Вся электронная библиотека >>>

Содержание книги >>>

 

ВЫСШЕЕ ГОРНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

Шахтное и подземное строительство


Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

 

Часть III. ТЕХНОЛОГИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ И НАКЛОННЫХ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК

ВОЗВЕДЕНИЕ ПОСТОЯННОЙ КРЕПИ

 

 

Технология крепления горных выработок — это совокупность приемов и операций по возведению инженерных конструкций, предназначенных для обеспечения устойчивого состояния подземных сооружений в течение всего срока их службы. Учитывая, что крепь горных выработок оказывает воздействие на протекание геомеханических процессов в породном массиве, вмещающем выработку, можно целенаправленно влиять на происходящие в нем процессы, устанавливая конструкции крепи на различном расстоянии от забоя выработки и через определенные промежутки времени после создания породного обнажения. Поэтому время и место установки крепи относят к важнейшим технологическим параметрам крепления горных выработок.

Обычная технология крепления горных выработок рассматривает возведение постоянной крепи как один из составляющих процессов основного проходческого цикла. Крепь возводят непосредственно в забое выработки после уборки породы. Правилами безопасности отставание постоянной крепи от забоя выработки ограничивается тремя метрами. Установленная таким образом крепь сразу же включается в работу и воспринимает полную нагрузку. Это обстоятельство ограничивает область применения жестких конструкций крепи, так как при этом она должна обладать высокой несущей способностью. Если в забое выработки возводить сначала временную крепь, которая воспримет часть смещений контура выработки, то нагрузки на постоянную жесткую крепь, устанавливаемую с некоторым отставанием, могут быть существенно снижены. Такой прием, получивший в горнотехнической литературе название «технологическая податливость», позволяет регулировать нагрузки на жесткую крепь, снижая ее требуемую несущую способность. Вместе с тем нельзя допускать чрезмерно больших значений «технологической податливости», так как вес отслоившихся при смещении контура выработки пород может превысить несущую способность временной крепи и разрушить ее. Подобную технологию крепления широко применяют для крепления магистральных выработок околоствольных дворов, когда в забое выработки возводят металлическую арочную податливую крепь из СВП, а спустя 2-3 месяца — постоянную монолитную бетонную крепь

 

 

При этом металлические арки снимают или оставляют в бетоне (омоноличивают).

Протяженность современных капитальных горных выработок измеряется километрами и вполне естественно, что прочностные и деформационные характеристики пересекаемых выработкой пород могут существенно изменяться даже в пределах одной литологической разности. Это, в свою очередь, вызывает неравномерность смещений горных пород по длине выработки, которые могут отличаться друг от друга на порядок и более.

Действующие в настоящее время нормативные документы по выбору типа конструкции крепи (СНиП II-94-80, Руководство по проектированию подземных горных выработок и расчету крепи и др.) предусматривают дифференцированный подход к креплению отдельных участков выработки, имеющих более чем 30%-ные отклонения прочностных свойств вмещающих пород. Однако эти возможности на практике не реализуются ввиду отсутствия соответствующих рекомендаций. Поэтому в настоящее время на всем протяжении капитальных горных выработок применяют один тип крепи (в основном, арочную металлическую податливую крепь из СВП), а ее несущую способность регулируют изменением шага установки арок или использованием разных номеров профилей.

Таким образом, вопрос о проектировании крепления для горной выработки в методическом отношении сводится к выбору оптимальных конструкций крепи для участков с различными горно-геологическими условиями, а в техническом — к обеспечению конструктивной и технологической сочетаемости различных видов крепей. При этом следует иметь в виду, что решение подобной задачи на стадии проектирования затруднено из-за отсутствия достоверной геологической информации. Только разработка контролируемых технологий крепления, основанных на возможности управлять несущей способностью крепи в зависимости от изменения горно-геологической и горнотехнической обстановки, может помочь преодолеть этот недостаток.

Серьезное внимание вопросу проектирования гео,механических параметров технологии крепления горных выработок стали уделять по мере все более широкого внедрения комбинированных крепей и породных несущих конструкций. Перспективными направлениями в области разработки ресурсосберегающих технологий крепления горных выработок являются новоавстрийский способ строительства тоннелей (НАСТ) и крепь регулируемого сопротивления (КРС).

