"ГОСТ Р 51748-2001. Государственный стандарт Российской Федерации. Крепи металлические податливые рамные. Крепь арочная. Общие технические условия"
(принят и введен в действие Постановлением Госстандарта России от 18.05.2001 N 209-ст)

1. Разработан Национальным научным центром горного производства - Институтом горного дела им. А.А. Скочинского.

Внесен Главным управлением технической политики в области стандартизации Госстандарта России.

2. Принят и введен в действие Постановлением Госстандарта России от 18 мая 2001 г. N 209-ст.

3. Введен впервые.

Настоящий стандарт распространяется на металлические податливые рамные арочные крепи (далее - крепи), применяемые для крепления подготовительных и капитальных горных выработок при разработке угольных пластов.

Настоящий стандарт устанавливает технические требования для крепей, правила приемки и методы контроля показателей при изготовлении и испытаниях крепей.

Требования раздела 4; таблиц 2 - 4; подпунктов 5.1.1, 5.1.2, 5.1.4, 5.2.1, 5.2.3, 5.2.4, 5.2.6, 5.3.1, 5.3.4; 5.4; раздела 6; пунктов 7.1 - 7.10; 8.1 - 8.7, 8.11, 8.12; 9.1, 9.3, 9.4 - обязательные, остальные - рекомендуемые.

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 9.014-78 Единая система защиты от коррозии и старения. Временная противокоррозионная защита изделий. Общие требования

ГОСТ 12.3.009-76 Система стандартов безопасности труда. Работы погрузочно-разгрузочные. Общие требования безопасности

ГОСТ 27.002-89 Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения

ГОСТ 166-89 (ИСО 3599-76) Штангенциркули. Технические условия

ГОСТ 380-94 Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки

ГОСТ 427-75 Линейки измерительные металлические. Технические условия

ГОСТ 535-88 Прокат сортовой и фасонный из стали углеродистой обыкновенного качества. Общие технические условия

ГОСТ 3282-74 Проволока стальная низкоуглеродистая общего назначения. Технические условия

ГОСТ 3749-77 Угольники поверочные 90°. Технические условия

ГОСТ 5915-70 Гайки шестигранные класса точности B. Конструкция и размеры

ГОСТ 7502-98 Рулетки измерительные металлические. Технические условия

ГОСТ 8240-89 Швеллеры стальные горячекатаные. Сортамент

ГОСТ 8509-93 Уголки стальные горячекатаные равнополочные. Сортамент

ГОСТ 14192-96 Маркировка грузов

ГОСТ 15150-69 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды

ГОСТ 15526-70 Гайки шестигранные класса точности C. Конструкция и размеры

ГОСТ 16504-81 Система государственных испытаний продукции. Испытания и контроль качества продукции. Основные термины и определения

ГОСТ 18321-73 Статистический контроль качества. Методы случайного отбора выборок штучной продукции

ГОСТ 18662-83 Профили горячекатаные СВП для крепи горных выработок. Сортамент

ГОСТ 29329-92 Весы для статического взвешивания. Общие технические требования

ГОСТ Р 50910-96 Крепи металлические податливые рамные. Методы испытаний

3.1. В настоящем стандарте применяют следующие термины с соответствующими определениями:

Несущая способность : предельная вертикальная нагрузка в жестком режиме работы с блокированными узлами податливости.

Сопротивление : среднеарифметическое значение верхних пиков нагрузок при работе крепи в податливом режиме.

Энергоемкость : значение работы крепи в податливом режиме (энергия, необходимая для осадки крепи на значение вертикальной податливости).

Масса : масса рамы, включая массу соединительных узлов (замков) без массы стяжек.

Коэффициент использования несущей способности : значение, характеризующее использование несущей способности при работе крепи в податливом режиме.

Полуверхняк: верхняк четырехзвенной крепи, состоящий из двух частей, соединенных между собой замком (узлом податливости). Каждая часть верхняка называется "полуверхняком".

3.2. В настоящем стандарте применяют следующие обозначения:

- сечение крепи, м2;

- ширина рамы крепи по низу, мм;

- ширина на высоте 1,8 м, мм;

- высота, мм;

L - нахлестка в узлах податливости, мм;

h - вертикальная конструктивная податливость, мм;

b - горизонтальная конструктивная податливость, мм.

