Крепи металлические для подготовительных выработок
Крепи металлические податливые рамные
Общие технические условия
Metal frame yield supports. Arch support. General specifications
Дата введения 2014-01-01
Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2009 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены"
Сведения о стандарте
1 РАЗРАБОТАН государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации и сертификации в машиностроении" (ВНИИНМАШ)
2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии Российской Федерации
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 24 мая 2012 г. N 41)
За принятие проголосовали:
Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97
Сокращенное наименование национального органа по стандартизации
Минэкономразвития Республики Армения
Госстандарт Республики Беларусь
6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта публикуется в ежемесячном указателе "Национальные стандарты".
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты"
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на металлические податливые рамные арочные крепи (далее - крепи), применяемые для крепления подготовительных и капитальных горных выработок при разработке угольных пластов.
Настоящий стандарт устанавливает технические требования для крепей, правила приемки и методы контроля показателей при изготовлении и испытаниях крепей.
Требования раздела 4; таблиц 2-4; подпунктов 5.1.1, 5.1.2, 5.1.4, 5.2.1, 5.2.3, 5.2.4, 5.2.6, 5.3.1, 5.3.4; 5.4; раздела 6; пунктов 7.1-7.10; 8.1-8.7, 8.11, 8.12; 9.1, 9.3, 9.4 - обязательные, остальные - рекомендуемые.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 9.014-78 Единая система защиты от коррозии и старения. Временная противокоррозионная защита изделий. Общие требования
ГОСТ 12.3.009-76 Система стандартов безопасности труда. Работы погрузочно-разгрузочные. Общие требования безопасности
ГОСТ 27.002-2009 Надежность в технике. Термины и определения
* Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать: ГОСТ Р 27.002-2009. На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ 27.002-89, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.
ГОСТ 166-89 (ИСО 3599-76) Штангенциркули. Технические условия
ГОСТ 380-94* Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки
* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ 380-2005, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.
ГОСТ 427-75 Линейки измерительные металлические. Технические условия
ГОСТ 535-2005 Прокат сортовой и фасонный из стали углеродистой обыкновенного качества. Общие технические условия
ГОСТ 3282-74 Проволока стальная низкоуглеродистая общего назначения. Технические условия
ГОСТ 3749-77 Угольники поверочные 90°. Технические условия
ГОСТ 5915-70 Гайки шестигранные класса точности В. Конструкция и размеры
ГОСТ 7502-98 Рулетки измерительные металлические. Технические условия
ГОСТ 8240-89* Швеллеры стальные горячекатаные. Сортамент
* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ 8240-97, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.
ГОСТ 8509-93 Уголки стальные горячекатаные равнополочные. Сортамент
ГОСТ 15150-69 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды
ГОСТ 15526-70 Гайки шестигранные класса точности С. Конструкция и размеры
ГОСТ 16504-81 Система государственных испытаний продукции. Испытания и контроль качества продукции. Основные термины и определения
ГОСТ 18321-73 Статистический контроль качества. Методы случайного отбора выборок штучной продукции
ГОСТ 18662-83 Профили горячекатаные СВП для крепи горных выработок. Сортамент
ГОСТ 29329-92* Весы для статического взвешивания. Общие технические требования
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов по указателю "Национальные стандарты", составленному по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Определения и обозначения
3.1 В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:
несущая способность , кН/раму: Предельная вертикальная нагрузка в жестком режиме работы с блокированными узлами податливости.
сопротивление , кН/раму: Среднеарифметическое значение верхних пиков нагрузок при работе крепи в податливом режиме.
энергоемкость , кДж: Значение работы крепи в податливом режиме (энергия, необходимая для осадки крепи на значение вертикальной податливости).
масса , кг: Масса рамы, включая массу соединительных узлов (замков) без массы стяжек.
коэффициент использования несущей способности , %: Значение, характеризующее использование несущей способности при работе крепи в податливом режиме.
полуверхняк: Верхняк четырехзвенной крепи, состоящий из двух частей, соединенных между собой замком (узлом податливости). Каждая часть верхняка называется "полуверхняком".
3.2 В настоящем стандарте применяют следующие обозначения:
- сечение крепи, м;
- ширина рамы крепи по низу, мм;
- ширина на высоте 1,8 м, мм;
- нахлестка в узлах податливости, мм;
- вертикальная конструктивная податливость, мм;
- горизонтальная конструктивная податливость, мм.
Примечание - Значения геометрических параметров рамы приводят до осадки крепи "в свету".
