Файл: Бетонная крепь, технология и механизация ее возведения..pdf

стоянием между ними, а также путем их армирования металлом.

Комбинированные крепи. К ним можно отнести штан­ говую с последующим набрызгом и двухслойную подат­ ливую крепь.

Параметры штанговой крепи с набрызгом можно из­ менять в широких пределах за счет длины и плотности установки анкеров, толщины набрызг-бетонного покры­ тия и длительности промежутка времени между установ­ кой анкеров и производством набрызга. Использование анкерной и набрызг-бетонной крепи в совместной конст­ рукции дает возможность исключить основные недостат­ ки, присущие каждой из них в отдельности. Штанговая крепь, обладая высокой несущей способностью и необ­ ходимой податливостью, не может, однако, предохра­ нить приконтурный слой пород от выветривания и рас­ трескивания. В свою очередь, крепь из набрызг-бетона имеет небольшую податливость, но, возведенная с опре­ деленным отставанием за зоной интенсивных смещений, в состоянии воспринять без разрушения оставшуюся их часть и в то же время, заполняя трещины приконтурного слоя массива, надежно изолирует породные обнажения и элементы штанговой крепи от вредного влияния руд­ ничной атмосферы.

В зависимости от конкретных горно-геологических и горнотехнических условий применяются различные кон­ структивные решения при использовании комбинирован­ ной крепи из анкеров и набрызг-бедона. Штанги могу г быть металлическими или железобетонными, установле­ ны со сплошной металлической сеткой, с металлическими полосами по периметру выработки, или независимо друг от друга с небольшими по площади накладками.

Основной слой набрызг-бетона целесообразно возво­ дить через определенное время после установки анкеров. При большой трещиноватости приконтурного массива имеет смысл провести первоначальный иабрызг сразу за проходкой для повышения устойчивости породных обна­ жений и вторичный—уже после установки анкеров. При таком способе повышается несущая способность крепи в целом, так как более рационально используется ме­ таллическая часть перекрытия (сетка, полосы и т. п.), выполняющая роль арматуры, которую в этом случае

167

Целесообразность применения набрызг-бетонных крепей обусловлена соответствием их параметров горно­ техническим и горно-геологическим условиям сооруже­ ния выработки, определяющим режим взаимодействия и вмещающих пород.

Основными параметрами крепей является податли­ вость и несущая способность. Несущую способность кре­ пей из набрызг-бетона можно увеличивать, задаваясь толщиной и маркой бетона. Таким образом, область при­ менения набрызг-бетонной крепи величиной несущей способности практически не ограничивается.

Сложнее решить вопрос податливости крепи, которая относится к жестким конструкциям. Податливость на­ брызг-бетонной крепи обусловливается такими свойства­

ставлять для однопутевых выработок 30—40 мм и двухпутевых — 40—50 мм. Сопоставляя допустимую податли­ вость набрызг-бетонной крепи с ожидаемыми смещения­ ми контура выработки, которые определяются устойчи­ востью породных обнажений, можно выделить область рационального использования этой конструкции.

Одним из критериев, удачно характеризующих устой­

т е

чивость породных обнажении, является параметр

168

между напряжениями в породах и их крепостью, харак­ теризует уровень запаса прочности массива в окрест­ ности выработки. Данные табл. 25, полученные на осно­ вании исследований ДонУГИ [39], дают возможность оценить устойчивость выработки и выявить основные требования, предъявляемые к крепи, в зависимости от

Т Я

параметра—І д—.

При выборе набрызг-бетонной крепи необходимо ис­ ходить из того положения, что смещения, воспринимае­ мые ею, не должны превышать 30—50 мм. Удовлетво­ рить этому требованию можно в весьма широком диа­ пазоне условий, если учесть ряд конструктивных реше­ ний и технологических мероприятий.

Так, в устойчивых породах целесообразно применять набрызг-бетон в «чистом» виде при возведении крепи вслед за забоем по мере проходки, В породах средней устойчивости допустимы комбинированные крепи на основе набрызг-бетона или повторное бетонирование. В первом случае набрызг необходимо выполнять с отста­ ванием от проходки выработки во времени и простран­ стве с таким расчетом, чтобы оставшаяся часть смеще­ ний контура не превышала конструктивной податливости крепи. Толщина бетона в этом случае проектируется в соответствии с требованиями, предъявляемыми к несу­ щей способности конструкции. Во втором случае на­ брызг-бетон толщиной в 1—3 см используют в качестве временной крепи, возводимой сразу после выемки поро­ ды. Такой слой имеет достаточно высокую для времен­ ной крепи несущую способность, вовлекая в работу омоноличенный при набрызге приконтурный слой растрес­ кавшихся пород.

В породах средней устойчивости следует заранее рас­ считывать на частичное разрушение возведенной таким образом крепи ввиду недостаточной ее податливости. По­ явление трещин в бетоне в зоне действия преобладаю­ щих смещений не означает, что несущая способность крепи исчерпалась, а только сигнализирует о появлении шарнира и наступлении первого предельного состояния

169

для у с л о в и и > 0,65 не проводились.

170

конструкции. После образования трещин за зоной ин­ тенсивных смещений пород следует произвести набрызг постоянной крепи на проектную толщину. При этом оставшаяся часть смещений не должна превышать конст­ руктивной податливости постоянной крепи. В противном случае после образования трещин необходимо повторить набрызг тонким слоем.

Целесообразность применения крепи с многократным набрызгом бетона зависит от горнотехнической обста­ новки и в каждом конкретном случае определяется тех­ нико-экономическим расчетом. В породах средней устой­ чивости и, главным образом, неустойчивых в качестве рациональной крепи на основе набрызг-бетона можно ре­ комендовать двухслойную конструкцию (глава I I I ) .

Таким образом, при правильном подходе к проекти­ рованию набрызг-бетонных крепей область их использо­ вания в условиях Донбасса значительно расширяется.

Организация работ и механизация возведения набрызг-бетонной крепи

В состав работ при безопалубочном бетонировании входят следующие основные операции:

подготовка породной поверхности под набрызг; приготовление сухой набрызг-бетонной смеси; транспортировка смеси к месту укладки; загрузка набрызг-бетонных машин; бетонирование;

профилактическое обслуживание машин и уход за уложенным бетоном.

Организация работ по креплению при использовании набрызг-бетона определяется объемом бетонных работ, горнотехнической обстановкой проходки выработки, ти­ пом имеющегося в наличии оборудования и свойствами исходных компонентов для набрызг-бетона. Технологи­ ческие особенности безопалубочного бетонирования да­ ют возможность полностью совместить крепление с дру­ гими основными процессами по проходке выработок как при буровзрывном, так и при комбайновом способах вы­ емки породы.

171

Подготовка породной поверхности под бетонирова­ ние и уход за уложенным бетоном наиболее простые не­ трудоемкие операции и не требуют для своего выполне­ ния специальных механизированных средств. Подготов­ ка поверхности под бетонирование заключается в обор­ ке отслоившихся кусков породной массы, обдуве поверх­ ности сжатым воздухом и смачивании ее водой. Уход за бетоном преследует цель поддержания его во влажном состоянии и заключается в периодической поливке бе­ тонной крепи водой в течение трех суток после возве­ дения.

Основной операцией, требующей специальных машин, является набрызг бетонной смеси на породную поверх­ ность, т. е. бетонирование. Принцип работы набрызг-ма- шин, изложенный в начале главы, является общим для всех видов. Основным признаком, разделяющим все на- брызг-машины на различные типы, является способ до­ зирования и подачи смеси в бетоновод. По этому при­ знаку существующие конструкции можно разделить на

172