Крепевозводящие модули

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное бюджетное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

ЮРГИНСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ(ФИЛИАЛ)

ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО АВТОНОМНОГО

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО

ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Отчёт по практике

«Крепевозводящие модули»

С.И. Гановичев

Юрга - 2014

Содержание

Введение

Металлическая крепь и условия её возведения

Возведении крепи

Бетонные и железобетонные крепи

Смешанные и комбинированные крепи

Подвесные временные предохранительные крепи

Оборудование для механизированной установки крепи

Список литературы

Введение

Крепление горныхвыработок является наиболее распространенным способом их поддержания и представляет собой совокупность работ по возведению горной крепи.

Крепьюназывают искусственное сооружение, предназначенное для сохранения необходимых размеров выработок и предотвращения обрушения вмещающих пород. крепь металлический установка предохранительный

Крепежные материалы- материалы, применяемые для изготовления крепи горных выработок.

По назначению они классифицируются на: основные, вяжущие и вспомогательные.

Основные- используются для несущих конструкций крепи - это дерево, металл, бетон, железобетон, камень, пластик.

Вяжущие- идут на приготовление растворов, бетонов и стеклопластиков (цемент, смола).

Вспомогательные- водоизоляционные материалы, химические реагенты, изделия из стали.

Требования к крепежным материалам- должны обладать высокой прочностью, быть устойчивыми против коррозии и гниения, иметь невысокую стоимость, не быть дефицитными и огнеопасными, противостоять воздействию подземных вод и шахтной атмосферы. Крепь - прочная, надежная, долговечная, занимать как можно меньше места, возможность механизации возведения, должна быть транспортабельной, нетрудоемкой при возведении, оказывать минимальное сопротивление воздуху, иметь минимальные затраты , огнестойкая, и пр.

Материал крепи выбирают с учетом его огнестойкости, назначения и срока службы выработки, её поперечного сечения, величины и характера горного давления.

Горную крепь классифицируют:

· на крепь горизонтальных, вертикальных и наклонных выработок;

· на крепь капитальных и подготовительных выработок;

· на деревянную, металлическую, каменную, бетонную, ж/б и смешанную;

· на временную и постоянную;

· на рамную, сплошную, штанговую и комбинированную;

· на жесткую, шарнирную, податливую;

· на прямоугольную, трапециевидную, полигональную, сводчатую, арочную, кольцевую, эллиптическую и др.;

· на обычную и специальную.

1. Металлическая крепь и условия её возведения

Металлическая крепь- один из совершенных крепежных материалов, так как обладает большой несущей способностью, высокой прочностью, долговечностью, огнестойкостью, значительной деформированностью без потери несущей способности, хорошими конструктивными возможностями, хорошо поддается обработке. Удобна при возведении, применима в породах любой устойчивости и в выработках, как с установившимся давлением, так и в зоне влияния горных работ. Имеет высокие эксплутационные качества. Срок службы 20 - 25 лет.

Недостатки- высокая стоимость, подверженность коррозии.

Для элементов металлической крепи применяют преимущественно углеродистую сталь марки Ст.5 в виде проката, в основном СВП (специальный взаимозаменямый профиль) типоразмеров: 14, 17, 19, 22, 27, 33. Также применяют тюбинги, балки двутавровые, швеллеры, рельсы, сталь угловую, круглую, арматурную, в виде полос, сетки и другие профили.

Металлические крепи применяют в горизонтальных и наклонных выработках, изготавливают в виде трапециевидных, арочных и кольцевых рам.

Трапециевидная металлическая жесткая крепь

Рама состоит из двух стоек и верхняка, изготовленных из СВП, реже из двутавровых балок. Стойки с верхняком соединены с помощью съемных башмаков, уголков с болтами, накладок и пр.Стойки неполных рам устанавливают непосредственно на почву выработки в лунки.

Достоинства: несложность её изготовления и установления, не нарушается кровля выработки при проведении выработки по пласту.

Недостатки:жесткость конструкции, меньшая несущая способность по сравнению с арочной, применяется в основном для капитальных и подготовительных выработок, расположенных вне зоны влияния очистных работ.

