Лабораторный практикум по ККПС 2011

81

которого укладывают затяжки, а затем всю конструкцию, как правило, расклинивают. На установку одного верхняка два проходчика затрачивают 20–25 мин, а на снятие верхняка и извлечения штырей – 10 мин.

Применяется также и другая разновидность подвесной крепи, в которой штырь и кольцо представляют собой отдельные детали.

Рис. 2. Конструкция временной предохранительной штыревой крепи

В Кузбассе успешно применялись штыри из прута, согнутого вдвое и отогнутого вниз в виде крючка, на который уклады-

к р е п ь с металлическим верхняком (рис. 3) относится к полуинвентарной, так как извлекать анкеры не всегда удается. Эта крепь может быть инвентарной только в породах достаточной крепости, которые не успевают зажать анкеры до подхода постоянной крепи.

В р е м е н н а я п р е д о х р а н и т е л ь н а я м е т а л л и ч е - с к а я к р е п ь из телескопических труб с закреплением их сквозными штырями (рис. 4) хотя и несложна по конструкции и в изготовлении, но не обеспечивает достаточно плотного подхода кровли и при подъеме верхняков требует дополнительных операций.

На некоторых шахтах при проведении подготовительных выработок в качестве временной переносной крепи применяются

83

С т о й к а В К (рис. 5) состоит из нижней трубы 1 с пятой 2, узла 3 с конической парой от ручного привода, направляющей трубы 4 наружным диаметром 73 мм, первой подвижной трубы 5 диаметром 63 мм, внутри которой находится вторая выдвижная труба 6 диаметром 48 мм с винтом внутри и головкой сверху. На трубе 6 находится обойма 7 с клином, которая служит стопором для трубы 6 после выдвижения ее из трубы 5. Недостатком такой стойки является большой вес (32 кг) и сложность конструкции (коническая передача). Техническая характеристика стойки ВК представлена в табл. 12.

6

7

5

4

1

2

Рис. 5. Инвентарная стойка типа ВК

П р е д о х р а н и т е л ь н а я к о н с о л ь н а я к р е п ь к о н - с т р у к ц и и В о с т Н И И относится к переносной консольной конструкции крепи, которая представлена на рис. 6, состоит из двух быстроразъемных треугольных ферм 1, установленных по бокам выработки, на которые помещают верхняки 2 постоянной крепи с последующей затяжкой кровли 3. Верхняк распирается стойками ВК-8.

84

Таблица 12

Техническая характеристика стоек ВК-7 и ВК-8

Рис. 6. Предохранительная консольная крепь конструкции ВостНИИ

О ф о р м л е н и е л а б о р а т о р н о й р а б о т ы

Приводятся рисунки изученных непосредственно в лаборатории конструкций временных предохранительных крепей (предохранительная выдвижная крепь, штыревая крепь, анкерная крепь, металлическая крепь, консольная крепь конструкции ВостНИИ и др.) и кратко описываются основные их достоинства и недостатки.

85

К о н т р о л ь н ы е в о п р о с ы

1.Что понимают под временной предохранительной крепью?

2.Покажите конструкцию временной предохранительной выдвижной крепи. Из каких основных элементов она состоит?

3.Перечислите основные достоинства и недостатки временной предохранительной выдвижной крепи.

4.Покажите конструкцию временной предохранительной штыревой крепи. Из каких основных элементов она состоит?

5.Перечислите основные достоинства и недостатки временной предохранительной штыревой крепи.

6.Покажите конструкцию временной предохранительной анкерной крепи. Из каких основных элементов она состоит?

7.Перечислите основные достоинства и недостатки временной предохранительной анкерной крепи.

8.Покажите конструкцию временной предохранительной металлической крепи. Из каких основных элементов она состоит?

9.Перечислите основные достоинства и недостатки временной предохранительной металлической крепи.

10.Из каких основных элементов состоит инвентарная стойка типа ВК?

11.Покажите конструкцию предохранительной консольной крепи конструкции ВостНИИ. Из каких основных элементов она состоит?

12.Перечислите основные достоинства и недостатки предохранительной консольной крепи конструкции ВостНИИ.

Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 6

ИЗУЧЕНИЕ ПРИБОРОВ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СМЕЩЕНИЙ ГОРНЫХ ПОРОД ВОКРУГ ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ

Ц е л ь р а б о т ы – изучение устройства, принципа действия и технических характеристик приборов для измерения смещений горных пород в подземных сооружениях, а также порядка монтажа этих приборов и пользования ими. В лабораторной работе студенты изучают следующие приборы и устройства:

86

универсальную стойку СУ-II;

измерительные реостатные стойки СР-2 и СР-3 конструкции ИГД СО РАН;

реперы контурные, глубинные и распорные PP-I конструкции ИГД СО РАН.

Общие сведения о смещениях горных пород в подземных сооружениях

Одной из основных задач обеспечения устойчивости подземных сооружений является изучение механических процессов, происходящих в породах, окружающих сооружение. Подземные сооружения изменяют начальное напряженное состояние окружающих пород, что сопровождается их деформацией, а, следовательно, изменением размеров выработки.

Процесс деформации и сдвижения горных пород вокруг подземных сооружений очень сложный и зависит от многих горнотехнических и горно-геологических факторов. Величины деформаций и сдвижений горных пород необходимо знать для оценки устойчивости породных обнажений и для решения вопросов крепления и охраны подземных сооружений.

При определении смещений горных пород различают:

 а б с о л ю т н ы е с м е щ е н и я кровли, почвы и боков сооружения (обычно в вертикальной и горизонтальной плоскостях). В этом случае смещения пород кровли, почвы и боков изучаются и определяются независимо. Для этих целей применяются в основном маркшейдерские приборы (измерения в миллиметрах);

 о т н о с и т е л ь н ы е с м е щ е н и я – это смещения пород кровли, почвы и боков сооружения друг относительно друга, т.е. смещения кровли и почвы и обоих боков сооружения определяются совместно (суммарно), а не раздельно, как абсолютные смещения (также в миллиметрах).

В качестве критерия устойчивости пород обычно принимают величину их смещений U на контуре поперечного сечения сооружения за весь срок его службы без крепи. По величине смещений породы горизонтальные и наклонные выработки делят со-

87

гласно СНиП II–94–80 на четыре категории устойчивости, приведенные в табл. 13.

По категории устойчивости пород оценивают и категорию устойчивости выработки. Отнесение выработки к той или иной категории устойчивости необходимо производить по абсолютной величине максимальных смещений пород на контуре поперечного сечения, которые определяются в отдельности в кровле, почве и боках выработки.

Наблюдения за абсолютным и относительным смещением горных пород проводятся как непосредственно в подземных сооружениях, так и в массивах пород, окружающих сооружения. Во втором случае используют для этой цели скважины, которые пробуриваются в массиве пород на различную глубину. В скважине закрепляют обычно неподвижно один конец репера или проволоки. Другой конец репера или проволоки выводят из скважины в сооружение (выработку) и присоединяют к измерительному прибору, при помощи которого определяют величину и скорость смещения непосредственно обнаженных пород в массиве, залегающих на различном расстоянии от поверхностей их обнажения.

Таблица 13

Категории устойчивости породных обнажений в горизонтальных и наклонных горных выработках

88

По принципу действия приборы для измерения смещений горных пород можно разделить на механические, гидравлические, электрические и оптические.

Действие механических приборов основано на измерении перемещений у кровли сооружения относительно почвы и одного борта сооружения относительно другого при помощи телескопических штанг, индикаторных стоек и других раздвижных устройств, раскрепляемых между кровлей и почвой и между боками. Используются также рулетки с различной ценой деления.

У н и в е р с а л ь н а я с т о й к а С У - I I (рис. 1) предназна-

чена для замера относительного смещения пород в подземных выработках небольшой высоты. Она состоит из четырех штанг: нижней штанги 1, средней штанги 2, верхней штанги – телескопической трубы 6 и малой штанги 3. Штанги посредством втулок и наконечников соединяются между собой.

2

3

Рис. 1. Универсальная стойка СУ-II

Нижняя штанга 1 представляет собой трубу, на концах которой с одной стороны помещен наконечник, а с другой – втулка