ИНСТИТУТ

ГОРНОГО

дела

ОТРАСЛЕВАЯ ИНСТРУКЦИЯ ПО ПРИМЕНЕНИЮ РАМНЫХ И АНКЕРНЫХ КРЕПЕЙ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ВЫРАБОТКАХ УГОЛЬНЫХ И СЛАНЦЕВЫХ ШАХТ

МОСКВА

1985

Министерство угольной промышленности СССР Академия наук СССР Ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени Институт горного дела им А. А. Скочинского

Утверждена первым заместителем Министра угольной промыштенкости СССР

В Д Никитиным

14 июля 1984 г

ОТРАСЛЕВАЯ ИНСТРУКЦИЯ ПО ПРИМЕНЕНИЮ РАМНЫХ И АНКЕРНЫХ КРЕПЕЙ В ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ВЫРАБОТКАХ УГОЛЬНЫХ И СЛАНЦЕВЫХ ШАХТ

Москва

1985

1.6. Крепление подготовительных выработок необходимо производить своевременно и в соответствии с утвержденным паспортом крепления или проектом, составленными в соответствии с Правилами безопасности и с учетом горно-геологических и горнотехнических особенностей данной выработки.

Паспорт крепления выработки составляется начальником участка и утверждается главным инженером шахты. При изменении горно-геологических и горнотехнических условий паспорт крепления выработки должен быть пересмотрен в суточный срок. При составлении паспортов крепления выработок необходимо руководствоваться инструкцией по составлению паспортов проведения и крепления (к § 36 ПБ, приложение 4) [i].

Рабочие и лица технического надзора, выполняющие работы по креплению выработок, должны быть ознакомлены с паспортом крепления и настоящей инструкцией и строго соблюдать их. Ответственность за нарушение паспорта установки крепи и несоблюдение требований данной инструкции возлагается на бригадира и участковый надзор.

I.7-. Вновь проводимые и перекрепляемые выработки с продолжительным сроком службы (более 2-3 лет), а также в местах сопряжения выработок, установки пусковой аппаратуры, трансформаторов и т.п. , предусмотренных Правилами безопасности, должны быть закреплены меТаллинесними, сборными железобетонными, анкерными и другими долговременными крепями из негорючих материалов.

Если в выработке по горнс-геологическим условиям анкерная крепь в качестве самостоятельной неприменима, она используется в сочетании с рамной металлической, железобетонной и другой крепью. Не рекомендуется применять металлическую рамную крепь в выработках, горнотехнические условия которых позволяют использовать сборную железобетонную или анкерную крепь.

При небольшом сроке службы выработки (1-2 года) и незначительном смещении боковых пород ■•допускается применение деревянной рамной крепи.

1.8. Рамные (металлические, сборные железобетонные, смешан-ше) я анкерные крепи, а также металлические верхняки и мекрам-ше ограждения должны изготавливаться в соответствии с техничес-шли условиями, зарегистрированными в установленном порядке. Материалы, применяемые для изготовления этих крепей и межремних ограждений, должны отвечать требованиям соответствующих ГОСТов или технических условий.

1.9.    Минимальные поперечные сечения выработок, предусмотренные паспортом крепления и Правилами безопасности, должны сохраняться в продолжение всего срока их службы.Поэтому крепь.устанавливаемая при проведении выработок, должна иметь большее сечение на размер ее податливости и уменьшение сечения под влиянием горного давления. Типоразмер крепи выбирается, исходя из требуемого поперечного сечения (в свету) выработки в поддержании, с учетом конструктивной податливости крепи и ожидаемого уменьшения ее сечения вследствие смещения боковых пород в конкретных горнотехнических условиях.

1.10. -Отставание постоянной крепи от забоя подготовительной выработки устанавливается паспортом крепления исходя из конкретных горно-геологических и горнотехнических условий. Пространство между забоем и постоянной крепью должно быть закреплено временной крепью. Замена временной крепи постоянной производится в соответствии с утвержденным паспортом крепления или проектом.

Возведение постоянной крепи, а та^же уборка горной массы после взрывных работ производятся под защитой временной крепи, конструкция которой должна обеспечивать безопасность работ и не препятствовать выполнению горнопроходческих операций в забое.

В весьма слабых и неустойчивых породах (сыпучих, мягких и плывунах,а также обрушенных) выработки необходимо проводить и крепить с применением передовой крепи, щитов или специальными методами.

