Крепление рудничное имеет целью предохранить горные выработки от обрушения и создать безопасные условия труда для горнорабочих. Когда в толще горных пород проводится выработка (шахта, квершлаг, штрек и прочие), то нарушается равновесие пород, и они начинают обрушаться: выпадают куски или глыбы породы, которые при отсутствии крепления могут быть причиной тяжелых ушибов, иногда и со смертельным исходом.
Обвалы пород выводят выработки из строя и нарушают нормальную работу шахты. Только в сравнительно редких случаях выработки не крепятся,— когда они проходят в устойчивых породах (например известняки, крепкие песчаники, каменная соль и другие).
Большое разнообразие естественных условий, назначение выработок, срок службы их, требования безопасности, стоимость крепления, прогресс техники обусловили многообразие конструкций и видов крепления рудничного.
Крепления разделяются на деревянное, каменное, металлическое и смешанное, так же вожную роль выполянют цепи. К последнему виду относится, например, железобетон. Деревом могут крепиться все виды выработок. Для вертикальных шахт его применяют, когда выработка сравнительно небольшого сечення и служит непродолжительный срок — 10—15 лет. Такое крепление известно в Подмосковном бассейне, на рудниках цветных руд, неметаллических ископаемых и других месторождений.
В породах крепких деревянное крепление применяется особой «американской» конструкции. Горизонтальные и наклонные
выработки в большинстве случаев крепятся деревом, так как прочность дерева и, в частности, дуба, которым иногда крепят ответственные выработки, достаточна, чтобы противостоять давлению пород и тем самым сохранить выработки и предохранить людей.
Относительно малые сроки службы таких выработок исключают применение дорогого каменного крепления. Ремонт деревянного крепления прост. Чтобы предохранить крепление от поломки, делается податливая конструкция, так называемая карандашная крепь, стойки которой не ломаются, а размочаливаются в нижней тонкой части. Под давлением пород несколько сокращается сечение выработки, но форма остается. Образцов податливого креплении довольно много.
Для рудничного крепления очистного пространства широко применяются деревянные стойки; в постоянно двигающемся забое, особенно на пластах угля тонких и средней мощности, где крепление служит несколько дней; крепление деревом просто, дешево и при правильной его постановке и надлежащем наблюдении безопасно.
На пологих пластах стойки выбиваются и частично используются вновь; на крутых пластах крепление стойками не переносится. В тех случаях, когда давление кровли усиливается, ставят дополнительно “костры» (клети). Переноска костров осуществляется относительно легко. При разработке мощных пластов угля, руды применяется иногда станковое крепление относительно простой конструкции, но требующей тщательного выполнения и крупного леса.
Недостатки дерева как крепежного материала, сравнительно с другими материалами, — меньшая его прочность и способность гниения. Первый недостаток уменьшается правильным выбором размеров крепи и ее конструкции, а против гниения применяется пропитка дерева, или консервация. Пропитанное дерево, поставленное в выработке с небольшим давлением, может простоять срок в несколько раз больший, чем непропитанное.
Консервированным деревом крепятся такие выработки, где крепление подвержено гниению, а не разрушается от давления пород.
Металлическое крепление применяется на всех выработках, но значительно реже деревянного. Стволы шахт имеют постоянное крепление из металла, когда нужно закрыть приток воды. Применяются в этом случае цилиндры (тюбинги), составленные из отдельных частей. Собирается такое крепление в стволе.
Тюбинговое крепление имеется на калийном руднике в Соликамске. Другие виды металлического крепления шахт весьма редки. Для временного крепления стволов шахт в период проходки, когда возводится постоянное бетонное или кирпичное крепление, применяются металлические кольца. Горизонтальные и наклонные выработки крепятся металлической составной крепыо из швеллерного железа, рудничных рельсов, но в местах с небольшим давлением, где металлическое крепление может стоять продолжительный период без ремонта.
В местах с большим давлением крепление сильно деформируется, нарушается форма выработок, их сечение. Ремонт такой крепи достаточно затруднителен: нужно ее разбирать, выдавать на поверхность, специально выравнивать и прочее. Эти недостатки ограничивают применение этого рода крепления в шахтах.
