Способ анкерования мерзлых пород

 

Изобретение относится к креплению горных выработок. Цель изобретения - повышение надежности анкерования мерзлых пород, склонных к протаиванию со стороны горной выработки. Для этого в пробуренную скважину устанавливают трубу (Т) из упругого материала с буртиком 2 на выступающем конце для удержания опорной плиты 3. В стенках Т 1 выполняют продольный 5 и спиралеобразный 6 разрезы . Разрез 6 выполняют на участке Т 1 от границы протаивания пород до устьевой части Т 1. Шаг витка спирали определяют по предложенному расчетному соотношению. Перед установи кой Т 1 ее упруго снимают до смыкания краев продольного разреза 5. Фиксируют сжатие. После ввода в скважину Т 1 освобождают от обжатия. Она упруго расширяется и расклинивается в скважине. В месте спиралеобразного разреза 6 происходит растяжение Т 1. Это позволяет снизить нагрузку на заглубленную часть Т 1 вне зоны ореола протаивания. В месте отрыва слоев пород 7 при смещении их на величину растяжения спирали образуется воздушная прослойка. Она препятствует проникновению тепла в глубь маесива. 1 ил. (Л

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) Ш4 Е 21 D 20/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ у °

° у

° у ° у>

° ° °

° °

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4213280/22-03 (22) 20.03.87 (46) 15.02.89, Бюл, 1(6 (71) Институт горного дела Севера

Якутского филиала СО АН СССР (72) А.Ф.Галкин, M.М.Иудин и В.В.Скрынников (53) 622.281.74(088.8) (56) Патент США 1(> 4126004, кл. Е 21 D 21/00, опублик. 1978.

Авторское свидетельство СССР

У 1073470, кл. Е 21 D 21/00, 1982. (54) СПОСОБ АНКЕРОВАНИЯ МЕРЗЛЫХ

ПОРОД (57) Изобретение относится к креплению горных выработок. Цель изобретения — повышение надежности анкерования мерзлых пород, склонных к протаиванию со стороны горной выработки, Для этого в пробуренную скважину устанавливают трубу (Т) из упругого материала с буртиком 2 на выступающем конце для удержания опорной плиты 3. В стенках Т 1 выполняют продольный 5 и спиралеобразный 6 раэре" зы. Разрез 6 выполняют на участке

Т 1 от границы протаивания пород до устьевой части Т 1. Шаг витка спирали определяют по предложенному расчетному соотношению. Перед установ > кой Т 1 ее упруго снимают до смыкания краев продольного разреза 5. Фиксируют сжатие. После ввода в скважину Т 1 освобождают от обжатия. Она упруго расширяется и расклинивается в скважине. В месте спиралеобразного разреза 6 происходит растяжение Т 1.

Это позволяет снизить нагрузку на эаглубленную часть Т I вне зоны ореола протаивания. В месте отрыва слоев пород 7 при смещении их на величину растяжения спирали образуется воздушная прослойка, Она препятствует проникновению тепла в глубь массива.1 ил, I

1458586

5.Гь

+ + g

35

Изобретение относится к креплению подземных выработок, а именно к спо собам анкерования пород в горных выработках, пройденных в мерзлых по родах, склонных к протаиванию.

Цель изобретения — повьппение надежности анкерования мерзлых пород, склонных к протаиванию со стороны горной выработки. 10

На чертеже изображена схема анкерования мерзлых пород.

Способ осуществляют следующим образом.

Для анкерования мерзлых пород ис- 15 пользуют трубу 1 из упругого материа,ла с буртиком 2 для удержания- плиты 3 и конусным внутренним концом 4 ° В ! стенках трубы 1 выполняют продольный 5 и спиралеобразный 6 разрезы. Пос- 20 ,ледний выполняют на участке трубы, граница которого обращена к дну сква жины и расположена от выступающего

1 конца трубы на расстоянии не более

1 глубины протаивания мерзлых пород. 25

- Шаг витка спирали определяют иэ соотношения

Ъ

+ ---- + g +

27 30

30R 0 а

2 где g =- .— —, — - — йR т

h — шаг витка спирали, м;

R — наружный радиус трубы, м; плотность горных пород 40 кг/м а — расстояние между анкерами, м; b Rт — ожидаемая глубина протаи" вания горных пород в месте 45 установки анкера, м;

Г < $ — - допустимое касательное напряжение на сдвиг, Па;

Ь вЂ” толщина стенки трубы, м.

Спиралеобразный разрез делит про- 50 дольный разрез 5 на две части, которые выполнены на диаметрально проти1 воположнык сторонах трубы 1, и плавно сопряжен с этими частями своими концами. Минимальную длину части про" дольного разреза 5, ближайшей к устью скважины, выбирают исходя иэ.удобства установки анкера. Эта. длина должна составлять не менее 0,1 м. Спиралеобразный и продольный разрезы в трубе выполняют с помощью фрезерной установки.

В закрепляемом массиве бурят скважину. Перед установкой трубы 1 в скважину ее сжимают таким образом, чтобы края продольного разреза в обеих частях трубы сомкнулись. В таком положении упругую сжатую трубу 1 фиксируют прерывистым сварным швом, затем надевают опорную плиту и вводят в пробуренную скважину до упора плиты в породу. С помощью установочного клина последовательно разрывают сварной шов. Освобожденная от обжатия труба упруго расширяется и расклинивается в скважине.

Наличие спиралеобразного разреза позволяет снизить нагрузку на заглубленную часть трубы вне зоны ореола протаивания при внезапном смещении нижних слоев пород 7 вследствие отрыва по ледяным прослойкам 8, так как происходит растяжение трубы в месте спиралеобразного разреза. Кроме того, при смещении нижнего слоя пород на величину деформации спиралеобразного разреза обраэуегся воздушная IIpocлойка между оттаявшими и мерзлыми породами. Эта воздушная прослойка препятствует проникновению теплого фрон .та в глубь массива, выполняя роль теплоизолятора.

Формула изобретения

Способ анкерования мерзлых пород, включающий бурение скважины и установку в ней трубы из упругого материала с выполненным на участке от забоя скважины до границы протаивания пород и в устьевой части трубы продольным разрезом и буртиком на выступающем конце для удержания опорной плиты, отличающийся тем, что, с целью повьппения эффективности крепления мерзлых пород, склонных к протаиванию, разрез выполняют спиралеобразным на участке от границы протаивания пород до устьевой части трубы, при этом шаг витка спирали определяют из соотношений:

3 з

ЗОК д а

2 —.— — — --фК, м, Гс 3 шаг витка спирали, и; наружный радиус трубы, м3 б плотность горных пород, кг/м ; расстояние между анкерами м;

1458586

Ь R — ожидаемая глубина протаивания горных пород в месте установки анкера, м;

g где h—

R—

)"P ) - допустимое касательное напряжение на сдвиг, Па;

Ь " толщина стенки трубы, м.

Составитель Б.Усан-Подгорнов

Редактор М.Петрова Техред М.Ходанич Корректор Л.Патай

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 342/39 Тираж 449 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5