Металлическая податливая крепь МПК-1Т и Металлическая податливая кольцевая крепь

Жесткая арочная крепь

Жесткая арочная крепьсостоит из двух полуарок, изготавливаемых из двутавровых балок, жестко соединенных между собой при помощи планок и болтов. Достоинства и недостатки - аналогичны жесткой трапециевидной крепи.

Наибольшее распространение от всех металлических крепей (до 90%) получили податливые крепи из СВП, которые бывают трех-, четырех- и пятизвенные.

Арочная податливая крепь. Пятизвенная АП-5(рис а)

1 - верхняк; 2 - стойка; 3 - хомут; 4 - планка; 5 - гайка; 6 - межрамная распорка; 7 - дополнительная стойка; 8 - затяжка.

Изготавливают из СВП:14, 17, 19, 22, 27, 33. Межрамные распорки изготавливают из уголковой стали.Арочная податливая крепь состоит из отдельных арок, устанавливаемых в выработках одна от другой на расстоянии 0,5 - 1,25 м, межрамных распорок и затяжек.Податливость крепи обеспечивается за счет вдвигания концов элементов арки одного в другой.Узлом податливости является соединение элементов крепи с помощью скоб, планок и гаек, фасонных хомутов с клиньями. Величина нахлестки в местах соединения элементов при установке арки составляет 400мм, расстояние между скобами - 200мм. Податливость трехзвенной крепи составляет 300 - 500мм, а пятизвенной - до 1000мм.

Возведении крепи

крепь металлический установка предохранительный

Возведение крепи производится согласно паспорту проведения выработки и под прикрытием временной крепи. Начинают с установки стоек, которые двумя боковыми стяжками соединяют с ранее установленной аркой. На стойки укладывают верхняк, чтобы нахлестка равнялась 300 - 400 мм, и соединяют их двумя парами скоб, предварительно заложив в замках между днищами стойки и верхняка деревянные прокладки. Гайки на скобах затягиваются динамометрическим ключом. После установки арки её расклинивают в замках на деревянных распорках клином, затягивают кровлю и бока выработки ж/б, металлическими, стеклопластиковыми или деревянными затяжками, а пустоты за тяжкой заполняют мелкой породой.

Металлическая тюбинговая крепь.

Общий вид чугунноготюбинга1,2- фланцы (борта);2-ребра жесткости.

Тюбинги, изготовленные из серого чугуна марок СЧ-21 до СЧ48, реже из стали, представляют собой цилиндрические сегменты. Сегменты соединяются в кольца, которые соединяют между собой болтами.

Бетонные и железобетонные крепи.

Бетон- искусственный каменный материал, полученный при твердении цемента, воды и заполнителей (песка, щебня, гравия). Состав бетона - 1:П:Щ, где 1 - одна часть цемента, П - число частей песка, Щ - число щебня или гравия. Обычно применяют 1:2:3; 1:3:5; 1:4:6. В зависимости от содержания цемента в 1м3 бетонной смеси - бетоны жирные (более 250кг), средние (200-250кг), тощие (до 200кг). В зависимости от содержания воды в 1м3 бетона - жесткие (130 - 170л), пластичные (170 - 230л) и литые (более230л). Марки бетона 100, 150, 200, а для сборных ж\б крепей - марок 300, 400, плотность 2,1 - 2,3 т/м3.

Достоинства- высокая прочность при работе на сжатие, монолитность, долговечность, огнестойкость.

Недостатки- большая плотность, незначительное сопротивление изгибающим и растягивающим нагрузкам, трудоемкость возведения, невозможность воспринимать нагрузки сразу после возведения крепи

Торкрет - бетон- мелкозернисты бетон из цемента марки 400, 500 (до 750 кг на 1м3 смеси) песчано - гравийного заполнителя с крупностью зерен до 5мм и воды.

Набрызгбетон- более крупный заполнитель (до25мм), а содержание цемента на 1 м3 смеси - 350 - 400кг.

Железобетон- бетон, армированный стальной арматурой. Бетон хорошо воспринимает сжимающие усилия, а сталь - растягивающие.

Искусственные камни- кирпич, бетонит - бетонные камни до 40кг, бетонные блоки - 200-300 кг и более.Новые крепежные материалы - пластобетон (вяжущие - смолы, и специальные химические добавки), углепласт ( из угольной пластмассы), стеклопластики ( синтетические смолы, армированные стекловолокном), и др.

