Способ крепления горных выработок

(54) СПОСОБ КТОК НИЯ ГОРНЫХ ВЫРАБ(57) Изобр добывающей зуется для н тение относится к оль промышленности икрепления горизонльных и капитальн аль вира адеж подготовит боток. Оно воляет повысит Изобрете ывающей пр спользовандобыть е относится к гомышленности и мож для крепления го о ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБРЕ ОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Всесоюзный научно-исследователский институт горной геомеханики имаркшейдерского дела(56) Авторское свидетельство СССРй 1204776, кл. Е 21 П 20/00, 1983.Авторское свидетельство СССРУ 1112125, кл. Е 21 Э 20/00, 1983. тальных подготовительных и капитальных выработок при пересечении выработкой тектонического нарушения и участка сильно нарушенных пород с мощью анкеров, преимущественно желе зобетонных, сталеполимерных и т.п.Целью изобретения является повышение надежности крепления при пере сечении тектонических нарушений и участков сильно нарушенных пород. ность крепления при пересечении тектонических нарушений и участков сильно нарушенных пород. На каждой заходке на сопряжении кровли выработки сзабоем бурят вертикальные и наклонные опережающие скважины, которыерасполагают в створе по отношениюдруг к другу. В них устанавливаютанкеры, Опережающие скважины бурятс минимальным наклоном длиной, превышающей длину двух заходок на. величину замковой части анкера. Устьянаклонных скважин располагают междунаклонными скважиными предыдущей заходки. На каждой заходке вертикальные и наклонные анкеры зацепляютконцевыми частями между собой. Послеочередного подвигания забоя впередиостается участок пород, упрочненныйопережающей крепыш. Наклонные анкерыподшиты к кровле вертикальными анке"рами. 3 ил. На фиг.1 показана выработка в различных стадиях ее проведения и крепления, продольный разрез; на фиг.2 кровля выработки, план; на фиг.3 - узел зацепления слабонаклонного анкера с вертикальным.На фиг.1-3 обозначены, горная выработка 1, возводимая на участке сильно нарушенных пород вблизи тектонического нарушения, тектоническое нарушение 2 с зоной сопутствующей трещиноватости, вертикальные анкеры 3, устанавливаемые в кровлю выработКи, слабонаклонные опережающие анкеры 4 и металлическая сварная решетка 5. Крепление выработок, пересекающих5 тектонические нарушения, расположенных вблизи нарушения и на участках (ильно нарушенных пород, осуществляфтся следующим образом. При подходе выработки к участкуа ильно нарушенных пород или тектониескому нарушению с оперяющей трещиоватостью, выявленной любым из методов прогноза, на сопряжении кровлизабоем бурят слабонаклонные (суб оризонтальные) опережающие скважинынаправлении проведения выработки (вдоль трассы будущей выработки). гол наклона опережающих скважин приимают минимальным и определяют иэ ормулы21 о = агсСц- , 0,1525 где 1 - величина подвигания забоя эаодин проходческий цикл, м,Опережающие скважины бурят в створе с вертикальными анкерами 3 последНего ряда. Нижний конец вертикального Ннкера 3 загибают в виде петли,В опережающую слабонаклонную скважину через петлю нижнего конца вертикального анкера 3 устанавливают анНер 4 любой конструкции, длина которого равна сумме длин двух величин35 подвиганий забоя, замковой и концевой частей анкера: Ь = 21 + 3 + К,40 где Ь - длина слабонакпонного анкера, м 1 - величина подвигания забоя заодин проходческий цикл, м, 3 - длина замковой части анкера, м К - длина концевой части анкера, м. Такая длина анкера 4 принята для50 того, чтобы после очередного подвигания забоя слабонаклонный анкер 4, выполняющий функцию подхвата, был с одного конца подшит к массиву, а другой конец и после первого подвигания забоя и после второго подвигания бып55 заделан в массив, опирался на него до тех пор, пока подхват не будет подшит к массиву в трех мастах,После установки анкера 4 концевую его часть зацепляют с концевой частью вертикального анкера 3 (фиг.3). Подвигают проходческий забой выработки на величину 1, Образованные таким образом подхваты вдоль выработки из слабонаклонных анкеров 4 позволяют в безопасных условиях об рить кровлю выработки под вертикальные анкеры 3 крепления, скважины для которых бурят у забоя выработки. Влотную к слабонаклонным анкерам 4 (в створе с ними) в кровлю выработки бурят вертикальные скважины для установки в них анкеров 3, концевая часть которых петлей охватывает слабонаклонный анкер. В шахматном порядке по отношению к первому ряду слабонаклонных анкеров 4, т.