Изложим результаты многолетних исследований по оптимизации крепления капитальных горных выработок с учетом новоавстрийского способа строительства тоннелей, проведенных кафедрой «Строительство подземных сооружений и шахт» МГГУ, позволившие разработать новую методологию крепления горных выработок на основе применения комбинаций различных конструкций крепей по длине выработки в зависимости от конкретной геомеханической ситуации на отдельных ее участках.

Предлагаемый подход требует осуществления непрерывного контроля смещений породного массива на закрепленных участках выработки, а технология КРС предусматривает крепление горных выработок базовой крепью и различными крепями усиления.

Базовая крепь — это конструкция крепи (или комбинация нескольких конструкций), возводимая непосредственно при проведении горной выработки. Параметры базовой крепи определяют для участка выработки с наибольшими значениями предела прочности на одноосное сжатие и модуля деформации пород.

Крепь усиления — это конструкция крепи (или комбинация нескольких конструкций), технологически сочетаемая с базовой крепью, повышающая суммарную несущую способность и возводимая по необходимости в зависимости от контролируемых сигнальных смещений контура выработки.

Совокупность базовой крепи и крепей усиления, устанавливаемых по длине выработки, имеет общее название «крепь регулируемого сопротивления (усиления)» (КРС).

Внедрение крепи регулируемого сопротивления позволяет исключить необоснованные запасы прочности крепи на участках с благоприятными горно-геологическими условиями, а также предотвратить ее разрушение и перекрепление в неблагоприятных условиях за счет своевременного увеличения несущей способности.

Сформулированный подход к креплению выработок является основой для разработки гибкой ресурсосберегающей технологии в шахтном строительстве.

Основными параметрами КРС являются ее несущая способность и податливость, которые необходимо регулировать в зависимости от изменения горно-геологических условий по длине выработки. Регулирование несущей способности и податливости КРС осуществляют в зависимости от контролируемых сигнальных смещений контура выработки.

Контролируемые сигнальные смещения —это максимально допустимые смещения породного контура, при которых базовая крепь еще обеспечивает устойчивое состояние выработки. Не останавливаясь на вопросе проектирования параметров крепи регулируемого сопротивления (эта тема подробно разбирается в курсе «Механика подземных сооружений»), рассмотрим технологические аспекты крепления.

При строительстве выработку первоначально по всей длине крепят базовой крепью с минимальной несущей способностью. В кровле выработки устанавливают датчики-сигнализаторы, настроенные на величину сигнальных смещений для базовой крепи, с помощью которых осуществляют контроль за смещением ее породного контура.

При реализации сигнальных смещений на каком-либо участке выработки производят усиление базовой крепи на этом участке выбранной на стадии проектирования крепью усиления. Процесс усиления крепи производят в один или несколько этапов (их количество определяют при проектировании) до полного затухания смещений контура выработки. На участке, где смещения контура выработки не достигают величины «сигнальных», выработка остается закрепленной первоначально установленной базовой конструкцией крепи.

В качестве базовой крепи в КРС в зависимости от ожидаемых минимальных смещений контура выработки рекомендуется применять набрызгбетонную, анкерную крепи и их комбинацию, металлическую арочную податливую из СВП, анкер-металлическую, тюбинговую и монолитную бетонную крепи.

В качестве крепи усиления в зависимости от принятой базовой крепи и максимальных смещений контура выработки по ее длине следует применять набрызгбетонную, анкерную крепи, тампонаж закрепного пространства, упрочнение пород, омоноличивание арок. Некоторые варианты крепей регулируемого сопротивления при двухстадиином усилении показаны на  10.12. Вариант I предусматривает установку анкерной крепи (см.  10.12, а) и тампонаж закрепного пространства (см.  10.12, б), вариант II — тампонаж закрепного пространства (см.  10.12, в) и упрочнение пород(см.  10.12, г).

Крепь регулируемого сопротивления прошла опытно-промышленную проверку на шахтах «Ворошиловградская 1» и «Комсомолец Донбасса» в Донецком угольном бассейне. На шахте «Ворошиловградская 1» расчетный диапазон изменения смещений контура полевого откаточного штрека составил от Ј/min=26 мм до £/тах=610 мм. В качестве базовой крепи, исходя из значения Umin, были приняты сталеполимерные анкеры с металлической сеткой. Ввиду большого диапазона изменения смещений было предусмотрено три этапа усиления крепи: первый — нанесение слоя набрызгбетона толщиной 150 мм, второй — установка металлической арочной податливой крепи из СВП-27 и третий — тампонаж закрепного пространства. Расчетное сигнальное смещение для базовой крепи составило 40 мм.

