 |
Крепь вертикальных выработок.
|
|
|
|
Для крепления шахтных стволов используют дерево, металл, бетон, железобетон и бетониты.
Деревянную крепь применяют для крепления стволов, пройденных в породах средней и выше средней крепости и имеющих прямоугольную форму поперечного сечения, при сроке службы их не более 10—15 лет. Различают сплошную венцовую и подвесную крепь.
Рис. 4. 7. Поперечного сечения ствола, закрепленного сплошного венцовой крепью (а), и соединение элементов венцовой крепи в прямую (б, в) и косую одностороннюю (г) и дустороннюю (д) лапы.
Сплошная венцовая (срубовая) крепь (рис. 4. 7, а) состоит из прямоугольных венцов, укладываемых непосредственно один на другой. Каждый венец включает четыре элемента из круглого леса или брусьев: два длинных 5 и два коротких 1, соединенных друг с другом обычно в
лапу (рис. 4. 7, б—д). Детали крепи заготовляют на поверхности.
Венцовую крепь возводят снизу вверх звеньями высотой не более 10—12 м. Возведение крепи начинают с установки опорного венца, отличающегося от рядовых венцов тем, что короткие его стороны имеют пальцы 6, которые заводят в лунки, предварительно разделываемые по длинной стороне ствола. Опорный венец укладывают строго горизонтально, пальцы его плотно забутовывают или бетонируют. На опорный венец укладывают рядовые венцы, вертикальность укладки которых проверяют отвесами. Рядовые венцы тщательно расклинивают. Опорные венцы воспринимают часть веса рядовых венцов, лежащих на них, а действие другой их части погашается силами трения и сцепления крепи с породой стенок ствола.
Элементами армировки ствола являются прогоны 4, расстрелы 2, проводники 3 (см. рис.
4. 7, а).
|
|
|
П р о г о н ы — деревянные брусья сечением 150х150 или 200x200 мм и длиной 6—8 м,
укрепляемые вертикально по длинной стороне венцов. К венцам прогоны присоединяют винтами или заершенными костылями.
Р а с с т р е л ы — горизонтальные распорки, заводимые соответственно обработанными концами в гнезда прогонов и предназначенные для крепления проводников подъемных сосудов. Расстояние между расстрелами по вертикали, 1, 5—2 м.
П р о в о д н и к и — элементы армировки, прикрепляемые к расстрелам, служат для направления движения подъемных сосудов. При венцовой крепи проводниками являются деревянные брусья примерно с такими же размерами, что и прогоны. Проводники соединяются с расстрелами болтами с потайными головками, а друг с другом — по длине в лапу, в прямой или косой зуб.
Сплошную венцовую крепь применяют также для крепления восстающих и шурфов.
Венцы подвесной крепи изготовляют из брусьев прямоугольного или квадратного сечения и располагают на расстоянии 0, 8— 1, 5 м один от другого. Каждый венец подвешивают к вышерасположенному венцу с помощью металлических подвесок из стали диаметром 20—30 мм. Подвески пропускают через отверстия, просверленные в брусьях длинных сторон венца, и крепят шайбами и гайками. Между венцами по углам и вдоль длинной стороны устанавливают стойки. Венцы расклинивают, а стенки ствола затягивают досками. Расстрелы непосредственно примыкают к длинным брусьям. Высота звена крепи 20—25 м. Возводится крепь сверху вниз. Опорный венец устраивается после возведения всего звена крепи.
Подвесную крепь применяют в вертикальных стволах, проходимых в крепких породах.
Стволы с круглой формой поперечного сечения крепят бетонной, железобетонной или металлической крепью. Бетонная крепь в стволе (рис. 4. 8, а) представляет собой сплошной монолитный цилиндр с о п о р н ы м и в е н ц а м и (рис. 4. 8, б, в), устраиваемыми обычно через каждые 30—60 м; применяют бетонную крепь и без опорных венцов.
|
|
|
Рис. 4. 8. Поперечное сечение ствола, закрепленного бетоном (а), и формы опорных венцов при слабых (б) и крепких (в) в породах
При проходке ствола иногда используют в р е м е н н у ю к р е пь, состоящую из составных металлических колец, подвешиваемых по мере подвигания забоя в направлении сверху
вниз. Кольца временной металлической крепи (рис. 4. 9) изготовляют из швеллерных балок № 16—
20. Расстояние между кольцами временной крепи обычно 1—1, 5 м. Для подвешивания колец используют крючья из круглой стали диаметром 25—32 мм. Между кольцами для большей жесткости устанавливают стойки — распорки из металлических труб. Пространство между кольцами и стенками затягивают досками.
