МИНИСТЕРСТВО УГОЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ СССР ГЛАВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ КАПИТАЛЬНОГО СТВОИТВМЬСТВ*

ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ОРГАНИЗАЦИИ И МЕХАНИЗАЦИИ ШАХТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

_внииомшс_

ВРЕМЕННОЕ РУКОВОДСТВО

ПО КРЕПЛЕНИЮ КАПИТАЛЬНЫХ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК СБОРНОЙ ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЙ КРЕПЬЮ ИЗ КРУПНОРАЗМЕРНЫХ ТЮБИНГОВ КТАГ

Харьков 1972

МИНИСТЕРСТВО УГОЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ СССР УПРАВЛЕНИЕ КАПИТАЛЬНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

Всесоюзный научно-исследовательский институт организации и механизации шахтного строительства

ВНИИОМШС

ВРЕМЕННОЕ РУКОВОДСТВО

ПО КРЕПЛЕНИЮ КАПИТАЛЬНЫХ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК СБОРНОЙ ЯЕЛЕЗОБЕТОННОЙ КРЕПЬЮ ИЗ КРУПНОРАЗМЕРНЫХ ТЮБИНГОВ КТАГ

Харьков 1972

- ю -

Тюбинговая крепь возводится вслед за подвиганием забоя с максимальным отставанием не более 3 метров.

Минимальное расстояние тюбинговой арки до груди забоя должно быть не менее 0,5 м с тем, чтобы обеспечить возможность качественной забутовки закрепного пространства.

Первые две арки крепи собираются на специальном мателличес-ком шаблоне, состоящем из двух арок, изготовленных из швеллера * 12.

Каждая арка состоит из 3 сегментов, соединенных с помощью болтов и накладок. Между собой арки соединены с помощью 5 связей и 2 лыж, на которые они опираются. Общий вид металлического шаблона для установки первых двух арок тюбинговой крепи в выработке сечением в свету 11,6 м² приведен на рис.1, а схема установки первых тюбинговых арок на шаблоне - на рис.2.

Перед началом работ по установке тюбингов отход забоя от ранее установленной постоянной крепи должен быть в пределах 3 м. Кровлю и бока выработки необходимо тщательно обобрать. При этом рабочий должен находиться под защитой крепи.

Затем на участке протяженностью 2,3-2,5 м с помощью отбойного молотка разделывают котлованы под нижние тюбинги, в которые с каждой стороны выработки (в зависимости от ее сечения) укладывают по одному тюбингу, или полугюбиагу, или с одной стороны тюбинг, а с другой стороны - полутюбинг и опирают их на бока выработки. После этого производится сборка и установка шаблона. Собранные арки шаблона соединяются между собой продельными связями, а на арку, расположенную со стороны груди забоя, устанавливают две поперечные уголковые связи, обеспечивающие жесткость шаблона.Шаблон устанавливают на уровне нижней отметки первых тюбингов по направлению к реперам.

Также проверяется правильность установки шаблона в соответствии с заданным уклоном и его перпендикулярность относительно продольной оси выработки.

Выставленный таким образом шаблон расклинивают с помощью распорок с окружающими породами и производят повторный контроль правильности его установки. На уровне нижних тюбингов устанавливают опорные консоли из расчета по две на каждый тюбинг, к консолям прижимают нижние тюбинги, после чего пространство за ними плотно забучивают породой.

Последующие тюбинги на шаблоне уста^вливают поочередно с каждой стороны арки путем заведения их между арками шаблона. В случае, если продольная связь шаблона и распорки мешают установ-

Ai-

Рис. 2. Установка первых арок кропи на шаблоне

-    14    -

ке очередного тюбинге, они временно удаляются. Под каждый тюбинг ставят по две опорные консоли, на них опирают тюбинг и отсоединяют от него головку крепеукладчика. После уртановки тюбинга на место ого расклинивают деревянными распорками с вмещающими выработку породами (не монее двух на каждый тюбинг по его продольным ребрам), а временно снятую продольную связь между арками шаблона вновь ставят на место.