Первоначально весь участок с КРС был закреплен базовой крепью из сталеполимерных анкеров длиной 2 м с плотностью установки 1 анкер на 1 м2 поверхности выработки. В кровлю выработки на расстоянии 10 м друг от друга по ее длине непосредственно в забое устанавливали датчики-сигнализаторы СДК-45, настроенные на величину сигнальных смещений 40 мм. Через месяц после проходки два датчика зарегистрировали величину сигнальных смещений, и на этих участках было произведено первое усиление крепи путем нанесения слоя набрызгбетона толщиной 150 мм. Затем в кровле выработки были установлены два новых датчика, настроенных на регистрацию сигнальных смещений (60 мм) для базовой крепи с первым усилением. В дальнейшем смещения кровли штрека стабилизировались, и показания датчиков не достигли величины сигнальных смещений. Таким образом, необходимость во втором и третьем этапах усиления крепи отпала.

В западном параллельном откаточном квершлаге шахты «Комсомолец Донбасса» в качестве базовой крепи по длине выработки был применен набрызгбетон толщиной 60 мм, а крепью усиления служили различные конструкции анкеров ( 10.13).

Возведение рамной крепи. Как известно из курса «Конструкция и расчет крепи», к рамным крепям относят: арочную металлическую податливую крепь (трехзвенную, пятизвенную или кольцевую из спецпрофиля СПВ); железобетонные рамные крепи из стоек и верхняка для выработок трапециевидной или арочной формы. Элементы крепи выполняют полыми прямоугольной или круговой формы и таврового сечения различных размеров в зависимости от размеров выработки. В качестве межрамного ограждения применяют железобетонные, металлические, стеклотканевые и стеклопластиковые затяжки различной конструкции.

Рамную крепь устанавливают в забое вслед за подвиганием выработки. Отставание крепи от забоя определяется паспортом крепления.

Возведение металлической рамной крепи является наименее механизированным процессом из всех работ проходческого цикла. Как правило, только подъем верхняка осуществляют с помощью механизмов и приспособлений. Все остальные работы по установке рам выполняют вручную.

Большое разнообразие работ при установке рамы и затяжек вызывает значительные трудности по созданию машины для возведения рамной крепи, которая обеспечивала бы высокую (более 70%) механизацию работ.

В производственной практике рамную крепь обычно возводят с использованием рабочих полков (подмостей). Рабочие полки бывают подвесные ( 10.14, а) или на стойках (см.  10.14, б). С рабочего полка производят оборку породы по периметру выработки.

Затем отбойным молотком разделывают лунки, в которые устанавливают стойки, соединенные с ранее установленными рамами двумя межрамными постоянными или монтажными стяжками (распорками). Межрамные стяжки (распорки) устанавливают на 0,8 м ниже соединительных узлов.

С рабочего полка поднимают верхняк и соединяют со стойками хомутами. В местах соединения соблюдают проектную величину нахлестки. После соединения верхняка со стойкой его соединяют межрамной стяжкой (распоркой) с ранее установленной рамой.

Правильность установки рамы проверяют по отвесам, после чего раму расклинивают в замках и устанавливают затяжки. По мере установки затяжек пространство между породой и затяжками заполняют мелкими кусками породы — забучивают закрепное пространство.

На прямолинейных участках крепи раму устанавливают перпендикулярно к продольной оси выработки, на криволинейных — по направлению радиуса закругления. В наклонных выработках рамы устанавливают перпендикулярно к почве.

Возведение монолитной бетонной (железобетонной) крепи (обделки). Монолитную бетонную (железобетонную) крепь применяют при строительстве подземных сооружений с большим сроком службы в породах средней прочности и ниже. В горной промышленности в основном монолитную бетонную крепь используют ддя крепления выработок околоствольного двора (камеры, узлы сопряжения, протяженные выработки), квершлагов и штреков, проводимых по слабым породам. В выработках с неравномерным давлением и шириной более 6 м применяют железобетонную крепь.

