Енциклопедія гірничої справи
Рудничне кріплення, шахтне кріплення, кріплення — штучні споруди, що зводяться в гірничих виробках для запобігання обвалу навколишніх порід і збереження необхідних розмірів поперечних перерізів, а також для керування гірським тиском.
Гірське кріплення повинне задовольняти наступним основним техніко-економічним вимогам: підтримувати вироблення в робочому і безпечному стані протягом усього терміну її служби: бути економічною, тобто щоб сума витрат на виготовлення (зведення), експлуатацію та ремонт була мінімальною;
бути простим у виготовленні, транспортабельним, зручним для обслуговування, мати стійку робочу характеристику, не захаращувати вироблення, чинити мінімальний опір руху повітря, бути вогнестійкою.
Гірське кріплення підрозділяється:
за основним матеріалом — на дерев'яну, металеву (зі сталі, легких сплавів), кам'яну (з природного та штучного каміння), бетонну, залізобетонну (монолітну, з окремих блоків або елементів), змішану; за родом виробок - на кріплення капітальних, підготовчих, нарізних і очисних, горизонтальних, похилих і вертикальних виробок;
за терміном служби - на тимчасову та постійну;
за формою - на трапецієподібну, прямокутну, арочну, кільцеву; замкнуту і незамкнуту по периметру виробітку;
за характером роботи - на жорстку, податливу (постійного та наростаючого опору), шарнірну, комбіновану (шарнірно-податливу)
Тимчасове Гірське кріплення — кріплення, що встановлюється у виробленні до зведення постійного кріплення. Застосовується зазвичай при проведенні капітальних виробок, що закріплюються кам'яним, бетонним або залізобетонним постійним кріпленням, так як зведення останньої слідом за подвигом вибою заважає.роботам з виїмки та навантаження породи у вибої. Тимчасове кріплення виконується у вигляді дерев'яних або інвентарних полегшених металевих рам, що встановлюються слідом за рухом вибою. Залежно від стійкості порід, що перетинаються, застосовується затяжка покрівлі та боків вироблення обапілами, горбилями або дошками. Тимчасовим кріпленням підтримується ділянка довжиною 40-60 м, а далі вона замінюється постійним Гірським кріпленням.
Жорстке Гірське кріплення - кріплення, що не має податливих або шарнірних вузлів; деформації її під час експлуатації нічого не винні межі пружності. Прикладом жорсткого Гірського кріплення може служити бетонне та залізобетонне кріплення.
Індивідуальне Гірське кріплення - кріплення очисних виробок, що складається з окремих, не пов'язаних між собою конструктивно рам або стійок, що переставляються слідом за рухом вибою.
Випереджаюча (забивна) Гірське кріплення - кріплення, що випереджає забій вироблення. При проведенні виробок по сипучих або пливучих породах (пісок, пливун) вона виконується у вигляді шпунтового огородження, під захистом якого виробляється виїмка породи (таке кріплення часто називається забивним); при проведенні вироблення по пласту, небезпечному по раптовим викидам вугілля і газу, - у вигляді ряду стрижнів (труб, рейок), що вводяться в свердловини і утримують масив вугілля над вибоєм вироблення (таке кріплення іноді називається стельовим).
Попереднє Гірське кріплення - настил з дощок або металевої сітки, що застосовується для поділу шарів при розробці потужних пластів корисних копалин шаровими системами розробки. Настил, влаштований при виїмці першого шару, утримує обвалену породу або закладний матеріал при виїмці другого шару; настил, влаштований при виїмці другого шару, утримує обвалену породу або закладний матеріал при виїмці третього шарут.д.
Привибійне Гірське кріплення - кріплення очисного вироблення, що встановлюється або пересувається слідом за подвигом вибою і служить для підтримки покрівлі в робочому просторі очисного вироблення.
Привибійні секції Гірське кріплення - секції механізованого кріплення очисних виробок, що виконують функції привибійного кріплення.
