tehspgrv48

				hН=40 м					50				60			70			80				100		120		Rc=5 МПа			10			15			20		30				40
																																															50
		30
	20
																																													60
	10
																																													70
																																														80
																																												100
																																													120
	UН, мм										300				200					100															800
						400																				0		400											1200					НР, м

Рисунок 13 – Номограма для визначення зміщень порід Uн

під час надробки виробок, hн – відстань до пласта, що надробляє

			vн															20														40
						Rc=5 МПа				10					15								30
мм/мес
	12
																																			50
	10
																																		60
		8
																																	70
		6
																																	80
		4
																													100
																															120
		2
			0
							200				400			600				800			1000				1200		1400			НР, м

Рисунок 14 – Швидкість зміщень порід у виробці після надробки

31

де kt – коефіцієнт, що враховує вплив часу на зміщення порід,

при визначенні kt приймають час підтримки виробки до надробки; kt1 – коефіцієнт впливу часу підтримки виробки після надроб-

ки, який необхідно визначити за табл. 11 [4];

Uн – зміщення порід у зоні впливу тимчасового опорного тиску лави, що надробляє, наведені на рис. 13 [4];

vн – швидкість зміщень порід у виробці після надробки, визна-

чається за номограмою на рис. 14 [4].

При відпрацьовуванні свит із трьох і більше пластів, якщо виробки попадають під вплив кількаразової надробки, загальні зміщення порід визначаються як сума зміщень від кожної надробки зі зменшенням зміщень від наступної надробки у порівнянні з розрахунковими в

1,5 рази.

4.3 Вибір типу й параметрів кріплення

4.3.1 Загальні принципи вибору кріплення підготовчих ви-

робок

При виборі типу кріплення необхідно враховувати його призначення й можливу область застосування, що викладена в [8, 14, 15]. Попередньо тип кріплення слід вибирати за розрахованими зміщеннями порід, а остаточно раціональна конструкція кріплення уточнюється після визначення його параметрів згідно [3, 5, 7].

Таблиця 12 - Параметри металевих піддатливих кріплень

Тип	Опір кріплення в піддатливому режимі					Ns (кН) зале-
	жно від виду з'єднувальних вузлів при ширині вироб-
спецпрофіля	ки у світлі (м)
	менш 2,75		2,76-3,75		3,76-4,7	більше 4,7
	ЗПП (КМП-А3, А5)
СВП-17	160		150		140	130
СВП-19	180		160		150	140
СВП-22	210		200		190	180
СВП-27	-		230		210	190
	ЗСД (КМП-А3, А5; КМП-Т (П))
СВП-17	200		180		170	160
СВП-19	220		200		190	180
			32

Продовження таблиці 12

Тип	Опір кріплення в податливому режимі			Ns (кН) залеж-
	но від виду з'єднувальних вузлів при ширині виробки
спецпрофіля	у світлі (м)
	менш 2,75		менш 2,75
СВП-22	240	230	220		210
СВП-27	-	260	250		240
СВП-33	-	-	320		310
ЗПК, ОЗШ, АП-3Ум (КМП-А3, А4; А5; КМП-К4; КМП-Т (П))
СВП-17	200	190	-		-
СВП-19	240	230	220		-
СВП-22	280	260	260		240
СВП-27	-	300	290		290
СВП-33	-	-	340		320
	ЗСД (КМП-Т (П) із середньою стійкою)
СВП-22	-	420	420		-
СВП-27	-	490	490		-
ЗПК, ОЗШ, АП-3Ум (КМП-Т (П) із середньою стійкою)
СВП-22	-	500	500		-
СВП-27	-	570	570		-

Металеве рамне піддатливе кріплення. Характеристика па-

раметрів металевих піддатливих кріплень наведена в табл. 12, а область раціонального використання – в табл. 13.

