Способ крепления горных выработок

 

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и используется для крепления горизонтальных подготовительных и капитальных выработок. Оно позволяет повысить надежность крепления при пересечении тектонических нарушений и участков сильно нарушенных пород. На каждой заходке на сопряжении кровли выработки с забоем бурят вертикальные и наклонные опережающие скважины, которые располагают в створе по отношению друг к другу. В них устанавливают анкера. Опережающие скважины бурят с минимальным наклоном длиной, превышающей длину двух заходок на величину замковой части анкера. Устья наклонных скважин располагают между наклонными скважинами предыдущей заходки. На каждой заходке вертикальные и наклонные анкеры зацепляют концевыми частями между собой. После очередного подвигания забоя впереди остается участок пород, упрочненный опережающей крепью. Наклонные анкеры подшиты к кровле вертикальными анкерами. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 Е 21 Р 20/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4410702/23-03 (22) 15.04.88 .(46) 23.02.90. Бюл. № 7 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) А.П.Белоусов, В.A.Ñìèðíîâ и Б.Я.Генкин (53) 622.281.74 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1204776, кл. Е 21 D 20/00, 1983.

Авторское свидетельство СССР № 1112125, кл. E 21 D 20/00, 1983. (54) СПОСОБ КРЕПЛЕНИЯ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК (57) Изобретение относится к горно- добывающей промышленности и используется для крепления горизонтальных подготовительных и капитальных выработок. Оно позволяет повысить надежИзобретение относится к горно-добывающей промышленности и может быть использовано для крепления горизонтальных подготовительных и капитальных выработок при пересечении выработкой тектонического нарушения и участка сильно нарушенных пород с помощью анкеров, преимущественно железобетонных, сталеполимерных .и т.п.

Целью изобретения является повышение надежности крепления при пересечении тектонических нарушений и участков сильно нарушенных пород.

„„Я0„„1544985 А1

2 ность крепления при пересечении тектонических нарушений и участков сильно нарушенных пород. На каждой заходке на сопряжении кровли выработки с забоем бурят вертикальные и наклонные опережающие скважины, которые располагают в створе по отношению друг к другу. В них устанавливают анкеры. Опережающие скважины бурят с минимальным наклоном длиной, превышающей длину двух заходок на. величину замковой части анкера. Устья наклонных скважин располагают между наклонными скважиными предыдущей заходки. На каждой заходке вертикальные и наклонные анкеры зацепляют концевыми частями между собой. После очередного подвигания забоя впереди остается участок пород, упрочненный опережающей крепыш. Наклонные анкеры подшиты к кровле вертикальными анке" рами. 3 ил.

4ь

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 выработ1544985

Ки, слабонаклонные опережающие анкеры 4 и металлическая сварная решетка 5.

Крепление выработок, пересекающих

5 тектонические нарушения, расположенных вблизи нарушения и на участках

< ильно нарушенных пород, осуществляфтся следующим образом.

При подходе выработки к участку а ильно нарушенных пород или тектониескому нарушению с оперяющей трещи оватостью, выявленной любым из методов прогноза, на сопряжении кровли забоем бурят слабонаклонные (суб оризонтальные) опережающие скважины в направлении проведения выработки (вдоль трассы будущей выработки). гол наклона опережающих скважин приимают минимальным и определяют иэ 20 ормулы

21

oL = агсЦ, -- —, 0,15

25 где 1 — величина подвигания забоя эа один проходческий цикл, м.

Опережающие скважины бурят в створе с вертикальными анкерами 3 последНего ряда. Нижний конец вертикального 0

Ьнкера 3 загибают в виде петли.

В опережающую слабонаклонную скважину через петлю нижнего конца вертикального анкера 3 устанавливают анНер 4 любой конструкции, длина кото эого равна сумме длин двух величин

35 подвиганий забоя, замковой и концевой частей анкера:

L = 21 + 3 + К, 40 где L — длина слабонакпонного анкера, м;

1 — величина подвигания забоя за один проходческий цикл, м, 3 — длина замковой части анкера, м

К вЂ” длина концевой части анкера, м.

Такая длина анкера 4 принята для

50 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 был

55 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 интенсивнее..Это 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 масI сива пород величиной больше, чем под2 ° 1 О б

oL = arctg †- - = arctg 20 = 8?

0,10 где 1,0 — величина подвигания забоя за один проходческий цикл, м.

В согнутые петлей концевые части вертикальных железобетонных анкеров пропускают арматурную сталь переменного профиля длиной L=21+3+K=2 1,0+

+0,10+0 30=2,40 м.

Концевую часть слабонаклонного анкера выгибают петлей вокруг .вертикального анкера. Забуривают врубовые и отбойные шпуры в забой 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 154498 вигание забоя, упрочненный опережающей анкерной крепыш.

Пример. Подготовительные и нарезные выработки проводят в усло5 виях интенсивной тектонической нарушенности. Как правило, тектоническое нарушение оперяется зоной повышенной сопутствующей трещиноватости, мощность которой достигает 10 ми более.

В этой зоне отмечаются 5-7 систем трещин, в то время как вне нарушений фоновая трещиноватость состоит из

2-3 систем трещин. В таких условиях требуется обеспечить устойчивость вы- 15 работок в период их проведения и бе зопасные условия работы проходчиков. !

Самоходная буровая установка на пнев.— мошинном ходу позволяет обуривать как кровлю, так и забой выработки. 20

Опережающий пилот-скважиной по трассе будущей выработки по керну скважины определяют нарушенность пород.

При выявлении по трассе выработки

° участка сильно нарушенных пород в 25 створе с вертикальными скважинами на расстоянии 15 см ниже сопряжения кровли с забоем выработки под углом

87 к забою (вертикали) бурят слабоо наклонные опережающие скважины в на- 30 правлении проведения выработки. Угол наклона определяют из выражения

5 6 взрывных работ на слабонаклонные анкера и решетку. Производится отбой ка, 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 нарушеннбсти и в местах пересечения выработки тектоническим нарушением применяется податливая арочная крепь из спецпрофиля.

Формула изобретения

Способ 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— шийся . тем, что, с целью повьппения надежности крепления при пересечении тектонических нарушений и участков нарушенных пород, на сопряжении кровли с забоем на каждой заходке 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.

Составитель Л. Березкина.

Техред M.Äèäûê Корректор M.Màêñèìèøèíåö

Редактор О,Юрковецкая

> г

Заказ 480 Тираж 380 Подписное

ВЦИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 5

ly

Уг ! р5

1544985 бу у1

1Л

tp