Способ крепления горных выработок на удароопасных пластах

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для разработки удароопасных пластов. Техническим результатом изобретения является повышение и обеспечение устойчивости выработки, пройденной по пласту, опасному по горным ударам, с целью минимизации последствий разрушения в случае горного удара. Способ крепления горных выработок, пройденных на пластах опасных по горным ударам, включающих крепление свода выработки комбинированной крепью, состоящей из анкерной и рамной крепи. При этом нижние в ряду анкера с помощью хомута с отверстиями прижимают стойку рамной крепи к массиву. Между массивом и хомутом на анкерах располагают податливый элемент. Анкера устанавливают под углом α к горизонтальной плоскости и закрепляют их в слое породы, являющемся продолжением почвы выработки. Угол α определяют по формуле град, где lа - активная длина анкера, м; b - расстояние от почвы выработки до места установки анкера, м; h - мощность непосредственной почвы, м. 2 ил.

 

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для разработки удароопасных пластов.

Известен способ анкерного крепления горных выработок (патент RU №2160837, опубл. 20.12.2000 г.), включает бурение скважин с заглублением их за границу контура области неупругих деформаций пород вокруг выработки под действием на них динамических и статических нагрузок; закрепление анкеров цементирующим материалом по всей длине скважин за границей области неупругих деформаций пород с усилием, уравновешивающим динамические нагрузки в области неупругих и упругих деформаций пород; анкера размещают по закрепляемому контуру выработки.

Недостатком данного способа является то, что данный метод применим в основном в тех случаях, где фактическая глубина разрушения в случае горного удара не будет превышать величину 2 м, так как длина анкерной крепи, установленной в бока выработок, в большинстве случаев равняется 1,5÷2 м.

Известен способ крепления горных выработок (авторское свидетельство SU №1305356, опубл. 23.04.1987 г.), проводимых с помощью буровзрывных работ на больших глубинах. Цель изобретения - повышение устойчивости выработки и снижение затрат на ее поддержание. В кровле и боках выработки бурят скважины. В них устанавливают анкеры, выступающие концы анкеров соединяют свободно провисающими металлическими канатами, затем на поверхность выработки наносят торкретбетон.

Недостатком данного способа является то, что данный способ не применим в условиях выработок, в которых имеют место значительные смещения кровли и боков, вследствие воздействия динамических нагрузок горного давления, к тому же способ имеет ограниченное применение, поскольку является трудоемким и достаточно дорогим.

Известен комбинированный способ охраны горных выработок (авторское свидетельство SU №1617242, опубл. 30.12.1990 г.). Изобретение позволяет обеспечить устойчивость выработок при их заложении на глубине 600-1200 м. Способ включает: возведение податливой крепи и нагнетание битумно-минеральной смеси в закрепное пространство. Затем через 8-12 суток производят нагнетание жидкой смеси битумно-минерального материала в упругодеформированную зону под давлением.

Недостатками данного способа являются: низкие темпы проходки выработки, необходимость доставки большого объема битумно-минеральной смеси в забой выработки, необходимость создания на поверхности подразделения по изготовлению и организации доставки в шахту битумно-минеральной смеси в достаточно больших объемах.

Известен способ крепления горных выработок в условиях напряженного состояния массива (патент RU №2097566, опубл. 27.11.1997 г.), включает установку крепи с зазором между крепью и контуром выработки и заполнение зазора демпферным слоем из неоднородного по плотности материала.

Недостатком данного способа является то, что установка крепи с зазором между крепью и контуром выработки в условиях высокого напряженного состояния массива может привести к внезапным обрушениям пород кровли, особенно в слабых породах.

Известен комбинированный способ крепления подготовительных выработок (Ульрих Лангош. «Проектные основы управления горным давлением комбинированной крепью в пластовых штреках». - Глюкауф. 2002, март, №1, с. 16-20), включающий установку анкеров по контуру выработки после обнажения породного массива, под анкера устанавливают поддерживающую крепь с податливыми арочными рамами.

Недостатками данного способа являются: низкие темпы проходки выработки, установление рамной крепи без предварительного распора, невозможность сопротивления нагрузкам в случае горного удара.

Известен способ крепления горных выработок в сложных геологических условиях (патент RU №77905, опубл. 10.07.2007 г.), принятый за прототип, состоящий из анкерной и рамной крепи, в котором элемент рамной крепи прижимается с помощью анкеров и подхвата (хомута) с отверстиями к массиву, а между массивом и хомутом на анкерах располагают податливый элемент.

Недостатками данного способа является то, что крепление боков выработки на удароопасных пластах анкерной крепью не защищает борт выработки от разрушения при горном ударе, потому что основной формой разрушения горных выработок при горном ударе является выброс, выдавливание и перемещение горной массы в свободное пространство выработки, а длина анкеров значительно меньше фактической глубины разрушения пород.

Техническим результатом изобретения является повышение и обеспечение устойчивости выработки, пройденной по пласту опасному по горным ударам, с целью минимизации последствий разрушения в случае горного удара.

Технический результат достигается тем, что нижние в ряду анкера устанавливают под углом α к горизонтальной плоскости и закрепляют их в слое породы, не подверженном разрушению в случае горного удара.

Угол α определяют по формуле

где la - активная длина анкера, м;

b - расстояние от почвы выработки до места установки анкера, м;

h - мощность непосредственной почвы, м.