КМП-А3 - крепь металлическая податливая арочная трехзвенная;
КМП-А4 - крепь металлическая податливая арочная четырехзвенная;
КМП-А5 - крепь металлическая податливая арочная пятизвенная (базируется на трехзвенной крепи КМП-АЗ, имеет дополнительные прямолинейные звенья, удлиняющие стойки, по одному на каждую стойку).
Крепь горизонтальных и наклонных выработок
забоя и заменяемую в дальнейшем постоянной. Иногда возводят сразу постоянную крепь.
По виду крепежного материала различают крепь деревянную, металлическую, каменную, бетонную, железобетонную, смешанную и анкерную.
По взаимодействию с боковыми породами крепь подразделяют на жесткую и податливую.
Деревянная крепь применяется для выработок, имеющих относи-тельно небольшой срок службы: этажных, панельных, а чаще – промежуточных, выемочных, ярусных штреков и просеков, промежуточных бремсбергов, печей и др.
При использовании деревянной крепи форма поперечного сечения выработки может быть трапециевидной, прямоугольной, полигональной, кольцевой и др. Наиболее часто применяется трапециевидная форма.
Металлическая крепь применяется для крепления выработок со сроком службы 5-25 лет. Ее подразделяют на постоянную и временную призабойную.
Временная призабойная крепь возводится вслед за подвиганием забоя. Она должна легко собираться при установке и разбираться при демонтаже. В качестве призабойной крепи могут быть использованы стойки с верхняками из рудничных рельсов.
По форме металлическую крепь подразделяют на арочную, трапециевидную и кольцевую. Металлическая крепь может быть жесткой и податливой. Наибольшее распространение получила арочная крепь. Арочная крепь бывает двух, трех и пятишарнирная.
крепь по сравнению с другими видами крепи считается наиболее перспективной для крепления капитальных выработок.
Смешанная крепь представляет собой конструкцию, являющуюся сочетанием элементов из различных материалов, например, металла и дерева, железобетона и металла, искусственных камней, бетона и др. Формы поперечного сечения выработок при использовании смешанной крепи в основном те же, что и при применении другой крепи.
Анкерная крепь подразделяется на металлическую, полимерную, железобетонную и деревянную. Применяется для крепления кровли, почвы и боков выработок.
Металлическая анкерная крепь на Старобинском месторождении является основным видом крепления капитальных и подготовительных выработок.
Крепь вертикальных выработок
Крепь вертикальных выработок в зависимости от назначения, срока службы и условий эксплуатации выработки возводят из дерева, бетона, железобетона и металла. Форма поперечного сечения выработок бывает прямоугольной, овальной и круглой.
Деревянная крепь обычно применяется при сроке службы до 7-12 лет для крепления второстепенных выработок: шурфов, слепых стволов, гезенков и др. Поперечное сечение выработок, закрепленных деревянной крепью, обычно бывает прямоугольной формы.
Монолитная бетонная крепь используется обычно в стволах круглой формы. Для крепления применяются быстротвердеющие бетоны марок 400 и 500. Бетонную смесь необходимо уплотнять вибраторами. Толщина бетонной крепи в зависимости от крепости пород, диаметра и глубины ствола принимается равной 200-500 мм.
Бетонная крепь возводится снизу вверх или сверху вниз. При возведении крепи снизу вверх крепление производится звеньями высотой 20-60 м. Первоначально сооружается опорный венец, затем с подвесного полка возводится крепь до смыкания с вышерасположенным опорным венцом. Возведение крепи осуществляется с помощью шаблонов-опалубок, которые в зависимости от порядка возведения крепи (сверху вниз или снизу вверх) подвешиваются на канатах или устанавливаются вплотную друг к другу.
проводимых в слабых породах. Толщина монолитной железобетонной крепи в 1,5-2,0 раза меньше, чем бетонной.
Крепь из сборного железобетона в последние годы получила значительное распространение в виде железобетонных тюбингов. Разработано восемь типоразмеров тюбингов для стволов диаметром 4,5-8,0 м. Тюбинги для каждого типового сечения изготовляются четырех видов: рядовые, венцовые, предвенцовые и тюбинги для водоулавливающих колец. Тюбинговая железобетонная крепь возводится сверху вниз звеньями размером 20-40 м (10-20 колец). При сооружении крепи и установки опорного венца пространство за крепью заполняют бетонным раствором.