Примечание. Значения геометрических параметров рамы приводят до осадки крепи "в свету".

КМП-А3 - крепь металлическая податливая арочная трехзвенная;

КМП-А4 - крепь металлическая податливая арочная четырехзвенная;

КМП-А5 - крепь металлическая податливая арочная пятизвенная (базируется на трехзвенной крепи КМП-А3, имеет дополнительные прямолинейные звенья, удлиняющие стойки, по одному на каждую стойку).

4.1. Классификация

Классификация проводится по следующим признакам: количество звеньев - трехзвенная, четырехзвенная, пятизвенная; сечение крепи - от 7,8 до 20,5 м2;

применяемый прокат - СВП17, СВП19, СВП22, СВП27, СВП33, КГВ21, КГВ26, ПВ22, ПВ27 и ПВ34;

марка стали - Ст5сп, Ст5пс, 20Г2АФпс.

4.1.1. Классификация типоразмеров сечений крепи характеризует их по единым показателям для каждого диапазона и включает шесть групп сечений для трехзвенной и четырехзвенной крепи. Для трехзвенной крепи приняты следующие группы сечений, м2:

7,8 - 8,4; 9 - 9,8; 10,3 - 11,9; 12,4 - 14,4; 14,8 - 16,6 и 17,2 - 19,8;

для четырехзвенной крепи, м2:

11 - 11,5; 11,6 - 12,5; 13 - 14; 14,1 - 15,0; 16 - 17 и 18 - 20.

4.1.2. Пятизвенная крепь содержит четыре группы сечений, соответствующих средним сечениям трехзвенной крепи для различных типоразмеров спецпрофиля. Каждая группа содержит три подгруппы в зависимости от длины прямолинейных звеньев, удлиняющих стойки. Сечения пятизвенной крепи приведены в таблице 1.

4.2. Основные параметры и размеры крепи

4.2.1. Основные размеры крепи , , установлены с учетом габаритов подвижного состава и зазоров, регламентированных [1], а также запасов на осадку крепи, равных ее конструктивной податливости и обеспечивающих эксплуатационные размеры горных выработок.

4.2.2. Основные параметры и размеры крепи в зависимости от ее вида (трехзвенная, четырехзвенная и др.) и типоразмеров приводят в нормативном документе (далее - НД), разрабатываемом на каждый вид крепи с приложением соответствующих рисунков, согласно таблицам 2 - 4.

Крепи должны соответствовать техническим требованиям на крепь данного вида и комплекту документации.

5.1. Характеристики крепи

Характеристики крепи содержат требования назначения, надежности, экономного использования материалов и трудовых ресурсов, технологичности и конструктивные требования.

Характеристики крепи в виде числовых показателей приведены в таблицах 2 - 4.

5.1.1. Основные требования назначения крепи определяют показатели, необходимые для обеспечения безопасных условий эксплуатации горных выработок.

Геометрические и силовые параметры крепи принимают по типовым сечениям данного бассейна [2 - 5] с учетом зазоров, требуемых [1].

5.1.2. Требования надежности крепи характеризуют показатели прочности ("наработка до отказа") и стабильности работы податливых узлов крепи.

Замки податливых узлов должны обеспечивать:

- равнопрочность работы податливого узла на изгиб балки цельного профиля, из которого выполнены несущие элементы крепей;

- исключение возможности разрыва концов профилей при изгибе податливого узла;

- стабильную работу в податливом режиме с коэффициентом вариации , по ГОСТ Р 50910 не более +/- 15% (пункт 6 таблиц 2 и 4) для применяемых крепей и +/- 10% (пункт 6 таблиц 2 и 3) для модернизированных крепей.

Наработка до отказа <*> определяется максимальным прогибом верхняка (стойки), мм, после исчерпания податливости при достижении крепью предельного состояния (ГОСТ 27.002). Показатель определяют во время стендовых силовых испытаний несущей способности крепи данного вида по ГОСТ Р 50910, результаты которых включают в НД на них.

