Крепь гірська
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Крепь гірська

Крепь гірська (копальнева, шахтна), штучна споруда, що зводиться в підземних виробленнях для запобігання обваленню і спученню навколишніх гірських порід, збереження необхідних розмірів перетину вироблень, а також для сприйняття і управління гірським тиском . До. р. повинна забезпечити безпечну роботу у виробленні, бути економічною, транспортабельною і зручною для обслуговування, не заважати або не ускладнювати виконання виробничих процесів. До. р. капітальних і підготовчих вироблень підрозділяють за матеріалом крепі (див. Кріпильні матеріали ); по характеру роботи — на жорстку, податливу, шарнірну і комбіновану; по терміну служби — на постійну і тимчасову; за формою перетину вироблення — на трапецієвидну, арочну (замкнуту і незамкнуту), кільце еліптичну, полігональну; по вигляду вироблення — на крепі горизонтальних, похилих і вертикальних вироблень. У капітальних гірських виробленнях (стволи, околоствольниє вироблення, тунелі, капітальні квершлаги, камери і ін.), що мають великий термін служби, застосовують монолітні бетонні і залізобетонні крепі, збірну металеву і залізобетонну крепь (тюбінг), металеву рамну крепь. Бетонна кругла крепь ( мал. 1 , а і г) є монолітний циліндр, що щільно примикає своєю зовнішньою поверхнею до навколишніх гірських порід, з товщиною стінки 20—25 см і більш залежно від величини гірського тиску і діаметру вироблення. Бетонну склепінчасту крепь ( мал. 1 , би і в) застосовують в горизонтальних і похилих (до 30—35°) виробленнях при середній фортеці і міцних (що не витріщають) породах в грунті; за наявності бічного тиску стінки склепінчастої крепі виготовляють криволінійними. Залізобетонна монолітна крепь відрізняється від монолітної бетонної наявністю арматури (гнучкою із сталевих лозин або жорсткою з металевих балок), що дозволяє сприймати розтягуючі зусилля від значного і нерівномірного гірського тиску. У горизонтальних капітальних виробленнях поряд з монолітною бетонною крепью застосовують також збірні залізобетонні крепі: суцільну тюбінг ( мал. 2 , а) , арочні ( мал. 2 , би) кільця або еліптичні ( мал. 2 , би). У капітальних виробленнях зазвичай використовують жорсткі крепі, що сприймають навантаження в межах пружних деформацій без зміни форми і розмірів крепі і вироблення.

  Для кріплення підготовчих вироблень найбільшого поширення набули металеві арочні і кільцеві податливі рамні крепі ( мал. 3 , а, би). Податливі крепі здатні під дією тиску гірських порід скорочувати свої розміри, а отже, і поперечний перетин вироблення в результаті зсуву елементів або їх деформації при збереженні здатності, що несе, і працездатності конструкції. Елементи металевих податливих рам виконують із спецпрофілю, сполучаючи їх між собою внахлестку за допомогою хомутів і болтів; податливість крепі досягається за рахунок ковзання елементів крепі в місцях їх з'єднання. Змішані рамні крепі складаються із залізобетонних порожнистих (трубчастих і прямокутних) стійок і металевих верхняків, що сполучаються за допомогою підвісної скоби. Як самостійний вигляд крепі, особливо в гірничорудній промисловості, у поєднанні з рамними крепямі використовують анкерну крепь . Застосовують (переважно на рудних шахтах) також жорсткі металеві крепі (трапецієвидні, арочні і кільця) з двотаврових балок і вживаних рейок із з'єднанням елементів накладками і болтами з гайками, рідше — за допомогою спеціальних черевиків. Кріпильні рами встановлюють у виробленні зазвичай на відстані 0,5—1 м-код одна від одної. Крівля і боки вироблення між рамами захищаються т.з. затягуваннями — залізобетонними плитами, металевими гратами і сітками різних конструкцій, дошками, распіламі. Дерев'яну рамну крепь (в т.ч. дерев'яні затягування) в основному застосовують у виробленнях невеликого перетину і з недовгим терміном служби (до 3—5 років). Вироблення із значним терміном служби, як правило, закріплюються негорючими матеріалами (металом, бетоном і т. д.). Рами трапецієвидної форми ( мал. 4 , а) встановлюють зазвичай через 0,5—1 м-коду (вразбежку) із закріпленням крівлі і боків вироблення між рамами дерев'яними затягуваннями або суцільно. При тиску з боку грунту вироблення застосовують замкнуті (повні) рами з лежнем ( мал. 4 , би) . Дерев'яна венцовая крепь, що зводиться в підготовчих вертикальних і похилих (зверху 45°) виробленнях невеликого перетину (шурфах, гезенках, скатах, сбойках і ін.), буває суцільна (мал. 4, в ) , коли вінці укладають один на іншій, і на стійках ( мал. 4 , г), коли між вінцями встановлюються стійки довжиною 0,5—2 м. Вінці виготовляють з круглого лісу або брусів і сполучають між собою закладенням «в лапу», а стійки з вінцями — зазвичай в паз.