Способ поясняется следующими фигурами:

фиг. 1 - сечение выработки,

фиг. 2 - узел А, где

1 - горная выработка,

2 - пласт опасный по горным ударам,

3 - анкерная крепь,

4 - рамная податливая крепь,

5 - канатные анкера типа АК,

6 - хомут с отверстиями,

7 - боковые стойки рамной крепи,

8 - податливый элемент,

9 - шайба,

10 - угол установки анкера (α),

11 - слои породы,

12 - длина анкера (la),

13 - расстояние от почвы выработки до места установки анкера (b),

14 - мощность непосредственной почвы (h).

Способ крепления выработки осуществляют следующим образом.

Проводится подготовительная выработка 1 по пласту опасному по горным ударам 2. При проходке выработки крепление кровли и боков производится комбинированной крепью, состоящей из анкерной 3 и рамной податливой крепи 4, затем с помощью канатных анкеров 5 и хомута с отверстиями 6 прижимают стойки рамной крепи 7 к угольному массиву, а между массивом и хомутом, на анкерах располагают податливый элемент 8 и шайбу 9. В качестве податливого элемента используют, например: обрезки швеллеров и металлических труб, уголки, деревянные бруски и т.д. Анкера устанавливают к горизонтальной плоскости под углом α 10 и закрепляют их в слое породы 11, являющемся продолжением почвы выработки. На основании известных закономерностей была составлена схема нагружения, из которой выведена представленная формула

где la - активная длина анкера 12; b - расстояние от почвы выработки до места установки анкера 13; h - мощность непосредственной почвы 14.

Способ крепления горных выработок, пройденных на пластах, опасных по горным ударам, включающий крепление свода выработки комбинированной крепью, состоящей из анкерной и рамной крепи, в которой нижние в ряду анкера прижимают элемент рамной крепи с помощью подхвата (хомута) с отверстиями к массиву, а между массивом и хомутом, на анкерах располагают податливый элемент, отличающийся тем, что нижние в ряду анкера устанавливают под углом α к горизонтальной плоскости и закрепляют их в слое породы, являющемся продолжением почвы выработки, угол α определяют по формуле

где la - активная длина анкера, м;
b - расстояние от почвы выработки до места установки анкера, м;
h - мощность непосредственной почвы, м.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к опережающему анкерному креплению горных выработок из призабойного пространства и может быть использовано в горнодобывающей промышленности и тоннелестроении.

Изобретение относится к устройству для укрепления горной породы тросовым анкером, также называемым натяжным тросом. Технический результат заключается в создании такого устройства, которое имеет меньший вес, может использоваться с существующими буровыми станками и может использовать мощность, уже подведенную к буровому станку, с помощью имеющегося вращателя буровой установки.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке месторождений полезных ископаемых в породах средней и ниже средней устойчивости.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способу анкерного крепления горных выработок. .

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для контроля сцепления анкерной крепи с массивом горных пород, необходимого для поддержания ею пород в устойчивом состоянии.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при анкерном креплении горных выработок, преимущественно пройденных в слабых вмещающих породах, а также в условиях повышенного горного давления.

Изобретение относится к горному делу, в частности к способам борьбы с пучением почвы горных выработок. .

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано для крепления горизонтальных выработок при пересечении выработками различно ориентированных плоскостей ослабления.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для крепления горных выработок. .

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для крепления горных выработок. .

Изобретение относится к ребру крепи для крепления и армирования горной выработки, а также к конструкции и способу крепления и армирования горной выработки на основе использования одного или нескольких ребер крепи согласно настоящему изобретению. Технический результат заключается в создании крепи с высокой устойчивостью. Ребро для крепления и армирования горной выработки содержит по меньшей мере первый конструктивный элемент, имеющий трубчатый корпус с внутренней полостью, приспособленной для заполнения бетоном после установки ребра крепи, и средство заполнения, функционально соединяемое со средством нагнетания бетона в полость. При этом ребро крепи содержит вентиляционное средство для отвода воздуха во время нагнетания бетона, причем вентиляционное средство выполнено с возможностью закрытия по время нагнетания, что вызывает увеличение внутреннего давления бетона. Способ крепления и армирования горной выработки, содержащий этапы установки первого ребра, выполненного согласно изобретению, заполнение внутренних полостей конструктивных элементов первого ребра крепи бетоном до, по меньшей мере, полного их заполнения. Продолжают нагнетание бетона при закрытом вентиляционном средстве с целью увеличения внутреннего давления бетона. 4 н. и 20 з.п. ф-лы, 17 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для разработки удароопасных пластов. Техническим результатом изобретения является повышение и обеспечение устойчивости выработки, пройденной по пласту, опасному по горным ударам, с целью минимизации последствий разрушения в случае горного удара. Способ крепления горных выработок, пройденных на пластах опасных по горным ударам, включающих крепление свода выработки комбинированной крепью, состоящей из анкерной и рамной крепи. При этом нижние в ряду анкера с помощью хомута с отверстиями прижимают стойку рамной крепи к массиву. Между массивом и хомутом на анкерах располагают податливый элемент. Анкера устанавливают под углом α к горизонтальной плоскости и закрепляют их в слое породы, являющемся продолжением почвы выработки. Угол α определяют по формуле град, где lа - активная длина анкера, м; b - расстояние от почвы выработки до места установки анкера, м; h - мощность непосредственной почвы, м. 2 ил.

Наверх