Установка последнего замкового тюбинга производится в верхней части свода. Перед его установкой левый или правый предзам-ковый тюбинг со стороны его примыкания к замковому приподнимается с опорных консолей с помощью гидравлической или винтовой стойки на 10-25 см. В пространство между арками шаблона заводят замковый тюбинг, одну его сторону примыкают к тюбингу, лежащему на опорных консолях, а вторую начинают опускать одновременно с приподнятым предзамковым с помощью гидравлической или винтовой стойки к головке крепеукладчика. Опускание производят до тех пор, пока они не займут свое проектное положение - плотно улягутся на опорные консоли без зазора в стыке. Если при замыкании арки на стыке образуется зазор или замковый и пред-замковый тюбинги не плотно прилягут к опорным консолям, то в первом случае этот зазор ликвидируется путем поочередного приподнимания тюбингов с помощью крепеукльдчика и стойки (ВК или ГС) с подклиниванием нижнего тюбинга со стороны почвы выработки, а во втором - производят поочередное отодвигание тюбингов от опорных консолей с помощью стоек таким образом, чтобы образовавшиеся зазоры по периметру арки между тюбингами и опорными консолями были бы примерно равными. Квк в первом случае, во время приподнимания тюбингов, так и во втором, во время их отодвигания от опорных консолей, из-за тюбинга убирают распорки, после же постановки его на место распорки вновь устанавливают.

После окончательной установки тюбинговой арки на шаблоне ее забучивают породой. Во избегание изменения контура тюбинговой крепи забутовку пустот за крепью производят равномерно с двух сторон арки. По мерз забутовки закрепного пространства распорки, расклинивающие тюбинги с окружающими породами, извлекают, только после окончательной забутовки закрепного пространства приступают к установке второй арки.

При установке второй арки тюбинговой крепи частично используется установленный шаблон. Для этого обращенная к забою сторона тюбинговой арки должна быть в одной плоскости с наружной стороной арки шаблона.

15

Монтаж тюбингов второй арки крепи производят путей установки их поочередно с одной и с другой стороны выработки с замыканием арки в своде, при этом работы ведутся в следующей последовательности.

Тюбинг, закрепленный на головке крепвукладчика, подводят к месту его установки и с помощью болтовых связей скрепляют за крайние петли с тюбингом ранее установленной эрки. Затем под него выдвигают опорные консол на длину О,4-0,5 м и отсоединяют головку крепеукладчика. В освободившиеся от головки крепеуклад-чика петли устанавливают еще две болтовые связи. По мере установки каждого тюбинга его расклинивают с окружающими породами в месте стыковки тюбингов доревянныыи клиньями или распорками (при больших пустотах за крепью).

После замыкания арки производят забутовку закрелного пространства равномерно с обеих сторон выработки, одновременно извлекая клинья или распорки.

Когда две арки тюбинговой крепи собраны, соединены между собой и забучены, шаблон снимают. Дальнейшая установка тюбингов производится без применения шаблона, с помощью трубчатых связей. Для этой доли используются цельнотянутые толстостенные ( Ь = 8-10 мы) буровые трубы с наружным диаметром 60 мм. Трубы режут длиной по 3 м, а количество их принимается из расчета по 2 штуки на каждый тюбинг, крепят их к петлям тюбингов с помощью хомутов и клиньев (рис. 3) первоначально к крайним петлям установленных арок (первой и второй), а впоследствии,по мере снятия болтовых связей, соединяющих эти арки, - к освободившимся средним петлям. На каждый тюбинг крепят по две трубы (на подутюбинг-одну), при этом их концы со стороны груди забоя должны быть 38-ПОДЛИЦО с торцом тюбинга.

Работы по возведению третьей и последующих арок тюбинговой крепи производятся следующим образом.

На открытых платформах тюбинги доставляют в забой в количестве, необходимом для закрепления заходки. При погрузке тюбингов на платформу между ними укладывают по два деревянных бруска, чтобы не погнуть петли (рис.4). К платформам подгоняют крепеук-ладчик, на его головку навешивают стропы с четырьмя ветвями и с их помощью начинают производить разгрузку тюбингов с платформы на почву выработки, при этом стропы к тюбингу крепятся за 4 крайние петли. Тюбинги разгружают вдоль выработки и укладывают на почву ребрами книзу таким образом, чтобы не мешать передвижению крепеукладчик^.