Кріплення КМП-А3 (металеве піддатливе аркове триланкове) треба застосовувати для кріплення горизонтальних і похилих виробок із тривалим терміном служби (більше 2-х років), проведених і підтримуваних як поза, так й у зоні впливу очисних робіт при міцності порід покрівлі менше 80 МПа, кутах падіння пласту до 35º, зміщеннях порід покрівлі до 400 мм й боків до 200 мм і при відсутності здимання підошви. Площа поперечного переріза виробки із кріпленням КМП-А3 не перевищує 20 м2 [9]. Для виготовлення кріплення використовують спеціальний взаємозамінний профіль (СВП-17, 19, 22, 27 й 33), а як вузли піддатливості замки, що складаються із прямих планок і скоб (тип ЗПП) і типу ЗСД конструкції ДонВУГІ, замки типу ЗПК НДІОГР, ОЗШ (ДонВУГІ), АП-ЗУм (ПечерНДІПроект). Конструктивна піддатливість КМП-А3 із замками ЗПП, ЗСД - 300 мм, із замком ЗПК - 400 мм.

33

Таблиця 13 - Область раціонального застосування кріплень підготовчих виробок

Тип кріплення			Область раціонального використання
			Виробки як поза, так й у зоні впливу очисних робіт,
		КМП-А3	при сумарному зміщенні порід покрівлі до 400 мм,
металеве			боків – до 200 мм, Sсв до 20 м2, термін служби вироб-
			ки більше 2-х років.
		КМП-А4	Те ж, при зміщенні порід покрівлі до 400 мм, боків –
			до 500 мм.
			Те ж, при зміщенні порід покрівлі до 1000 мм, боків
Рамне		КМП-А5
			– до 300 мм.
			Виробки, що примикають до виробленого простору
		КМП-Т (П)	й підпадають активному впливу очисних робіт, при
			сумарному зміщенні порід покрівлі до 1300 мм, бо-
			ків – до 400 мм.
		Рамне	Термін служби виробки до 3-х років, площа попе-
			речного переріза у світлі – до 10,5 м2. Зміщення по-
	змішане		рід до 200 мм.
	Дерев'яне		Термін служби виробки до 3-х років при зміщення
			порід до 150 – 200 мм.
	Анкерне		Очікувані зміщення порід до 300 мм.
Рамно-анкерне			Очікувані зміщення порід більше 300 мм.

Кріплення КМП-А4 (чотириланкове) слід застосовувати для кріплення горизонтальних і похилих виробок переважно двоколійного перетину із тривалим терміном служби, які підтримуються поза й у зоні впливу очисних робіт. Наявність верхнього вузла піддатливості дозволяє використовувати кріплення у виробках зі значним боковим тиском й в умовах похилого й крутого падіння порід. Конструктивна піддатливість – 400 мм, однак з урахуванням зазорів за кріпленням може компенсувати опускання покрівлі до 700 мм і зближення боків до 500 мм. При наявності здимання порід підошви треба використовувати замкнуту конструкцію кріплення, причому замки повинні бути з підвищеним опором: ЗПК, ОЗШ й ін.

Кріплення КМП - А5 потрібно застосовувати у виробках на великих глибинах, де передбачаються значні зміщення порід покрівлі (до 1200 мм, з огляду на зазори у просторі поза кріпленням). Підвищена конструктивна піддатливість 600, 800 й 1000 мм досягається за рахунок встановлення додаткових елементів стійок, відповідно довжиною

700, 900 й 1200 мм.

34

Кріплення КМП - К4 (К6) (кільцеве чотири та шестиланкове) варто застосовувати для кріплення горизонтальних і похилих виробок, проведених у слабких породах, поза зоною й у зоні впливу очисних робіт при значному всебічному тиску або породах підошви, що здимаються. Конструктивна піддатливість кріплення – 600 мм.

Кріплення КМП-Т(П) (трапецієподібне прямокутне діжкоподібне) треба застосовувати для кріплення горизонтальних і похилих виробок, які примикають до відпрацьованої ділянки й підпадають під інтенсивний вплив очисних робіт. При наявності здимання підошви можливе встановлення лежня. Залежно від довжини складених стояків конструктивна піддатливість цього кріплення може бути доведена до 700-1300 мм, очікувані зміщення з боків – 400 мм. При наявності в безпосередній покрівлі пласта шару порід із Rc 60 МПа ширина виробки може досягати 5,4 м, при міцності порід покрівлі Rc 50 60 МПа допускається ширина виробки до 4,2 м, в інших умо-

вах рекомендується комбінація з анкерним кріпленням. Двостійкове кріплення КМП-Т(П) варто застосовувати в магістральних виробках поза зоною впливу очисних робіт й у виїмкових виробках, що погашають після першої лави (при потужності пласту більше 1,2 м). У виробках, які експлуатуються на межі з виробленим простором, слід застосовувати тристійкове кріплення КМП-Т (П), тобто з додатковим середнім стояком.

Рамне змішане кріплення. Змішане кріплення з металевих верхняків і дерев'яних (залізобетонних) стійок необхідно застосовувати для кріплення горизонтальних і похилих виробок у зонах зі сталим гірським тиском при очікуваних зміщеннях до 200 мм. Площа поперечного переріза виробок у світлі – до 10,5 м2, довжина верхняка – від 2 м до 3,4 м. Термін служби кріплення з дерев'яними стійками до трьох років. У якості верхняка використовується СВП-17(22, 27) або двотаврові балки № 18 й № 20 (табл. 14).

Дерев'яне кріплення. Дерев'яне рамне кріплення варто застосовувати для кріплення підготовчих виробок, які підтримуються поза й у зоні впливу очисних робіт, і мають невеликий термін служби (до трьох років) при зміщенні порід до 150-200 мм. Параметри дерев'яного кріплення наведені в табл. 15.

Дерев'яне кріплення має трапецієподібну або прямокутну форму, може бути неповним (без лежня), повним (з лежнем) або посиленим (із середньою стійкою або підкосами). Кріплення підсилюють в умовах підвищеного гірського тиску й при великій ширині виробки.

35

Таблиця 14 - Параметри змішаного кріплення

Площа	Довжина	Опір рами (КН) припрофілю прокату
виробки	верхняка,	СВП-17	СВП-22		СВП-27		І №18	І №20
Sсв, м2	м
3,7-5,6	2,0	176	-		-		200	-
3,7-5,6	2,2	160	-		-		181	227
5,9-6,5	2,4	147	224		-		167	208
7,0	2,6	136	207		-		155	193
7,5-8,2	2,8	126	192		261		143	179
9,4	2,9	122	185		252		138	173
8,7	3,0	118	179		243		133	167
10,0	3,2	110	168		228		125	156
8,7-9,5	3,3	106	164		220		122	151
10,5	3,4	102	160		214		120	146
Таблиця 15 - Параметри дерев'яного кріплення
Площа	Довжина		Опір рами (КН) придіаметрі
виробки	верхняка,			верхняка, см
Sсв, м2	м	16	18		20		22	24
3,7-5,6	2,0	64	91		125		-	-
3,7-5,5	2,2	58	83		114		-	-
4,2-6,5	2,4	54	76		105		-	-
4,8-6,5	2,6	-	70		97		-	-
5,2-7,2	2,8	-	65		90		119	-
5,2-7,2	3,0	-	61		84		111	-
6,4-7,4	3,2	-	57		78		104	-
6,4-8,0	3,4	-	54		74		98	-
6,4-9,4	3,6	-	-		70		93	-
7,4-9,8	3,9	-	-		64		86	-
7,6-10,3	4,1	-	-		61		81	106
7,9-11,1	4,5	-	-		56		74	97
9,5-12,0	4,8	-	-		-		70	90
10,4-12,5	4,9	-	-		-		-	89
10,4-12,5	5,0	-	-		-		-	87

Похилі підготовчі виробки кріплять прямокутними, а при малих кутах (до 25º) - трапецієподібними рамами. Стійкість кріплення при

36

значному куті нахилу забезпечується за рахунок застосування розпірок й опорних рам. Виробки з кутом нахилу більше 30º кріплять повними кріпильними рамами.

