3.Бетонная, монолитная железобетонная и каменная крепи.

В настоящее время основным материалом крепи стволов является монолитный бетон. Определяющим фактором при креплении вертикальных выработок монолитным бетоном в первую очередь является качество производимых работ, т.е. правильный выбор марки бетона и технологии крепления, сокращение числа технологических швов, минимальное разрушение приконтурного массива, т.е. возможность применения при проходке контурного взрывания. Толщина бетонной крепи для вертикальных выработок в обычных горно-геологических условиях в устойчивых и средней устойчивости породах при ограниченных притоках воды составляет 30-50 см Широкое применение монолитной бетонной крепи обусловлено рядом ее положительных качеств:

• надежная и плотная связь крепи с окружающими породами, что позволяет исключить из конструкции опорные венцы;

• широкие возможности механизации крепежных работ в части доставки и укладки бетонной смеси за опалубку и и применение передвижных опалубок;

• достаточно высокая водонепроницаемость материала крепи и стойкость против агрессивных вод;

• незначительное число технологических швов, что также позволяет снизить приток воды;

• гладкая внешняя поверхность бетонной крепи, способствующая снижению сопротивления воздуха и тем самым уменьшению расхода энергии при работе вентиляторов.

Крепь из монолитного бетона представляет собой цилиндр с толщиной стенки 200-600 мм и характеризуется высокой несущей способностью (до 60 тс/м² и выше). Для крепления стволов обычно применяют жесткий тяжелый бетон марок 150-300.

Однако такая крепь при наличии агрессивных подземных вод подвергается постепенному разрушению. Поэтому при сложных гидрогеологических условиях приходится применять бетон особых составов, имеющих повышенную водопроницаемость и стойкость к агрессивным водам, или использовать другие виды крепи – металлическую тюбинговую, комбинированную многослойную и т.п. Монолитная бетонная крепь по конструктивным, экономическим и технологическим показателям считается в настоящее время наиболее эффективной.

Монолитная железобетонная крепь способна воспринимать не только повышенные сжимающие, но и значительные растягивающие напряжения. Ее используют при больших неравномерных нагрузках и любых формах поперечного сечения ствола. Толщина крепи составляет в среднем 200-400 мм. Рабочую арматуру диаметром 18-28 мм одинарного или двойного каркаса располагают горизонтально с расстоянием между рядами 150-300 мм, распределительную арматуру диаметром 8-14 мм – вертикально. Расход арматуры на 1 м³ бетона составляет 70-120 кг. Применяют бетон пластичной консистенции, жирный, марки 250 и выше. Наличие арматуры усложняет и удорожает работы по креплению, поэтому монолитный железобетон применяют лишь на участках крепи, работающих в наиболее тяжелых условиях – при высоких неравномерных нагрузках, иногда в устьях стволов и сопряжениях с околоствольным двором и т.п.

Каменная крепь, выполняемая преимущественно из кирпича и бетонитов, обычно имеет толщину 400-650 мм. Строительными нормами и правилами рекомендовано применять: кирпич стандартный (250х120х65 мм) среднеобожженный марок 150 и 175 с водопогллощением не более 12%, морозостойкий; бетониты марки не менее 150, морозостойкие с массой не более 30 кг. Кладка выполняется на жирном цементно-песчаном растворе состава от 1:2 до 1:3 с перевязкой швов в соседних рядах. Закрепленное пространство заполняют тощим бетоном или кусками прочной породы с заливкой цементно-песчаным раствором, а для обеспечения искусственной податливости – пористым материалом.

Каменная крепь способна воспринимать нагрузку сразу после возведения. Вместе с тем она трудоемка, менее прочна и более водопроницаема, чем бетонная, поэтому в настоящее время применяется редко.