В практике работы по возведению бетонной крепи производят по параллельной, последовательной и совмещенной схемам.

При параллельной схеме работы по возведению постоянной бетонной крепи полностью совмещают с бурением шпуров и погрузкой породы. Бетонную крепь возводят на расстоянии 30—50 м от забоя. Пространство от забоя до бетонной крепи закрепляют временной крепью, в качестве которой обычно применяют металлическую рамную крепь. При возведении бетонной крепи временную крепь извлекают. Параллельную схему применяют при проведении протяженных выработок. Совмещение основных работ позволяет проводить выработки с повышенной скоростью. Недостаток схемы — сложная организация работ.

Последовательная схема имеет два варианта. Первый — выработку проводят на всю длину, и затем возводят постоянную крепь. Этот вариант применяют при возведении камер и выработок небольшой длины. Второй — выработку проводят на длину 15-30 м, затем работы по проведению останавливают и на пройденном участке возводят бетонную крепь. Этот вариант применяют при проведении выработок в слабых породах, где временная крепь не обеспечивает поддержание выработки по всей длине. Общим недостатком обоих вариантов последовательной схемы является низкая скорость проведения выработок. Применение этой схемы обусловлено геологическими условиями и параметрами выработок.

При совмещенной схеме возведение бетонной крепи производится в призабойной части с отставанием от забоя на 5-7 м. Работы по возведению бетонной крепи частично совмещают с бурением шпуров и погрузкой породы. Эту схему применяют при проведении протяженных выработок в слабых породах.

Комплекс работ по возведению бетонной крепи состоит из монтажа (в последующем — демонтажа) опалубки, укладки бетонной смеси за опалубку и доставки бетонной смеси (или ее компонентов) с поверхности к месту производства работ.

Опалубки. Для возведения бетонной крепи применяют металлические и деревянные опалубки.

Металлические опалубки должны отвечать следующим требованиям: иметь достаточную прочность и жесткость в соответствии с нагрузками, которые действуют на опалубку в процессе ее эксплуатации; обеспечивать правильность формы и размеров поперечного сечения горной выработки; допускать быструю установку в рабочее положение для бетонирования и легкое отделение от возведенной бетонной крепи без повреждения поверхности бетона; обеспечивать возможность пропуска по выработке подвижного состава; иметь многократную оборачиваемость. Металлические опалубки разделяют на разборно-переставные и передвижные. Разборно-переставные опалубки применяют в подземном сооружении небольшой длины с переменным поперечным сечением. Эти опалубки состоят из кружал и опалубочных щитов.

Примером разборно-переставных опалубок является опалубка ОГУ конструкции ЦНИИподземмаша ( 10.15), которая состоит из наружных / и внутренних 2 стоек, правого 3 и левого 4 полукружал, стяжки 5, распорок 6 с кронштейнами 7, затяжки 8 и упоров 9 и 10. Один комплект опалубки включает 11 сборных кружал и 240 металлических затяжек размером 25 х 200 см. Опалубка ОГУ позволяет возводить бетонную крепь в выработках площадью поперечного сечения 4,9—16,6 м2 в свету. Достоинством разборно-переставных опалубок является возможность многократного (до 100 раз) их использования; недостатком — значительная трудоемкость монтажа и демонтажа, продолжительность работ.

Передвижные опалубки предназначены для возведения бетонной крепи в выработках значительной протяженности. Общий принцип конструкции передвижной опалубки заключается в том, что после её отрыва от затвердевшего бетона внешние размеры опалубки уменьшаются, что дает возможность переместить её по выработке. После перемещения опалубки к месту возведения крепи внешняя поверхность раздвигается так, что ее контур соответствует конфигурации выработки в свету. Различные конструкции передвижных опалубок отличаются формой и размерами, способом отрыва от бетона, приведением в рабочее состояние и способом перемещения.

Примером передвижной опалубки является опалубка ОМП-1 конструкции КузНИИшахтостроя ( 10.16), которая состоит из 15 секций / и самоходной консольной тележки 2. Секции шириной 4450 мм, высотой 3600 мм и длиной 1000 мм выполнены в виде четырехшарнирной арки, сваренной из листовой стали с ребрами жесткости. Масса секции 1000 кг. К верхней части секции приварена двутавровая балка 2, по которой движется консольная тележка 3 со скоростью 4 м/мин. Масса тележки 600 кг, ширина 400 мм, высота 1500 и длина 3290 мм.