1.11.    Крепежные рамы ^арки, кольца) необходимо устанавливать перпендикулярно продольной оси выработки, располагать симметрично и на одинаковом расстоянии друг от друга. Для фиксации и закрепления рам в направлении продольной оси выработки между ними устанавливают межрамные стяжки (не менее трех между смежными рамами) или распорки. Для обеспечения нормальной работы крепи при проведении выработок необходимо обеспечить соответствие контура и размеров выработки в проходке контуру и размерам применяемой крепи с обязательным заполнением пустот за крепью породой^-или твердеющими смесями.

1.12.    Для равномерного распределения давления горных пород на крепь и предупреждения вывалов порода кровля, бока, а при неустойчивых породах и почва выработки между рамами перекрываются межрамными ограждениями (затяжками).

X.I3. Подготовительные выработки в зоне влияния очистных работ необходимо крепить податливыми рамными крепями или анкерной крепью в сочетании с податливыми рамными крепят.

1.14.    Крепление выработок, проводимых проходческими комбайнами и комплексами, целесообразно осуществлять механизированным способом. Бо вновь создаваемых горнопроходческих комбайнах и и комплексах в обязательном порядке должны включаться в качестве составной части средства механизации возведения крепи.

1.15.    Разработка и постановка на производство новых конст

рукций рамных и анкерных крепей или их элементов, оборудования для их возведения и ремонта в подготовительных выработках, извлечения и восстановления производятся в соответствии с ОСТ 12.14.095-78    Новые    конструкции    крепей и оборудования

принимаются для промышленного внедрения только после успешного завершения стендовых и шахтных испытаний опытных образцов, приемочных испытаний опытно-промышленных партий, оформления прие-емочяой документации в соответствии с указанным ОСТом ы типовыми методиками испытаний опытных образцов [10, П] и согласования с головным институтом (ИГД им. А.А.Скочияского).

К началу постановки на серийное производство и промышленное внедрение новой конструкции крепи, оборудования для возведения и ремонта, извлечения и восстановления крепи организация-разработчик подготавливает в соответствии с ОСТ 12.44.024-82 [12] эксплуатационную документацию: руководство по эксплуатации (РЭ), формуляр (ФО), паспорт (ПС).

Не допускается принимать к серийному производству крепи и их элементы, указанное выше оборудование без соответствующей технической документации, согласованной с ИГД им. А.А.Скочияского и утвержденной в установленном порядке согласно ОСТ 12.14.095-78 и ОСТ 12.44.024-82 (это требование не распространяется на изготовление крепи мелкими партиями по индивидуальным заказам шахт).

1.16.    Расход металла, железобетона и других материалов на крепление выработок зависит от вида конструкции крепи и паспорта крепления и определяется по типовым сечениям горных выработок [13-18]и "Инструкции по нормированию расхода металла и железобетона на крепление подготовительных выработок" [19].

Количество крепежных рам на I м выработки определяется исходя из их технической характеристики и условий применения, горного давления со стороны кровли и боков выработки. При этом должны учитываться вид и несущая способность межрамных

ограждений (затяжек). Плотность установки крепи yv может быть определена по формуле

где Р - фактическая или расчетная нагрузка на I м выработки, кН (тс)/м;

^ - предельная несущая способность крепежной рамы, кН (тс);

К - коэффициент, характеризующий условия работы крепи; для подготовительных выработок принимается равным: для металлических л сборных железобетонных крепей 0,7-0,9; для деревянных - 0,6-0,8.

Рассчитанное значение плотности крепи должно уточняться на основе опыта применения крепи в шахте.

1.17.    Прием вновь закрепленных или перекрепленных выработок производится комиссиями, назначаемыми главным инженером шахты в соответствии с правилами приемки работ (СНиП Ш-11-77, раздел 9) [6] и настоящей инструкцией.

1.18.    Перед началом работ по креплению и перекреплеяшс выработки у рабочего места должны быть заготовлены комплекты крепи, крепежные и другие материалы, необходимые для возведения крепи, не менее чем на сменный объем работ.

1.19.    Все действртэщпе выработки должны содержаться в исправном состояние до их погашения, а крепи в них соответствовать утвержденным паспортам крепления, нормам к требованиям Правил безопасности и настоящей инструкции.

Действующие выработки и крепи в них должны осматриваться горными мастерами ежесменно, начальниками участков или их заместителями ежесуточно. При обнаружении деформации крепи или ослаблении соединения ее элементов должны быть приняты необходимые меры по устранению неисправностей. 3 выработках, закрепленных анкерной крепью, дополнительно должны проводиться не реже двух раз в месяц остукивание и проверка устойчивости кровли и боков, оборка отслоившейся породы и подттоса гаек анкеров, а при необходимости и установка дополнительной крепи.

Лица надзора обязаны принимать немедленные меры по восстановлению и. ремонту выбитой или деформированной крепи и затяжек.