  Крепь очисних вироблень призначена для підтримки прізабойной частини очисного вироблення, де розміщується устаткування і виробляються роботи по видобутку корисної копалини. Цю крепь виконують у вигляді рам, що складаються з металевих або дерев'яних стійок і верхняків, — т.з. індивідуальна крепь. Рами мають в своєму розпорядженні правильні ряди уздовж лінії очисного забою і переносять у міру посування забою; схеми установки крепі розрізняються для пологих ( мал. 5 , а) і крутопадаючих ( мал. 5 , би) вугільних пластів. У сучасних очисних забоях (лавах) вугільних шахт набув поширення прогресивніший вигляд крепі — пересувна механізована крепь. Для управління крівлею (управління гірським тиском) в очисних виробленнях застосовують спеціальні, т.з. посадочні крепі .

  Розвиток конструкцій До. р. для капітальних і підготовчих вироблень здійснюється за рахунок зниження витрати матеріалів на одиницю здатності крепі, що несе, вживання полімерних матеріалів, створення збірних секційних і інвентарних багато разів використовуваних крепей, механізованих пересувних крепей для сполучення підготовчих вироблень з очисними, тимчасових крепей для прохідницьких забоїв, анкерних крепей із закріпленням їх в породах полімерними смолами і патронованими швидкотвердіючими мінеральними терпкими, гвинтових анкерів. Про вдосконалення конструкцій крепей очисних вироблень див.(дивися) в статтях Індивідуальна крепь і Механізована крепь .

 

  Літ.: Покровський Н. М. Споруда і реконструкція гірських вироблень, М., 1962; Довідник по кріпленню гірських вироблень, М., 1972; Гелеськул М. Н., Основні напрями технічного розвитку в області кріплення гірських вироблень, «Шахтне будівництво», 1971 №7.

  М. Н. Гелеськул.

Мал. 3. Металеві крепі із спецпрофілю: а — арочна податлива; б — кільцева податлива; 1 — верхняк; 2 — сполучний хомут; 3 — болт.

Мал. 1. Крепі капітальних вироблень: а — бетонна кругла крепь вертикального ствола (подовжній розріз); би і в — бетонні монолітні склепінчасті крепі горизонтальних вироблень; г — бетонна монолітна кругла крепь горизонтального вироблення.

Мал. 5. Кріплення очисного забою (лави) індивідуальною крепью: а — на пологому пласті; б — на крутопадаючому пласті; 1 — металева стійка; 2 — металева посадочна стійка (тумба); 3 — углеспуськной рештак.

Мал. 4. Дерев'яні крепі: а — трапецієвидна кріпильна рама; б — повна рама (з лежнем); у — суцільна венцовая крепь; г — венцовая крепь на стійках; 1 — верхняк; 2 — стійки.

Мал. 2. Збірні залізобетонні крепі: а — тюбінг; би — арочна шарнірна; у — еліптична замкнута; 1 — верхній сегмент; 2 — стійка; 3 — затягування; 4 — забутування; 5 — сполучні болти.