Арочную жесткую крепь (рис. 4, а) применяют для крепления капитальных выработок с установившимся горным давлением. Изготовляют ее из двутавровых балок № 14—20, старых железнодорожных и рудничных рельсов. Крепь состоит из двух полуарок, соединяемых в центральной части свода при помощи соединительных планок и болтов. Отверстия для болтов имеют эллиптическую форму, что обеспечивает возможность некоторого смещения болтов при больших нагрузках на крепь. Для придания продольной устойчивости арки соединяют между собой металлическими стяжками.
 |
Рис. 4. Металлическая арочная крепь горизонтальных горных выработок.
Арочную шарнирную крепь применяют в условиях значительного сдвижения пород и неустановившегося горного давления. Состоит она из двух полуарок 1 и двух стоек 3 (рис. 4, в). К концам полуарок приваривают башмаки (обхваты), которые обхватывают деревянные прогоны 2, образуя шарнир. Полуарки изготовляют из двутавровых балок № 14—20 и бывших в употреблении рельсов. Прогоны могут быть деревянными, металлическими или железобетонными. В качестве деревянных прогонов применяют сосновые стойки диаметром 19—23 см, длиной 210—270 см.
Одним из недостатков всех арочных крепей является невозможность восприятия всестороннего горного давления. Этого недостатка лишены кольцевые крепи.
Деревянную крепь для крепления вертикальных горных выработок применяют при сроке службы их не более 5—10 лет. Такими выработками являются шурфы, слепые шахты, восстающие и неглубокие стволы шахт, проходимые в сравнительно устойчивых породах.
Основным элементом деревянной крепи является прямоугольный венец, состоящий из двух длинных и двух коротких бревен, брусьев или пластин. Уложенные венцы расклинивают, а пустоты за крепью заполняют мелкой породой. Через каждые 3—8 м устанавливают опорные венцы, составные части которых длиннее обычных венцов, концы бревен заводят в опорные лунки.
Различают три типа конструкций деревянной крепи стволов шахт: сплошную венцовую, венцовую на стойках и подвесную венцовую.
Сплошной венцовой крепят выработки, проходимые по слабым или средней устойчивости породам. Венцы укладывают снизу вверх, располагая их плотно друг к другу. Элементы венца соединяют в прямую или косую лапу.
В крепких и устойчивых породах вместо сплошной крепи обычно возводят венцовую крепь на стойках. Она состоит из венцов, между которыми установлены стойки длиной 0,5—1,5 м. По сравнению со сплошной венцовой эта крепь более экономична, но менее прочна.
 |
Рис. 5. Подвесная венцовая крепь.
Эта крепь состоит из венцов 1 (рис. 5), стоек 2, металлических подвесок 3 из круглой или квадратной стали толщиной 20—30 мм. Металлические подвески изготовлены из двух стержней, на одном конце которых имеется резьба для гайки, на втором — крюк. Затягиванием гаек можно регулировать положение венцов. Подвески устанавливают симметрично по длинным сторонам венцов, последние затягивают досками 4.
Венцы изготовляют из брусьев размером 150 Х 150 или 200 Х Х 200 мм. Опорные венцы состоят из двух брусьев того же сечения.
Горный удар — это явление хрупкого взрывоподобного разрушения предельно напряженного участка массива, сопровождающееся дроблением и измельчением породы. В отличие от внезапного выброса при торных ударах не происходит выделения газов.
Это явление оценивают показателем удароопасности массивов горных пород.
Удароопасность обусловлена напряженным состоянием горных пород, большой запасенной энергией упругого деформирования, хрупкостью пород и целым рядом других факторов. Удароопасность возрастает с увеличением глубины разработки месторождений. Установлено, что минимальная глубина возникновения горных ударов зависит от величины тектонических напряжений в районе месторождения (рис. 6).
Запас потенциальной энергии в массиве П, приводящий к горному удару, может быть рассчитан по формуле
где s—наибольшее нормальное напряжение в очаге удара; Еи, Еп — модули упругости полезного ископаемого и вмещающих пород соответственно; S — площадь разрушения, захватываемая ударом; т — мощность рудного тела; a — ширина зоны разгрузки породы при ударе.
Слабые проявления горного удара наблюдаются в виде стреляния — динамического хрупкого откола от обнажения чешуек породы массой от 0,1 до 10 кг.
Выбросоопасность и удароопасность горных пород в настоящее время оценивают различными критериями в зависимости от принятой физической модели развития выброса или горного удара. По этим категориям осуществляют прогноз потенциальной выбросо- или удароопасности пород.
Рис. 12.9.
Начальная глубина проявления горных ударов в угольных бассейнах и
месторождениях в зависимости от величины тектонических напряжений tмах:
1 — Донбасс; 2 — Воркутинский бассейн; 3 — Кизеловский бассейн; 4 — Кузбасс; 5 — Сучанское месторождение; 6 — Шурабское месторождение.
Горное давление в подготовительных выработках
В горизонтальных выработках наиболее типичным является горное давление со стороны кровли, проявляющееся в результате прогиба пород, а затем трещинообразования. Для предупреждения или снижения развития деформаций пород возво-дят крепь, которая работает совместно с породой (система «порода — крепь»).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.