Крепление рудничных выработок долгое время производилось кирпичной кладкой в виде свода, впоследствии бетоном, усиливаемым железной арматурой. Для лучшего противодействия давлению или сдвигу пород креплениям придается известного рода податливость. Для этой цели в практике известны как образование креплений посредством установленных в продольном направлении рядом друг с другом кольцеобразных участков, так и подразделение этих участков на отдельные секторы и взаимное распирание секторов при помощи вставленных в швы между ними податливых вставок.
В предлагаемом креплении составные части снабжаются железной арматурой и трубками, в которых движутся концы арматур при сдавливании деревянных прокладок.
На чертеже фиг. 1 изображает перспективный вид крепления; фиг. 2 - деталь расположения прокладок и поперечной арматуры; фиг. 3 - разрез поперечной арматуры с прикреплением к ней продольной арматуры; фиг. 4 - разрез стыка поперечной арматуры; фиг. 5 и 6 - детали поперечной арматуры; фиг. 7 и 8 - поперечный разрез крепления и вид сверху нижней его части; фиг. 9; 10, 11, и 12 - поперечные разрезы других форм выполнения крепления и вид сверху нижних частей их и фиг. 13 - поперечный разрез крепления вертикальной шахты.
Крепление (фиг. 1-1) состоит из кирпичной кладки, которая возводится обычным способом на цементном растворе; в поперечном сечении кладке придается овальная форма, сплющенная в нижней части. В продольном направлении крепление состоит из ряда кольцеобразных участков, из коих каждый составлен из отдельных секторов 1, 2, 3, 4, разделенных друг от друга широкими промежутками, которые заполнены деревянными подушками 5, расположенными в кладке с известными промежутками. Длина участков нижней части кладки делается до 5 m, верхней части - в 1 m. Закладываемая в кладку железная арматура (фиг. 2) состоит из кольцеобразно изогнутых поперечных ребер 6, располагаемых через 2,5 m и связываемых продольными железными прутьями или полосами 7, пропускаемыми в просверленные в поперечных ребрах отверстия и закрепляемыми в них путем загибов в виде крючьев (фиг. 3). Поперечные ребра 6 не проходят непрерывно по всему обводу, но прерываются вблизи промежутков между отдельными секторами и при этом концы их выступают на некоторую длину из секторов кладки, так что они взаимно находят друг на друга. На лежащие рядом концы надвигаются отрезки трубок 8 (фиг. 2, 4, 5 и 6), которые закрепляются анкерами 14 в кладке одного из соседних секторов. На поперечные ребра можно употребить старые рельсы, а для продольных соединений 7 - любой старый железный материал, имеющий вид прутьев.
Через каждые 5 m длины штольни устраиваются контрфорсы 12 (фиг. 1). Дренажная канава образуется обычным способом, путем постановки вертикальной разделительной стенки 10, и перекрывается цементными плитами 11.
Участки крепления могут подразделяться не только на четыре, но и на большее число секторов. На фиг. 7 и 8 изображен состоящий из большого числа кольцевых секторов участок крепления. Здесь эти участки не образуют замкнутых колец, как описано раньше, но в нижней части прерываются забоем штольни 12; каждый участок крепления состоит из сравнительно большего количества секторов 1, 2, 3 и т.д., которые опять-таки разделены между собою прослойками деревянных подушек 5. Секторы 1, 2, 3 и т.д. при этом состоят не из кирпичной кладки, а из бетона, который армируется посредством продольной и поперечной железной арматуры. Поперечные арматурные стержни образуются попеременно железными прутьями 6 и отрезками трубок 8, из которых трубки расположены заподлицо с соответствующими концами секторов, тогда как прутья 6 выступают за концы своих секторов таким образом, что при сборке секторов они входят в отрезки трубок 8 соседних секторов и в результате образуют направляющие, податливые в направлении внешнего обвода, но жесткие в поперечном направлении.
Четыре кольца, примерно в 0,5 m, толщиной, считая по оси штольни (фиг. 8), соединяются друг с другом на цементе, образуя секции длиною в 2 m. Между этими секциями оставляется сплошной круговой шов, так что отдельные секции независимы одна от другой и при сильном давлении породы могут уступать каждая сама по себе. Промежуток между кольцами укрепления и породой заполняется пустой породой. Фундамент набивается на месте и через каждые 2 m в нем оставляется вертикальный сплошной шов.
При изображенной на фиг. 9 и 10 форме выполнения взаимное направление кольцевых секторов 1, 2, 3, 4 происходит также при помощи непосредственного взаимного сопряжения арматуры, состоящей попеременно из проходящего сквозь кольцевой сектор по всей его длине целого куска трубки и из пропущенного также полностью сквозь кольцевой сектор отрезка круглого железа соответственно меньшего диаметра, таким образом, что заложенные в секторах трубки образуют собой направляющие для выступающих за концы своих секторов прутьев круглых арматурных стержней. В данном случае элементы креплений составляются из четырех секторов 1, 2, 3, 4. Протяжение их по оси незначительно (фиг. 10), фундаментная же часть 12 выделывается без перерыва на большую длину так, что несколько расположенных рядом друг с другом в направлении оси кольцевых секторов опираются на общую фундаментную часть. Арматура для участков 2 и 4 (фиг. 9) состоит из выгнутых в соответствии с формой кольцевых секторов круглых железных прутьев 6 и 6, арматура же двух других секторов 1 и 3 образована из соответственно выгнутых кусков трубки 8 и 8. Концы кусков трубок 8 и 8 уложены заподлицо с концами своих кольцевых секторов, концы же арматуры из круглого железа 6 и 6 выступают за пределы концов своих участков на величину, немного превосходящую ширину сквозных швов между соседними участками так, что после окончания крепления они заходят внутрь заложенных отрезков трубок соседних кольцевых участков. Трубки 8 и 8 заполняются бетоном 13 и 13, за исключением концевых частей, в которые входят концы арматуры из круглого железа. У левого нижнего кольцевого сектора 1, который без посредства направляющей арматуры прилегает к фундаменту, бетонное заполнение 13 доведено до конца. Также и у правого нижнего кругового сектора арматурный стержень 6 заканчивается внизу одновременно с концом сектора. Нижние концы секторов 1 и 4 закруглены и заходят в соответствующим образом выделанные гнезда фундамента, благодаря чему создается возможность движения подлежащих кольцевых секторов в поперечном направлении.