--------------------------------

<*> Показатель вводится для модернизированных крепей, выпускаемых с 1 января 2006 г.

5.1.2.1. Звено арочной крепи при полном использовании показателя "Наработка до отказа" является изделием невосстанавливаемым.

5.1.2.2. Звено арочной крепи при частичном использовании показателя "Наработка до отказа" является изделием восстанавливаемым.

5.1.2.3. При ремонте или погашении выработки извлеченные звенья рам крепи сортируют. Деформированные звенья, годные к восстановлению по показателю "Наработка до отказа", подлежат правке для повторного применения [6], [7].

5.1.2.4. Невосстанавливаемые звенья крепи данного сечения в зависимости от фактической деформации необходимо по возможности перерабатывать на звенья для крепления второстепенных горных выработок меньших сечений.

5.1.3. Требования экономного использования материалов и трудовых ресурсов

5.1.3.1. Требования экономного использования материала определяют показатели использования проката спецпрофиля, идущего на изготовление звеньев рамы, и удельной массой рамы.

Требования экономного использования трудовых ресурсов определяют показатели удельной трудоемкости изготовления и удельной трудоемкости монтажа рамы.

5.1.3.2. Показатель использования проката спецпрофиля , на звенья рамы с учетом длины поставки проката спецпрофиля определяют по формуле

где - масса звеньев рамы (без замков и стяжек), кг;

- масса проката спецпрофиля (общий расход на раму), кг.

Этот показатель стимулирует экономную раскройку спецпрофиля и использование спецпрофиля проката на звенья рамы.

5.1.3.3. Удельную массу рамы определяют отношением массы рамы по ГОСТ 29329, включая соединительные замки (узлы податливости) без стяжек, к несущей способности рамы и ее сечению по ГОСТ Р 50910, кг/(кН · м2).

5.1.3.4. Удельную трудоемкость изготовления рамы , определяют по формуле

где - трудоемкость изготовления, человеко-час;

- несущая способность рамы, кН/раму;

- ширина рамы по низу, мм.

5.1.3.5. Удельную трудоемкость монтажа крепи , определяют по формуле

где - трудоемкость изготовления, человеко-час;

- несущая способность рамы, кН/раму;

- ширина рамы по низу, мм.

5.1.3.6. По согласованию разработчика с заказчиком допустимо применять дополнительные показатели качества, отражающие особенности конструкции для расширения области применения крепи.

5.1.4. Требования технологичности

5.1.4.1. Сгибать звенья крепи необходимо на автоматизированных линиях, обеспечивающих точность контура звеньев с минимальными значениями прямолинейных участков и сортирующих звенья на браковочные (с перегибом) и недогнутые, запускаемые вторично в производство для доведения до требуемых размеров.

5.1.4.2. В процессе сгибания звеньев крепи следует сохранять форму сечения проката. Равномерное сужение по ширине "пазухи" как в стойках, так и в верхняках более 4 мм на уровне верхней поверхности фланцев не допускается.

5.1.4.3. На торцах звеньев крепи не должно быть расслоений; заусенцы, образующиеся при рубке, не должны превышать 2 мм.

5.1.4.4. На концах криволинейных участков крепи длина прямолинейных участков допускается не более 300 мм.

5.1.4.5. Детали и сборочные единицы окраске не подлежат.

5.1.4.6. На рабочих поверхностях крепи не должно быть смазки.

5.1.4.7. Конструктивная податливость крепей принимается согласно виду и типоразмеру крепи по типовым сечениям и конструкторской документации, при этом конструктивная податливость должна быть не менее значений, приведенных в таблицах 2 - 4.

5.1.5. Конструктивные требования

5.1.5.1. Отклонение массы комплекта крепи допустимо от плюс 3% до минус 1%.

5.1.5.2. При конструировании крепи следует соблюдать требование унификации, характеризующееся коэффициентом применяемости.

5.1.5.3. В основе конструирования должны лежать требования технологичности изготовления, ремонтопригодности, простоты монтажа и демонтажа крепи.

5.1.5.4. При конструировании необходимо учитывать требования возможности транспортирования звеньев крепи в подземных выработках, в том числе в стволах.