1.20.    При погашении, перекреплении и ремонте выработок крепь, ее элементы и метизы должны быть извлечены для повторного использования (без или после их восстановления). Извлечение крепи из погашае?.шх выработок должно производиться сразу *е после

отработки выемочных участков в соответствии с квартальными графиками погашения подготовительных выработок, утвержденными одновременно с квартальными программами развития горных работ.

I* 21. Ответственность за использование по назначение и правильное применение рамных и анкерных крепей в горных выработках, за извлечение указанных крепей из погашаемых и ремонтируемых выработок, их восстановление и повторное использование возлагается на главного инженера шахты и начальников участков.

2. КРЕПЛЕНИЕ ПОДГОТОЗИТЕЛЫПЯ ВЫРАБОТОК МЕТАЛЛИЧЕСШЛИ РАМНЫМИ КРЕПЯМИ

2.1. Конструкции металлических крепей и условия их применения

2.1Л. Для крепления подготовительных выработок на угольных и сланцевых шахтах применяются преимущественно металлические рамные податливые крепи, изготовляемые из специальных взаимозаменяемых профилей СВП17, СВП19, СВП22, СВП17 и СВПЗЗ (см. приложение 2) с резьбовым (болтовым) и безрезьбовым (кулачковым) соединением элементов.

Металлические податливые арочные, кольцевые и трапециевидные крепи представляют собой отдельные рамы, устанавливаемые в выработках вразбежку, скрепляемые между собой меярамными стяжками и в промежутках перекрываемые межрамными ограждениями (железобетонными, металлическими решетчатыми или сетчатыми, стеклопласти-ковыми или деревянными). Имея примерно одинаковые конструктивные схе?лы, эти крепи отличаются в основном исполнением соединительного замка, определяющего работу крепи в податливом режиме. Из существующих конструкций соединительных замков при проведении сравнительных испытаний с участием разработчиков, на одном стенде, по единой методике лучшие характеристики (по сопротивлению, работоспособности, технологичности изготовления, возведения и демонтажа, многократности использования) показали соединительные кулачковые замки конструкции ИГД им.А.А.Скочинского, ЗПК (с планкой, изогнутой по форме спецпрсф!ля) конструкции НИИОГРа и ЗСД (со сблокированными скобами) конструкции ДонУ1М, которые предус-

матриваются для широкого промышленного производства и использования в металлических податливых крепях.

Для крепления горизонтальных и наклонных (до 45°) подготовительных выработок предусматривается применение следующих металлических податливых крепей:

арочных трехзвенных КМП-АЗ, четырехзвенных КМП-А4 и пятизвенных КМП-А5 с соединением звеньев замками ЗПК (с планкой, изогнутой по форме спецпрофиля), ЗСД (со сблокированными скобами) или кулачковыми;

кольцевых четырехзвенных КМП-К4 и шестизвенных КМП-К6 с соединением звеньев замками ЗПК, ЗСД или кулачковыми;

трапециевидных (прямоугольных) КМЛ-Т(П) и КМП-Т(П)3 (усиленных средней стойкой) с соединением составных частей стоек замками ЗПК, ЗСД или кулачковыми.

Перечень металлических податливых крепей с указанием вновь введенных и старых обозначений приведен в приложении 3.

2.1.2.    В период освоения серийного производства и расширения внедрения соединительных замков ЗПК, ЗСД и кулачковых, обеспечивающих повышенное сопротивление и податливость крепи, технологичность ее изготовления, возведения и демонтажа, а также в период замены этими соединительными замками в перечисленных конструкциях крепей ранее серийно изготовлявшихся соединительных замков допускается применение следующих крепей:

арочной податливой трехзвенной крепи АП с болтовым соединением звеньев (прямоугольными скобами с плоской планкой);

арочных податливых трехзвенных и пятизЕенкых крепей АКП-3 и АКП-5 с болтовым соединением звеньев (фигурными скобами с плоской планкой);

кольцевых крепей КП с болтовым соединением звеньев (прямоугольными скобами с плоской планкой);

трапециевидных податливых крепей КЗВ, инвентарной МИК-4С и др.

2.1.3.    Металлические податливые арочные трехзвенные крепи КМП-АЗ, четырехзвенные КМП-А4 и пятизвенные КМП-А5 представляют собой отдельные арки.устанавливаемые в выработках вразбежку и скрепляемые тремя межрамнымй стяжками, расположенными на верхня-ках и стойках. Промежутки между арками перекрываются межрамными ограждениями (железобетонными, металлическими сварными решетчатыми или плетеными сетчатыми, рулонными стеклопластпковыми или деревянными).

