Поддержание выработанного пространства крепью

При поддержании выработанного пространства применяется крепь деревянная и металлическая.

Деревянная крепь. Распространение деревянной крепи объясняется легкостью и быстротой возведения и в случае допустимости и целесообразности — простотой извлечения крепи для повторного использования; меньшей стоимостью и сравнительно небольшим весом, а также податливостью и эластичностью.

Применяют деревянную крепь следующих видов: распорную, крепежными рамами, станковую (квадратными окладами) и костровую.

Распорная крепь. Простейшим видом распорной крепи является крепление стойками, которое применяют при разработке горизонтальных и полого залегающих рудных месторождений системой длинных столбов и сплошной системой. При этом стойки служат для поддержания пород кровли.

Стойки, применяемые для крепления в крутопадающих месторождениях и служащие для поддержания пород висячего и лежачего бока, также называют распорной крепью. Распорная крепь при этом одновременно служит для устройства рабочих полков. Ее применяют в основном при разработке жильных месторождений мощностью до 2—3 м потолкоуступной системой. Этот предел устанавливается возможной длиной распорок, исходя из удобства их доставки и установки в забое. Распорки устанавливают не перпендикулярно плоскости висячего бока, а с некоторым отклонением от нормали, равным 5—12°.

Иногда при мощности месторождения, равной 2—3 м, крутом падении рудного тела и трещиноватости вмещающих пород применяют усиленную распорную крепь, состоящую из горизонтальных распорок с установленными под ними стойками. Если породы висячего бока неустойчивы, у плоскости висячего бока располагают подкосы, а иногда поверх них производят затяжку накатником.

Усиленная распорная крепь применяется и при разработке некоторых пологих и наклонных месторождений мощностью до 4—5 м с неустойчивыми породами висячего бока («батарейная крепь»).

Разновидностью крепления стойками является «органная крепь». Она имеет специальное назначение и служит для управления кровлей, строго ограничивая прямой линией обрушение пород кровли. Иногда между органной крепью и рабочим забоем в непосредственной близости от органной крепи устанавливают костры для поддержания кровли непосредственно под рабочим забоем. Расстояние между рядами органной крепи принимается соответственно установленному шагу обрушения.

Крепление крепежными рамами (дверными окладам и). Наиболее распространенный вид крепежной рамы — неполная рама, которую в зависимости от давления сверху располагают через промежутки 0,5—1,5 м, производя при необходимости затяжку боков и кровли или только одной кровли. При отработке нарушенных массивов, а иногда при отработке системой слоевого обрушения междукамерных целиков и в других случаях применяют сплошное крепление неполными крепежными рамами. При установке неполных крепежных рам в очистных забоях на закладке под стойки укладывают лежни.

Крепление станковой крепью (квадратными окладам и). Станковую крепь применяют при разработке мощных рудных месторождений со слабой рудой и неустойчивыми вмещающими породами, когда использование распорной крепи или крепежных рам технически неосуществимо. Эта крепь служит также для образования па ней рабочих полков и устройства рудоспусков и людских ходков.

Поддержание выработанного пространства этой крепью имеет существенные недостатки, резко ограничивающие ее применение: во-первых, высокая стоимость крепи и значительный расход леса (до 0,2—0,25 м3 на 1 м3 выработанного пространства); во-вторых, значительная трудоемкость работ по заготовке и установке крепи в забое; в-третьих, опасность в пожарном отношении (при разработке без закладки). .

Крепление кострами. В ряде случае, при увеличивающемся горном давлении в очистных забоях, в качестве основного или дополнительного способа поддержания выработанного пространства применяют костры, представляющие собой столбы, сложенные в клетку из стоек. Обычно применяют старый, уже использованный лес диаметром 12—15 см. Для увеличения прочности костров часто внутри их помещают породу. Для устойчивости костра необходимо, чтобы высота его была равна или меньше учетверенной длины стоек, из которых он сложен. Для того чтобы при наклонном или крутом падении рудного тела костры не сползали, а также для облегчения труда по их укладке устанавливают в углах костров стойки.

Применяют также металлические костры, состоящие из кусков рельсов. Клиновый замок в этих кострах позволяет легко освобождать костер из-под кровли выработки и разбирать его для переноски. Такой замок может успешно работать и при деревянных кострах.

Металлическая крепь. Эта крепь получила большое распространение. Применяют металлическую крепь стойками, рамами и станками.

Крепление металлическими стойками. Такое крепление применяют в очистных забоях на горизонтальных и пологих залежах небольшой мощности, а также при системах слоевого обрушения и горизонтальных слоев с закладкой при наклонном и крутом залегании. Наибольшее распространение имеют раздвижные стойки.

Крепление металлическими стойками имеет много достоинств по сравнению с креплением деревянными стойками: при одинаковом диаметре с деревянными они выдерживают значительно большую нагрузку, допускают многократную перестановку, требуют меньшей затраты труда на установку, огнестойки, и, наконец, хотя по первоначальным затратам металлические стойки дороже деревянных, однако, с учетом большого числа перестановок, стоимость крепления ими, отнесенная на 1 т полезного ископаемого, на 20—30% ниже, чем при креплении деревом. Недостатком крепления металлическими стойками является большой их вес по сравнению с деревянными стойками той же длины и диаметра.

Крепление металлическими рамами. Это крепление осуществляется главным образом с помощью арочных податливых рам (рис. 117, а), нашло применение в выработках горизонтов выпуска систем подэтажного и этажного обрушения, испытывающих повышенное горное давление. Крепь изготавливают из металла специального профиля.

На участках со значительным горным давлением иногда применяют кольцевую податливую крепь (рис. 117, б).

Крепление металлическими станками. Сопряжения между рудоспусками и горизонтальными выработками горизонтов выпуска закрепляют металлическими станками. Используют в основном два типа станков (рис. 118) — из швеллеров и двутавровых балок, или арочных податливых рам.

Штанговая крепь. Эта крепь получила широкое распространение как в подготовительных и очистных работах, так н в горнокапитальных выработках. Использование ее основано на том, что толща породи, состоящая из ряда слоев, скрепленных штангами, приобретает устойчивость, большую устойчивости отдельных слоев. Главным образом применяют металлические штанги диаметром 19—25 мм (болты). На ряде рудников Лотарингии и других используют деревянные штанги. Длина штанг составляет 0,9—2,5 м.

Крепление заключается в том, что слабые породы, непосредственно расположенные в кровле, боках, реже в почве выработок, закрепляют штангами, введенными в специально пробуренные до устойчивых пород шпуры.

Штанги укрепляют в шпурах с помощью клиньевых замков (клино-щелевые штанги), распорных гильз, цементным раствором (железобетонные штанги), битумом. В породах, отслаивающихся небольшими кусками, закрепляют выработки штанговой крепью в сочетании с затяжкой прочной металлической сеткой с толщиной проволоки 3,5—5 мм или перфорированной сеткой.

Щитовая крепь. Вместо поддержания очистного пространства стойками при разработке горизонтальных месторождении с малоустойчивой кровлей получила применение металлическая щитовая механизированная крепь. Назначение щитовой крепи — создание безопасных условий работы в очистном пространстве по отбойке, погрузке и доставке руды и исключение из цикла очистной выемки операций по ручной установке крепи и посадке кровли.