Металлическая крепь обычно изготавливается из чугунных или стальных тюбингов и применяется при круглом поперечном сечении ствола. Тюбинги соединяются между собой болтами, образуют в стволе сплошной цилиндр. Пространство между крепью и боками выработки заполняется бетонным раствором.
Металлическая крепь ввиду значительной стоимости и относительной дифицитности материала применяется лишь в исключительных случаях.
Металлическая крепь
Металлическая крепь вследствие высокой прочности, долговечности и огнестойкости получила широкое распространение при креплении капитальных и подготовительных выработок на рудниках и шахтах. Срок службы крепи от 3 до 15 лет и более. Применяют ее в породах любой крепости и при любой форме поперечного сечения выработки.
Крепь используют в виде арок, колец, трапециевидных и бочкообразных рам, изготавливаемых из стальных прокатных профилей типа СВП, двутавров обычного типа или широкополочных (в зарубежной практике), а в отдельных случаях из железнодорожных рельсов. Соединения элементов крепи между собой могут быть жесткими, шарнирными, податливыми или шарнирно-податливыми.
Арки, кольца и рамы устанавливают в выработке с шагом 0,5–1,2 м. Кровлю и стенки (бока) при небольшом сроке службы выработки затягивают тонким круглым лесом, распилами, досками или обаполами, а при длительном − железобетонными затяжками, металлической решеткой или сеткой, стекловолокнистым рулонным материалом или штучными стеклопластиковыми затяжками.
Трапециевидные крепежные рамы относят к жесткой крепи и применяют в выработках со сроком службы 3–10 лет при установившемся горном давлении. Элементы трапециевидных рам изготавливают из двутавровых балок обычного и широкополочного профиля, швеллерных балок, из бывших в употреблении железнодорожных и рудничных рельсов, а также из труб. Нижние концы стоек неполных рам при крепких породах устанавливают в лунки глубиной 5–15 см и опирают на породу при помощи прямоугольной металлической плитки, приваренной к концу стойки (рис. 32, а); в мягких породах стойки опирают на лежень (рис. 32, б). Лежни могут быть железобетонные, металлические, деревянные. При большом боковом давлении применяют податливую крепь (рис. 32, в). Элементы крепежных рам соединяют с помощью специальных башмаков, скоб, болтов, стяжек. Достоинства трапециевидной металлической крепи заключаются в простоте изготовления и установки, недостатки − в отсутствии податливости и меньшей несущей способности элементов крепи, чем в арочных конструкциях. При высоком давлении со стороны кровли возможно усиление верхняка одним или двумя продольными подхватами на стойках.
Рис. 32. Металлическая рамная крепь: а − жесткая рамная крепь; б − трапециевидная рама, усиленная третьей стойкой;
в − податливая рамная крепь МПК-Т1; г − башмак, д − лежень. 1 − скоба; 2 − кулачки; 3 − ось; 4 − ограничитель
Рис. 33. Арочная податливая крепь из спецпрофиля: а − трехзвенная;
б − пятизвенная. 1 − верхний сегмент; 2 − боковой сегмент; 3 − распорки;
4 − скоба; 5 − планка; 6 − гайка; 7 − нижний сегмент; 8 − межрамные распорки
Арочная крепь выполняется в виде жестких, шарнирных, податливых или шарнирно-податливых конструкций (рис. 33). Наиболее распространена арочная податливая трехзвенная крепь АП-3 из спецпрофиля типа СВП (рис. 33, а) с податливостью до 300 мм, состоящая из отдельных арок, устанавливаемых в выработках на расстоянии 0,5–1,25 м одна от другой, межрамных распорок и железобетонных, деревянных или металлических решетчатых затяжек. Податливость крепи обусловливается скольжением элементов в узлах их сопряжения после того, как внешняя нагрузка превзойдет силы трения, и достигает по вертикали 300–350 мм, благодаря чему во многих случаях удается предотвратить разрушение крепи и поддержать выработки без перекрепления в течение длительного или всего срока службы.
Арочная жесткая крепь (АЖ) представляет собой двухшарнирную арку из балок двутаврового профиля № 14–20 или железнодорожных рельсов, которая обычно состоит из двух полуарок, соединенных в замке при помощи металлических накладок и болтов. Применяется такая крепь в капитальных и подготовительных выработках в условиях установившегося вертикального давления при устойчивой породе в почве выработки. Достоинствами жесткой арочной крепи являются простота конструкции и более высокая несущая способность, чем у трапециевидных рам; недостатками − отсутствие податливости, значительная длина полуарок, затрудняющая их транспортировку и установку. Применяется она сравнительно редко. Также могут применяться трехшарнирные, пятишарнирные арочные крепи.