Податливе Гірське кріплення - кріплення, що зберігає несучу здатність при значних змінах її розмірів.
Величину зміни розмірів кріплення (за висотою або за шириною виробітку) в період податливості називають величиною податливості кріплення. Податливість кріплення досягається за рахунок прослизання зі значним тертям одного елемента кріплення щодо іншого (опускання з тертям в клиновому замку висувної частини стійок очисних виробок, взаємне зміщення сегментів, стягнутих хомутами арочного металевого кріплення з прокату жолобчастого профілю та ін); спрацьовування запобіжного клапана, зминання дерев'яних підкладок, клинів або прокладок, загострених кінців дерев'яних стійок та ін.
Посадкове Гірське кріплення (спеціальне) — кріплення очисних виробок, що встановлюється на кордоні з виробленим простором, що погашається, і служить для управління обваленням або плавним опусканням покрівлі.
Посадкове кріплення, що застосовується при управлінні покрівлею повним обваленням, іноді називається обрізним.
Як посадкову застосовують органну, кострову, кущову кріплення, посадкові секції механізованого кріплення, металеві посадкові стійки.
Це кріплення встановлюється паралельно лінії вибою, на кордоні з виробленим простором, що погашається, і пересувається (переноситься) у міру подвигу забою. Крок пересування кріплення залежить від його конструкції, технології виїмки вугілля тавластивостей порід покрівлі Крок пересування посадкових секцій механізованих кріплень береться рівним ширині стрічки вугілля, що виймається вузькозахватним комбайном, тобто 0,6-0,8 м, крок пересування посадкових стійок типу ОКУ береться рівним 1,5-2 м, крок перенесення органного кріплення - в залежності від кроку обвалення покрівлі та кратним рухом очисного вибою за цикл очисних робіт у лаві, зазвичай від 1,5 до 3,6 м.
Постійне Гірське кріплення - кріплення, що підтримує вироблення тривалий час, зазвичай весь термін її експлуатації.
Рамне Гірське кріплення - кріплення з окремих, не пов'язаних між собою конструктивно, кріпильних рам (див. Рама кріпильна). Рамне кріплення застосовується для кріплення капітальних підготовчих, нарізних та очисних виробок. Конструкція кріплення залежить від площі та форми поперечного перерізу гірничого вироблення, величини та характеру навантаження на кріплення (гірського тиску), терміну служби кріплення та інших факторів.
Залежно від типу та конструкції кріпильних рам розрізняють рамне кріплення:
за формою - прямокутну, трапецієподібну, полігональну, арочну, кільцеву;
за характером роботи - жорстку, податливу (постійного та наростаючого опору), шарнірну, комбіновану;
за основним матеріалом - дерев'яну, сталеву (металеву), залізобетонну, змішану (комбіновану).
Змішане (комбіноване) Гірське кріплення - кріплення з різних кріпильних матеріалів. Прикладами змішаного кріплення можуть служити рами із залізобетонних трубчастих стійок та металевих верхняків (див. Верхняк), кріплення у вигляді цегляних або бетонних стійок з перекриттям з металевих балок та ін.
Суцільна Гірська кріплення - кріплення, що повністю перекриває покрівлю і боки вироблення, а іноді і грунт.
Виконується у вигляді: єдиної монолітної конструкції з бетону абозалізобетону: збірної конструкції з окремих елементів, кожен з яких не може служити самостійною конструкцією, що несе, і є лише складовою її (суцільне збірне залізобетонне кріплення з плит, кріплення з тюбінгів); рамного кріплення, у якого рами встановлюються впритул одна до іншої.
Шарнірне Гірське кріплення - кріплення, елементи якого можуть переміщатися відносно один одного навколо шарніра без порушення працездатності та несучої здатності кріплення. Застосовується при нерівномірно розподіленому навантаженні на кріплення.