Порядок перестановки секции следующий: под демонтируемую секцию передвигают консольную тележку до упора в двутавр, выдвигают площадку 4 домкрата 5, убирают крепежные детали, нижняя часть секции 6 разворачивается в транспортное положение, секции опускают на тележку и перемещают к новому месту монтажа, опускают фундаментные подставки, секции устанавливают в проектное положение и крепят к ранее установленной секции болтами.

Передвижные опалубки значительно сокращают время и трудоемкость возведения бетонной крепи. Их недостаток — ограниченное применение по площади сечения и длине выработок.

Объем применения металлических опалубок пока недостаточен из-за большого количества типоразмеров сечений подземных сооружений.

Бетонную смесь укладывают за опалубку механизированным и ручным способами.

Механизированная укладка бетонной смеси за опалубку позволяет значительно сократить время производства работ и повысить производительность труда. Для укладки бетонной смеси применяют пневматические бетоноукладчики и бетононасосы.

Транспортирование бетонной смеси с поверхности земли к месту укладки производят в шахтных вагонетках и специальных бетоновозках.

Для уменьшения трудоемкости разгрузки бетонной смеси в вагонетках устраивают наклонное дно, а в торце прорезают люк, который закрывают заслоном.

Более совершенным является спуск бетонной смеси по трубам в пневматический бетоноукладчик, который транспортирует смесь по трубам за опалубку.

Укладку бетонной смеси за опалубку необходимо производить слоями высотой 20—30 см с тщательным уплотнением вибратором.

Поверхность бетона после снятия опалубки должна быть ровной и гладкой. Площадь раковин не должна превышать 100 см2 на 5 м2 поверхности бетона.

Возведение монолитной железобетонной крепи производят так же, как возведение монолитной бетонной крепи. Различие заключается лишь в том, что перед подачей бетона за опалубкой устанавливается арматура.

В последние годы в шахтном строительстве в сложных горно-геологических условиях с высоким горным давлением и интенсивным выва-лообразованием получила применение металлобетонная крепь, которая состоит из металлических рам в сочетании с монолитной бетонной крепью и обладает большой прочностью.

Возведение монолитной бетонной крепи производят на расстоянии 30-50 м от забоя за зоной интенсивных смещений пород, что помимо технологических удобств создает нормальные условия для твердения бетона и набора им прочности. Бетон укладывают механизированным способом с помощью бетоноукладчика за металлическую инвентарную опалубку.

Основным недостатком металлобетонных крепей любых конструкций является большой расход металла, высокая стоимость и большая трудоемкость работ по возведению крепи. Расход металла на 1 м крепи выработки составляет 400-1292 кг.

Возведение набрызгбетонной крепи. Набрызгбетонную крепь возводят путем нанесения на обнаженную породную поверхность бетонной смеси под воздействием направленного воздушного потока. По способу подачи бетонной смеси к месту укладки набрызгбетонные машины делятся на два типа: для сухого и мокрого набрызгбетонирования. В первом случае бетонную смесь к месту производства работ обычно подают по трубопроводу в сухой смеси, а затворение ее водой перед укладкой производят в камере смешения бетономашины. Во втором случае к месту производства работ подают уже затворенную водой смесь, а нанесение ее на поверхность обнажения производят сжатым воздухом. Машины для сухого способа по конструктивным признакам разделяются на камерные, с шлюзовым (роторным) барабаном и шнековые.

Технология работ по возведению набрызгбетонной крепи заключается в следующем. Цемент и инертные заполнители (песок, щебень) перемешивают в бетономешалке и загружают в машину для набрызгбетона в сухом виде. Сухая смесь сжатым воздухом транспортируется от машины по шлангу в сопло-смеситель, куда по шлангу поступает также вода. В дальнейшем увлажненная бетонная смесь с большой скоростью выходит из сопла-смесителя и наносится равномерным слоем толщиной 5-7 см на породную поверхность выработки.

Таким образом, при возведении набрызгбетонной крепи в одном технологическом процессе объединяются приготовление и затворение смеси, перемешивание, транспортирование, укладка и уплотнение бетонной смеси.