Среди крепей из спецпрофиля можно назвать арочную податливую, состоящую из пяти элементов АКП-5 с податливостью до 700 мм (рис. 33, б). Элементы крепи изготавливаются из спецпрофиля СВП-17, СВП-19, СВП-22, СВП-27 (цифры указывают массу 1 м спецпрофиля).
Арки обычно состоят из верхнего сегмента и двух боковых элементов (стоек), соединенных внахлестку и стянутых двумя (четырьмя) хомутами. Кроме того, применяются арочные крепи несимметричной формы ПАК-2, изготовляемые из спецпрофиля СВП-17, СВП-19 с податливостью до 500 мм; крепи направленной податливости из СВП-22, СВП-27, рассчитанные на смещение пород висячего бока до 1300 мм. Кольцевую крепь применяют в условиях всестороннего горного давления. Ее конструкция может быть жесткой, шарнирной, податливой и шарнирно-податливой.
Крепь подготовительных выработок
Изобретение может использоваться при креплении горных выработок. Металлическая крепь подготовительных выработок из спецпрофиля или смешанная крепь с верхняком из спецпрофиля или другого вида проката включает верхняк, стойку, ограждения между верхняками и элементы соединения верхняков. Прямолинейный верхняк крепи, состоящий из двух частей, соединяющихся хомутами, опирается одним концом на стойку у борта выработки, а вторым на массив вмещающих выработку пород второго борта путем размещения второй короткой части в специально пробуренной в этом массиве скважине и включается в систему крепи с помощью элементов соединения верхняков и массива горных пород. Изобретение позволяет уменьшить материалоемкость крепи на единицу длины выработки. 5 ил.
Изобретение относится к горному делу, в частности к крепи подготовительных выработок, проводимых как по пластам различных углов падения и мощности, так и вмещающим породам и может найти применение в угольной и горнорудной промышленности.
Известны для этих целей трапециевидные металлическая и смешанная рамные крепи изготавливаемые из шахтного профиля СВП, состоящие из верхняка и двух стоек. В первом случае из спецпрофиля изготавливаются все три элемента крепи - верхняк и две стойки, во втором - металлический верхняк, который применяется в комплекте со стойками из различных материалов, часто с деревянными /В.Н.Каретников и др. Крепление капитальных и подготовительных горных выработок. М. Недра. 1989. С. 64 - 74 (крепи МПК, МИК, КВВ, МТПШ); Г.Г.Штумпф и др. Крепление и поддержание горных выработок. М. Недра, 1993. С. 108 - 111 (крепи КМП-Т, КМТ, МТК); В.Е.Брагин и др. Шахты Кузбасса, М. Недра, 1994. С. -54, 59, 62 - 63; Н.И.Мельников, И.В.Тартынский и др. Отраслевая инструкция по применению рамных и анкерных крепей в подготовительных выработках угольных и сланцевых шахт. Минуглепром СССР, ИГД им. А.А.Скочинского, М., 1985. С. 23 - 25, 48, 112 (крепи КМП-Т(П), смешанная крепь); П.В.Егоров, А.П. Андрианов и др. Крепление и поддержание подготовительных выработок. Издательство. Притомское, Кемерово, 1991. С. 40 - 44, 58 (Крепи ИПК, КТ, КС).
Рамы указанных крепей устанавливаются на расстоянии 0,4 - 1,2 м (иногда большем) друг от друга в зависимости от величины нагрузки и прочности элементов. Пространство между ними поддерживается межрамной перетяжкой, в качестве которой применяется обапол, тес, плаха, металлическая сетка или железобетонная затяжка. Во многих случаях перетяжка производится только кровли выработки. Расстояние между крепежными рамами в некоторых конструкциях фиксируется межрамными стяжками при металлической крепи и деревянными распорами - при смешанной. Стяжки и распоры устанавливаются на стойках крепи.
Одним из главных недостатков трапециевидных (прямоугольных) металлических и смешанных крепей является их излишняя и высокая материалоемкость. Основной нагрузкой на раму крепи является вертикальная нагрузка на горизонтальный верхняк крепи, который, в этом случае, работает в режиме поперечного изгиба. Стойки рамы, на которые своими концами опирается верхняк, каждая воспринимает на себя только примерно половину нагрузки, прилагаемой к верхняку, работая в режиме продольного сжатия. То есть крепежная рама указанных крепей имеет неравномерно нагруженные элементы, что определяется ее конструкцией. Менее нагруженными элементами являются стойки рамы, которые, в большинстве случаев, изготовляются из того же материала, что и верхняк. За счет этого завышается материалоемкость крепи на единицу длины выработки, примерно на 30%.