5.2. Требования к материалам и покупным изделиям

5.2.1. Для верхняка и стоек крепи допускается применять горячекатаный спецпрофиль проката по ГОСТ 18662.

5.2.2. Целесообразно применение вновь разработанных профилей проката КГВ21, КГВ26 по [8] и ПВ22, ПВ27, ПВ34 по [9].

5.2.3. Материал - сталь марок Ст5пс и Ст5сп по ГОСТ 380, ГОСТ 535, низколегированная сталь марки 20Г2АФпс по [10] и другие стали, соответствующие по прочности и пластичности.

5.2.4. Межрамные стяжки следует изготавливать из уголка размером 63 x 63 x 6 или 63 x 63 x 5 по ГОСТ 8509, материал Ст3пс, Ст3сп по ГОСТ 380, ГОСТ 535.

5.2.5. Допустимо изготовление стяжек из швеллера 6,5 ГОСТ 8240, материал Ст3пс, Ст3сп по ГОСТ 380, ГОСТ 535 или из рассеченных на две или три части отходов проката СВП, КГВ и ПВ.

5.2.6. В замках крепи и стяжках следует применять гайки нормальной точности по ГОСТ 5915. Допускается применение гаек грубой точности по ГОСТ 15526.

5.3. Комплектность

5.3.1. В комплект поставки крепи входят:

для трехзвенной

верхняк - 1 шт.,

стойка - 2 шт.,

замок - 4 шт. (2 комплекта),

стяжка - 3 или 4 комплекта <*>;

--------------------------------

<*> Три комплекта (с замком для стяжек) при площади сечения до 11 м2 и четыре комплекта при большем сечении (по заказу потребителя).

для четырехзвенной

полуверхняк - 2 шт.,

стойка - 2 шт.,

замок - 6 шт. (3 комплекта),

стяжка - 4 комплекта;

для пятизвенной (на основе трехзвенной)

верхняк - 1 шт.,

стойка - 2 шт.,

стойка прямая - 2 шт.,

замок - 8 шт. (4 комплекта),

стяжка - 3 комплекта.

5.3.2. В зависимости от прочности пород, залегающих в почве выработки, комплект крепи дополняют башмаками, по два на раму крепи.

5.3.3. Замок податливости и замок для крепления межрамной стяжки следует поставлять заказчику в собранном виде (с навинченными гайками).

5.3.4. К каждой партии одного типоразмера крепи, отправляемой заказчику, прилагают паспорт в одном экземпляре.

5.3.5. Ключи для сборки замковых соединений крепи, по два на 100 комплектов крепи, следует изготавливать по отдельному заказу.

5.4. Маркировка

5.4.1. Крепи маркируют перед транспортировкой по ГОСТ 14192.

5.4.2. На наружной поверхности профиля проката в средней части верхняка и стойки крепи должна быть нанесена маркировка, содержащая обозначение площади сечения крепи в м2.

5.4.3. На одном верхняке и одной стойке в каждой связке, кроме обозначения площади сечения, должна быть нанесена маркировка, содержащая:

товарный знак предприятия-изготовителя;

индекс (обозначение) крепи;

наименование;

год и месяц выпуска;

обозначение НД.

5.4.4. Крепи, изготовленные из низколегированной стали, необходимо дополнительно маркировать нанесением полосы светлой краской на наружной поверхности фланца проката в средней части верхняка и стойки.

5.4.5. На каждой связке или таре с узлами податливости должна быть этикетка (маркировка), содержащая:

товарный знак предприятия-изготовителя;

тип профиля;

год и месяц выпуска;

обозначение НД.

5.4.6. На каждой связке или таре с межрамными стяжками должна быть этикетка (маркировка), содержащая:

товарный знак предприятия-изготовителя;

тип профиля;

шаг установки;

год и месяц выпуска;

обозначение НД.

5.4.7. При отправке железнодорожным транспортом каждая связка должна быть снабжена фанерным или металлическим ярлыком с транспортной маркировкой по ГОСТ 14192.

Ярлыки следует крепить к связкам проволокой диаметром 1 мм по ГОСТ 3282.