Арки крепей КМП-АЗ (рис.2Л-2.3) состоят из трех основных элементов, изготовляемых из спецпрофилей СВП: верхнего и двух боковых, соединяемых внахлестку замками ЗПК, ЗСД или кулачковыми, образующими узлы податливости. Размеры крепи, радиусы кривизны ее элементов принимаются в соответствии с действующими типовыми проектами сечений горных выработок, чертежами или ТУ на их изготовление. Податливость крепи осуществляется за счет скольжения верхняка и стоек в местах их соединения. Податливость кре-

Рнс. 2.1. Металлическая податливая арочная трехзвенная крепь КМП-АЗ с соединением звеньев замками ЗПК:

а - общий вид арки; 6- податливый узел с замками ‘.'НК

Соединительный замок ЗПК (замок податливой крепи) НИИОГРа (см. рис. 2.1) состоит из изогнутой по внешнему контуру спецпро-филя планки I, скобы 2 и двух гаек 3. Изогнутые планки изготовляются из полосы 16x60 мм или 18x60 мм, скобы - из круглой стали диаметром 20 мм (для СВП17) и 24 мм (для СВП22 и СВП27); боковые полки планки для повышения жесткости выполнены выпуклыми. Нахлестка верхняка и стоек в местах их соединения равна 400 ш. Замки ЗПК устанавливаются на расстоянии 50 мм от концов соединяемых элементов рамы и на 300 мм друг от друга, образуя податливый узел. Благодаря такой конструкции замка ЗПК обеспечивается повышенное сопротивление податливого узла, в период податливости сопротивление его в зависимости от типоразмера спецпрофиля составляет 90-140 кН (9-14 тс) при зажатии 15-30 кН (1,5-3 тс); узел податливости имеет достаточно устойчивую характеристику.

Несущая способность арки крепи КМП-АЗ с соединительным замком ЗПК в податливом режиме в зависимости от типоразмера спец-профиля составляет 180-280 кН (18-28 тс).

Техническая характеристика металлических крепей с соединительными замками ЗПК конструкции НИИОГРа приведена в приложении 4,

Соединительный замок ЗСД конструкции ДонУГИ (см. рис. 2.2) состоит из двух прямоугольных скоб I и 2 (диаметром 24 мм) с резьбой на концах, сблокированных фигурным хомутиком 3, планки 4 и -четырех гаек 5. Планка изготавливается из специального проката ПЗС-20 (по ТУ 4-2-471-82) шириной 200 мм. Замки применяются для соединения внахлестку элементов арочной, кольцевой и трапециевидной крепей.

Замки доставляются в собранном виде с "наживленными" гайками. При возведении крепи замок в собранном виде с "наживленными" гайками надвигается на место соединения элементов. При этом нижняя скоба I располагается перпендикулярно соединяемым элементам крепи, а верхняя скоба 2 - наклонно под углом примерно 30°. Затяжку гаек производят, начиная с нижней скобы. Гайки затягивают до расклинки профилей и начала изгиба планок с усилием 35-40 кН (3,5-4 тс). Соединенные замком элементы крепи образуют узел податливости. Для обеспечения необходимого сопротивления после осуществления податливости крепи на 50 мм производится контрольная затяжка гаек. Замок обеспечивает сопротивление узлвйюдатли-вости крепи от 100 до 200 кН (10-20 тс).

Техническая характеристика металлических крепей с соединительными замками ЗСД конструкции ДонУГИ приведена в приложении 5.

Кулачковый замок конструкции ИГД им. А.А.Скочинского (см. рис. 2.3), соединяющий верхняк I и стойки 2 арки и образующий податливый узел 3, включает в себя П-образную скобу 5, ось б и два эксцентриковых кулачка 7 с ограничителями 8.

Верхние концы криволинейных элементов 2 крепи снабжаются фиксаторами 4, предотвращающими раскрытие соединения сверху и повышающими их прочность, а также сопротивление крепи и надежность ее работы. В результате первоначальной затяжки кулачков (двумя-тремя ударами снизу по выступающей их части) создается начальное сопротивление крепей, равное 50-60# расчетного значения. Затем под воздействием нагрузки верхняк, опускаясь, скользит по боковому элементу, увлекая за собой скобу 5 с осью 6. При этом кулачки, поворачиваясь относительно оси, перекатываются по фланцам спецпрофиля бокового элемента и самозатягиваются; усилие сжатия профилей возрастает,и сопротив-