Целью предлагаемого изобретения является ликвидация этого недостатка, т. е. уменьшение материалоемкости крепи на единицу длины выработки за счет устранения одной из двух стоек, что одновременно ведет и к снижению трудоемкости как работ по креплению, так и работ по изготовлению крепи и ее транспортировке и доставке.
Указанная цель достигается путем замены рамы конструкцией крепи, представляющий собой составной из двух частей верхняк, устанавливаемый, как и ранее перпендикулярно продольной оси выработки и одну наклонную или вертикальную стойку. Верхняк одним концом опирается на стойку, а второй конец опирается на массив угля или породы второго борта выработки за счет размещения его на необходимой длине в скважине, пробуренной в этом массиве, диаметром соответствующим размеру профиля. В скважине располагается вторая короткая часть верхняка. При проведении выработки по пологому пласту верхняк крепежной рамы может располагаться наклонно у кровли пласта и скважины для размещения второго конца верхняка бурятся параллельно кровле у кровли. При проведении выработки по наклонному, крутонаклонному или крутому пласту верхняк может располагаться горизонтально также у кровли выработки в породе того или иного бока пласта, для чего бурятся горизонтальные скважины для заведения в них короткой части верхняка.
Стойкой в крепежной конструкции может служить стойка из двух отрезкой спецпрофиля, соединенных хомутами, отрезок спецпрофиля того же размера, что и верхняк, отрезок другого равнопрочного указанному профиля, деревянная стойка, клиновая стойка трения и др.
Для четкой фиксации верхняка в положении перпендикулярном продольной оси выработки и обеспечения связи крепежных конструкций в единую систему крепи с целью передачи нагрузки на создание рамы предусматривается установка элементов соединения верхняков у стойки крепи. Элементы соединения верохняков представляют собой равнобокий уголок с прикрепленными к его концам с помощью электросварки отрезками длиной 80 - 100 мм из соответствующего верхняку размера спецпрофиля. Уголок для соединения выбирается по размеру спецпрофиля. Вместо уголка может применяться и другой вид проката в соответствии с расчетом.
Установка элементов соединения верхняка производится путем одевания на соседние верхняков частями отрезков спецпрофиля корытом вниз в требуемом месте между приваренными к верхняку металлическими фиксаторами (кубиками).
Исключение из несущей конструкции - рамы - одной стойки с введением способа опоры второго конца верхняка на массив борта выработки и элементов соединения верхняков значительно повышает несущую способность конструкции крепи за счет прочности массива и образования системы крепи с помощью элементов соединений верхняков, позволяющих обеспечить передачу нагрузки на соседние элементы конструкции крепи и за счет этого увеличить расстояние между ними.
Отличительные признаки заявляемого объекта по сравнению с рамной конструкцией, которую можно принять за прототип, обеспечивают более легкую установку крепи, повышают качество ее, более высокую несущую способность при снижении материалоемкости и трудоемкости изготовления и установки конструкции за счет исключения второй стойки и увеличения расстояния между конструкциями.
Таким образом вышеизложенные отличительные признаки и преимущества заявляемого объекта удовлетворяют критерию существенные отличия.
На фиг. 1 - 3 изображена металлическая крепь подготовительной выработки 1 из специального шахтного профиля СВП в виде верхняка и одной податливой стойки из двух отрезков СВП, соединенных двумя хомутами (стойки могут быть деревянными, металлическими из индивидуальных стоек трения, металлическими из другого профиля), на фиг. 4, 5 - вид сверху на выработку, верхняки крепи, элементы соединения верхняков.
Крепь подготовительных выработок предлагаемой конструкции состоит из составного металлического верхняка 2, 3 из профиля СВП, стойки из двух частей 4, 5, элементов соединений верхняков 6. Верхняк 2, 3 представляет собой составную балку из двух отрезков шахтного профиля СВП, соединенных с помощью двух хомутов 7. Первая и основная часть верхняка 2, располагаемая в выработке, одним концом опирается на стойку 4, для чего в нем устраивается гнездо 8, для верхнего суженного конца стойки 4. Гнездо образуется путем устанавливаемого на верхняке ограничителя перемещения стойки 9 в виде стальной пластинки с помощью электросварки. Второй конец основной части верхняка с помощью хомутов 7 соединяется со второй частью 3, располагаемого в скважине 10 соответствующего профилю диаметра. Обе части верхняка соединяются двумя хомутами 7. За счет расположения второй частью в скважине верхняк получает вторую опору, передавая нагрузку на угольный или породный массив.
