Материалы для горной крепи: лесные материалы, металл, вяжущие вещества, растворы и бетон

Для изготовления горной крепи применяются те же материалы, что и в промышленном строительстве.

Лесные материалы. Для крепления горных выработок используют сосну,   ель,  пихту,    лиственницу,   дуб,   клен   и  др.   Лесные   материалы

применяются в виде круглого леса и пиломатериалов. Круглый лес используется для изготовления крепи шахтных стволов и шурфов, а также крепежных рам других выработок. Пиломатериалы используются обычно для вспомогательных целей, например, для изготовления проводников, лестничных отделений в вертикальных стволах, для затяжки кровли и боков выработок и так далее. Пиломатериалы подразделяются на пластины (распилы), брусья, доски и абаполы.

Крепь горизонтальных выработок из сосны служит в зависимости от условий поддержания от 1 года до 5 лет. Увеличение срока службы достигается пропиткой леса (консервированием) специальными составами – антисептиками. В качестве антисептиков применяют хлористый цинк, фтористый натрий и кремнистый натрий. Срок службы древесины после консервирования увеличивается примерно в три раза.

Размеры крепежного леса определяются ГОСТом.

Металл. Для крепления горных выработок применяется фасонная и сортовая сталь, чугун, сталь из спецпрофиля (специально для горной промышленности), а также болты, гайки, скобы и др. Чугун используют для изготовления тюбингов, рамных чугунных блоков и башмаков. Размеры и сортамент элементов металлической крепи устанавливаются ГОСТом.

Вяжущие вещества подразделяются на воздушные и гидравлические. Воздушными вяжущими веществами называют растворы, которые затвердевают и сохраняют свою прочность только на воздухе. Воздушные вяжущие вещества в чистом виде для крепления выработок не применяют.     

Гидравлическими вяжущими веществами называются вещества, которые затвердевают и сохраняют свою прочность не только на воздухе, но и в воде.

Для горной крепи применяются гидравлические цементы: портландцемент (силикатный цемент), глиноземистый цемент, расширяющий цементи др.

Портландцемент является продуктом тонкого измельчения клинкера, получаемого обжигом до спекания мергеля или смеси извести и глины. По ГОСТу цемент делится на шесть марок: 200, 250, 300, 400, 500 и 600.

Глиноземистый цемент получают при помоле обожженной до спекания смеси из глинозема, известняка или глины. Глиноземистый цемент отличается от портландцемента более высоким содержанием глинозема и окиси железа, меньшим содержанием извести и кремнезема. Глиноземистый цемент, характеризующийся   большой   прочностью, быстрым  твердением и

стойкостью против воздействия минерализованных вод, применяется для самых ответственных сооружений.

Расширяющиеся цементы  получают при смешивании глиноземи-стого цемента, гипса и высокоосновного гидрата кальция. Эти цементы применяются для заделки швов сегментной крепи и других гидроизоляционных работ.

Бетон представляет собой искусственный строительный материал, получаемый в результате затвердевания смеси из цемента, воды и заполнителей. В качестве заполнителей применяется кварцевый песок, гравий и щебень.

По расходу цемента бетоны подразделяют на жирные – с расходом цемента более 250 кг на 1 м³ бетона, средние − с расходом цемента            200-250 кг на 1 м³ бетона и тощие – с расходом цемента менее 200 кг на          1 м³ бетона.

По количеству употребляемой воды различают жесткий бетон, содержащий 6-6,5 % воды по весу, при укладке которого требуется сильная трамбовка; пластичный, содержащий 6,5-8 % воды, требующий сравнитель-но слабой трамбовки, и литой, содержащий 8-12 % воды. Для изготовления крепи горных выработок применяются жесткие бетоны марок 200 и в перспективе 300.

Железобетон представляет собой строительный материал, в котором металлический каркас (арматура) заполнен бетоном. Для крепления горных выработок часто применяют сборные железобетонные конструкции.