Способ крепления горных выработок

(51)5 Е 21 0 20/О СТВУ К АВТОРСКОМ ельскии,ологичеаловМихн еВЫРА ГОСУДАРСТВЕННЪЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Украинский научно-исследоватпроектно-конструкторский и технский институт строительных матер(56) Авторское свидетельство СССРВ 806874, кл. Е 21 О 20/00, 1978.Авторское свидетельство СССРМ 861633, кл, Е 21 О 20/00, 1979.(54) СПОСОб КРЕПЛЕНИЯ ГОРНЬ бОТОК 1776809 А 1 2 (57) Изобретение относится к креплению подземных горных выработок. Цель - повышение эффективности крепления путем формирования несущего свода из пород приконтурного массива выработки, Для этого сквозные скважины 1 расширяют дно зоны неупругих деформаций закрепляемой выработки, В расширенную часть 2 скважин устанавливают распорные элементы 5, Производят натяжение и фиксацию распорных элементов 5 из закрепляемой выработки. Натяжение элементов 4 с распорными элементами 5 осуществляют после натяжения сквозных крепежных элементов 3 под защинной анкерной крепи. 2 ил.Изобретение относится к креплениюподземных горных выработок, а именно кспособам крепления горных выработок спомощью напряженной анкерной крепи.Известен способ крепления межкамерных целиков, включающий бурение скважин, установку в них анкеров и натяжениепоследних для обжатия целика,: причем вкаждом месте установки анкеров рядом спробуренной основной скважиной бурят до. полнительную скважину и устанавливают внее дополнительный анкер, затем основнойанкер подвергают многократному термическому натяжению, а дополнительный анкерпосле очередного натяжения основного 15подтягивают путем завинчивания гайки 1,Недостатком известного способа является невозможность создания приконтурного закрепленного слоя целика, кроме тоговелика трудоемкость и металлоемкость реализации известного способа.Известен способ крепления целиковмежду выработками с помощью напряженной анкерной крепи, включающей бурениесквозных скважин между выработками, размещение в скважинах крепежных элементов, натяжение и фиксирование их, причемкрепежные элементы в каждой скважинеразмещают без связи с ее стенками, а вовремя эксплуатации крепи осуществляют 30контроль и производят регулирование натяжения крепежных элементов 2.Недостатком известного способа является низкая несущая способность устанавливаемых таким образом анкеров, что 35существенно снижает эффективность крепи.Целью изобретения является повышение эффективности крепления путем формирования несущего свода из пород 40приконтурного массива выработки,Указанная цель достигается тем, чтосквозные скважины расширяют до зоны неупругих деформаций закрепляемой горнойвыработки, в расширенную часть скважин 45дополнительно устанавливают распорныеэлементы и производят натяжение и фиксацию распорных элементов иэ закрепляемойвыработки, при этом натяжение распорных.элементов осуществляют после натяжения 50сквозных крепежных элементов,ф Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый способ крепления горных выработок спомощью напряженной анкерной крепи отличается тем, что сквозные скважины расширяют до зоны неупругих деформацийзакрепляемой горной выработки, в расширенную часть скважин дополнительно устанавливают распорные элементы и производят натяжение и фиксацию распорных элементов иэ закрепляемой выработки,при этом натяжение распорных элементовосуществляют после натяжения сквозныхкрепежных элементов.Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна".Анализ способов крепления горных выработок показал, что размещение в сквозных скважинах крепежных элементов,натяжение и фиксиоование их известно (патент США % 3971226). Однако дополнительное натяжение и фиксирование распорныхи крепежных элементов под защитой напряженной анкерной крепи из закрепляемойгорной выработки обеспечивает такие свойства, которыми не обладает известное техническое решение, а именно: значительноеповышение несущей способности анкера,образование несущего свода, состоящегоиз приконтурного породного массива, воэможность управления по высоте напряженным состоянием налегающих горных породи, как следствие, повышение эффективности использования крепи.Таким образом, дополнительное натя-.жение и фиксирование распорных и крепежных элементов придает предлагаемомутехническому решению новые свойства, чтопозволяет сделать вывод о соответствии заявляемого способа критерию "существенные отличия,На фиг. 1 изображена схема повышенияустойчивости массива горных пород междуподэтажными выработками или дневной поверхностью и выработкой нагорных штолен;на фиг. 2 - напряженная анкерная крепь всквозной скважине.Способ осуществляется следующим образом.Бурят между выработками сквозныескважины 1 с расширением 2 до зоны неупругих деформаций эакрепляемой горной выработки, размещают в каждой из нихкрепежные элементы 3 и 4 с распорнымэлементом 5. Затем на крепежные элементы3 навешивают подхват 6 в закрепляемойвыработке, а с другого конца скважин натягивают крепежные элементы 3 и фиксируютих. При этом усилие натяжения измеряют идоводят до необходимой величины. Затемпод защитой напряженной анкерной крепииз закрепляемой горной выработки производят дополнительно натяжение и фиксацию крепежного элемента 4 с распорнымэлементом 5.Перед выемкой целиков в днищах блоков или перед отбойкой полезного ископаемого при отработке месторождениясистемой подэтажного обрушения напряженную анкерную крепь демонтируют и используют повторно. При демонтаже крепи снимают фиксирующие элементы 8 и элементы 7, служащие для натяжения крепи, с подхватом 6, Затем из вышележащей выработки или дневной поверхности нагорных шахт по скважине 1 извлекают крепежные элементы 3 и 4 с распорным элементом 5, причем распорный элемент 5 конструктивно выполнен с возможностью перемещения вдоль крепежного элемента 3.В дальнейшем скважины используют для отбойки полезного ископаемого. При повреждении крепежных элементов или другихдеталей напряженной анкерной крепи в какой-либо скважине крепь этой скважины демонтируют, заменяют поврежденные детали и снова производят монтаж.Применение предлагаемого способа повышает несущую способность крепи, образует несущий свод, состоящий из приконтурного природного массива горной выработки, а также позволяет управлять напряженным состоянием горных пород по длине закрепляемого массива.Поддерживающее усилие, действующее в комбинированном своде при применении предлагаемого технического решения, можно определить по формуле:И-М 1+Мг,где М 1 - несущая способность крепежногоэлемента 3;йг - дополнительное поддерживающееусилие, действующее в своде благодаря усилию натяжения крепежного элемента 4 с распорным элементом 5 см. Якоби О. Практика управления горным давлением, - М. Недра,1987, с, 487 - 488).5 Дополнительное поддерживающее усилие Мг определяется по формуле Мг- ( -е); а 1 А г 10где а 1 = щ(45+ р /2).В ненарушенном массиве р являетсяуглом внутреннего трения, а в разрушенном- углом трения по плоскостям среза;А - усилие натяжения крепежного элемента 4;е - расстояние между скважинами;1 - длина крепекного элемента 420Формула изобретения Способ крепления горных выработок,включающий бурение сквозных скважин между выработками. размещение в скважинах крепежных элементов, натяжение и фиксированиеих, отличающий сятем, что, с целью повышения эффективности крепления путем формирования несущего свода из пород приконтурного массива выработки, сквозные скважины расширяют до 30 зоны неупругих деформаций закрепляемойгорной выработки, в расширенную часть скважин дополнительно устанавливают распорные элементы и производят натяжение и фиксацию распорных элементов из за крепляемой выработки, при этом натяжениераспорных элементов осуществляют после натяжения сквозных крепежных элементов.1776809Составитель Б,Амусиндактор Т.Полионава Техред ММоргентал Корректор О.Густ Заказ 4106 Тираж Подписное БНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж-ЗБ, Раушская наб., 4/5зводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина