Способ размещения анкеров в веерах скважин при предварительном закреплении слоистых горных пород

(54 ЕЕ ОМ тивоп руют нагне П (5 ожет мы ГОСУДАРСТВЕНМЬ 1 Й КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(21) 480 (22) 14. (46) 23, (71) Ин (72) В.Р нин, В ряков, ляков и (56) Авт Ю 1401Ав М 1204 2. Бюл. %27тут горного дела АН КазССР,Вульферт, Г.А,Прокушев. А.И.ВороА,Исаков, А,И.Мисюрин, Г,В.МещеВ.Н.Петяхин, А,П,Трезнюк. А.Л,ЖиВ,И.Козловорское свидетельство СССР143, кл, Е 21 О 2000, 1986,торское свидетельство СССР737, кл. Е 21 О 20/00, 1984,ОСОБ РАЗМЕЩЕНИЯ АНКЕРОВ В АХ СКВАЖИН ПРИ ПРЕДВАРИТЕЛЬЗАКРЕПЛЕНИИ СЛОИСТЫХ ГОРНЫХ Дэобретение относится к горной проенности и м быть использовано для повышения эксплуатационной надежности анкеров при предварительном закреплении слоистого массива путем ориентированного расположения анкера в скважине. Для этого определяют азимут простирания слоистости в сечении каждой скважины 1, Фиксируют его в устье скважины двумя метками по диаметру скважины 1 с противоположных сторон, Анкер 2 риентируют и размещают в скважине 1 вдоль ее образующей, проходящей через одну из меток. Затем вводят в скважину 1 прижимное устройство с диаметрально прооложной стороны от анкера 2, фйксиим анкер в данном положении.тают в скважину 1 вяжущий материал 6. При расслоении анкер 2 сразу же нагружается. от перемещений блоков. что предотвращае дальнейшее расслоение. 7 ил.Изобретение относится к горной промышленности и может быть использованодля предварительного крепления слоистыхгорных пород при веерном расположениискважин для анкеров;Известен способ крепления очистнойгорной выработки, включающий бурениенисходящих скважин в сторону будущей нижележащей выработки, предварительнойустановки в них канатных анкеров, концыкоторых размещены на проектной отметке. и присоединены к серединам балочных подхватов, самопроизвольно поворачивающихся в горйзонтальное положение послеобрушения кровли и натягивающихся с учетом закрепления подхватов по контурукровли очистных выработок,Недостатком способа является то, что онне обеспечивает надежного контакта анкера со стенками скважины и строго ориентированного размещения его в сечениискважины относительно напластования,тем самым не предотвращает процесса расслоения пород в слоистом массиве, возникающего в результате несовпадения осейнаклонных скважин и заложенных в них анкеров с направлением отслоений, которыеразвиваются по нормали к обнажению, илик напластованию пород, Кроме того, способприменим при размещении канатных анкеров только в нисходящих скважинах, а также не предотвращает обрушения кровлисразу же после взрывания руды, так какрасслоение происходит незамедлительнопосле взрыва, а для разворота блочногоподхвата и натяжения каната требуется определенное время.Известен способ установки анкера,включающий бурение скважин, размещение в них анкеров, нагнетание в скважинывяжущего материала, фиксирование анкеров,Недостатком способа является то, чтоон не обеспечивает контакта анкера со стенками скважины и строго ориентированногоразмещения его в сечении скважины относительно напластования, тем самым непредотвращает процесса расслоения породв слоистом массиве, возникающего в результате несовпадения осей наклонныхскважин и заложенных в них анкеров с направлением отслоений, которые развиваются по нормали к обнажению, или кнапластованию пород, т,е. снижается эксплуатационная надежность анкера. Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности анкеров при предварительном закреплении слоистого массива путем ориентированного расположения и закрепления анкера в скважине.Поставленная цель достигается тем, чтосогласно способу, включающему бурение5 скважин, размещение в них анкеров, нагнетание в скважины вяжущего материала,фиксирование анкеров. перед размещени-.ем анкера в скважине определяют азимутпростирания слоистости в сечении каждой10 скважины, фиксируют его в устье скважиныдвумя метками по диаметру скважины с про- .тивоположных сторон, а анкер ориентируюти размещают в скважине вдоль ее образующей, проходящей через одну иэ меток, по-15 сле чего вводят в скважину прижимноеустройство с диаметрально противоположной стороны от анкера и фиксируют им анкер в данном положении,Предварительное, перед размещением20 анкеров, определение азимута простиранияслоистости в сечении каждой скважины позволяет установить направление, в которомнеобходимо переместить анкер относительно поперечного сечения скважины и при 25 жать его к ее стенке,Фиксирование линии простирания метками в устье скважины по ее диаметру позволяет установить два равноценных,диаметрально противоположных местопо 30 ложения анкера в сечении скважины на концах этого диаметра, в которых необходимозафиксировать анкер перед заполнениемего вяжущим составом.Заложение анкера в скважине так, что 35 бы линия касания анкера стенок скважинысовпала с образующей скважины, проходящей через метку,и фиксирование этогоположения отжимным устройством, расположенным в скважине с диаметрально про 40 тивоположной стороны от анкера.