Рве. г.2. Мвталличеокая податливая арочная грехзвенная крепь KMU-A3 с соединением звеньев замками ЗСД:

a - O0tt»l ьид арки; 6- соединительные эешок ХД

в-в

Ш 622.281

В яяструвшт вз ложен» еявкые лея отрад с* п рая* а а я греоовяквя, связанные с во:»е*л«нв*м. ремонтом, ■ звл**|е^,П1Я».110СС?ановл«нж*м а повторным яс-лозлэоваюлем метяллтесевж. амнерных, сборных вел*эооетон»шд, сменянных а в*г^жвярвмх трепа* в метрвмяих ограал*ц«1, я тяга* с првемом, хранен**» « учете* нреоеА. Рассмотрены номструривн ромно! ■ антчрно* вреаеА.м^жрямвых огрл*деи*1 я средств мехяняяминш *реоя*нвя подготовят* льнмх выработок на уголлныж ваттах, дано п краткое опвсечвв, првведеяы технтческяя iape*T*-рас7*101,елнкы* норевтввного характера. Определены горнотехквчесжте условая ■ облает». ораынняная крепе*.

Отраслевая яаструкши разработана в ИГД вм.А.А.Скочвнского (як*. О.И.Гнеумевым, п. т.н.Н.И.Nrльчшгокым, лроф..д.т.н, У.Н.Геяестуло» при учлепгж к.т.и.В.Г.Дасвчкваа.в.т.я.А.В. 1влл*кя. як».В.Т.Боллом, в.?.и. И.&.Тартынского) с правлечена*» к.т.в. В.Я.Мвкяяберга, к.т.н. Ь.М.Суров-саосо в сотру лпнков няучмо-всследоватвлкскжх внетвтутов ДонУГИ к.т.н.

A.J.Селезня. к.т.н. И.А.Комиссарова>, НИИОГР чин. Б. П. Канарове, шнж.

D.П.Пастухова) .КНИГИ (в,т.и.Е.Н.К*1ролвча) .КуэНИУМ • вид.А.И. Баранняяова), ГОШИ (в.т.в.Ь.В.ИыохАяова) .Пвчор»£ИЯороавт в ЫШгждроутои.

Она рассмотрена Техмжческям /правлен**» с участие» провэвалетвеежо-тахиологических упранвевв! "Задад/голв* в "Востогуголв", управненжл Тех-Bvjrx безопасности в прсмсаяитври® Мккугяеарома СССР в одобрена их.

Ияструвция обязателвнл для применения на деАствухяквх. стронмахсл в проектируема угол* «их в спаавваз вахтах, в аровэводетвеяных объедиявиждх я комбинатах JBwyrienpoaai СССР, а таххе мотет быть всполвзовннн научно-«сследоватеалсшм в проевтямиа оргикияадалмв в учеОнм» зааедчяямв. Два особых уевовв! («пример, дм усювмв ыжоголетне* мерзлоты я т.а.) в до-оотеияв в вастаяае! вметруашя могут бмт* разработаем от*е»«# рабочая инструкции.

Институт горного де.»а им. \. \. С. котик кого (ИГД им. А. А. Скочимского). 1935

ление узла податливости растет до тех пор, пока ограничители 8 поворота кулачков не соприкоснутся со скобой.

В дальнейшем опускание верхяяка происходит совместно с кулачковыми замками, и крепь работает практически с постоянным сопротивлением. Благодаря эксцентричности кулачков происходит са-мозатягивание податливого замка без участия человека, а значительный эксцентриситет позволяет обходиться без применения специальных средств и инструмента для предварительного взаимного сжатия элементов арки в местах их соединения, обеспечивая надежность работы податливого узла, независимо от умения и внимательности крепильщиков. Кулачковый податливый узел обеспечивает высокое сопротивление податливости крепи КМП-АЗ (70-00% несущей способности жесткой арки), несложен и нетрудоемок при монтаже и демонтаже, пригоден к многократному использованию.

Несущая способность арки КМП-АЗ в жестком режиме колеблется от 260 до 400 кН (26-40 тс) в зависимости от применяемого спец-профиля, ширины выработки, схемы нагружения и степени заполнения закрепного пространства.

Техническая характеристика металлических крепей с соединительными кулачковыми замками конструкции ИГД им.А.А.Скочинского приведена в приложении 6.

Металлическая арочная податливая крепь КМП-АЗ предназначена для крепления горизонтальных и наклонных одно- и двухпутевых выработок, проводимых преимущественно в слабых и средней крепости породах (}^1) и подверженных влиянию очистных работ, со смещением кровли до 300-400 мм, при отсутствии значительного бокового давления и пучения почвы, в основном с продолжительным сроком службы (более 2-3 лет).