Металлическая из аналогичного верхняку профиля (профиль может быть и другой) стойка 4, 5, своим верхним суженным концом вставляется в гнездо 8, где фиксируется от перемещения по верхняку 2 с помощью ограничителя 9. На фиг. 1 представлена податливая из спецпрофиля СВП стойка, состоящая из двух отрезков, соединенных хомутами 11.
Элементы соединения верхняков 6 состоят из отрезков уголка (или другого профиля) 12, к концам которых с помощью электросварки присоединяются отрезки спецпрофиля 13. Элементы соединения с предыдущим и последующим верхняком устанавливаются рядом в определенном месте между приваренными к борту профиля отрезками из прямоугольного проката 14. Кровля выработки между верхняками имеет ограждение 15, в качестве которого могут применяться деревянные обаполы, металлическая сетка, полимерная или металлическая затяжка.
Предлагаемая конструкция крепи позволяет ускорить крепление выработки и уменьшить материалоемкость крепи на единицу ее длины за счет ликвидации рамы при повышении несущей способности системы крепи за счет передачи прилагаемой к верхняку нагрузки на соседние конструкции и вмещающий массив горных пород.
Металлическая крепь подготовленных выработок из спецпрофиля или смешанная крепь с верхняком из спецпрофиля или другого вида проката, включающая верхняк, стойку, ограждения между верхняками и элементы соединения верхняков, отличающаяся тем, что прямолинейный верхняк, состоящий из двух частей, соединяющихся хомутами, опирается одним концом на стойку у борта выработки, а вторым - на массив вмещающих выработку пород второго борта путем размещения второй короткой части в специально пробуренной в этом массиве скважине и включается в систему крепи с помощью элементов соединений с соседними верхняками и массива горных пород.
Крепи металлические для подготовительных выработок
ГОСТ Р 58871-2020
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
КРЕПЬ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК
Термины и определения
Mining equipment. Mine support. Terms and definitions
Дата введения 2020-11-01
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием "Российский научно-технический центр информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия" (ФГУП "СТАНДАРТИНФОРМ") и Закрытым акционерным обществом "Трансуглемаш" (ЗАО "Трансуглемаш")
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 269 "Горное дело"
4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Введение
Установленные в настоящем стандарте термины расположены в систематизированном порядке, отражающем систему понятий в области горного дела в части крепи горных выработок.
Для каждого понятия установлен один стандартизованный термин.
Не рекомендуемые к применению термины-синонимы приведены в круглых скобках после стандартизованного термина и обозначены пометой "Нрк".
Заключенная в круглые скобки часть термина может быть опущена при использовании термина в документах по стандартизации.
Наличие квадратных скобок в терминологической статье означает, что в нее включены термины, имеющие общие терминоэлементы.
В алфавитном указателе данные термины приведены отдельно с указанием номера статьи.
Помета, указывающая на область применения многозначного термина, приведена в круглых скобках светлым шрифтом после термина. Помета не является частью термина.
Приведенные определения можно при необходимости изменять, вводя в них производные признаки, раскрывая значения используемых в них терминов, указывая объекты, входящие в объем определяемого понятия. Изменения не должны нарушать объем и содержание понятий, определенных в настоящем стандарте.
Стандартизованные термины набраны полужирным шрифтом, их краткие формы - светлым.
Настоящий стандарт устанавливает применяемые в науке, технике и производстве термины и определения понятий в области горного дела в части крепи горных выработок шахт угольной промышленности.
Термины, установленные настоящим стандартом, рекомендуются для применения во всех видах документации и литературы в области горного дела в части крепи горных выработок шахт угольной промышленности, входящих в сферу работ по стандартизации и/или использующих результаты этих работ.
2 Термины и определения
Горные крепи
горная крепь: Конструкция, возводимая в подземных горных выработках, для обеспечения их устойчивости, технологической сохранности, а также управления горным давлением.
