Материалы и конструкции крепи наклонных выработок

Деревянную крепь применяют для крепления участковых уклонов, бремсбергов, печей, скатов, людских ходков и наклонных столов с небольшим сроком службы.

Как и в горизонтальных выработках, основной формой крепи этих выработок являет­ся обычная крепежная рама, которая в зависимости от угла наклона выработки претерпе­вает следующие видоизменения (рис. 2):

1. При α =0 -10 величина сдвигающей силы Т 'невелика и для ее восприятия доста­точно тщательной расклинки обычных крепежных рам, состоящих из двух стоек 1 и верхняка 2 (рис. 2, а).

2. При α =10 -20 для противодействия сдвигающей силе Т устанавливают между рамами крепи распорки 3 (рис. 2,б), а лунки под стойки делают глубиной 200-300 мм.

3. При углах наклона α =20 -30 во избежание большого заглубления лунок стойки по низу также распирают распорками 4 (рис. 2, в).

4. При углах α =30 -35 возможно сдвижение породы почвы, поэтому крепь усили­вают поперечными лежнями 5 (рис. 2, г). При α =30-45 выработки крепят полными рамами, а распорки устанавливают между верхняками и лежнями.

5. При дальнейшем увеличении угла наклона выработки α>45 увеличивается и сдвигающая сила Т, поэтому выработку крепят венцовой крепью вразбежку или всплошную с опорными венцами (6) через 8-10 м. Верхняки и лежни соединяют со стой­ками в паз, а концы их заводят в лунки в боковых породах на глубину 500-700 мм. В укло­нах и других аналогичных наклонных выработках рамы устанавливают перпендикулярно почве выработки, но если породы кровли или почвы склонны к смещению (вниз по паде­нию), то рамы устанавливают с наклоном 5-7 (рис 2, д). В слабых породах опорные вен­цы ставят и при α<45 .

6. При α=90 крепь из обычных крепежных рам превращается в венцовую крепь на стойках (бабках) вертикальных стволов шахт (рис. 2, е). Элементы крепежных рам (стойки 1, верхняки 2, лежни 5) превращаются в стороны венцов, а распорки 3 и 4 — в стойки (бабки).

Крепежные рамы установленные сплошь, образуют сплошную венцовую крепь.

Верхняк со стойкой соединяют при помощи обыкновенной лапы, в паз, в полдерева, комбинации лапы с шипом; стойки с лежнем соединяют обыкновенной лапой, в зуб, в паз и врубкой со скошенными краями.

Рис. 2. Деревянная крепь наклонных выработок

Металлическую крепьприменяют преимущественно при углах наклона выработки до 30 в виде крепежных рам или арок, усиливая их с увеличением угла наклона распор­ками и лежнями.

Если α< α_о, то применяют арки открытой формы (рис. 3), при α > α_о необходимо закреплять почву, т. е применять арки закрытой, кольцевой формы (рис. 4).

При увеличении угла α = 90 арочная крепь превращается в крепь на стойках, ана­логичную обычной металлической временной крепи вертикальных стволов.

Рис. 3. Арочная крепь открытой формы

Рис. 4. Арочная кольцевая крепь

Каменную и бетонную крепь обычно применяют для крепления наклонных ство­лов, капитальных бремсберюв и уклонов. Основная форма ее — сводчатая с вертикальными стенками.

При углах наклона выработки α=0-15 применяется обычная сводчатая крепь с вертикальными или криволикими стенками. Если α =15-45 , то фундаменты крепи делают уступной формы с высотой уступов 0,4—1 м. Если в этих условиях стены крепи сооружают из кирпича или бетонитов, то ряды кладки их должны быть горизонтальными. При углах наклона выработки α =45-75 применяется обратный свод ступенчатой формы. При α >75 наклонную выработку закрепляют цилиндрической крепью круглого или овального сечения с применением одно- или двухконических опорных венцов.

Сборная железобетонная крепь применяться для крепления наклонных капи­тальных выработок с углом падения до 25° арочной формы, а при α=20 — рамная. Для наклонных стволов с углом падения от 25 до 75° ВНИИОМШС разра­ботал сборную же­лезобетонную крепь из плит П-образного сече­ния (рис. 5). Опорные венцы этой крепи состоят из таких же, но более усиленных элементов.

Рис. 5. Сборная железобетонная крепь наклонных стволов из плит П-образного сечения: 1-опорная рама; 2-боковая плита-стойка; 3-средняя стойка; 4-прогон; 5-плита-верхняк; 6-плита-лежень; 7-плита-шпала; 8-рельсы; 9-напрвляющие

Рамы опорных вен­цов 1 в зависимости от угла падения устанавли­вают через 8—12 м. Концы элементов рам опорных венцов заводят в лунки, которые затем забучивают породой и заливают цементным раствором. Плиты-шпалы 7 и плиты-лежни 6 крепежных рам укладывают на свежеуложенный тощий цементный раствор. Закреплен­ное пространство заполняют мелкой породой. Элементы рам и рамы между собой скреп­ляют болтами.

