Металева кріплення - студопедія

Металева кріплення внаслідок високої міцності, довговічності і вогнестійкості набула широкого поширення при кріпленні капітальних і підготовчих виробок на рудниках і шахтах. Термін служби кріплення від 3 до 15 років і більше. Застосовують її в породах будь-якої міцності і при будь-якій формі поперечного перерізу виробки.

Кріплення використовують у вигляді арок, кілець, трапецієподібних і бочкоподібних рам, що виготовляються зі сталевих прокатних профілів типу СВП, двутавров звичайного типу або широкополочних (в зарубіжній практиці), а в окремих випадках із залізничних рейок. З'єднання елементів кріплення між собою можуть бути жорсткими, шарнірними, податливими або шарнірно-податливими.

Арки, кільця і ​​рами встановлюють у виробленні з кроком 0,5-1,2 м. Покрівлю та стінки (боки) при невеликому терміні служби вироблення затягують тонким круглим лісом, розпиляли, дошками або обаполами, а при тривалому - залізобетонними затяжками, металевими гратами або сіткою, скловолокнистим рулонний матеріал або штучними склопластиковими затяжками.

Трапецієподібні кріпильні рами відносять до жорсткої кріплення і застосовують у виробках з терміном служби 3-10 років при сталому гірському тиску. Елементи трапецієподібних рам виготовляють з двотаврових балок звичайного і широкополковий профілю, швелерних балок, з вживаних залізничних і рудничних рейок, а також з труб. Нижні кінці стійок неповних рам при міцних породах встановлюють в лунки глибиною 5-15 см і спирають на породу за допомогою прямокутної металевої плитки, привареною до кінця стійки (рис. 32, а); в м'яких породах стійки спирають на лежень (рис. 32, б). Лежні можуть бути залізобетонні, металеві, дерев'яні. При великому бічному тиску застосовують податливу крепь (рис. 32, в). Елементи кріпильних рам з'єднують за допомогою спеціальних черевиків, скоб, болтів, стяжок. Переваги трапецієподібної металевого кріплення полягають в простоті виготовлення та встановлення, недоліки - у відсутності податливості і меншою несучої здатності елементів кріплення, ніж в арочних конструкціях. При високому тиску з боку покрівлі можливе посилення верхняка одним або двома поздовжніми подхватами на стійках.

Мал. 32. Металева рамне кріплення: а - жорстка рамна кріплення; б - трапецієвидна рама, посилена третьої стійкою;

в - податлива рамне кріплення МПК-Т1; г - черевик, д - лежень. 1 - скоба; 2 - кулачки; 3 - вісь; 4 - обмежувач

Мал. 33. Аркова податлива кріплення з спецпрофиля: а - трехзвенная;

б - пятізвенная. 1 - верхній сегмент; 2 - бічний сегмент; 3 - розпірки;

4 - скоба; 5 - планка; 6 - гайка; 7 - нижній сегмент; 8 - міжрамні розпірки

Арочна кріплення виконується у вигляді жорстких, шарнірних, піддатливих або шарнірно-піддатливих конструкцій (рис. 33). Найбільш поширена арочна податлива трехзвенная кріплення АП-3 з спецпрофиля типу СВП (рис. 33, а) з піддатливістю до 300 мм, що складається з окремих арок, що встановлюються у виробках на відстані 0,5-1,25 м одна від одної, міжрамних розпірок і залізобетонних, дерев'яних або металевих ґратчастих затягувань. Піддатливість кріплення обумовлюється ковзанням елементів в вузлах їх сполучення після того, як зовнішнє навантаження перевершить сили тертя, і досягає по вертикалі 300-350 мм, завдяки чому в багатьох випадках вдається запобігти руйнуванню кріплення і підтримати вироблення без перекріплення протягом тривалого або всього терміну служби.

Арочна жорстка кріплення (АЖ) являє собою двохшарнірну арку з балок двотаврового профілю № 14-20 або залізничних рейок, яка зазвичай складається з двох полуарок, з'єднаних в замку за допомогою металевих накладок і болтів. Застосовується така кріплення в капітальних і підготовчих виробках в умовах сталого вертикального тиску при стійкій породі в підошві виробки. Перевагами жорсткої аркового кріплення є простота конструкції і більш висока несуча здатність, ніж у трапецієподібних рам; недоліками - відсутність податливості, значна довжина полуарок, що утрудняє їх транспортування і установку. Застосовується вона порівняно рідко. Також можуть застосовуватися трехшарнірних, пятішарнірние арочні кріплення.

Серед кріплень з спецпрофиля можна назвати аркову податливу, що складається з п'яти елементів АКП-5 з піддатливістю до 700 мм (рис. 33, б). Елементи кріплення виготовляються з спецпрофиля СВП-17, СВП-19, СВП-22, СВП-27 (цифри вказують масу 1 м спецпрофиля).

Арки зазвичай складаються з верхнього сегмента і двох бічних елементів (стійок), з'єднаних внахлестку і стягнутих двома (чотирма) хомутами. Крім того, застосовуються аркові кріплення несиметричною форми ПАК-2, що виготовляються з спецпрофиля СВП-17, СВП-19 з піддатливістю до 500 мм; кріплення спрямованої піддатливості з СВП-22, СВП-27, розраховані на зміщення порід висячого боку до 1300 мм. Кільцеву кріплення застосовують в умовах всебічного гірничого тиску. Її конструкція може бути жорсткою, шарнірної, податливою і шарнірно-податливою.