книги из ГПНТБ / Маркович, Б. А. Шахтная металлическая крепь и способы ее массового производства

Книга рассчитана на инженерно-технических работ­ ников проектных институтов и предприятий угольной и горнорудной промышленности, занимающихся проекти­ рованием. изготовлением и эксплуатацией металличе­ ской крепи.

Табл. 18, ил. 74.

© Издательство «Недра», 1974

Г л а в а I

ШАХТНАЯ МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ КРЕПЬ

1. Конструктивные особенности металлической крепи для горизонтальных горных выработок

Из конструкций металлической крепи следует выделить два наиболее часто встречающиеся вида крепи: податливые и же­ сткие крепи. Жесткие крепи применяются в основном в усло­ виях с установившимся незначительным горным давлением. Податливые металлические крепи наиболее универсальные, так как они находят применение в сложных горно-геологических условиях при значительном влиянии очистных работ на закреп­ ленную выработку. Податливые металлические крепи приме­ няются в основном для крепления подготовительных выработок угольных шахт и для крепления подэтажных выработок горно­ рудных шахт. В последние годы в связи с ведением работ на глубоких горизонтах с повышенным горным давлением подат­ ливые крепи широко применяются для капитальных выработок.

Несмотря на значительные различия условий, в которых применяются металлические крепи, вызванные как состоянием, и свойствами горного массива, так и системами разработок и формой выработок, конструктивные элементы податливой крепи из специального профиля отличаются незначительно.

На рис. 1 показаны основные типы крепи для подготови­ тельных выработок угольных шахт, а в табл. 1 приведены их основные данные.

На рис. 2 показаны крепи, которые применяются на шахтах Кривбасса.

Из рис. 1 и 2 видно, что рама податливой металлической крепи состоит из трех основных несущих элементов: арки и двух ножек или стоек. Несущие элементы крепи — арка и «нож­ ки» при помощи болтового крепления, состоящего из П-образ- ных скоб и планок, соединяются таким образом, что под влия­

3

Рис. I. Металлическая крепь для подготовительных выработок угольных шахт:

а — двупутевых; б — однопутевых

СС О

5

ществляется благодаря геометрической характеристике желоб­ чатых профилей, из которых изготовлены арка и стойки.

Работа податливой крепи во многом зависит от характери­ стики замкового соединения, основное назначение которого со­ стоит в том, чтобы при его затяжке создавать силы трения между соприкасающимися стенками профилей. При этом сколь­ жение профилен во время податливости должно осуществляться совместно с замковым соединением. В промышленности нашли

Рис. 3. Замковое соединение:

я — с ровной планкой; б — с фигурной планкой

применение в основном два типа соединения — болтовое и клиновое. Болтовое соединение (рис. 3) выполняется как с ровной (а), так и с фигурной планкой (б). Фигурная планка сложнее в изготовлении, но более устойчива в работе.

Клиновое соединение показано на рис. 4.

За рубежом соединительные узлы элементов крепи изготов­ ляются нескольких разновидностей (рис. 5).

Соединение а аналогично болтовому устройству, только нижний хомут может перемещаться с кондом сегмента, соедине­ ния б, в и а имеют специальное направляющее устройство с затяжным клином. Соединение д — для тяжелых профилей во время податливости может перемещать весь крепежный узел. Соединение е имеет самозатяжной поворотный клин; ж— само­ затяжное клиновое соединение. Остальные виды соединении предназначены для соединения гнутых и колоколообразных профилей. Работа крепи в выработке характеризуется также возможностью восприятия осевых нагрузок, поэтому для созда­ ния пространственной жесткости между рамами устанавливают продольные связи, так называемые стяжки. Стяжки изготов­ ляются из полосовой стали, уголков, а также из желобчатого профиля. Стяжки из желобчатого профиля применяются на

7

шахтах Кривбасса. Длина стяжки соответствует шагу установ­ ки крепи.

Одним из основных условий нормальной работы крепи по поддержанию горной выработки является правильно выбранная ее геометрическая характеристика или форма крепи. Форма крепи в значительной степени зависит от условий, в которых

ВидА

I I I

I

I

Рис. 4. Клиновое соединение

должна эксплуатироваться крепь. Эти условия в первую оче­ редь зависят от характера проявления, направления и интен­ сивности горного давления.

Разработанная НИГРИ методика по выбору и расчету кре­ пей для капитальных выработок применительно к условиям Кривбасса [62] позволяет выбирать геометрическую форму кре­ пи с учетом интенсивности воздействия на крепь вертикальной и боковой нагрузок, что учитывается при определении коэффи­

где <7б — интенсивность бокового давления:

<7н — интенсивность вертикального давления.

8