Автор Тема: Крепежные материалы которые используются в шахтах  (Прочитано 3685 раз)

Оффлайн admin

  • Administrator
  • Завсегдатай
  • *****
  • Сообщений: 473
  • Репутация: 6
    • E-mail

Крепежные материалы в горных выработках


В качестве крепежных материалов для выработок применяют дерево, металл, вяжущие вещества и материалы на их основе (бетон, железобетон, искусственные камни).

Дерево обладает ценными свойствами как строительный и крепежный материал, что обусловило его широкое использование. Несмотря на интенсивное внедрение металлической крепи, доля деревянной крепи остается еще довольно значительной, особенно при разработке крутых пластов. Для крепления горных выработок применяют хвойные породы деревьев — сосну, ель, пихту и лиственницу. Однако из-за способности к гниению, подверженности грибковым заболеваниям, опасности в пожарном отношении, недостаточной несущей способности деревянная крепь используется преимущественно в выработках с небольшим сроком службы при небольшой площади их поперечного сечения.

В выработках с большой площадью поперечного сечения и длительным сроком службы применяют более прочные крепежные материалы — металл, бетон, железобетон.

Крепь из металла, обладающего большим сопротивлением действующим нагрузкам, позволяет придавать выработкам любую форму поперечного сечения. В отличие от других крепей металлическая крепь годна для ремонта и повторного использования. Металлическую крепь изготовляют из различных видов сортового проката — балок, швеллеров, специальных профилей. Наиболее распространена крепь из специальных профилей.

Вяжущими веществами служат цемент, известь и глина. Для крепления подземных выработок исключительное применение получил цемент. Смесь воды и цемента под влиянием физических и химических процессов твердеет. Для крепления горных выработок применяют цемент с песком в соотношении 1:3 при обычных условиях, 1 :1 при значительном горном давлении.

Прочность затвердевшего раствора зависит от водоцементного соотношения (отношение количества воды к цементу в растворе). Необходимое количество воды в растворе определяется опытным путем. При этом учитывается обводненность выработок. Для сухих выработок берут большое количество воды.

Бетон приготовляют из цемента, песка, щебня и воды. Цемент и вода являются активными частями бетонной смеси. Вследствие химических и физических процессов между ними происходит твердение раствора. Песок и щебень являются инертными добавками. Их назначение — получить больший объем при том же количестве более дорогого материала (цемента). Для горных выработок применяют тяжелый и облегченный бетоны плотностью в сухом состоянии соответственно 2200—2500 и 1800—2200 кг/м3.

Количество воды в бетонной смеси должно быть достаточным для полной реакции твердения бетона и определяется по ГОСТу. Излишнее количество воды снижает предел прочности бетона. Твердение бетона в первую неделю происходит быстро, затем оно замедляется. Расчетную прочность бетон набирает на 28-й день твердения. Нормальные условия твердения бетона — температура 15—20 °С и относительная влажность воздуха 90—100%. Бетон, твердевший во влажных условиях, прочнее бетона, затвердевшего на воздухе.

Для крепления горных выработок при ручной укладке применяют жесткий и пластичный бетоны с расходом цемента до 350 кг/м3, при машинной укладке — пластичный бетон с расходом цемента 350— 400 кг/м3.

Для придания пластических свойств в бетонную смесь вводят добавки-пластификаторы, которые одновременно снижают количество необходимой  воды  на 7—15%  и  уменьшают  на  8—10%   расход цемента.

В целях ускорения твердения в бетонную смесь вводят добавки — ускорители схватывания.

Железобетон применяют для повышения прочности крепи, работающей на изгиб или растяжение. Для железобетонной крепи металлическую арматуру заделывают внутрь бетона. Конструкция арматуры соответствует конструкции железобетонной крепи. Наибольший размер щебня не должен превышать 0,75 наименьшего расстояния между  прутьями арматуры.
Крепь из сборного железобетона собирается из железобетонных деталей, изготовляемых на заводе. Заводское изготовление элементов позволяет значительно разнообразить конструкции крепи.

Естественные камни для крепления горных выработок применяют в виде исключения. К искусственным камням относятся кирпич, бетониты, бетонные блоки.
Кирпич для крепления выработок используют только хорошо обожженный, неразмокающий. Бетониты готовят из такой же бетонной смеси, как и бетон. Бетонную смесь помещают в формы для получения бетонита необходимых размеров.

В последнее время для изготовления отдельных элементов шахтной крепи все шире используются синтетические материалы — стеклопластики, стекловолокно, быстротвердеющие химические составы на основе полимерных смол.

Горное дело - форум шахтеров и горняков