Бетонная крепь.с вертикальными стенами и сводчатым перекрытием (а), с обратным сводом (б), (в) монолитная крепь вертикального ствола.

Монолитная бетонная крепь и Блочная бетонная крепь

Крепь из монолитного бетона имеет сводчатую замкнутую форму, так как в этом случае бетон хорошо работает на сжатие. Применяют - для крепления капитальных с большим сроком службы.

В зависимости от горно - геологических условий применяют следующие поперечные сечения горных выработок: с вертикальными стенами и сводчатым перекрытием для пород с f = 3 - 9; с вертикальными стенками, сводчатым перекрытием и обратным сводом для пород с f =1-2; круглой формы для сложных горно - геологических условий.

Бетонная незамкнутая крепь состоит из фундамента, стен и свода. Фундаменты представляют собой часть стен, расположенных ниже уровня поверхности почвы, и имеют глубину: со стороны водоотливной канаки - 500мм, а с другой стороны - 250мм. Толщина фундамента в крепких породах равна толщине стен, а в слабых породах их толщину увеличивают на 150-250мм. Верхнюю часть свода называют замком, а поверхности опирания свода на стены - пятами. В зависимости от размеров поперечного сечения выработки, крепости окружающих пород толщину стен принимают 200-500 мм, толщину верхнего свода 170- 350мм, толщину обратного свода 200-350. При круглой форме толщину крепи принимают 300-600мм.Бетонную крепь возводят с отставанием от забоя до 20м. Участок выработки между забоем и местом возведения бетонной крепи поддерживают временной крепью. Для возведения крепи применяют передвижные или сборно - разборные (деревянные, металлические или смешанные) опалубки. Укладывают бетонную смесь за опалубку вручную или механизированным способом с помошью различных бетоноукладчиков. Конструкцию опалубки и сроки её снятия указывают в паспорте проведения и крепления выработки.Разновидностью монолитной бетонной крепи является крепь изторкрет-бетона и набрызгбетона-безопалубочное бетонирование. Перед началом работ с помощью сжатого воздуха очищают рабочие поверхности выработки, смачивают их водой. Затем включают цемент - пушку и наносят бетон на горные породы слоями толщиной 3-7см. Каждый последующий слой наносят через 15 - 20мин. Суммарная толщина крепи - 15 - 20 см и более.

Железобетонные крепи.Возводят так же, как и бетонную, но перед бетонированием устанавливают арматурный каркас. Арматура может состоять из стержней круглого или периодического профиля, из двутавровых или швеллерных балок, спецпрофиля или рельсов в виде рам, колец или арок.

Железобетонная тюбинговая крепь и Железобетонная сборная крепь

Сборные железобетонные крепи.Изготовляют на заводах железобетонных изделий, доставляют в готовом виде в выработки, где возводят путем монтажа готовых элементов.

По конструкции можно разделить на два типа: рамные, состоящие из отдельных рам, арок, колец, устанавливаемых вразбежку, и сплошные, собираемые из плит, блоков или тюбингов. Если рамные имеют массу 100-120 кг и возводятся вручную, то сплошные - тюбинговые - 200-500кг и для их возведения применяют различные крепеустановщики.

а - КТАГ - крупноразмерная тюбинговая арочная гладкая; и б- ГТК - гладкостенная тюбинговая крепь.

Отличаются размерами и массой. Площадь сечения выработки в свету от8 до 26м2. Девять типоразмеров тюбингов. Состоит из тюбингов 1и полутюбингов 2. Возводят крепь снизу вверх, укладывая тюбинги и расклинивая их временными распорами. После укладки последнего замкового тюбинга арку забучивают равномерно с двух сторон, а распорки удаляют.

Смешанные и комбинированные крепи

Смешанныеназывают крепи, несущие элементы которых выполнены из различных крепежных материалов. Это металлическийверхняк и деревянный стойки, или металлический верхнях и трубчатые ж/б стойки и пр.

Комбинированные- крепи, в которых сочетают две и более конструкций крепи. Например анкерная и металлическая арочная крепь, анкерная и рамная крепь из металлического верхняка и деревянных стоек и пр.

