Кам'яне і бетонне кріплення

Кам'яне і бетонне кріплення застосовують для кріплення виробок із великим терміном служби і при значному гірському тиску поза зоною впливу очисних робіт (рис.). Бетоном і каменем кріплять переважно основні виробки приствольного двора, камери, квершлаги, польові штреки.

У якості основної форми застосовують склепінну з прямолінійними або (при значному боковому тиску) криволінійними стінами. Кріплення складається із фундаментів, стін і склепіння. Фундаменти являють собою частину стін, що розташовується нижче рівня поверхні підошви, та мають глибину: з боку водовідливної канавки 500, з іншого боку 250 мм. Товщина бетонного кріплення приймається в залежності від розмірів поперечного перетину виробки у світлі і міцності порід. В практиці гірничих робіт товщина бетонного кріплення звичайно знаходиться в діапазоні 150—500 мм.
В породах, схильних до здимання, бетонному кріпленню надають замкнуту форму у вигляді конструкції із зворотнім склепінням і кільцевої.

Рис.– Конструкції кам'яного та бетонного кріплення:

а – кам’яне, б – бетонне, в – змішане; 1 – склепіння; 2 – стіни;

3 – фундаменти; 4 – замок; 5 – п'ята.

Кам'яне кріплення зводиться зі штучних каменів на цементно-пісковому розчині. При значному гірському тиску і зсуві порід застосовують податливе кам'яне кріплення, що будується з литих каменів з укладкою між ними пружних прокладок. В загальному обсязі кріплення кам’яне кріплення є мало поширеним, оскільки для його зведення необхідна цеглина особливої якості (звичайні цеглини швидко розмокають і руйнуються), а також із-за високої трудомісткості зведення. Те ж стосується і кріплення із бетонних блоків (бетонітів)

Перевагою кам'яного кріплення є його здатність сприймати гірський тиск відразу після зведення, що визначає його застосування при швидкому розвитку гірського тиску. Недоліки – значна трудомісткість робіт із зведення кріплення, наявність швів, що знижують міцність і монолітність кріплення.

Бетонне монолітне кріплення характеризується більшою міцністю в порівнянні з кам'яним і кращим приляганням до породи. Крім того, її зведення можна цілком механізувати, що різко підвищує продуктивність праці і знижує трудомісткість і вартість робіт.

Кріплення з монолітного бетону має зводчату замкнуту форму, так як в цьому випадку бетон добре працює на стиск. Застосовують - для кріплення капітальних з великим терміном служби.

В залежності від гірничо - геологічних умов застосовують такі поперечні перерізи гірничих виробок: з вертикальними стінами і зводчатим перекриттям для порід з f = 3 - 9; з вертикальними стінками, зводчатим перекриттям і зворотним зводом для порід з f = 1-2; круглої форми для складних гірничо - геологічних умов.

Бетонне незамкнуте кріплення складається з фундаменту, стін і зводу. Фундаменти являють собою частину стін, розташованих нижче рівня поверхні ґрунту, і мають глибину: з боку водовідливної канавки - 500мм, а з іншого боку - 250мм. Товщина фундаменту в міцних породах дорівнює товщині стін, а в слабких породах їх товщину збільшують на 150-250мм. Верхню частину зводу називають замком, а поверхні обпирання зводу на стіни - п'ятами. В залежності від розмірів поперечного перерізу виробки, міцності навколишніх порід товщину стін приймають 200-500 мм, товщину верхнього зводу 170 - 350мм, товщину зворотнього зводу 200-350. При круглій формі товщину кріплення приймають 300-600мм.

Бетонне кріплення зводять з відставанням від забою до 20м. Ділянка виробки між забоєм і місцем зведення бетонного кріплення підтримують тимчасовим кріпленням. Для зведення кріплення застосовують пересувні або збірно - розбірні (дерев'яні, металеві або змішані) опалубки. Укладають бетонну суміш за опалубку вручну або механізованим способом за допомогою різних бетоноукладальників. Конструкцію опалубки і терміни її зняття вказують у паспорті проведення та кріплення виробки.

Різновидом монолітного бетонного кріплення є кріплення з торкрет-бетону і набризкбетону - безопалубкове бетонування. Перед початком робіт за допомогою стиснутого повітря очищають робочі поверхні виробки, змочують їх водою. Потім включають цемент - гармату і наносять бетон на гірські породи шарами товщиною 3-7см. Кожен наступний шар наносять через 15 - 20хв. Сумарна товщина кріплення - 15 - 20 см і більше.