Пятизвенная арочная крепь КШ-А5 (рис. 2.4) аналогична арочной крепи КМП-АЗ и отличается от нее тем, что боковые элементы (стойки) выполнены составными из двух отрезков спецпрофиля СВП, соединяемых внахлестку при помощи замков ЗПК, ЗСД или кулачковых, используемых в крепи КМП-АЗ. Это обеспечивает повышенную конструктивную податливость крепи - до 1000 мм (по высоте). Крепь КМП-А5, по технической характеристике (см. приложение 5) во многом аналогичная крепи КМП-АЗ, предназначена для выработок, подверженных влиянию очистных работ, со значительным смещением пород кровли (до 1000 мм).

Требуемый типоразмер арочных крепей КМП-АЗ и КМП-А5 и другие параметры крепления выработок могут приниматься по типовым проектам 40I-II-58, 40I-II-53 и др.

ВВЕДЕНИЕ

Техническое перевооружение угольных и сланцевых шахт привело к увеличению скорости подвигания очистных забоев. Это, в свою очередь, потребовало увеличения скорости проведения горных выработок.

Крепление горных выработок и поддержание их в рабочем состоянии в период эксплуатации шахт являются одними из основных производственных процессов при подземной добыче угля, без которых невозможны безопасная и производительная работа шахтеров и устойчивая работа шахты в целом. Поддержание горных выработок в надежном эксплуатационном состоянии имеет важное значение не только с точки зрения технологии подземной добычи угля, но и в экономическом отношении. Протяженность поддерживаешх горных выработок на шахтах Минуглепрома СССР превышает 29 тыс.кмi из них около ЬО% составляют подготовительные выработки. Ежегодно на угольных шахтах проводится более 6 тыс.км горных выработок, а ремонтируются вследствие деформации крепи свыше 2,5 тыс.км выработок.

К настоящему времени на угольных и сланцевых шахтах произошли значительные изменения горно-геологических и производственных условий проведения, крепления и поддержания подготовительных выработок. Повысились технические и экономические требования к крепям и технологии их возведения. Разработаны и проверены в шахтных условиях более совершенные рамные и анкерные крепи, и начато их промышленное внедрение.

Создан ряд конструкций металлических податливых крепей. Имея примерно одинаковые конструктивные схемы, эти крепи отличаются в основном исполнением соединительного замка, определяющего работу крепи в податливом режиме.

Настоящая отраслевая инструкция разработана взамен действующей с 1972 г. "Отраслевой инструкции по применению металлических, сборных железобетонных и анкерных крепей в подготовительных выработках угольных и сланцевых шахт". Отраслевая инструкция разработана в соответствии с тематическим планом НИЖЖР ИЦД им.А.А.Скочинского с привлечением ДонУГИ.КузНИУИ, КНИУИ, НИИОГР, ПНИУИ, ПечорНИИпроект и ВНИИгидроуголь.

Настоящая инструкция разработана на основе: обобщения и анализа опыта крепления и поддержания подготовительных выработок на угольных и сланцевых шахтах;

выполненных исследований и проектно-конструкторских разработок в области совершенствования конструкций крепей и технологии их возведения;

требований Правил безопасности и Правил технической эксплуатации угольных и сланцевых шахт [I, 2];

"Прогрессивных технологических схем разработки пластов на угольных шахтах" [3] и "Указаний по рациональному расположению, охране и поддержанию гордах выработок на угольных шахтах СССР"

W;

"Отраслевой инструкции по применению металлических, сборных железобетонных и анкерных крепей в подготовительных выработках угольных и сланцевых шахт" [б].

В данную инструкцию по сравнению с ранее действовавшей внесены следующие основные изменения и дополнения:

исключены устаревшие и не нашедшие промышленного применения конструкции крепей;

введены новые эффективные конструкции крепей, разработанные и принятые для промышленного применения;

введены новые самостоятельные разделы: "Крепление призабойной части выработок временными предохранительными крепями", "Крепление подготовительных выработок рамными смешанными и комбинированными крепями", "Крепление подготовительных выработок деревянными рамными крепями", "Межрамные ограждения подготовительных выработок"."Извлечение, восстановление и повторное использование рамных и анкерных крепей", "Прием, хранение и учет крепи".

Назначение данной отраслевой инструкции - введение единых для отрасли правил применения рамных и анкерных крепей в подготовительных выработках, их ремонта, извлечения из погашаемых и ремонтируемых выработок, восстановления деформи-

рованных элементов крепей и их повторного использования, а также упорядочение приема, хранения и учета крепи. Изложенные в ней правила и рекомендации помогут работникам шахт и проектных организаций принимать более правильные технические решения по креплению и поддержанию подготовительных выработок в конкретных условиях действующих, строящихся и проектируемых вахт. Все это будет способствовать более рациональному использованию крепей, улучшению состояния выработок и ка основе этого снижению стоимости и трудоемкости поддержания выработок в рабочем состоянии.