Набрызгбетонную крепь нередко применяют в сочетании с анкерами или анкерами с металлической сеткой.

При возведении набрызгбетонной крепи применяют комплекс оборудования, позволяющий механизировать работы по транспортированию сухой смеси, загрузке ее в машину и подаче смеси к соплу. Такой комплекс оборудования изображен на  10.17. В этом комплексе транспортирование смеси производят в специальных вагонетках с опрокидным кузовом, а загрузку машины осуществляют шнековым перегружателем.

В качестве основного оборудования для возведения набрызгбетонной крепи используют машины БМ-68, БМ-70, ПБМ и др.

Производство работ по возведению набрызгбетонной крепи состоит из подготовки поверхности выработки, транспортирования материала, загрузки его в машину и нанесении смеси на стены и кровлю выработки.

Подготовка обнаженной поверхности заключается в сборке и смачивании водой кровли и стен. При запыленной поверхности ухудшается адгезия бетонной смеси с породой.

Одновременно уточняют степень обводненности бетонируемой поверхности и в зависимости от этого корректируют сроки начала и конца схватывания бетонной смеси.

При нанесении бетонной смеси важное значение имеют водоце-ментное отношение и расстояние от сопла до породной поверхности. Водоцементное отношение (В/Ц) должно быть в пределах 0,4—0,5. Количество воды, подаваемой в сухую смесь, регулирует сопловщик при помощи крана на водопроводном шланге. При увеличении количества воды против нормы (при В/Ц > 0,5) происходит повышенное оползание смеси, а материал крепи будет пористым. При В/Ц < 0,4 покрытие получится слоистым, а процесс работы будет сопровождать интенсивное пылеобразование.

Расстояние между торцом выходной насадки и породной поверхностью рекомендуется принимать в следующих пределах: на среднем участке вертикальной стенки (шириной около 1 м на расстоянии 0,5—0,8 м от почвы выработки) — 1,1 — 1,3 м, на нижнем и верхнем участках вертикальной стенки — 0,9—1,1 м, на кровле выработки 0,7—0,9 м. Угол встречи струи и бетонной смеси с закрепляемой поверхностью должен быть близким к 90°.

Подачу смеси к соплу необходимо вести равномерно, без перерывов и пульсаций. Шланги и сопло периодически продувают сжатым воздухом. Нанесение бетонной смеси на вертикальную поверхность целесообразно производить прямолинейно, перекрещивающимися движениями, на своде выработки — круговыми.

Толщина одного слоя зависит от сроков начала и конца схватывания и крупности заполнителей. При использовании обычных цементов (без добавок ускорителей) и мелкого заполнителя толщина одновременно наносимого слоя составляет на стенках 4—6 см (в кровле 2—3 см, «отскок» до 20%). При применении двухкомпонентных смесей на базе специальных быстросхватывающихся и быстротвердеющих цементов толщина одновременно наносимого слоя увеличивается в стенах до 8—10 см («отскок» 8-10%) и в своде до 5-6 см («отскок» 11 — 13%).

В трехкомпонентных смесях на обычных цементах без химических добавок со щебнем крупностью до 10 мм величина «отскока» достигает 25-30%, а с фракцией крупностью до 20 мм — до 30-35%. В тех же смесях, но приготовленных на быстросхватывающихся цементах, величина «отскока» уменьшается в 1,5 раза.

Контроль за качеством набрызгбетонных работ включает проверку качества исходных материалов (цемента, песка, щебня), соблюдение расчетной дозировки в процессе приготовления смеси, испытание образцов бетона на прочность и соблюдение технологии покрытия.

Качество набрызгбетонного покрытия контролируют путем замеров толщины наносимого слоя и потерь материалов в виде «отскока».

Проверку состояния набрызгбетонного покрытия производят при наружном осмотре и простукивании молотком. Глухой звук указывает на неплотное прилегание покрытия к породе. В этом случае отслоившаяся часть бетона должна быть обобрана и восстановлена повторным набрыз-гом. Покрытие, нанесенное на основе быстросхватывающихся цементов, через 10—15 мин теряет воду, поверхность приобретает блеск, образуется твердая корка, которая через 15—20 мин не разрушается при надавливании пальцем. Это свидетельствует о схватывании и приобретении прочности на сжатие не менее 0,5 МПа.