На фиг. 11 и 12 изображено видоизменение предыдущего устройства в виде кольца. Здесь крепление также слагается из отдельных, сопряженных друг с другом в продольном направлении штольни узких участков, которые в направлении обвода подразделены на сравнительно большое количество секторов (фиг. 11). Сектор 2, опирающийся на забой штольни, проходит по всей ширине забоя, тогда как остальные участки 3 обладают меньшими протяжениями по обводу. Однако, сектор, опирающийся на забой, может также быть подразделен, как намечено пунктирными линиями.
Отдельные секторы, как и раньше, состоят из крупных бетонных элементов, арматура которых образована попеременно прутьями круглого железа 6 и отрезками трубок 8; секторы отделены друг от друга прокладками в виде деревянных подушек 5. Для сохранения внутренней поверхности крепления возможно ровною участки крепления взаимно связываются, для чего в отдельных секторах попеременно заложены идущие по осевому направлению отрезки трубок 9 или круглых железных прутьев 7 (фиг. 12). При установке участков круглые железные прутья вдвигаются в отрезки трубок, благодаря чему происходит надежная взаимная связь соседних колец крепления. Примерно через каждые 5 погонных метров крепления, что соответствует десяти поставленным рядом друг с другом кольцам крепления, следует прерывать эту связь, устанавливая рядом два кольца, снабженные отрезками трубок.
Вместо трубок и круглых железных прутьев можно применять арматурные элементы и иных профилей.
На фиг. 13 изображен горизонтальный разрез шахтенного крепления, состоящего из двух, лежащих одна внутри другой, цилиндрических частей 21 и 22. Внутренняя часть 21 состоит из подразделенного в продольном направлении шахты на части жесткого полого цилиндрического тела, которое может быть исполнено из кирпичной кладки или из железобетона. Внутри этой части возводятся обычным образом шахтенные леса 23. Внутренняя часть 21 охвачена наружной частью 22 в виде кожуха, с оставлением промежутка 24. Наружная часть, также состоящая в продольном направлении из ряда кольцевых участков, исполнена вышеописанным способом настолько податливою, что, при чрезмерно больших давлениях породы, она может сдать внутрь, не теряя при этом как своей цилиндрической формы, так и конструктивной связности. Для этого составляющие наружный кожух шахты отдельные кольцевые участки подразделены на секторы. На чертеже изображено четыре сектора, которые сопрягаются друг с другом сравнительно широкими швами 25, частично заполненными деревянными подушками 26. Состоящие из рельсов 27 арматурные элементы кольцевых участков на одной стороне выступают из-за концов секторов, а на другой стороне - не доходят до конца. Концы рельсов находят один на другой и охватываются отрезками трубок 29, входящих в выемки 28; трубки могут быть закреплены особыми анкерами в кирпичной или бетонной кладке соответствующего сектора.
Наружный податливый кожух соединяется с внутренним жестким цилиндром посредством деревянных прокладок 31, пропущенных сквозь стенку внутреннего кольцевого цилиндра 21 и доходящих до внутренней стороны наружного кольца. Если в породе появляются сильные давления, то наружный кожух 22, секторы которого при сжатии деревянных подушек 26 взаимно передвигаются, может сдать без того, чтобы; форма кожуха вследствие этого существенно нарушалась. При этом внутренняя кольцевая часть 21 не участвует в этом передвижении, так что возведенные внутри этой части шахтенные леса остаются в положении, как по отвесу. Там, где, вследствие сильного давления породы, имело место передвижение части наружного кожуха, прокладки 31 будут выступать из-за внутренней поверхности цилиндра 21 и тем самым дадут возможность заметить происшедшее перемещение. Таким путем можно легко обнаружить наличие сильных давлений.
1. Каменное податливое крепление рудничных выработок с деревянными прокладками, характеризующееся тем, что составные части его 1, 2, 3, 4 снабжены поперечной железной арматурой 6 и трубками 8 для передвижения в них концов арматуры при сдавливании деревянных прокладок (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6).
2. Форма выполнения каменного податливого крепления выработок, указанного в п. 1, характеризующаяся тем, что составные части его попеременно снабжены образующими арматуру трубками и стержнями для передвижения последних внутри первых при сдавливании деревянных прокладок (фиг. 7. 8, 9, 10, 11. l2).
3. Форма выполнения каменного податливого крепления выработок, указанного в п. 1, характеризующаяся тем, что крепление состоит из двух бетонных кольцевых одна в другой частей, из которых первая, наружная, снабжена железной арматурой 27, а вторая своими прокладками 31 уперта в первую (фиг. 13).
