3.2. 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. При слабых почвах к нижним концам стоек приваривают опорные пластины или устанавливают на деревянные прогоны.

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 крепь состоит из двух полуарок, изготавливаемых из двутавровых балок, жестко соединенных между собой при помощи планок и болтов. Достоинства и недостатки – аналогичны жесткой трапециевидной крепи.

Арочная податливая крепь

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.

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 чугунного тюбинга 1,2- 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.

Сборная тоннельная обделка из чугунных тюбингов:

1 — нормальные (обычные) тюбинги Н; 2 — смежные с ключевыми тюбинги С;

3 — ключевой (замыкающий или замковый) тюбинг 3;

4 — рельсовый путь; 5— бетонное основание пути