Крепь

КРЕПЬ горная, горнотехническое сооружение (конструкция), возводимое в подземных горных выработках для обеспечения их устойчивости, технологической сохранности, создания безопасных условий работы, а также для управления горным давлением. При этом крепь должна быть экономичной и не создавать помех при выполнении производственных процессов. Крепи классифицируют по конструктивному исполнению (сплошные и рамные), характеру работы (жёсткие и податливые), способу изготовления и возведения (монолитные и сборные), расчётной схеме взаимодействия крепи с массивом горных пород (несущие, поддерживающие, подпорные, ограждающие и др.), форме поперечного сечения выработки (кольцевые, арочные, трапециевидные и др.), сроку службы (временные и постоянные), преобладающему материалу (деревянные, металлические, бетонные, железобетонные, полимерные). В очистных выработках, в соответствии с выполняемой функцией, выделяют призабойные и посадочные крепи. Выбор конструкции, параметров и расчёт крепи производят исходя из оценки устойчивости пород, величин их смещений, нагрузок на крепь (включая динамические), воздействия агрессивных подземных вод, обеспечения водо- и газоизоляции выработок, а также с учётом возможной механизации процессов изготовления и возведения крепи. Кроме того, расчётная схема крепи по возможности должна предполагать максимальное включение в работу несущей способности приконтурного массива горных пород.

Сплошная крепь непрерывно перекрывает в продольном направлении поверхность выработки. Рамная крепь состоит из отдельных элементов (крепёжных рам), устанавливаемых на некотором расстоянии друг от друга и не связанных между собой конструктивно; применяется обычно в сочетании с межрамным ограждением.

Жёсткие крепи воспринимают внешние и внутренние нагрузки без изменения формы и размеров крепи; их возможные деформации за весь период эксплуатации не должны выходить за пределы упругости. Применяются в основном в капитальных горных выработках, наиболее распространены монолитные бетонные, железобетонные, и набрызг-бетонные крепи, преимущественно кольцевого и арочного поперечных сечений. Кольцевая крепь представляет собой монолитный цилиндр, внешняя поверхность стенок которого плотно контактирует с массивом горных пород. Толщина стенки (в зависимости от величины горного давления и диаметра выработки) составляет 20-25 см и более. При породах средней крепости и крепких в горизонтальных и наклонных (до 30-35°) выработках применяют арочную крепь; при значительном боковом давлении стенки крепи возводят криволинейными. В сложных горно-геологических условиях возводят сборные крепи из отдельных железобетонных или металлических элементов (тюбингов, блоков, панелей). На рудниках используют также жёсткую крепь (кольцевую, арочную или трапециевидную) в виде металлических рам из двутавровых балок с соединением элементов накладками и болтами с гайками. Податливые крепи способны изменять свои размеры в связи со смещением или деформацией отдельных элементов при сохранении несущей способности всей конструкции; применяют в подготовительных выработках в виде металлических арочных и кольцевых рам. Элементы рам изготовляют из специального профиля, соединяют между собой внахлёст с помощью хомутов и болтов; податливость достигается за счёт проскальзывания элементов крепи в местах их соединения.

Призабойная крепь предназначена для поддержания призабойной части очистной выработки, в которой располагается оборудование и где выполняются работы по добыче полезного ископаемого. По конструктивному исполнению различают индивидуальную, механизированную и щитовую призабойные крепи. Индивидуальная крепь представляет собой рамы, состоящие из металлических или деревянных стоек и верхняков, которые располагают правильными рядами вдоль линии очистного забоя и переносят по мере его подвигания. В лавах угольных шахт распространена передвижная механизированная крепь для временного поддержания призабойной части очистного пространства и механизации процесса крепления и управления кровлей. Для управления обрушением или плавным опусканием кровли в очистных выработках применяют посадочную крепь (преимущественно металлическую), устанавливаемую параллельно линии забоя на границе с погашаемым выработанным пространством.

Литературу смотри при статье Крепление горных выработок.

Д. Р. Каплунов.