обеспечивает повышение эксплуатацион-ной надежности металлического стержняанкера, так как включает его вдействие сразу же в момент начала процесса расслоения45 после взрыва, тогда как при расположениианкера в любом другом месте относительностенок скважины обуславливает при возникновении расслоений вначале раэдавливание вяжущего заполнителя в наклонной50 относительно слоистости скважине и ужетолько после этого вступление в работу самого анкера, поскольку жесткость заполни теля. например бетона, на порядок нижежесткости металлического анкера.55 На фиг, 1 показан способ размещенияанкера, когда его размещают в скважинетак, чтобы линия касания анкера стенокскважины совпала с образующей скважниы,проходящей через метку; на фиг. 2 - разрезА-А на фиг. 1; на фиг. 3- разрез Б-Б на фиг.510 расслоений и относительных перемещений блоков выше и ниже трещины 7, В результате перемещения нижнего слоя относительно верхнего вначале возникает деформация 20 и зона сжатия твердеющего материала 8 25 тельно трещины 7 блоками, что может привести к обрушению пород. тем самым снижается эксплуатационная надежность анкера.30 При расслоении анкер 2 сразу же нэгру 40 бурение скважин, размещение в них анке 45 50 1; на фиг. 4 - анкер, заложенный по нормали к слоистости; на фиг, 5 - анкер в скважине под углом а, размещенный по ее оси или влюбом другом месте относительно ее сечения; на фиг. 6 - разрез В-В нэ фиг. 5; на фиг, 7 - разрез Г-Г на фиг, 5.При разработке способа размещения анкеров в веерах скважин при предварительном закреплении слоистых горных пород использован различный механизм нэгружения анкера, заложенного по нормали к напластованию (фиг. 4) и под углом к нему (фиг, 5), При наклонном залегании слоев расслоение происходит по нормали к напластованию или к обнажению, В этом . случае анкер, заложенный по нормали к напластованию, нагружается и вступает в работу сразу же с момента начала расслоений, т,е. действие его наиболее эффективно, Однако такое расположение энкера йевоэможно задать при предварительном закреплении вмещающих пород с веерным расположением скважин для анкеров, В этом случае угол наклона каждой скважины относительно напластования будет разный, а поскольку расслоения или относительное перемещение слоев происходит по нормали к напластованию или обнажению, в скважине с анкером возникают срезающие деформации, которые, в известных вариантах местоположения анкера относительно стенок скважины (фиг.5-7) будут давить на твердеющий заполнитель, а через него и на сам энкер. Благодаря иэ разной жесткости (модуль упругости бе тона равен Еь = 0,1-0,3) 10 кг/см, э стали Е = 2 10 кг/см , В случае воэникно 6 2вения расслоений вначале будет раздавлен твердеющий материал, э затем нагружен и сдеформирован сам анкер, Такая последовательность деформаций приведет к возникновению расслоений массива и может привести к обрушению слоистых пород, Поэтому в случае пересечения слоистого массива наклонной скважиной с заложенным в нее анкером необходимо выбрать такое местоположение анкера относительно сечения скважины, чтобы при возникновении расслоения анкер сразу же вступил в работу, т,е, стержень анкера сразу же нагружался.бы с момента нэчэла расслоений. Такими местами расположения анкера в скважине будут концы диаметра; проведенного через ее центр параллельно азимуту прости рэния слоистости, зафиксированные в устье сквэ жины метками.Сущность способа заключается в том, что на участке, где по проекту намечено бурение веера скважин 1 под анкеры 2 (фиг.1), до начала очистных работ известными способами (по кернам, с помощью горного компаса и т.д,) определяют азимут простирания слоистости, пересекающей скважину, и фиксируют направление его в устье скважины специальными метками 3 и 4 (фиг. 2). Далее помещают анкер 2 в скважине 1 так, чтобы место касания стержня (кэната) анкера совпало с меткой 3, нанесенной в устье скважины, и фиксируют его отжимным устройством 5, Затем в скважину 1 нагнетают вяжущий материал 6, например цемент. После прохождения фронта очистных работ во вмещающих породах возникает явление между стенками скважины 1 и стержнем анкера 2 и только после этого происходит нэгружение анкера в полной мере. Однако деформация сжатия в зоне 8 вызывает расслоение между верхним и нижним относижается от перемещения блоков, что предотвращает расслоение и, тем самым, повышается эксплуатационная надежность анкера,Формула изобретенияСпособ размещения энкероя в веерах скважин при предварительном закреплении слоистых горных пород, включающий ров, нагнетание в скважины вяжущего материала, фиксирование анкеров, о т л и ч э ющ и й с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности анкеров при предварительном закреплении слоистого массива путем ориентированного рэсположения и зэкрепления анкера в скважине, перед размещением анкера в скважине определяют азимут простирания слоистости в сечении каждой скважины. фиксируют его в устье скяэжины двумя метками по диаметру скважины с противоположных сторон, э энкер ориентируют и размещают в скважине вдоль ее образующей, проходящей через одну из меток, после чего вводят в скважину прижимное устройство с диаметрально противоположиой стороны от анкера и фиксируют им анкер в данном положении,1749471 Техред М.Морге Корректор Т, Палий Редактор А, Мотып Проиэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 э 2575ВНИИП Тираж Подписноедарственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб.; 4(5