Смешанная крепь.Для крепления участковых уклонов, бремсбергов, людских ход­ков при α<20° иногда применяют смешанную крепь в виде рам из деревянных или желе­зобетонных стоек и металлических верхняков. Для крепления наклонных стволов при α <30° часто применяют крепь из каменных или бетонных стен с металлическими балками, между которыми возводят бетонные сводики. Стены в этом случае при α >15° имеют ступенчатые фундаменты и воз­водятся горизонтальными рядами. Крепь в наклонных выработках возводят звеньями: при α <30° — сверху вниз; при α>30° — снизу вверх.

Анкерная крепь.Эту крепь применяют и в наклонных выработках. При этом обычно используют металлические штанги длиной 1,2—1,8 м, располагаемые по сетке от 1×1 до 1,5×1,5м.

Пневматический зарядчик шпуров патронированным ВВ (рис. 11) работает следую­щим образом. Перед заряжанием заряжающая труба вводится в шпур, и он продувается сжатым воздухом. Затем ножевой наконечник трубы устанавливается от забоя шпура на расстоянии 100—200 мм, в затвор закладывается патрон ВВ и включается сжатый воздух.

Оболочка патрона ВВ, проходя ножи, разрезается, патрон с силой выталкивается в шпур и запрессовывается в нем. При помощи пневмозарядчика, пользуясь им как простым за-бойником, можно закладывать в шпур боевой патрон. Для этих целей наконечник трубки снабжается резиновой пробкой. Боевой патрон вручную перекрывается глиняным ни/ком, а затем при помощи того же зарядчика производится забойка шпура глиняными патрона­ми.

Применение пневмозаряжания позволило увеличить плотность заряжания до величи­ны плотности ВВ в патронах (на 30%) без изменения длины заряда и за счет этого:

сократить объем буровых работ на одну заходку на 20—30%;

повысить КИШ с 0,7-0,75 до 0,9-0,95;

снизить общие трудовые затраты по буровзрывному комплексу на 1 м пройденной вы­работки на 40-50%.

В целом методы механического заряжания шпуров являются перспективными, и в на­стоящее время ведутся работы по их дальнейшему усовершенствованию для массового внедрения.

Снижение времени заряжания шпуров достигается не только за счет механизации, но и лучшей организации работ, использования качественного инструмента для ведения взрывных работ.

Перед заряжанием шпуры должны тщательно продуваться или прочищаться. Для продувки .ипуроЕ! сжатым воздухом применяются специальные гнутые трубки, оборудо­ванные краником, а для лучшего выдувания крупных частиц породы — срезанные на кон­це. Кроме трубки в забое должны быть ложки-чищалки для очистки шпуров от крупных кусков породы.

Забойники для дэсылки патронов должны изготовляться из качественной древесины, быть гладко проструганными и достаточно длинными, диаметр их должен быть равным диаметру патрона. Если такой забойник при проверке взрывником пробуренных шпуров доходит до забоя шпуров (до дна шпура), то имеется уверенность, что при заряжании па­трон ВВ пройдет по всей длине шпура. В некоторых странах забойннки изготовляют из пластикатов. Такие забойники хорошо изгибаются в шпуре и в то же время обладают дос­таточной жесткостью.

Для сокращения времени заряжания целесообразно использовать сборные колонко­вые заряды. На Миргалимсайском руднике при скоростной проходке выработки для этих целей применяли кассеты, представляющие собой трубки из алюминиевого сплава из расчета на длину заряда ВВ. Вдоль трубки делали сквозную прорезь для огнепроводного шнура, чтобы последний не мешал при проталкивании заряда в шпур.

В кассеты укладывали патроны ВВ, боевик помещался третьим от забоя шпура. Из ниши, где заготавливались заряды ВВ, кассеты в специально приспособленных для этих целей носилках переносились в забой. На носилках предусматривалось отделение для помещения зарядов с усиленной изоляцией для нижних обводненных шпуров. Ниши на­ходились не далее 100 м от забоя.

В Германии патроны нобелита по желанию потребителя поставляются в сборных ко­лонках, представляющих собой готовые колонковые заряды в пластмассовых оболочках с патронами-боевиками, расположенными в конце колонок. Для приготовления сборных ко­лонковых зарядов непосредственно в выработке применяются передвижные сборно-разборные клетк/г Такая клетка устанавливается на расстоянии 100—300 м от забоя и по мере подвигания забоя переносится. Она легко разбирается и складывается. Клетка ис­пользуется также как укрытие во время взрывания зарядов в забое. Сборные колонковые заряды доставляются в забой в специальных ящиках-носилках, имеющих внутри углубле­ния для зарядов. Длина ящика 2,2 м позволяет переносить в нем заряды для шпуров глу­биной до 3 м. Масса загруженного ящика равна 40—50 кг.

При использовании сборных колонковых зарядов значительно сокращается общее время на заряжание шпуров и, кроме того, повышается безотказность детонации заряда в шпуре. Хронометражные данные показывают, что при применении сборных колонковых зарядов время на взрывные работы снижается на 33,3%.