+7 (499) 132-61-82

Деревянные стойки и костры

1. Введение


Деревянные стойки и костры используются в подземной горнодобывающей промышленности с незапамятных времен. Благодаря благоприятным физическим свойствам древесины и параметрам прочности деревянных конструкций она и сегодня остается ценным конструкционным материалом, который успешно конкурирует с продуктами, выполненными из стали или из минеральных цементов.
Деревянные стойки и костры


Деревянные костры в угольной добывающей промышленности повсеместно используются в основном в качестве элемента дополняющего крепь выработок в местах повышенного давления горного массива. Однако эффекты, полученные при применении традиционных костров, выполненных обычно из использованных железнодорожных шпал или другого низкокачественного сырья, обычно оставляют желать лучшего – такие костры характеризуются высокой сжимаемостью уже при относительно небольших нагрузках, а кубатура занятого пространства и масса используемого материала несоразмерны с полученными результатами.

Эти наблюдения послужили основой для разработки компанией Strata Products системы деревянных горных крепей нового поколения, к которым, в частности, принадлежит система деревянной костровой крепи LINK-N-LOCK®.

2. Общая характеристика системы костровой крепи LINK-N-LOCK®



В основе идеи современных систем костровой крепи лежит стремление к использованию для передачи давления всего количества древесины, использованной для постройки костра, в отличие от традиционных костров, в которых передача давления происходит только на поверхности стыка уложенных поперечно друг на друга балок (в четырех или девяти точках, в зависимости от того, две или три балки лежат в одном слое). В системе LINK-N-LOCK®, благодаря соответствующей форме элементов, из которых построен костер, передача давления происходит на всей их поверхности, а следовательно, на удержание перекрытия работает 100% используемой древесины.

Плотный контакт элементов и оригинальный механизм заклинивания отдельных слоев обеспечивает значительную стабильность костра, несмотря на его тонкость, обеспечивает устойчивость к горизонтальному смещению и благоприятно влияет на характеристики установочной сопротивляемости крепи.
Деревянные стойки и костры

Для изготовления элементов костра используется твердая буковая древесина.

В частях, прилегающих к подошве выработки и к кровле, укладываются специальные элементы с плоской поверхностью для обеспечения оптимальной поверхности стыка костра с подошвой и кровлей выработки.

Элементы костров LINK-N-LOCK® изготавливаются в нескольких размерах от около 0,5 до 1,5 м. Чем больше длина применяемых элементов, тем больше предельная нагрузка костра.

В условиях угольных шахт основными областями потенциального применения костров системы LINK-N-LOCK® прежде всего являются:
защита нижних и верхних штреков в заваловых выработанных пространствах,
укрепление лав в фазе ликвидации,
защита выработок, пересечений, перемычек и прочих подземных объектов, в зонах повышенного давления горного массива.

3. Техническая характеристика системы костровой крепи LINK-N-LOCK®


Элементы деревянной крепи LINK-N-LOCK® выполняются из твердой древесины в виде элементов стандартных размеров. Размеры отдельных элементов приведены в следующей таблице:

Размеры элементов LINK-N-LOCK®
Длина L [м] Высота H [м] Ширина S [м]
0,60 0,15 0,082
0,70 0,15 0,082
0,80 0,15 0,082
0,90 0,15 0,082
1,00 0,15 0,082
1,20 0,15 0,082
1,50 0,15 0,082

Величина элементов для постройки костров LINK-N-LOCK® прежде всего зависит от высоты выработки, в котором они будут применяться, а также от предполагаемых нагрузок со стороны горного массива. В типичных условиях применения следует соблюдать ограничения, касающиеся максимальной высоты костров, в соответствии с данными, приведенными в следующей таблице:

Рекомендуемые максимальные высоты костров из элементов LINK-N-LOCK®
Рекомендуемая максимальная высота костра Hmax [м]
Длина элемента L [м] Защита нижних и верхних штреков Временное укрепление лавы в фазе ликвидации
0,60 2,2 2,4
0,70 2,6 2,9
0,80 3,0 3,3
0,90 3,5 3,9
1,00 4,0 4,5
1,20 4,5 5,0
1,50 4,5 5,0

В случаях необходимости можно строить костры квадратного сечения, например, при их использовании для защиты верхнего или нижнего штрека от стороны завала.

Костры из твердого дерева системы LINK-N-LOCK® отличаются благоприятной характеристикой установочной сопротивляемости крепи. На следующем ниже графике показаны примерные характеристики установочной сопротивляемости костров LINK-N-LOCK® с высотой 2 м, в зависимости от длины элементом, применяемых для их постройки. Костры выполненные из наиболее часто применяемых элементов длиной от 0,8 до 1,5 м обеспечивают предельную нагрузку от 150 до 190 тонн.
Деревянные стойки и костры

Условием прочности и правильного функционирования костра является обеспечение как можно более плотного контакта верхней поверхности костра с кровлей выработки. Этого можно достичь традиционным заклиниванием (вместе со стандартными элементами костров компания поставляет по требованию вспомогательные мелкие элементы выполненные из того же самого сырья) или с использованием системы подушек наполненных минеральным цементом Packsetter Bag™, которые также находятся в ассортименте нашей компании.

Применение подушек Packsetter Bag™ позволяет обеспечить костру исходное значение установочной сопротивляемости значительно большее, чем даже в случае старательно выполненного заклинивания, оно также менее трудоемко и не требует много времени.
Деревянные стойки и костры

Рис. Методы обработки прилегающей к кровле части костра: a) подушка Packsetter Bag™; b) деревянные клинья

4. Заключение


Система костровой крепи LINK-N-LOCK® основана на повсеместно известных в традиции горнодобывающей промышленности технических решениях, в которые был внесен ряд инновационных изменений и усовершенствований в течение многих лет применения в шахтах ЮАР, США, Великобритании и других стран. В результате был получен чрезвычайно эффективный, экономичный продукт, способный конкурировать с другими горными технологиями.

Главными достоинствами костровой крепи LINK-N-LOCK® являются:

быстрота и легкость монтажа,
значительная установочная сопротивляемость при небольшом количестве и цене используемого материала,
легкость транспортировки и хранения в низовых условиях,
экономичное использование ограниченного пространства горных выработок,
возможность легкой связки костровой крепи с другими элементами крепи горной выработки,
возможность подбора размеров упаковок (палет), в которых поставляются элементы крепи, в соответствии с требованиями заказчика.

Компания ООО «Биотоп Групп» обеспечивает обучение и консультации в области применения продуктов в горной промышленности.