Классификация крепей по характеру взаимодействия с массивом

По характеру работы и условиям взаимодействия крепи с окружающим массивом крепи разделяются на ограждающую, изолирующую, упрочняющую, поддерживающую (несущую) и подпорную (табл.).

Ограждающиекрепи не имеют, как правило, непосредственного контакта с открытой поверхностью пород и предназначены для защиты людей и оборудования от случайных местных вывалов кусков породы. Такие крепи наиболее часто используют в качестве временных передвижных.

Изолирующиекрепи (облицовки), предназначенные для защиты растрескивания, иногда теплоизоляции, а также для сглаживания неровностей, обнажений пород в выработках от выветривания, переувлажнения, вымывания, выполняют обычно в виде покрытий из торкрет- и набрызгбетона, полимерных материалов и т.п. Их несущая способность незначительна, но, благодаря сохранению природных свойств пород в массиве вокруг выработки, изолирующие крепи при современном нанесении могут обеспечить устойчивость горной выработки.

Несущие крепи (обделки), условно разделяемые на поддерживающие, подпорные, упрочняющие и комбинированные, проектируют на нагрузки от 3-5 до 100-150 тс/м² Крепи по несущей способности можно условно делить на 4 класса: 1 –маломощные (до 10 тс/м² ), 2 – средние (11-30 тс/м²), 3 – мощные (31-100 тс/м²), 4 –весьма мощные (более 100 тс/м²).

Таблица

Классификация крепей по характеру взаимодействия с окружающим массивом

Тип крепи	Характер взаимодействия с породами	Вид крепи
Изолирующая	Отсутствие закономерных, постоянно действующих нагрузок. Возможны местные (локальные) напряжения, вызванные случайными причинами	Тонкое изолирующие покрытие из набрызгбетона или полимерных смол (эпоксидных, полиэфирных и др.)
Ограждающая	Отсутствие закономерных постоянно действующих нагрузок. Нагружение крепи в результате случайных отслоений.	Набрызгбетон, легкие металлические конструкции, крепь-оболочка
Упрочняющая	Упрочнение окружающих выработку пород, обеспечение совместных смещений нарушенных пород	Набрызгбетон, различные виды анкерной крепи, комбинированная крепь
Поддерживающая	Работа в режиме «заданной нагрузки» (отслоение пород, вывалообразованме)	Деревянная, металлическая, монолитная и сборная бетонная и железобетонная крепь (жесткая, возводимая сразу после обнажения пород)
Подпорная	Работа в режиме совместного деформирования с массивом («взаимовлияющей деформации»)	Все виды податливой крепи. Монолитные крепи с отпором, достаточным для прекращения смещения пород и становления равновесия в системе «крепь-массив)

Форму крепи выбирают с учетом величины характера распределения нагрузки по периметру сечения выработки, характера залегания пород, материала и конструкции крепи, назначения выработки и отчасти технологии ее сооружения. например, вы выработках горнодобывающих предприятий при горизонтальном давлении часто применяют трапецевидную и прямоугольную форму, используя деревянную, металлическую железобетонную рамные крепи, а также штанговую крепь. При среднем и большом горном давлении со стороны кровли и небольшом со стороны боков применяют сводчатую с вертикальными или наклонными стенами форму и выполняют крепь бетонной, каменной, железобетонной или металлической.. При значительном вертикальном и боковом горном давлении целесообразны подковообразные формы. При получении пород в подошве выработки применяют сводчатые и подковообразные очертания крепи с обратным сводом При большом всестороннем горном давлении часто применяют кольцевую крепь и реже эллиптическую. Иногда форма крепи определяется применяемым проходческим оборудованием. В крепях из дерева обычно используют прямолинейные элементы, из металла любого очертания. Крепи из бетона и железобетона обычно имеют сводчатую, подковообразную и кольцевую формы.

Материал и конструктивный вид крепи выбирают с учетом назначения, срока службы выработки и необходимой несущей способности крепи. При этом следует иметь в виду, что срок службы деревянной крепи при средних условиях эксплуатации обычно не превышает 2-3 лет, металлической крепи 8-10 лет, а каменной, бетонной и железобетонной – десятки лет, если подземные воды не являются агрессивными, вызывающими коррозию и разрушение бетона. В этих случаях требуется применение специальных бетонов или других конструкционных материалов.