Печі, збійки та інші похилі (до 45º) виробки невеликої площі поперечного переріза, проведені по пласту вугілля без підривки бічних порід, кріплятьрамамиіздвох-трьохстояків,щопідбиваютьпід розпил.

Анкерне й рамно-анкерне кріплення. Анкерне кріплення на ву-

гільних шахтах застосовуються як у комбінації з рамним кріпленням, так і самостійно. Як основне кріплення анкера рекомендується застосовувати при розрахункових зміщеннях порід до 300 мм. При зміщеннях до 100 мм параметри анкерного кріплення можна не розраховувати, а приймати із табл. 16. При зміщеннях порід більше 300 мм анкери встановлюють тільки в комбінації з рамним кріпленням.

Анкерні кріплення за характером закріплення підрозділяють на замкові й беззамкові. Параметри основних типів анкерів наведені в табл. 17.

Таблиця 16 - Параметри анкерного кріплення

Розрахунко-	Параметри кріплення анкерним кріпленням
ві зміщення	у виробках, що розкривають			у виробках, що підготовля-
порід, мм	родовище			ють родовище
	Анкери довжиною 1,5 м із			Анкери довжиною 1,5 м із
	щільністю	установки 1		щільністю 1 анкер/м2, з
Менш 50	анкер/ м2,	з	опорними	опорними плитами й ґрат-
	плитами й ґратчастою за-			частою затяжкою
	тяжкою у комбінації з на-
	бризкбетоном		товщиною
	40 – 50 мм
	Анкери довжиною 1,8м із			Анкери довжиною 1,8 м із
	щільністю 1 анкер/м2, з ме-			щільністю	установки 1
50 - 100	талевими підхватами й ґрат-			анкер / 1 м2,	з металевими
	частою затяжкою у комбіна-			підхватами	й ґратчастою
	ції з набризкбетоном товщи-			затяжкою
	ною50 –80мм
100 - 300	З розрахунку			З розрахунку
Більше 300	У комбінації з рамним крі-			У комбінації з рамним крі-
	пленням			пленням
			37

Таблиця 17 - Параметри анкерного кріплення

		Діаметр сте-	Довжина анкера,	Конструктивна	Несуча
	Тип анкера			піддатливість,	здатність,
		ржня, мм	мм
				мм	Nsa, кН
		Металеві замкові анкери
	ЩК-1,3	20	1200-2400	до 50	95
	АК-8	20	1000-2400	20-140	25-108
	АКМ	16	1000-2400	20-120	40-96
	ШР-1	20	1600, 1800, 2000	до 50	50-100
		Металеві клінощільові анкери
	КЩА	20-25	1600-2200	до 50	40-80
	Анкери із закріпленням хімічними складами типу АКХ
	АСП	18-25	800-3400	-	88-95
	АКП	18-20	800-3400	до 50	88-95
		Анкери із закріпленням цементними
		або фосфогіпсовими розчинами
	АКПН	18-25	800-3400	-	95

4.3.2 Розрахунок параметрів рамного податливого кріплення

Порядок розрахунку параметрів основного рамного кріплення й засобів його посилення полягає у наступному.