1 Горная крепь (рудничная крепь, шахтная крепь, крепь) должна удовлетворять следующим основным требованиям: поддерживать выработку в рабочем и безопасном состоянии в течение всего срока ее службы; быть экономичной, т.е. чтобы сумма затрат на изготовление и возведение, эксплуатацию и ремонт крепи была минимальной; быть простой в изготовлении, транспортабельной, удобной для обслуживания, иметь устойчивую рабочую характеристику, не загромождать выработку, оказывать минимальное сопротивление движению воздуха, быть огнестойкой.
2 Многообразие современных существующих видов крепи горных выработок предопределяет и многообразие частных классификационных признаков. Горную крепь классифицируют по следующим признакам: по срокам службы, форме сечения выработки, роду выработок и расположению их в пространстве (крепь для капитальных, подготовительных, нарезных и очистных выработок и для горизонтальных, наклонных и вертикальных выработок), по конструкции и сооружению, назначению и выполняемой функции, характеру взаимодействия с боковыми породами, характеру работы и способу соединения элементов крепи, материалу.
По срокам службы
2 постоянная крепь: Крепь, возводимая на весь срок службы выработки или крепи.
Примечание - Различают поддерживающую и анкерную постоянную крепь.
3 временная крепь: Крепь, устанавливаемая в выработках до возведения постоянной крепи и применяемая при проведении капитальных выработок, закрепляемых каменной, бетонной, железобетонной или металлической постоянной крепью.
Примечание - Выполняется в виде деревянных или инвентарных облегченных металлических рам, устанавливаемых вслед за подвиганием забоя. Временной крепью поддерживается участок длиной от 40 до 60 м. В зависимости от устойчивости пересекаемых пород применяют затяжку кровли и боков выработки обаполами, горбылями, досками или железобетонными плитами (затяжками); реже для этой крепи применяют металлическую решетку или сетку.
4 инвентарная крепь: Временная поддерживающая разборная крепь, многократно используемая в выработках с малым сроком службы.
По форме сечения горной выработки
5 арочная крепь: Рамная крепь, состоящая из отдельных крепежных арок (металлических, железобетонных, смешанных), устанавливаемых перпендикулярно продольной оси горной выработки на некотором расстоянии одна от другой; промежутки между арками, кровлей и боками выработки перекрываются затяжками.
Примечание - Арочную крепь классифицируют по количеству звеньев (трехзвенная, четырехзвенная, пятизвенная), сечению крепи (от 7,8 до 20,5 м), применяемому прокату и марке стали.
6 прямоугольная крепь: Поддерживающая крепь, имеющая прямоугольную форму в сечении, перпендикулярном оси выработки.
7 трапециевидная крепь: Поддерживающая рамная или сплошная крепь, имеющая трапециевидную форму в сечении, перпендикулярном оси выработки, и применяемая для крепления горизонтальных и наклонных горных выработок при отсутствии значительного бокового давления.
Примечание - Трапециевидную крепь классифицируют по количеству стоек (2, 3, 4), сечению крепи (от 4,7 до 20,0 м), применяемому прокату, марке стали.
8 кольцевая крепь: Разновидность рамной крепи с замкнутым контуром, состоящей из отдельных колец, установленных вдоль выработки вразбежку и связанных между собой при помощи стяжек (подвесок) или распорок, и применяемой в горизонтальных и наклонных выработках при наличии всестороннего смещения массива горных пород, а также при пучащих породах почвы и в вертикальных выработках (стволах) в качестве временной крепи при проходке.
Примечание - Кольцевую крепь классифицируют по площади сечения выработок (от 6,5 до 20,1 м), конструктивному исполнению (жесткие, шарнирные и податливые), применяемому прокату, марке стали.
9 полигональная (стропильная) крепь: Многоугольная (стропильная) крепь арочной формы, состоящая из полигональных крепежных рам, предназначенная для крепления однопутевых и двухпутевых горизонтальных и наклонных выработок, как правило, в сложных горно-геологических условиях.
Примечание - Соединение элементов полигональной (стропильной) крепи может быть жесткой и шарнирной. При шарнирном соединении крепь называют шарнирно-стержневой.
10 сводчатая крепь: Поддерживающая крепь, имеющая сводчатую форму в сечении, перпендикулярном оси выработки.
11 замкнутая крепь: Поддерживающая крепь, перекрывающая выработку по всему ее контуру.
12 незамкнутая крепь: Поддерживающая крепь, перекрывающая кровлю и бока выработки.
По конструкции крепей
13 сплошная крепь: Горная крепь, непрерывно перекрывающая поверхность выработки в продольном направлении и применяемая во вскрывающих и подготовительных выработках.