Ответственный за выпуск - инн.Р.И.ЛИПКИНД Редактор - А.Ф.КАПЛИНСКАЯ____

Заказ 16 331 от 26 сентября 1972 г. Формат 20x30/2. Печ.л. 1,2. Тиран 200 экз. Цена 70 коп.

Ротапринт ВНПИОМЕСа, г.Харьков, ГСП, ул. Отав ара Яроша, 18

ОГЛАВЛЕНИЕ

Стр.

ВВЕДЕНИЕ................ 5

КОНСТРУКЦИЯ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

КРЕПИ ................. 7

МЕХАНИЗМЫ ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ КРЕПИ ..... 8

ВОЗВЕДЕНИЕ КРЕПИ ............. 9

ПРИЕМКА ВЫРАБОТОК, ЗАКРЕПЛЕННЫХ СБОРНОЙ ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЙ КРЕПЬЮ ИЗ КРУПНОРАЗМЕРНЫХ ТЮБИНГОВ КТАГ ...... 23

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ........... 23

ВВЕДЕНИЕ

В 1968 г. ВНИИОМШС разработал сборную железобетонную гладкостенную тюбинговую крепь КТАГ, которая после успешных промышленных испытаний внедрена на шахтах Печорского и Донецкого угольных бассейнов, а также рудниках Норильского горно-металлургического комбината*

По состоянию на 1*1*1972 г. этой крепью закреплено более 10 км капитальных горных выработок.

Положительные результаты внедрения тюбинговой крепи позволили разработать типовой проект "Сечения горных выработок с арочной крепью из железобетонных тюбингов КТАГ" для применения в горизонтальных капитальных горных выработках, утвержденный в Госстрое СССР и Министерстве угольной промышленности СССР.

Настоящее "Временное руководство по креплению капитальных горных выработок сборной железобетонной крепью из крупноразмерных тюбингов КТАГ" скорректировано на основании результатов ее промышленных испытаний.

В работе принимали участие: канд.техн*наук А.Н.Инфантьев, старшие научные сотрудники Р.И.Липкинд, В.Д.Попов, В.С*Пугачев, Ю.С.Шаповал, Л.Е.Шишов, младший научный сотрудник П.В.Полякова.

7

КОНСТРУКЦИЯ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ КРЕПИ

Крепь из тюбингов КТАГ имеет незамкнутую форму циркульного очертания и предназначена для крепления капитальных горных выработок. Площадь их поперечных сечений принята из условий откатки по выработкам аккумуляторными электровозами сцепныи весом 14 тонн, шириной по буксам 1330 мм, высотой 1500 мм, с колеей 900 мм.

Гладкий тюбинг представляет собой железобетонный цилиндрический сегмент, состоящий из плиты, ограниченной по периметру ребрами. Плита расположена на вогнутой стороне тюбинга, ребра -на выпуклой.

Параллельно кольцевым ребрам тюбингов на расстоянии 40 мм от края ребра в последнем расположены выступающие из тела бетона петли (по 4 с каждой стороны) для монтажа.

Радиальные ребра имеют с одной стороны тюбинга цилиндрическую выпуклость, с другой - выемку несколько большего радиуса, поэтому примыкание тюбингов в арке происходит по криволинейным поверхностям различной кривизны    200,    J&f    240    мм).

Благодаря такому сопряжению тюбинги в крепи под воздействием внешней нагрузки имеют возможность поворачиваться на некоторый угол, несколько изменяя тем самым контур крепи и приспосабливая его к новому статическому равновесию горных пород.

Крепь образуется из ряда арок, собираемых из тюбингов и полутюбингов. Полутюбинг представляет собой конструктивную половину тюбинга и применяется с целью установки тюбингов в последующей арке вперевязку по отношению к тюбингам предыдущей.