У першу чергу необхідно розрахувати зміщення порід на контурі виробки за методикою, що викладена в розділі 4.2. Далі треба визначити розрахункове навантаження на 1 м довжині виробки з боку покрівлі й боків:

Ркр	Pн	kп	kпр	b ;	(15)
Рб	Pн	kп	kпр	h	(16)

де b й h – ширина й висота виробки в проходці;

Рн – нормативне питоме навантаження (КПа), яке обумовлене

табличними даними, що наведені в [5], або визначаються за рис. 15, побудованому на основі даних натурних спостережень залежно від очікуваних зміщень порід і розмірів виробки [3];

kп – коефіцієнт, що характеризує перевантаження й ступінь на-

дійності виробки; для виробок, що підготовляють родовище, приймається рівним 1 [5] ; для виробок, що розкривають родовище, при І-й катего-

38

рії стійкості kп =1,4; при II-й –kп =1,2; при III-й –kп =1,15; при IV-й –kп =1, 1 [3];

kпр – коефіцієнт впливу способу проведення виробок; при ком-

байновому способі значенняkпр задані величинами 0,6; 0,8; 1,0 й 1,1

відповідно при H /Rc до 16, 16-20, 20-25 і більше 25; при буропідривному й змішаному способах, а також при проведенні виробок по обвалених породах виробленого простору будь-яким способом – kпр = 1 [5].

			РН,				кПа
																				b, м
																				6,0
	250																			5,6
																				5,4
																				5,0
																				4,4
200																				4,0
																				3,6
																				3,4
																				3,0
		150
	100
			50
				0					500			1000			1500			U, мм

Рисунок 15 – Нормативне питоме навантаження Рн

Значення нормативного навантаження для незамкнутих типів кріплення треба приймати, виходячи зі зміщень порід покрівлі, а для замкнутих кріплень - по найбільшій величині зміщень з боку покрівлі, підошви або боків.

Щільність n встановлення рам металевого податливого кріплення, змішаного і дерев'яного на 1 м довжини виробки знаходять діленням розрахункового навантаження Р на опір однієї рами кріплення Ns:

n P/ Ns , (17)

де Ns – несуча здатність рамного кріплення (кН), яку слід приймати за довідковими даними [15].

Паспортну щільність встановлення кріплення, згідно [5], приймають за найближчим значенням n у ряді: 0,8; 1,0; 1,1; 1,25; 1,33; 1,43; 1,67; 2,0; 2,25; 2,5; 2,67; 3,0; 4,0.

39

Граничною щільністю металевого піддатливого рамного кріплення рекомендується вважати 2 рами/м, а дерев'яної – 4 рами/м. При щільності n>2 рам/м кріплення необхідно вибирати з урахуванням зниження зміщень порід за рахунок застосування додаткових заходів з активного керування гірським тиском (посилення кріплення, анкерування покрівлі й ін.).

Таблиця 18 - Засоби посилення основного кріплення

	Засоби посилення основного кріплення	Несуча здатність
		Ns , кН
		1
	Гідравлічні стояки типів 2ГВС й 2ГСК	300
	Стояки тертя постійного опору типу Т	250
	Стояки посилення типу КМП – 4 з кулачко-	250
	вими замками
	Кріплення посилення типу КУ	400
	Дерев'яні стояки висотою 2,0 – 2,5 м при
	діаметрі 20 см або відповідно 2,6 – 3,5 м	200
	при діаметрі 24 см
	Проміжні рами кріплення	Відповідає Ns
	Кроквяне кріплення	Відповідає Ns

У підготовчих виробках, які посилюють у зоні тимчасового опорного тиску першої лави, сумарне навантаження на кріплення, що встановлене в процесі проходки, визначають за величиною зміщень Uкр на рівні першого очисного вибою, а щільність п1 встановлення

засобів посилення основного кріплення на 1 м довжини виробки знаходять із виразу:

п	Р1 пNs	, але не менше п 0,5,	(18)
1	Ns1	1

де Р1 – сумарне навантаження на кріплення (кН/м), яке розраховується використовуючи залежність (15);

п і Ns – відповідно щільність встановлення й опір однієї рами основного кріплення;

Ns1 – опір засобів посилення (див. табл. 18).

У виробках, які повторно використовуються, при посиленні основного кріплення за першою лавою й поперед другого очисного вибою навантаження на кріплення визначають за величиною сумарних

40