Лекция по МДК.01.01.ОГД по теме «Металлическая крепь»

Ход занятия

                                                            Лекция № 31

                                                Тема: Металлическая крепь.

                                                            План лекции

1.Виды металлической крепи, ее составные части, область применения.

2.Расчет крепи.

3.Технология возведения металлической крепи.

1. Для крепления горизонтальных и наклонных выработок, служащих 3—15 лет, наибольшее распространение получили металлические крепи. Ими закреплено более 50 % общей протяженности горизонтальных выработок. При сроке службы выработки менее 3 лет обязательным является извлечение крепи до 70—85 %. По форме металлическая крепь бывает: трапециевидная, кольцевая, арочная, прямоугольная. Металлическая крепь может быть жесткой и податливой. Жесткая конструкция практически не меняет свои форму и размеры, воспринимает давление вмещающих пород до тех пор, пока напряжения в системе массив — крепь не превысят несущей способности крепи. Податливая крепь меняет форму и размеры в процессе ее нагружения. Податливость металлических крепей обеспечивают за счет смещения элементов или звеньев крепи в местах их соединения.

Крепь металлическая податливая арочная КМП-А может быть изготовлена (в зависимости от горно-геологических и горнотехнических условий заказчика):

трехзвенной;

четырехзвенной;

пятизвенной;

с обратным сводом. 

Металлическую податливую рамную крепь типа АП (рис. 4.5) применяют в выработках, находящихся как в зоне влияния очистных работ, так и в зоне установившегося горного давления. Наибольшее распространение получила податливая металлическая крепь в виде многозвенных арочных рам.

Трехзвенную арочную крепь АП-3 изготовляют из спецпрофиля СВП (специальный взамозаменяемый профиль). Рама крепи состоит из верхняка 1, двух стоек 2 и замков 3. Замок арочной крепи представляет собой соединение верхняка и стойки внахлестку на длину до 0,4 м с зажатием их в интервале 0,2 м двумя хомутами 4, планками 5 и гайками 6. Рамы устанавливают в плоскости, перпендикулярной к почве выработки, и удерживают их в этом положении межрамными стяжками 7 и распорками 8. Для придания устойчивости раму укрепляют клиньями 9. Податливость крепи обеспечивается перемещением верхняка относительно стоек в замках крепи. Сопротивление крепи регулируют путем затяжки хомутов. Трехзвенная крепь обеспечивает податливость при смещениях кровли до 300 мм.

При необходимости иметь большую податливость (до 1000мм) применяют пятизвенную арочную крепь, состоящую из двух пар стоек и верхняка. Арочные податливые крепи АКП-3 или АКП- 5 отличаются от таких же конструкций АП-3 и АП-5 расположением открытой части спецпрофиля звеньев в сторону выработки, формой скоб и меньшей величиной нахлестки звеньев.

Арочные крепи АП-3 и АКП-3 применяют в горизонтальных и наклонных (до 30°) одно- и двухпутных выработках, пройденных по пластам мощностью до 1 м, крепи АП-5 и АКП-5— в выработках, пройденных по пластам мощностью более 1 м с углом наклона до 25° и при смещениях, больших 300 мм. Устанавливают рамные крепи вручную, крепеустановщиками КПМ-8 или КПУ-2 и подъемниками ППВ и ПТК.

Кольцевую (четырехзвенную) КПК-4 податливую рамную крепь используют в горизонтальных и наклонных (до 45°) выработках в случае значительного всестороннего горного давления на крепь и при залегании в почве пучащих пород. Податливость такой крепи в горизонтальном и вертикальном направлениях составляет 300-400 мм за счет скольжения элементов рам в замках.

В выработках со сроком службы более 3 лет и в зонах установившегося горного давления применяют металлическую жесткую рамную крепь (рис. 4.4). Для арочной жесткой рамной крепи (см. рис. 4.4, а) используют двутавровые балки от № 14 до № 20а и рельсы массой от 24 до 43 кг/м. Арочную рамную крепь устанавливают в выработках с установившимся давлением при непучащих породах в почве. Типоразмер серийной жесткой арочной крепи обозначают от АЖ 5 до АЖ-ПД, где число указывает площадь поперечного сечения в свету (м2).

Рис. 4.4. Арочная (а), кольцевая (б) и трапециевидная (в) рамные жесткие крепи

При давлении на крепь не только со стороны кровли и боков выработки, но и со стороны почвы (пучащие породы, плывуны, сыпучие породы, зоны геологических нарушений и т. д.) применяют кольцевую жесткую крепь (см. рис. 4.4,6). Кольцевую раму изготавливают обычно из двутаврового профиля с внутренним диаметром кольца от 2,4 до 3,94 м. Кольцо состоит из трех-четырех звеньев. Звенья соединяют соединительными планками и болтами.
При необходимости плоского перекрытия кровли устанавливают трапециевидную жесткую рамную крепь (см. рис. 4.4, в).

Для обеспечения контакта рамной крепи с вмещающими породами закрепное пространство заполняют отбитой породой. Между рамами крепи для придания ей устойчивости устанавливают распорки. Если между рамами оставляют промежуток, то такое крепление называют креплением вразбежку. При установке каждой рамы вплотную к соседней крепление называют креплением всплошную. Для предотвращения вывалов породы из кровли или боков выработки при креплении вразбежку за рамы крепи закладывают параллельно продольной оси выработки затяжку в виде деревянных досок, горбылей, железобетонных пластин, металлических рештаков или стеклопластиковых рулонов.

2. Расчет крепи.

 Несущую способность арки принимают исходя из типа спецпрофиля.

3. Процесс крепления состоит из следующих операций:

подготовительные;

установка рам арочной крепи;

затяжка кровли и боков;

Подготовительные операции

возвести временную крепь в соответствии со стандартом предприятия;

доставляются инструменты (поддиры, кайло, лопата, ключи, пила и пр.) к месту работы;

подносятся от места складирования элементы крепи, затяжка;

производится оборка груди забоя, боков выработки от отслоившихся кусков породы или угля с помощью поддира длиной 2,5м;

осматриваются отвесы для проверки направления выработки;

проверяется направление последних рам крепи и определяется место установки вновь возводимой рамы;

соорудить рабочий полок согласно стандарта предприятия.

Установка рамы арочной крепи

зачищаются лунки для установки стоек крепи, откидывается на центр выработки горная масса;

двое рабочих подносят стойки и основанием устанавливают их в лунки, скрепляют их боковыми стяжками с ранее установленной рамой;

трое рабочих, стоя на полке, устанавливают верхняк, соединяют со стойками при помощи стяжных скоб;

проверяется направление выработки, при необходимости производится правка рамы поддиром длиной 2,5м до заданного направления;

проверив размеры нахлеста, в замках затягивают окончательно гайки скоб;

рама расклинивается деревянными клиньями;

при необходимости устанавливаются деревянные распорки с ранее установленной рамой.

Затяжка боков и кровли выработки

деревянной или ж/б затяжкой затягивается кровля выработки;

затягиваются бока в направлении снизу вверх;

пустоты между крепью и боками выработки заполняются породой;

демонтируется рабочий полок;

почва в забое выработки зачищается;

инструменты убираются в отведенное место.

                                                     Домашнее задание:

1.Решить задачу (условие дано выше).

2.Просмотреть видеофильм «Крепление горной выработки металлической крепью»

https://www.youtube.com/watch?v=yUmTp1U33aw