Тюбинги КТАГ рассчитаны на восприятие горного давления интенсивностью 30 т/м^, для их изготовления рекомендуются бетон марки 300 и арматурная сталь классов A-I и А-Ш ГОСТ 5781-61.

Количество тюбингов в арке крепи (в зависимости от сечения выработки) составляет 5,5-7,5 шт., ширина тюбинга - I м, а его вес - до 500 кг.

Крепь из крупноразмерных тюбингов КТАГ предназначена для крепления горизонтальных капитальных горных выработок, расположенных вне зоны влияния очистных работ, при отсутствии пучения пород почвы. Максимальная допустимая нагрузка на крепь -30 т/м •

8

МЕХАНИЗМЫ ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ КРЕПИ

Арочная крепь нз гладких тюбингов КТАГ возводится при помощи крепеукладчиков УК-500 и K-IOOO конструкции ВНИИОМШСа.

Крепеукладчик УК-500 представляет собой грузоподъемный стреловой механизм с полиспастной системой, установленный на шасси породопогрузочной машины ПМЛ-5,и предназначен для возведения тюбинговой крепи в горизонтальных одно- и двухлутевых горных выработках сечением в свету 7,9-18,8 м².

Техническая характеристика УК-500

Грузоподъемность, кг Длина стрелы, мм: наибольшая наименьшая Ход телескопа, мм

Угол поворота стрелы в горизонтальной плоскости, град.: впраьо влево

Угол подъема стрелы, град.

Угол поворота платформы, град.

Угол опускания стрелы, град.

Привод механизма подъема стрелы

от двигателя ДР10-У    -    пневматический

Давление воздуха, кг/см²    -    5

Расход воздуха, м³/мин    -    II

Номинальное число оборотов, об/мин    -    800

Мощность, л.с.    -    12

Механизм передвижения    - ходовая часть

машины ПМЛ-5

Скорость передвижения вдоль

выработки, км/ч    -    3,44

Габариты, мм:

длина    -    5000

ширина    -    1200

высота    -    1940

Вес, кг    -    6300

Крепеукладчик K-IOOO - самоходный, полноповоротный; управление - гидравлическое; стрела - телескопическая. Конструкция крана позволяет крепить тюбингами одно- и двухпутевые горизон-

-    9    -

тальные выработки сечением в свету 7,9-18,8 м2.

Техническая характеристика K-IOOO

Грузоподъемность, кг:

при длине стрелы 3200 мм - 1000 при длине стрелы 1600 мы - 2000 Наибольшая высота подъема крюка, мм - 3500 Угол поворота платформы, град. - 360 Угол поворота стрелы, град.: в горизонтальной плоскости - 210 в вертикальной плоскости - 130 Скорость передвижения крана, м/сек - 0, Мощность двигателя, л.с. - 10 Габариты, мм: длина - 5200 ширина - 1350 высота в транспортном положении - 1500 Вес, кг - 7000

Шахтный кран может быть изготовлен как с пневмоприводом, так и с электроприводом во взрывобезопасном исполнении.

ВОЗВЕДЕНИЕ КРЕПИ

Перед началом работ по возведению тюбинговой крепи на каждом новом участке выработки (при различном поперечном сечении) производят настройку крепеукладчика УК-500.

Основание стрелы выставляется по геометрическому центру выработки (по высоте), для чего палоц стрелы устанавливают в соответствующее отверстие в кронштейне, а кронштейн путем поворота платформы совмещают с осью выработки (в крепеукладчика K-IOOO такой настройки производить не требуется). В однопуте-вых выработках ось временного пути из условия удобства работы погрузочной машины и крепеукладчика следует совмещать с геометрической осью выработки, при этом длина стрелы с задвинутой захватной головкой принимается равной радиусу закрепляемой выработки в свету.

При работе в двухпутевых выработках крепеукладчик необходимо располагать на том рельсовом пути, который обеспечивает для машиниста необходимые зазоры между крепью и его поворотной платформой согласно правилам безопасности. В этом случав длина стрелы выбирается из условия удобства установки тюбингов с двух сторон выработки (ближней и дальней).