Отраслевая инструкция содержит лишь основные, принципиальные положения и общие для отрасли рекомендации и нормативные данные по выбору и применению рамных и анкерных крепей в подготовительных выработках. Она предназначена для обязательного применения на действующих, строящихся и проектируемых угольных и сланцевых шахтах Минуглепрсма СССР. После ввода в действие настоящей инструкции утрачивают силу ранее действовавшие '’Отраслевая инструкция по применению металлических, сборных железобетонных и анкерных крепей в подготовительных выработках угольных и сланцевых шахт" и инструкции по применению крепей, включенных в данную отраслевую инструкцию. Для особых условий (например, для условий многолетней мерзлоты и т.п.) в дополнение к настоящей инструкции могут быть разработаны отдельные рабочие инструкции.

Замечания и предложения для использования при переиздании инструкции просим направлять в Институт горного дела им.А.А.Ско-чинского по адресу: 140004, г.Люберцы Московской обл., ИГД им. А.А.Скочинского.

I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

I.I. Горная крепь (шахтная, рудничная крепь) - искусственное сооружение, возводимое для предотвращения обрушения окружающих выработку горных пород, сохранения необходимых размеров поперечного сечения и рабочего состояния выработок. Совокупность работ по возведению (установке или монтажу) горной крепи в выработке называют креплением горных выработок.

Горная крепь подразделяется:

До. основному (преобладающему) материалу, из которого она изготовлена, - на деревянную, металлическую, железобетонную (сборную из отдельных элементов и монолитную), бетонную (монолитную и сборную), полимерную, а также на смешанную и комбинированную крепь. К смешанной крепи относится крепь, изготовленная из разнородных материалов без значительного преобладания одного из них (ра»и из железобетонных или деревянных стоек и металлического верхняяа, металлические анкеры с деревянными подхватами и др.). К комбинированной крепи относятся конструкции, состоящие из различных видов крепи (рамы в сочетании с анкерами, набрызгбетон-ная крепь с анкерами и др.).

По назначению выработок - на крепь вскрывающих, подготавливающих и очистных выработок.

До виду выработок - на крепь горизонтальных, наклонных и вертикальных выработок.

По сроку службы - на временную и постоянную. Постоянная крепь возводится на длительный срок службы (обычно на срок действия выработок); временная крепь служит для временного (до возведения постоянной крепи) поддержания призабойной части выработки при ее проведении.

До очертанию (Форме) - на замкнутую и незамкнутую трапециевидную, прямоугольную, арочную, полигональную, кольцевую и эллиптическую.

По поишшгу работы - на жесткую, податливую, шарнирную и шарнирно-податливую. Хесткая крепь - крепь, не имеющая податливых или шарнирных узлов, деформации которой в период эксплуатации не выходят за пределы упругих. Податливая крепь - крепь, имеющая узлы податливости и сохраняющая благодаря им несущую способность при значительных изменениях ее размеров вследствие смещения нород. Шарнирная крепь - крепь, элементы которой MoiyT перемещаться относительно друг друга вокруг оси шарнира без нарушения работоспособности и несущей способности крепи. Шарнирно-податливая крепь - крепь, содержащая шарнирные и податливые узлы, обеспечивающие одновременно податливость и шарнирность конструкции .

1.2. Горная крепь должна удовлетворять следующим основным техническим и экономическим требованиям:

выдерживать без разрушения давление горных пород и обеспечивать безопасное рабочее состояние выработок в течение всего срока их службы;

не препятствовать выполнению производственных процессов, а также иметь невысокое аэродинамическое сопротивление;

быть технологичной, нетрудоемкой в изготовлении, транспортабельной, не трудоемкой при возведении в выработке, надежной в работе, максимально приспособленной для механизации ее возведения и обслуживания в период эксплуатации;

иметь минимальное количество монтируемых в выработке элементов и деталей,по возможности унифицированных и взаимозаменяемых;

легко демонтироваться при ремонте и извлечении из погашаемых выработок;

быть огнестойкой, устойчивой против коррозии и гниения; в тех случаях, когда нагрузки превышают ее несущую способность, деформироваться постепенно, без внезапной потери устойчивости ;

иметь наименьший объем, массу и стоимость материалов крепи. Крепь должна применяться только в горно-геологических и про-изволстьенных условиях, соответствующих ее технической характеристике и области применения.

1.3. Выбор крепи для горной выработки в конкретных горногеологических и горнотехнических условиях производится с учетом: вида и назначения выработки, ее формы и размеров; срока службы выработки;

физико-механических свойств и устойчивости горных пород, вмещающих выработку, интенсивности сдвижений пород; расположения и способа охраны выработки; экономической целесообразности ее применения.

