Характеристика кріплення, і умови його роботи та область застосування

КРІПЛЕННЯ ДЛЯ КАПІТАЛЬНИХ І ПІДГОТОВЧИХ ГІРНИЧИХ ВИРОБОК

2.1. Загальні зауваження до вивчення теми

При вивченні цієї теминеобхідно обов'язково ознайомитися з гірничотехнічними умовами, в яких проводять і експлуатують гірничі виробки [1,2], а далі приступити до вивчення теми в такому порядку:

– ознайомитися з класифікацією типів кріплення, вимогами до нього, з терміном служби, матеріалом, конструкцією;

– ознайомитись з процесами зведення основних типів кріплення – металевого склепінчастого та монолітного бетонного;

– ознайомитися з принципом вибору та обґрунтувати розрахунками тип кріплення для заданих умов;

– відповісти на контрольні запитання.

Встановлення кріплення – головний засіб забезпечення стійкості підземних виробок. Потреба його використання обумовлена головним чином величиною гірського тиску, фізико-механічними властивостями порід, умовами експлуатації виробки.

До початку проведення виробки в масиві існує певне поле сил гравітації, яке при відсутності тектонічних процесів є гідростатичним. При проведені виробки в масиві відбувається перерозподіл сил гравітації, що супроводжується деформаційними процесами одного з двох типів: пружними або пружно-в'язкими та жорсткими (непружними). Перший процес проявляється у вигляді деформації повзучості, без появи руйнування порід, коли сили гірського тиску не перевищують довгострокову міцність порід.

Непружне (жорстке) деформування супроводжується руйнуванням порід, навколо виробки з’являється зона руйнування (діючі сили перевищують довгострокову міцність порід).

При пружно-в'язкому процесі виникають незначні зміщення контуру, виробку можна експлуатувати без несучих конструкцій; при непружному рівновага системи “кріплення-масив” з’являється після зрушень порід навколо виробки, причому при більшій піддатливості кріплення від нього вимагається менший несучий опір. Кріплення, яке має достатню піддатливість, уникає надмірного тиску, дає можливість зрушенню порід, що призводить до виникнення і збільшення зони зруйнованих порід, усередині якої гірський тиск зменшується. Кріплення є підпором для порід цієї зони. Рівновага наступає тільки за наявності достатнього опору кріплення. Коли ж вага порід перевищує несучу спроможність кріплення, то воно руйнується.

Основним завданням кріплення є забезпечення експлуатаційної стійкості виробок при транспортуванні вантажів, пересуванні людей, провітрювані, енерго- та водопостачанні.

Кріплення повинно відповідати таким вимогам: режим його роботи має бути відповідним до гірничогеологічних умов; воно повинно зберігати потрібну площу перерізу, розміри виробки у період її експлуатації; мати низький опір рухові повітря; бути міцним, стійким, не перевищувати припустимі деформації протягом усього терміну служби; бути вогнестійким, водонепроникним (для водонасичених порід), довговічним, антикорозійним, простим у виготовленні; передбачати механізоване встановлення, можливість повторного використання, можливість уніфікації та типізації. Цей перелік вимог потребує розробки значної кількості типів кріплення.

Гірниче кріплення для підготовчих виробок класифікують за такими факторами:

– за терміном служби – тимчасове і постійне;

– за матеріалом (рис. 2.1) – дерев’яне, металеве (а), бетонне, залізобетонне (б), кам'яне, комбіноване;

– за конструкцією (рис. 2.1) – збірне, рамне (а), монолітне (в), анкерне, тюбінгове, блочне, комбіноване;

– за перекриттям породного контуру – кріплення замкнене (б, в), кріплення розімкнене (а, г);

– за формою – кільцеве, прямокутне, трапецієподібне, полігональне, склепінчасте, косокутне;

– за спроможністю витримувати навантаження – малопотужне, що витримує навантаження до 0,1 МПа, середньої потужності – 0,1...0,3 МПа, потужне – 0,3...1,0 МПа, дуже потужне – понад 1 МПа;

– за засобами встановлення – немеханізоване, механізоване, спеціальне (забивне, опускне, попередньо стиснуте та ін.).

Однією з основних характеристик міцності гірських порід є їх опір стисненню R _с (МПа) та похідний від нього коефіцієнт міцності порід за шкалою проф. Протод´яконова

f = 0,1 R _с . (2.1)

Дата добавления: 2014-11-29