5.4.8. Способ и качество нанесения маркировки должны обеспечивать устойчивость против коррозии, сохранность и четкость надписи на период хранения и транспортировки.

5.5. Упаковка

5.5.1. Крепи одного типоразмера необходимо поставлять комплектно в разобранном виде без упаковки, в связках в количестве, согласованном с потребителем.

5.5.2. Увязку связок проводят проволокой диаметром 5 мм в двух местах по три витка на расстоянии одной четверти длины звена от его концов.

Увязка должна обеспечивать целостность пакета при погрузочно-разгрузочных операциях и транспортировке.

5.5.3. Консервацию резьбовых соединений следует проводить по ГОСТ 9.014 для условий хранения 8 (ЩЖЗ), вариант защиты ВЗ-2.

5.5.4. Замки податливости подлежат упаковке в целях предохранения от механических повреждений при транспортировании и хранении по ГОСТ 9.014.

5.5.5. Съемные башмаки следует поставлять в связке в количествах, равных количеству стоек в пачке.

6.1. Основное назначение крепи - обеспечивать безопасные условия поддержания горных выработок при разработке месторождения полезного ископаемого. Поэтому все основные параметры, показатели назначения и надежности крепи являются показателями безопасности (4.2, 5.1.1, 5.1.2).

6.2. Наряду с конструктивными особенностями, заложенными в крепи при ее проектировании и изготовлении, одним из основных факторов, обеспечивающих безопасность ее применения, является установка крепи в выработках с соответствующими горно-геологическими условиями согласно паспорту крепления для данной выработки, составленному на основании [1].

6.3. В конструкции крепей должны быть предусмотрены стяжки, исключающие возможность наклона рам крепей вдоль выработки.

6.4. Затяжку гаек замковых соединений необходимо проводить ключом с рукояткой длиной 0,45 м или механизированным гайковертом с тем же усредненным усилием.

6.5. В НД на крепь конкретного вида следует дополнительно вносить ширину рамы на высоте 1,8 м на основании [1].

7.1. Крепи следует подвергать по ГОСТ 16504 приемочным и периодическим испытаниям для проверки соответствия их требованиям настоящего стандарта и НД на крепь конкретного вида.

При изменениях в конструкции, технологии изготовления, применяемых материалах, влияющих на качество крепи, разработчик (изготовитель) принимает решение о необходимости проведения типовых испытаний.

При постановке изделий на производство (при выпуске установочной серии) проводят квалификационные испытания.

7.2. Все виды испытаний, указанные в 7.1, проводят по ГОСТ Р 50910.

7.3. Крепь должен принимать отдел технического контроля (ОТК) предприятия-изготовителя. Приемку осуществляют из каждой партии согласно номенклатуре, выпускаемой предприятием в течение смены в объеме не менее 3% выпуска.

7.4. Соответствие крепи требованиям настоящего стандарта и НД должно быть проверено ОТК входным, операционным, приемным техническим и технологическим контролем.

7.5. При входном контроле устанавливают соответствие типоразмеров профилей проката, марок стали, их свойств, указанных в сертификате металлургического завода, требованиям исходного материала для изготовления звеньев, замков и межрамных стяжек согласно 5.2.1 - 5.2.6. При необходимости предприятие-изготовитель крепи проводит оценку качества поступающих материалов по данным лабораторных испытаний.

7.6. При входном контроле также подлежат проверке прямолинейность стержней проката (наличие кривизны, скручивания) по ГОСТ 3749, размеры профиля, площадь поперечного сечения, в соответствии с требованиями ГОСТ 18662.

7.7. При операционном контроле проверяют длину заготовок звеньев крепи после каждой настройки линии на выпуск нового типоразмера.

7.8. Приемный технический контроль следует проводить по программе, указанной в таблице 5.

7.9. При неудовлетворительных результатах контроля по пунктам 1 и 2 таблицы 5 технический контроль осуществляют на удвоенном количестве звеньев крепи.

При неудовлетворительных результатах повторной приемки партию бракуют. После устранения дефектов партия должна быть представлена к повторной приемке.

