Классификационные признаки крепей
Горная крепь (шахтная, рудничная) – искусственное сооружение, возводимое для предотвращения обрушения окружающих выработку горных пород, сохранения необходимых размеров поперечного сечения и рабочего состояния выработок. Совокупность работ по ее возведению (установка или монтаж) называют креплением горных выработок.
В современной классификации крепей горных выработок основным и определяющим вид крепи классификационным признаком принято ее назначение, т.е. для какой группы подземных выработок предназначена данная крепь. Все существующие в настоящее время крепи капитальных и подготовительных выработок по основным конструктивным и технологическим признакам разделены на три класса: рамные, сплошные и анкерные, которые в свою очередь разделяются на подклассы и группы (рис. 2).
Горные крепи по материалу, форме, назначению выработок, сроку службы, характеру работы и другим признакам подразделяют:
1. по назначению выработок – на крепь вскрывающих (капитальных), подготавливающих, нарезных и очистных выработок.
2. по основному (преобладающему) материалу, из которого она изготовлена, -на деревянную железобетонную (сборную из отдельных элементов и монолитную), бетонную (монолитную и сборную), полимерную, а также на смешанную и комбинированную крепь. К смешанной относится крепь, изготовленная из разнородных материалов без значительного преобладания одного из них (рамы из железобетонных или деревянных стоек и металлического верхняка, металлические анкеры с деревянными подхватами и др.). К комбинированной крепи (рамы в сочетании с анкерами, набрызгбетонная крепь с анкерами и др.);
3. по виду выработок – на крепь горизонтальных, наклонных и вертикальных выработок;
4. по сроку службы – на временную и постоянную. Постоянная крепь возводится на длительный срок службы (на период эксплуатации выработок); временная крепь служит для временного (до возведения постоянной) поддержания призабойной части выработки при ее проведении;
5. по форме – на замкнутую и незамкнутую трапециевидную, прямоугольную, продольную, секционную арочную, полигональную, кольцевую и эллиптическую . Продольная крепь – крепь с расположением верхних несущих конструкций параллельно оси выработки. Секционная крепь – крепь, имеющая верхняки пространственной конструкции величиной по простиранию выработки, равной расстоянию между стойками крепи;
6. по принципу работы – на жесткую, податливую, шарнирную, шарико-податливую, индивидуально-рамную, системную. Жесткая крепь не имеет податливых или шарнирных узлов, ее деформации в период эксплуатации не выходят за пределы упругих. Податливая крепь – крепь, имеющая узлы податливости и сохраняющая благодаря им несущую способность при значительных изменениях ее размеров вследствие смещения пород. Шарнирная крепь – крепь, элементы которой могут перемещаться относительно друг друга вокруг оси шарнира без нарушения работоспособности и несущей способности крепей. Шарнирно- податливая крепь содержит шарнирные и податливые узлы, обеспечивающие одновременно податливость и шарнирность конструкции. Индивидуальная рамная крепь – это жесткая, податливая, шарнирная и шарнирно- податливая крепи, в которых каждая рама работает (воспринимает нагрузку) индивидуально, не передавая части нагрузки на соседние рамы. Системная крепь – это те же крепи, но имеющие специальные устройства, позволяющие передавать на соседние рамы часть нагрузки, прилагаемую на одну из них.
7. по конструктивно- технологическому виду – сборная, монолитная, сборно-монолитная;
8. по характеру работы – ограждающая, изолирующая и несущая;
9. по типу конструкции – сплошная (монолитная и сборная из блоков, тюбингов, рам, установленных всплошную), интервальная (штанговая и рамная, различных форм и конструкций, установленная вразбежку), комбинированная (сочетание сплошной и интервальной);
10. по конструктивной схеме - балочная и арочная с жесткими или шарнирными соединениями элементов;
11. по деформационно-силовой характеристике – жесткая, малоподатливая, податливая и весьма податливая;
12. по структуре конструкции – однослойная, многослойная;
13. по размещению на поверхностях выработки – потолочная, незамкнутая, замкнутая, торцевая;
14. по характеру контакта с массивом пород – без сцепления с массивом по наружному контуру, со сцеплением;
15. по местоположению на трассе выработки – крепь протяженных участков, сопряжений и пересечений, закруглений, выходов на поверхность (порталов, устьев стволов и штолен);
16. по способам возведения – обычная и специальная (забивная, задавливаемая, погружная, опускная, предварительно обжатая и т.п.); возводимая при подземном и открытым способе производства горных работ;
17. по возможности перемещения – стационарная, передвижная.
Постоянную крепь при проведении выработки возводят вслед за продвиганием забоя или с отставанием от него, что зависит от конструкции крепи, характера проявлений горного давления, темпов и организации проходческих работ.
Временную крепь, при необходимости ее использования, следует применять или механизированную передвижную, требующую при перестановке небольших трудозатрат, или такой конструкции, которая затем войдет в состав постоянной крепи и ее перестановки не потребуется. Эффективными типами такой крепи являются штанговая, набрызгбетонная и их комбинация. Временная крепь может возводиться непосредственно в забое выработки или с небольшим отставанием от него.
Призабойная крепь - горная крепь, выполняющая функцию поддержания рабочего пространства очистной выработки. По конструктивному исполнению может быть индивидуальной металлической крепью и щитовой крепью. В механизированных крепях очистных комплексов и агрегатов функцию призабойной крепи выполняет призабойный элемент с передней консолью линейной секции.
Комбинированная крепь– сочетает качества и выполняет функции нескольких типов крепей, например, упрочняюще – ограждающая крепь (анкерно-металлическая), упрочняюще-подпорная (железобетонная крепь стволов в сочетании анкерами).