Поддержание выработок приданием формы и креплением (часть 3)

Для элементов крепи используют стальной прокат в виде балок, рельсов, специального профиля СВП, сеток, полос, уголка, а также специально изготовленных сегментов-тюбингов, из которых собирают с помощью болтов сплошную тюбинговую крепь. Тюбинги, изготовленные из серого чугуна марок от СЧ-21 до СЧ-48, реже из стали, представляют собой цилиндрические сегменты (рис. 4.4), имеющие по периметру фланцы 1, 2 (борта), а также ребра жесткости 3. Отдельные сегменты и образованные из них кольца крепи соединяют между собой болтами. Масса тюбинга составляет 600-1700 кг, длина сегмента — 1000-1500 мм.

Стальные стержни применяют для изготовления клинощелевых штанг анкерной крепи, железобетонных и сталеполимерных штанг. Наиболее простой по конструкции является клинощелевая штанга (рис. 4.5). Она состоит из стального стержня 1 диаметром 20-25 мм длиной до 3 м, на одном конце которого имеется продольная клинообразная прорезь (щель) шириной 3-5 мм. Для закрепления штанги в шпуре в прорезь на конце штанги вставляют клин 2, клином вперед штангу вставляют в шпур и наносят удары по выступающему из шпура концу штанги. При этом клин, внедряясь в прорезь, будет расширять ее и за счет распора в шпуре штанга закрепится в породе. На выступающем из шпура конце стержня гайкой закрепляют пластину, плотно прижимая ее к породе.

Разработаны анкеры из полимерных композиционных материалов, выдерживающие нагрузку на разрыв до 100 кН. Для крепления горных выработок широко используют сталеполимерные анкеры, у которых стержень выполнен из арматурного прутка диаметром 16-20 мм, а крепежные детали — из полимеров. Для закрепления анкеров в шпурах и скважинах применяют цементно-песчаные растворы и полимерные составы.
Расширяется использование полимерных и композиционных порошковых, волокнистых и слоистых материалов, таких как стекловолокниты, стеклотекстолита и другие для изготовления элементов крепи горных выработок, применяющихся в качестве затяжки кровли и стенок выработок, а также для устройства других ограждающих сооружений. Материалы и изделия из этих материалов обладают по сравнению с металлическими такими важными преимуществами, как коррозионная стойкость, меньшая плотность и соответственно меньшие масса и размеры изделий, а по сравнению с деревянными — стойкостью против гниения и огнестойкостью. Композиционные материалы имеют сравнительно высокие прочностные и упругие свойства. Стекловолокниты и стеклотекстолита имеют плотность 1600-1900 кг/м3, при этом пределы прочности стекловолокнитов: σсж = 130 МПа; σраст = 80÷500 МПа; σизг = 120÷250 МПа; стеклотекстолитов: σсж = 210÷260 МПа; σраст = 250÷600 МПа; σизг = 150÷420 МПа. Углепластики — материалы, состоящие из углеродных наполнителей в виде жгутов, лент, тканей и различных термореактивных полимерных связующих, превосходят по усталостной и вибропрочности стали обыкновенного качества в 1,5-2 раза. Пределы прочности углепластиков σсж = 1200 МПа, σраст = 1600 МПа.

---