Классификация крепей по характеру взаимодействия с массивом
По характеру работы и условиям взаимодействия крепи с окружающим массивом крепи разделяются на ограждающую, изолирующую, упрочняющую, поддерживающую (несущую) и подпорную (табл.).
Ограждающиекрепи не имеют, как правило, непосредственного контакта с открытой поверхностью пород и предназначены для защиты людей и оборудования от случайных местных вывалов кусков породы. Такие крепи наиболее часто используют в качестве временных передвижных.
Изолирующиекрепи (облицовки), предназначенные для защиты растрескивания, иногда теплоизоляции, а также для сглаживания неровностей, обнажений пород в выработках от выветривания, переувлажнения, вымывания, выполняют обычно в виде покрытий из торкрет- и набрызгбетона, полимерных материалов и т.п. Их несущая способность незначительна, но, благодаря сохранению природных свойств пород в массиве вокруг выработки, изолирующие крепи при современном нанесении могут обеспечить устойчивость горной выработки.
Несущие крепи (обделки), условно разделяемые на поддерживающие, подпорные, упрочняющие и комбинированные, проектируют на нагрузки от 3-5 до 100-150 тс/м2 Крепи по несущей способности можно условно делить на 4 класса: 1 –маломощные (до 10 тс/м2 ), 2 – средние (11-30 тс/м2), 3 – мощные (31-100 тс/м2), 4 –весьма мощные (более 100 тс/м2).
Таблица
Классификация крепей по характеру взаимодействия с окружающим массивом
| Тип крепи | Характер взаимодействия с породами | Вид крепи |
| Изолирующая | Отсутствие закономерных, постоянно действующих нагрузок. Возможны местные (локальные) напряжения, вызванные случайными причинами | Тонкое изолирующие покрытие из набрызгбетона или полимерных смол (эпоксидных, полиэфирных и др.) |
| Ограждающая | Отсутствие закономерных постоянно действующих нагрузок. Нагружение крепи в результате случайных отслоений. | Набрызгбетон, легкие металлические конструкции, крепь-оболочка |
| Упрочняющая | Упрочнение окружающих выработку пород, обеспечение совместных смещений нарушенных пород | Набрызгбетон, различные виды анкерной крепи, комбинированная крепь |
| Поддерживающая | Работа в режиме «заданной нагрузки» (отслоение пород, вывалообразованме) | Деревянная, металлическая, монолитная и сборная бетонная и железобетонная крепь (жесткая, возводимая сразу после обнажения пород) |
| Подпорная | Работа в режиме совместного деформирования с массивом («взаимовлияющей деформации») | Все виды податливой крепи. Монолитные крепи с отпором, достаточным для прекращения смещения пород и становления равновесия в системе «крепь-массив) |
Форму крепи выбирают с учетом величины характера распределения нагрузки по периметру сечения выработки, характера залегания пород, материала и конструкции крепи, назначения выработки и отчасти технологии ее сооружения. например, вы выработках горнодобывающих предприятий при горизонтальном давлении часто применяют трапецевидную и прямоугольную форму, используя деревянную, металлическую железобетонную рамные крепи, а также штанговую крепь. При среднем и большом горном давлении со стороны кровли и небольшом со стороны боков применяют сводчатую с вертикальными или наклонными стенами форму и выполняют крепь бетонной, каменной, железобетонной или металлической.. При значительном вертикальном и боковом горном давлении целесообразны подковообразные формы. При получении пород в подошве выработки применяют сводчатые и подковообразные очертания крепи с обратным сводом При большом всестороннем горном давлении часто применяют кольцевую крепь и реже эллиптическую. Иногда форма крепи определяется применяемым проходческим оборудованием. В крепях из дерева обычно используют прямолинейные элементы, из металла любого очертания. Крепи из бетона и железобетона обычно имеют сводчатую, подковообразную и кольцевую формы.
Материал и конструктивный вид крепи выбирают с учетом назначения, срока службы выработки и необходимой несущей способности крепи. При этом следует иметь в виду, что срок службы деревянной крепи при средних условиях эксплуатации обычно не превышает 2-3 лет, металлической крепи 8-10 лет, а каменной, бетонной и железобетонной – десятки лет, если подземные воды не являются агрессивными, вызывающими коррозию и разрушение бетона. В этих случаях требуется применение специальных бетонов или других конструкционных материалов.