Примечание - Сплошная крепь выполнена как монолитная (бетонная, железобетонная крепи) либо сборная конструкция, состоящая из отдельных однотипных элементов, установленных вплотную друг к другу (блочная, панельная, тюбинговая крепи, искусственный и естественный камни). В горизонтальных и наклонных выработках сплошная крепь может быть незамкнутой и замкнутой, в выработках с углом наклона 45° и более имеет только замкнутую конструкцию, как правило, цилиндрического очертания.
14 рамная крепь: Горная крепь, состоящая из отдельных самостоятельных несущих конструкций - крепежных рам, устанавливаемых в выработке на некотором расстоянии друг от друга или вплотную и применяемая для крепления капитальных, подготовительных, нарезных и очистных выработок, как правило, в сочетании с межрамным ограждением, перекрывающим промежутки между крепежными рамами.
Примечание - Межрамное ограждение - это защитное перекрытие, устанавливаемое в подземных горных выработках в промежутках между крепежными рамами или опорными элементами анкерной крепи, которое предотвращает местные вывалы породы, способствует более равномерному распределению напряжений, создаваемому опорными элементами крепи, а также в отдельных случаях (специальные виды межрамных ограждений) обеспечивает крепежным рамам продольную устойчивость, исключая тем самым необходимость применения межрамных стяжек и распорок. Межрамное ограждение может состоять из отдельных элементов (затяжек) либо сплошных полос из рулонных материалов.
15 крепежная рама (Нрк. дверной оклад): Несущая конструкция рамной крепи, состоящая из верхняка, стоек и лежня и устанавливаемая в капитальных, подготовительных и очистных выработках.
1 Крепежные рамы подразделяют по форме контура (прямоугольные, трапециевидные, полигональные, косоугольные, арочные, кольцевые и эллиптические), виду крепежного материала (металлические, железобетонные, деревянные, металлодеревянные и металложелезобетонные), характеру работы под нагрузкой (жесткие, податливые и шарнирные).
2 Крепежную раму, состоящую из верхняка и двух стоек и не имеющую лежня, называют неполной или полурамой, с поперечным лежнем - полной.
16 камерная рама: Крепежная рама усиленной конструкции, устанавливаемая в месте сопряжения двух подземных выработок (горизонтальных, горизонтальной и наклонной и пр.), закрепленных рамной крепью, и служащая опорой для верхняка крепи сопрягающейся выработки.
17 коробчатая рама: Конструкция крепи в форме рамы, состоящая из коробчатых прямолинейных элементов.
18 полигональная рама: Крепежная рама многоугольной формы, состоящая из прямолинейных балок, стоек, соединенных шарнирно и работающих в основном на осевое сжатие.
Примечание - Полигональная рама выполнена из отрезков круглого леса или брусьев, железобетонных балок или плит, металлических двутавровых или швеллерных балок и предназначена в основном для двухпутевых выработок (околоствольных дворов, квершлагов и др.) при наличии бокового давления.
19 костер: Конструкция крепи в формах квадратной, прямоугольной и треугольной клетки из деревянных или металлических балок (брусьев), работающих в местах взаимного пересечения на смятие, с заполнением их породой или без заполнения стержней, работающих в местах взаимного пересечения на смятие элементов.
20 венец: Стержневая конструкция прямоугольной формы, элементы которой работают преимущественно на поперечный изгиб, устанавливаемая в выработках с углом наклона свыше 45°.
1 Венец является крепежной рамой деревянной, металлической или железобетонной рамной крепи.
2 Венец, устанавливаемый до возведения постоянной крепи, называют временным венцом.
21 крепежная арка: Несущая конструкция арочной крепи, имеющая форму арки в сечении, перпендикулярном оси выработки, и состоящая из нескольких конструктивно связанных между собой элементов.
Примечание - В зависимости от способа соединения элементов различают жесткие, податливые и шарнирные арки, по типу используемого материала - стальные (металлические), деревянные, железобетонные арки.
По способу сооружения крепи
22 подвесная крепь: Крепь, состоящая из венцов, прикрепленных к кровле, последовательно подвешиваемых один к другому и сочетаемых с ограждением между рамами.
23 венцовая крепь: Рамная крепь вертикальных и наклонных (свыше 45°) горных выработок, основной конструктивной частью которой являются венцы (прямоугольные рамы), располагаемые в плоскости, перпендикулярной к оси выработки, предназначенная для крепления вертикальных и наклонных выработок, пройденных в породах средней крепости и устойчивости.
Читайте также: