблень, М., 1972; Гелескул М. Н., Основні напрями технічного розвитку в області кріплення гірничих виробок, «Шахтне будівництво», 1971, №7.

М. Н. Гелескул.

Кріплення г про рная (копальнева, шахтна), штучна споруда, що зводиться в підземних виробках для запобігання обваленню і сполученню оточуючих гірських порід, збереження необхідних розмірів перетину виробок, а також для сприйняття і управління   гірським тиском

Мал. 3. Металеві кріплення з спецпрофиля: а - арочна податлива; б - кільцева податлива; 1 - верхняк; 2 - з'єднувальний хомут; 3 - болт.

Мал. 1. Кріплення капітальних виробок: а - бетонна кругла крепь вертикального ствола (подовжній розріз); б і в - бетонні монолітні склепінні кріплення горизонтальних виробок; г - бетонна монолітна кругла кріплення горизонтальної вироблення.

Мал. 5. Кріплення очисного забою (лави) індивідуальним кріпленням: а - на пологому пласті; б - на крутопадаючих пласті; 1 - металева стійка; 2 - металева посадкова стійка (тумба); 3 - вуглеспускних рештак.

Мал. 4. Дерев'яні кріплення: а - трапецієвидна кріпильна рама; б - повна рама (з лежнем); в - суцільна венцових кріплення; г - венцових кріплення на стійках; 1 - верхняк; 2 - стійки.

Мал. 2. Збірні залізобетонні кріплення: а - тюбінг; б - арочна шарнірна; в - еліптична замкнута; 1 - верхній сегмент; 2 - стійка; 3 - затягування; 4 - забутовка; 5 - сполучні болти.