7.10. Технологическому контролю не реже одного раза в месяц подвергают один комплект крепи каждого сечения, собранный из звеньев, выдержавших приемный технический контроль по проверке основных размеров крепи в сборе по 5.1.1, пунктам 1 - 3 таблиц 2 - 4 и 8.2, 8.4.

7.11. Периодические испытания проводят по всей номенклатуре выпускаемой крепи.

Периодичность испытаний принимается по согласованию между изготовителем и аккредитованной испытательной лабораторией в зависимости от годового выпуска продукции, но не реже одного раза в год.

Отбор рам крепи каждой модификации следует проводить по ГОСТ 18321. Количество выбранных рам каждого типоразмера для испытаний принимается по согласованию между изготовителем (разработчиком) и аккредитованной испытательной лабораторией, но не менее трех рам.

7.12. Потребитель имеет право принимать участие во всех видах испытаний крепи, проводимых изготовителем, а также проводить входной контроль качества исходных материалов.

8.1. Состояние поверхности звеньев, деталей, комплектность, маркировку, упаковку и требования безопасности следует проверять визуально по НД.

8.2. Проверку размеров следует проводить рулеткой по ГОСТ 7502, линейкой по ГОСТ 427 и штангенциркулем по ГОСТ 166. Измерения проводят по ГОСТ Р 50910.

8.3. Радиусы гибки звеньев, сечение профиля проверяют шаблонами по ГОСТ Р 50910.

8.4. Проверку площади сечения крепи проводят расчетом, принятым по действующим типовым сечениям.

8.5. Геометрические и силовые характеристики требований назначения контролируют на стенде по ГОСТ Р 50910.

8.6. Массу спецпрофиля проката (общий расход), как и массу рамы, контролируют взвешиванием по ГОСТ Р 50910, полученные значения сверяют с рабочими чертежами.

8.7. Стабильность работы узла в податливом режиме контролируют при работе узла на стенде по ГОСТ Р 50910.

8.8. Коэффициент использования несущей способности , и энергоемкость , контролируют по ГОСТ Р 50910.

8.9. Трудоемкость изготовления крепи проверяют хронометражными измерениями пооперационно и сравнением ее с НД.

8.10. Трудоемкость монтажа крепи контролируют хронометражными измерениями при ручной сборке рам крепи и сравнением ее с НД.

8.11. Контроль требований к материалам и покупным изделиям проводят в соответствии с 7.5.

8.12. Контроль требований безопасности при установке крепей в шахте осуществляют в соответствии с требованиями [1].

9.1. Крепь можно транспортировать как железнодорожным транспортом в соответствии с [11], [12], так и автомобильным в соответствии с ГОСТ 12.3.009.

9.2. Целесообразно транспортировать крепи контейнерами на открытых платформах, что позволяет обеспечить комплектную доставку крепи заказчику.

9.3. Условия транспортирования и хранения крепей - 8 (ОЖЗ) по ГОСТ 15150.

9.4. Транспортные и погрузочно-разгрузочные средства должны исключить возможность повреждения крепей.

9.5. Для хранения крепей должны быть использованы площадки, оборудованные стеллажами.

9.6. Звенья крепи следует укладывать отдельными штабелями по типоразмерам.

10.1. Для каждой проводимой и перекрепляемой выработки следует составлять паспорт крепления в соответствии с [1], [13], [14].

10.2. Установку и эксплуатацию крепи следует проводить согласно утвержденному паспорту крепления [15].

10.3. Запрещается установка крепи под плоскую кровлю.

10.4. При ослаблении затяжки гаек ее следует проводить повторно на всех рамах крепи. Зазор между фланцами профилей на участке узлов соединения должен быть устранен.

10.5. Между рамами крепи должны быть установлены деревянные распорки.

10.6. Рамы крепи должны быть соединены между собой стяжками.

10.7. Затяжку межрамного пространства следует проводить по всему периметру. При принятии решения о непрерывности затяжки целесообразно учитывать состав вмещающих пород.

10.8. Крепь подлежит повторному применению во второстепенных выработках после извлечения и восстановления при погашении и ремонте выработок [6], [7].

Изготовитель гарантирует соответствие крепи требованиям НД при соблюдении условий транспортирования, хранения, монтажа и эксплуатации.