Затяжка горной выработки рулонированным стеклопластиком осуществляется постепенным разматыванием рулона в полосу, которая вытягивается вдоль выработки за деталями крепи — металлическими рамами, деревянными стойками, анкерами. Анализ показывает, что на шахтах PCM чаще всего применяют для затяжки боков выработок, иногда кровли. Например, на шахтах Кузбасса PCM применяют для затяжек уклонов около 45%, ходков и бремсбергов до 15%, основных и конвейерных штреков свыше 10%, а также квершлагов, заездов, камер погрузки и других выработок. По виду крепей в 80% от общего числа выработок затяжки PCM применяются с металлической, чаще всего арочной крепью, в 13% — с анкерной крепью и только в 7% — с деревянной и смешанной крепью.
На рис. 8.3 показана общая схема установки затяжек 1 из PCM по периметру выработок, закрепленных рамной крепью (а) и анкерной (б). Крепление полосы PCM к поверхности выработки осуществляется при помощи прокладываемых за рамой 2 с двух сторон распилов 3 и клиньев 4 или при помощи анкеров 5 с химическим зареплением (рис. 8.3, б). Иногда для зарамного крепления PCM применяют специальные приспособления в виде натяжных болтов (хомутов), продеваемых через отверстия в раме.
Каждая следующая полоса PCM по отношению к предыдущей устанавливается внахлестку с выпуском 8—10 см по ширине и 15—20 см по длине. Затяжку боков выработок полосами PCM по инструкции рекомендуется начинать от почвы к кровле. Каждая полоса за рамой или деревянной крепью предварительно удерживается при помощи проволочных стяжек, а окончательно закрепляется одним из способов, показанных на рис. 8.3, а, б, т. е. с помощью распилов, клиньев, хомутов, анкеров. Концы затяжек, особенно по кровле, наматываются на распил и крепятся к поверхности выработки анкерами. Затянутое полосой PCM пространство забучивается мелкой породой. Прогиб затяжки в середине пролета, согласно упомянутой инструкции, не должен превышать 4 см, а его провисание после забучивания — 5 см.
Рулонированная затяжка может устанавливаться вручную, при помощи лебедки и комбайновым способом. Лебедка механизирует процесс протаскивания полосы между стойками крепления или рамами, а комбайновый способ существенно упрощает технологию возведения затяжек из рулона. На рис. 8.4 показана схема комбайнового возведения затяжек. Барабаны 2 с рулонами PCM в этом случае укрепляются на комбайне 1, а при движении последнего постепенно разматываются с регулировкой натяжения.
Затяжки из рулонированного стеклопластика к настоящему времени нашли широкое применение на шахтах Донбасса, Кузбасса, Караганды и многих других бассейнов. Кроме повышения долговечности и снижения трудоемкости работ на возведении, применение затяжек из рулонированного стеклопластика позволяет проходить выработку минимального сечения «вчерне» и способствует улучшению аэродинамических характеристик выработок. Практика эксплуатации рулонированных затяжек в различных условиях показала, что PCM наиболее целесообразно применять при комбайновом способе проходки в породах с коэффициентом крепости f=3/4 по шкале проф. М.М. Протодьяконова.
Накопленный опыт использования PCM на шахтах позволил также установить и их существенные недостатки, в число которых входят:
- сильное провисание полосы на отдельных участках за счет ее общей вытяжки, что приводит к потере прочности и жесткости затяжки;
- трудность повторного возведения, ремонта или замены полосы на малом участке;
- нерациональное использование прочности поперечных связей материала (по утку).
ВНИИгидроуглем (В.Ф. Завертайло) разработана конструкция и технология изготовления прессованных затяжек из рулонированного стеклопластика.
В отличие от «мягких» серийно выпускаемых затяжек из PCM затяжка ВНИИгидроугля после двойной пропитки связующим составом на основе фенолоформальдегидной смолы и просушки проходит дополнительную стадию прессования. Такая технология обеспечивает ее повышенные эксплуатационные качества: более высокую жесткость, сопротивление механическим повреждениям, водостойкость, огнестойкость и пр.
Прессованные затяжки не имеют на поверхности ворса, их поверхность гладкая, что снижает аэродинамическое сопротивление при проветривании выработок; они имеют более стабильные физико-механические показатели. Часто рулонированные стеклопластиковые затяжки применяют совместно с металлическими сетками. Это значительно повышает их жесткость и несущую способность.
Для уменьшения недостатков рулонированных полосовых затяжек КНИУИ (Мусин А.М. и др.) разработаны конструкции так называемых инвентарных (штучных) затяжек, которые изготавливаются из рулона PCM путем его разрезки на мерные части и армирования каркасом из стальных прутков. Длина штучной затяжки назначается по длине шага установки рам или деревянных стоек основной крепи горных выработок. Для удержания за рамами крепи горной выработки металлические прутки каркаса затяжек загнуты вниз.
Несмотря на увеличение начальной стоимости, применение инвентарных стеклопластиковых затяжек позволяет возводить их быстро и надежно, а в случае ремонта замена одной затяжки другой не представляет сложности.
- Технология изготовления рулонированных затяжек
- Разработка гибких стеклопластиковых затяжек
- Углепластиковая тюбинговая крепь
- Другие виды полимерных средств крепления
- Профильные перекрытия
- Верхняки и перекрытия из стеклопластиков
- Гидростойки индивидуальных крепей
- Оценка несущей способности витых стеклопластиковых анкеров
- Конструкция и технология изготовления витых стеклопластиковых анкеров
- Армирующие стержни и штанги анкерных крепей из композиционных материалов