Устойчивость горных пород с учетом их прочности, глубины разработки, расположения выработок к способа их охраны можно оценивать в соответствии с "Указаниями по рациональному расположению, охране и поддержанию горных выработок на угольных шахтах СССР" [4].

При определении характеристик горных пород по коэффициенту крепости следует, согласно указаниям СКиЛ Ш-11-77 [6], руководствоваться таблицей, приведенной в приложении I, уточняя их на основе натурных и лабораторных исследований горных пород в процессе проведения выработок. Оценку устойчивости вмещающих выработки горных пород можно производить с достаточной для практических целей точностью по коэффициенту крепости пород.

Устойчивые породы - песчаники, известняки, крепкие песчанистые сланцы (f ^ 6 по шкале К.М.Протодьяконова), не склонные к

обруввнжю в выдавливанию в выработки. Крепь в них выполняет в основном ограждающую функцию.

Средней устойчивости породы - песчанистые, песчано-глинистые и глинистые сланцы, алевролиты и аргиллиты средней крепости ( f = 3-6), не склонные к значительным обрушениям и выдавливанию (с боков и почвы) в выработку. Крепь в них выполняет как ограждающую, так и несущую функцию.

Неустойчивые породы - слабые песчанистые, песчано-гллнистые и глинистые сланцы, алевролиты и аргиллиты, суглинки, глины, пески (f < 3), склонные к обрушению и пластическому выдавливанию (с боков и почвы) в выработки; крепь в них выполняет как несущую, так и ограждающую функцию. К этой группе также отнесены порода со значительным боковым давлением (более 0,02 МПа, или 2 тс/м²) и пучением почвы в выработках.

Порода, значительно ослабленные трещинами по плоскостям напластования или рассланцованные, а также деформированные в зонах геологических нарушений, независимо от их крепости в образце, следует относить к неустойчивым.

Выбор типа и расчет параметров крепи горизонтальных и наклонных выработок с большей точностью и при проектировании следует производить, согласно СНиП П-94-80 [7], в зависимости от категории устойчивости пород с учетом степени воздействия очистных работ и других выработок.

В качестве критерия устойчивости пород следует принимать их смещение на контуре поперечного сечения выработки за весь срок ее службы без крепи (табл. I.I).

Таблица I.I

Категория устойчивости пород цо величине их смещений на контуре поперечного сечения выработки

Категория устойчивости пород Оценка состояния устойчивости пород Смещение пород, мм осадочные породи (песчаники, алевролиты, аргиллиты, известняки, уголь И др.) изверженные породы (граниты, диориты, порфирита и др.) соляные породы (каменная соль, сильвинит, карналит в др.) I Устойчивые До 50 До 20 До 200 11 Среднеустойчише От 51 до 200 От 21 до 100 От 201 до ?00 III Ноустойчивке От 201 до 500 От 101 до 200 От 301 до 500 17 Сильно неустой- Свыше 500 Свыше 200 Свыг.с 500 чише

Таким образом, выбор типов и расчет параметров крепей, их применение для крепления подготовительных горных выработок, а также вопросы рационального расположения горных выработок, их охраны и поддержания должны решаться комплексно и в соответствии с настоящей отраслевой инструкцией, "Указаниями по рациональному расположению, охране и поддержанию горных выработок на угольных шахтах СССР" [4], СНиП П-94-80 [7], "Типовыми паспортами охраны, крепления и поддержания подготовительных выработок без цели-кое" [б], рекомендациями "Прогрессивных технологических схем разработки пластов на угольных шахтах" [3] и технико-экономическим обоснованием.

1.4. Увеличение поперечного сечения горных выработок в проходке (переборы пород) по сравнению с проектным не должно превышать значений, установленных СНиП 1L-II-77 [5] и приведенных в табл. 1.2.

Таблице 1.2

Допустимое увеличение поперечного сечения горных выработок в проходке по сравнению с проектным

Площадь поперечного сечения выработки в проходке0(по проекту), ьг Допустимое увеличение плошал»: поперечного сечения выработку, %, проводимой в породах категории крепости Л-1У У-УШ IX-XI До 8 5 10 12 От 8 до 15 4 8 10 Более 15 3 5 7

1.5. Условия работы крепи в подготовительных выработках могут быть улучшены (т.е. повышена их надежность и технико-экономическая эффективность) за счет:

рационального расположения выработки в более устойчивых породах и выбора наиболее эффективного способа ее охраны; анкерования пород, вмещающих выработку; заполнения закрепного пространства (тампонажа) твердеющими смесями;

упрочнения вмещающих выработку пород путем нагнетания скрепляющих растворов (химических на базе синтетических смол, на цементной основе и др.);

применения конструкций крепей в условиях, отвечающих их технической характеристике.