Возведение крепи из железобетонных тюбингов. Крепь из железобетонных тюбингов применяют в капитальных горных выработках, расположенных вне зоны влияния очистных работ, при значительной нагрузке на крепь и отсутствии пучения породы почвы. Наиболее широко такую крепь применяют на шахтах Кузнецкого угольного бассейна.

Тюбинговую крепь монтируют двумя способами: последовательным — тюбинги устанавливают с одного борта выработки и заканчивают в другом; параллельным — тюбинги устанавливают с обоих бортов выработки. Последний тюбинг устанавливают в замке свода.

Монтаж тюбингов производят с перевязкой швов и скреплением между собой болтами. При монтаже тюбингов «раскрытие» швов в радиальных стыках не должно превышать 3 мм.

Возведение крепи из железобетонных тюбингов производят с помощью кранов К-1000, УК-500, УТ-1.

Для обеспечения совместной работы крепи с окружающими ее боковыми породами закрепное пространство заполняют мелкой породой (фракции 0—40 мм) после установки и расклинки каждой арки. В сложных горно-геологических условиях закрепное пространство заполняется цементно-песчаным раствором с соотношением компонентов 1:5. Для нагнетания раствора в каждой четвертой арке устанавливают по три тюбинга с тампонажным отверстием.

Блочная крепь является многошарнирной податливой конструкцией, состоящей из клиновидных неармированных блоков. Для обеспечения податливости и равномерного распределения нагрузки по плоскости между блоками укладывают деревянные прокладки толщиной 30—40 мм. Блоки имеют длину по внутренней поверхности 600—800 мм, ширину (по длине выработки) 500 мм, толщину крепи 300-400 мм. Масса блока — не более 280 кг. Блоки свода имеют отверстия для монтажа крепи, навески оборудования и тампонажа.

Возведение блочной крепи производится при помощи крепеукладчи-ков различной конструкции ( 10.18).

Подъем блоков производят лебедкой, находящейся на расстоянии 10-20 м от места укладки. При возведении крепи блок лебедкой поднимают через рольганг на верхний сегмент арки и по роликам спускают вниз. После установки блоков на всю арку крепеукладчик передвигают по направляющим швеллерам.

К достоинствам бетонной блочной крепи относятся высокая грузоне-сущая способность, долговечность, способность крепи воспринимать нагрузку сразу после возведения, малые аэродинамические сопротивления, использование местных материалов. Однако возведение этой крепи требует большого объема ручных работ и очень трудоемко (50—55% трудозатрат проходческого цикла).

Возведение анкерной крепи. Анкерную крепь можно применять как временную, так и постоянную, в виде самостоятельной крепи, а также в сочетании с металлической сеткой, набрызгбетоном и металлическими и деревянными подхватами.

Возведение анкерной крепи включает работы по бурению шпуров и установке анкеров.

Бурение шпуров под анкеры производят электросверлами, телескопическими перфораторами и бурильными установками. Ручные электросверла применяют при бурении шпуров в слабых и средней крепости породах. Телескопические перфораторы применяют при бурении вертикальных шпуров в крепких породах.

Перед началом крепления забой должен быть приведен в безопасное состояние: нависшие куски породы обирают, кровлю остукивают для выявления отслоившихся плит. Через отслоившиеся плиты бурение шпуров для установки анкеров недопустимо.

Расположение и параметры (глубина и диаметр) шпуров должны строго соответствовать паспорту крепления, глубину шпуров при этом контролируют при помощи колец ограничителей, закрепленных на буровой штанге, или метки на ней. Глубина шпура должна быть на 5-7 см больше длины анкера с опорными плитами. Расстояния между анкерами в ряду и между рядами зависят от крепости пород, типа анкера, ширины выработки, их определяют расчетом.

В производственной практике при проведении выработок в породах с f = 4 -г 6 расстояние между анкерами по длине и ширине выработок принимают равным 1-1,2 м.

После установки и закрепления анкера производят их натяжку.

 

К содержанию книги: ГОРНОЕ ДЕЛО: Шахтное и подземное строительство

 

 Смотрите также:

 

Строительные машины    Оборудование для производства железобетонных изделий    Строительные машины   Краны для строительства мостов   Монтаж трубопроводов   Грузовые автомобили    Строительные машины и их эксплуатация