Рис. 4. 9. Временная крепь вертикального ствола: 1 – швеллер; 2 – штырь; 3 – металлическая распорка; 4 – затяжка из доски; 5 - крюк
По окончании проходки ствола на высоту звена делают опорный венец, для чего в наиболее устойчивых породах устраивают круговой вруб, заполняемый при возведении крепи бетоном. Ширина опорного венца принимается равной 0, 5—1 м, высота — 1—1, 5 м, угол конусности — 25—35°. Расстояние между опорными венцами устанавливается в зависимости от устойчивости пород. Опорные венцы обычно возводят с Подвесного проходческого полка. При укладке бетона в опорный венец заделывают крючья для подвески первого кольца временной крепи следующего (нижнего) звена крепи. Над опорным венцом возводят бетонную крепь. Кольца временной крепи постепенно убирают. Если при этом имеется опасность обрушения породы, то временную крепь не убирают, а оставляют в бетоне.
Вместо колец временной крепи в трещиноватых породах используют анкерную крепь с затяжкой стенок металлической сеткой. Толщина бетонной крепи 30—50 см. Применение металлической передвижной опалубки для бетонной крепи позволяет возводить ее вслед за проходкой и обходиться без временной крепи. Расстрелы при бетонной крепи обычно металлические из швеллерных или двутавровых балок № 20—30, проводники — из рельсов Р-38.
Рис. 4. 10. Чугунные (а) и железобетонные (б) тюбинг и схема их установки в стволе (в)
|
|
|
В сложных горно-геологических условиях, а также в тех случаях, когда необходимо, чтобы крепь воспринимала нагрузку сразу же после ее возведения, применяют чугунные или (реже) железобетонные тюбинги (рис. 4. 10, а, б). Из тюбингов составляют кольца крепи, а из колец - сплошной металлический или железобетонный цилиндр крепи ствола.
В тюбингах сегменты 1 окаймлены по периметру двумя круговыми 2 и двумя радиальными 3 ребрами с отверстиями 4 для соединения смежных тюбингов. На внутренней (а иногда и на внешней) стороне сегмента располагают вертикальные и горизонтальные ребра жесткости.
Чугунные тюбинги выпускают для стволов диаметром в свету 6 — 9 м; число тюбингов в кольце 11 — 17; толщина стенок и ребер тюбинга (d) 20 — 80 мм, масса 750—2700 кг.
Высота железобетонного тюбинга 1000—1200 мм, толщина ребер 250—350 мм; масса
600—1500 кг.
В каждом тюбинге имеется отверстие для нагнетания через него цементного раствора за крепь. Тюбинги устанавливают по вертикали сверху вниз по мере проходки ствола (реже — снизу вверх).
При возведении крепи сверху вниз тюбинги подвешивают на тросах к ранее установленной крепи с помощью тихоходных лебедок (рис. 4. 10, в). Тросы продевают через крайние отверстия в тюбингах, уже подвешенном к крепи и подвешиваемом. Подведенный на тросах к стенке ствола тюбинг крепят болтами, устанавливаемыми в средние отверстия, после чего убирают тросы и устанавливают болты в крайних отверстиях. Для обеспечения водонепроницаемости швы между отдельными чугунными тюбингами зачеканивают, а между железобетонными тюбингами заделывают паклей на цементном растворе. После навески нескольких колец заделывают щели между нижним кольцом и стенками ствола и производят подачу быстросхватывающегося цементного раствора через отверстия в тюбингах.
Крепление бетонитами применяют в тех же условиях, что и бетонную крепь, но без возведения опалубки.
|
|
|