Временная крепь

а) трапециевидная рамная смешанная крепь с верхняком из шахтного профиля СВП и межрамными соединениями: 1- верхняк; 2- стойки крепи; 3- межрамные соединения;4- ограничитель смещения стоек; 5- элемент межрамного соединения; 6- соединительный элемент межрамного соединения; 7- бобышка фиксации положения межрамного соединения.

б) трапециевидная смешанная крепь с верхняком из спецпрофиля СВП и межрамными соединениями.

При проведении горизонтальных и наклонных горных выработок все работы в забое по уборке горной массы после взрывных работ, а также возведение постоянной крепи должны проводиться под защитой временной крепи, которая предохраняет людей, машины и механизмы в призабойной части от ударов и падения кусков породы. Временную предохранительную крепь устанавливают в выработке до возведения постоянной крепи.

Применяют консольные, рамные трапециевидные и арочные, подвесные предохранительные крепи. Перемещаемые вручную и механизировано.

Консольные предохранительные крепи.

а - выдвижные, наиболее распространенные. Состоит из продольных балок - прогонов, которые крепят при помощи хомутов 2 или скоб к верхнякам постоянной крепи. Прогоны между собой связывают связками 1 и на консольную их часть укладывают деревянный настил. Для прогонов применяют СВП или двутавр, трубы.

б - переносная консольная предохранительная крепь состоит из двух быстроразъемных треугольных ферм, устанавливаемых по бокам выработки, на которые затем укладывают верхняки постоянной крепи с последующей затяжкой кровли и распором укосными стойками ВК8. Горизонтальный кронштейн 1 изготавливают из двутавровой балки №10 или профиля СВП - 17.

в - рамная временная крепь. На стойках ВК8 устанавливают верхняк, производят перетяжку кровли, а затем устанавливают стойки, ВК8 убирают.

Подвесные временные предохранительные крепи

а - с закладными боковыми штырями. Состоит из двух стальных штырей (подхватов) диаметром 32-36 мм и деревянного верхняка. В борта выработки бурят по два шпура глубиной 70см, в которые вставляют штыри - подхваты. На подхваты укладывают верхняк с затяжками.

б - разновидность крепи, только используется арочный верхняк и закладные анкера диаметром 40 мм.

в - крепь - опалубка с анкерами. Состоит из анкеров и арочного верхняка, подтянутого с затяжками к кровле. При снятии компенсирующих трубок 1 предохранительную крепь 2 можно использовать в качестве опалубки 3 при возведении постоянной монолитной бетонной крепи.

Один из вариантов временной крепи при креплении сталеполимерными анкерами.

После выемки угля комбайном, забой осматривается, обираются отслоившиеся и нависшие куски угля и породы. Решетчатая затяжка одной стороной консольно закрепляется за последний круг анкерного крепления (заводится за верхняк). На рабочий орган комбайна накладывается верхняк , поднимается рабочим органом и прижимается к кровле, тем самым поджимая вторую сторону решетчатой затяжки. Под защитой временной крепи начинается бурение шпуров под анкера и установка анкеров.

Механизированная временная крепь

Оборудование для механизированной установки крепи

а).Комбайн КП-21 с устройством для подъема верхняка. б).Комбайн Джой с анкероустановщиками.

Манипулятор подземный портальный

Предназначен для механизации работ по монтажу и демонтажу шахтного оборудования, возведению сборочных крепей, ремонту горных выработок, поддирке почвы и погрузке горной массы в вагонетки и др. работ. Управляется дистанционно с выносного кнопочного пульта. Работает с пропуском подвижного состава под порталом. Перемещается автономно.

Различные варианты крепеустановщиков

Тюбингоукладчик

1-колесный ход; 2- поворотная платформа; 3-противовес;4-телекопическая стрела; 5- домкрат подьема стрелы; 6-таль.

Список литературы

1. http://www.mining-enc.ru/r/ramnaya-krep/

2. http://www.ukkbel.ru/content/articles/index.php?article=1927&SHOWALL_1=1

3. http://b2b-mining.ru/lib/spravochnik/285124

Размещено на Allbest.ru