е. на расстоянии, равном половине шага установки слабонаклонных анкеров 4 в ряду, у сопряжения кровли с забоем бурят вертикальные скважины, устанавливают в них анкеры 3, в створе с ними бурят слабонаклонные скважины, устанавливают в них анкеры 4, которые концевыми частями сцепляют между собой. Подвигают забой до замковой части слабонаклонного анкера 4. Возле слабонаклонных анкеров 4 у их замковых частей бурят вертикальные скважины, устанавливают в них вертикальные анкеры 3, концевая часть которых петлей подхватывает слабонаклонные анкеры 4. В дальнейшем все операции повторяют в той же последовательности. Опережающие подхваты подвешивают к массиву с большой степенью надежности на два вертикальных анкера 3 и заделывают в массив (первая стадия крепления выработки после первой уходки забоя) или на три вертикальных анкера 3 (вторая стадия крепления), исключая таким образом технологические несовершенства. Исключается субъективизм в методике определения нарушенности пород. Все это делает процесс более свободным и динамичным. Темпы проведения выработок по предложенному способу интенсивнееЭто приводит к повышению надежности реализации способа и большей безопасности работ при проведении и креплении выработок, После очередного подвигания забоя впередч по трассе будущей выработки остается участок мас 1 сива пород величиной больше, чем под21 ОбоС = агс 8 в = агсГд 20 = 80,10У 35 40 45 50 где 1,0 - величина подвигания забояза один проходческийцикл, м.В согнутые петлей концевые части вертикальных железобетонных анкеров пропускают арматурную сталь переменного профиля длиной Ь=21+3+К=2 1,0+ +0,10+0,30=2,40 м,Концевую часть слабонаклонного анкера выгибают петлей вокруг, вертикального анкера. Забуривают врубовые и отбойные шпуры взабой выработки. В сильно нарушенных породах паспорт БВР составляется с учетом нарушенности, что позволяет уменьшить количество взрывчатых веществ на отбойку, и исходя из условия снижения влияния 5 154498вигание забоя, упрочненный опережающей анкерной крепыш.П р и м е р. Подготовительные инарезные выработки проводят в условиях интенсивной тектонической нару 5шенности. Как правило, тектоническоенарушение оперяется зоной повышеннойсопутствующей трещиноватости, мощность которой достигает 10 ми более.В этой зоне отмечаются 5-7 системтрещин, в то время как вне нарушенийфоновая трещиноватость состоит из2-3 систем трещин. В таких условияхтребуется обеспечить устойчивость выработок в период их проведения и бе зопасные условия работы проходчиков.Самоходная буровая установка на пнев. -мошинном ходу позволяет обуриватькак кровлю, так и забой выработки. 20Опережающий пилот-скважиной по трассе будущей выработки по керну скважины определяют нарушенность пород,При выявлении по трассе выработкиучастка сильно нарушенных пород в 25створе с вертикальными скважинами нарасстоянии 15 см ниже сопряжениякровли с забоем выработки под углом87 к забою (вертикали) бурят слабоонаклонные опережающие скважины в направлении проведения выработки, Уголнаклона определяют из выражения 5 6взрывных работ на слабонаклонные анкера и решетку. Производится отбойка, установка вертикальных анкеров, навеска металлической сварной решетки, нанесение набрызг-бетона. В дальнейшем все операции повторяются.Преимущество предложенного способа по сравнению с прототипом заключается в том, что опережающие анкеры выполняют роль предохранительной крепи и позволяют сразу после очередной отбойки производить все операции по проходке при закрепленной под забой кровле, надежно предотвращая вывалообразования трещнноватых пород. Снижается травматизм и обеспечиваются безопасные- условия труда при проведении выработок в трещиноватых породах Кроме того, достигается экономический эффект от замены металлической арочной податливой крепи, бетонной и железобетонной крепи, которую используют на участках сильно нарушенньг пород.В породах сильной нарушенности и в местах пересечения выработки тектоническим нарушением применяется податливая арочная крепь из спецпрофиля. Формула изобретенияСпособ крепления. горных выработок, включающий бурение на сопряжении кровли с забоем на каждой заходке наклонных опережающих скважин и установку в них анкеров, о т л и ч а ю - щ и й с я . тем, что, с целью повьппения надежности крепления при пересечении тектонических нарушений и участков нарушенных пород, на сопряжении кровли с забоем на каждой эаходке дополнительно бурят вертикальные скважины и устанавливают в них анкеры, которые располагают в створе наклонных скважин, при этом последние бурят длиной, превьппающей длину двух заходок на величину замковой части анкера, и их устья располагают между наклонными скважинами предыдущей заходки, а вертикальные и наклонные анкеры зацепляют концевыми частями на каждой заходке..5Х Тираж .380 комитета по Москва, Ж-З Подписноеобретениям и открьггиям при ГКНТ СССРаушская наб., д. 4/5