СПОСОБ УКРЕПЛЕНИЯ ОТКОСОВ ВЫСОКИХ УСТУПОВ ЛОМАНОГО ПРОФИЛЯ ОТ ОСЫПАНИЯ Российский патент 2006 года по МПК E02D17/20 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для поддержания или укрепления склонных к осыпанию уступов карьера в период его эксплуатации.

Известен способ укрепления карьерных откосов. Способ укрепления заключается в следующем. С верхней бермы уступа пробуривают две наклонные скважины: одну до выхода на поверхность откоса уступа, вторую за пределами поверхности скольжения. В месте пересечения скважин устанавливают ролик. С нижней бермы уступа бурят скважину перпендикулярно наклонной скважине, пробуренной за пределами поверхности скольжения до пересечения с нею. В месте пересечения скважин также устанавливают ролик. Через скважины пропускают канат, протягивая его через ролики, при этом один конец его выводят на поверхность нижней бермы уступа, а другой - на поверхность откоса уступа. Концы каната соединяют с металлическими плитами, производят натяжение каната. Работы по установке и натяжению каната проводят до подхода работ к предельному контуру карьера на нижнем уступе (Патент РФ №2049916, заявка №4847225/03, заявлено 03.07.90, опубликовано 10.12.95, бюл. №34).

Данный способ в принципе позволяет увеличить устойчивость уступа в целом, но не применим для укрепления всей поверхности откоса от осыпания и вывалов блоков породы. На карьерах с высокими уступами ломаного профиля из-за ограниченности берм будет недостаточно места для пробуривания первой наклонной скважины, а при расположении поверхности скольжения за пределами уступа - невозможно пробурить и вторую. Предлагаемое бурение скважин и расположение роликов в местах пересечения этих скважин, а также техническая сложность в протягивании канатов через ролики делает практическое применение затруднительным, особенно для высоких 35-45-метровых уступов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ, описанный в конструкции покрытия для укрепления карьерных откосов. Способ включает укладку поперечных элементов по откосу уступа на тросах, жестко закрепленных за якоря на верхней берме уступа. Способ реализуется следующим образом: на верхней площадке откоса анкерами закрепляют троса, укладывают их на откосе; на тросах закрепляют поперечины, состоящие из отдельных звеньев, шарнирно связанных друг с другом; потом на откос наносится бетонное покрытие (Авт. свид. СССР №1745817. Покрытие для укрепления карьерных откосов, заявка №4792007/03 от 16.11.89 г., опубликовано 07.07.92 г.).

Данный способ укрепления не применим на карьерах с высокими уступами ломаного профиля. При нанесении бетона на армирующие элементы покрытия (тросы, поперечины, состоящие из звеньев), расположенные на откосе высотой 30 и более метров, возникает сложность с его удержанием. Учитывая, что укрепительные работы проводятся на карьерах с углом откоса уступа 75 градусов и более, применение бетона потребует разработки новой технологии набрызга для высоких уступов и специального оборудования для подачи раствора на поверхность откоса, что приведет к увеличению трудозатрат на эти работы.

Целью изобретения является повышение безопасности работ и снижение трудозатрат на укрепление откосов высоких уступов ломаного профиля.

Поставленная цель достигается тем, что в способе укрепления откосов высоких уступов ломаного профиля от осыпания, включающем укладку поперечных элементов по откосу уступа на тросах, жестко закрепленных за якоря на верхней берме уступа, предварительно с верхней бермы уступа бурят наклонные скважины до выхода на откос уступа, навешивают на откос гибкую сетку, через скважины пропускают тросы, а укладку поперечных элементов ведут с нижней бермы.

Предварительное, с верхней бермы уступа, бурение наклонных скважин до выхода на откос уступа позволяет более простым и безопасным способом обеспечить закрепление конструкции на откосе уступа.

Навешивание на откос уступа гибкой сетки, которая предохраняет откос от осыпания пород, приводит к безопасности производства работ на нижней берме уступа, так как по технологической схеме отработки карьера на нижней берме находятся горное оборудование и люди, которые осуществляют бурение скважин взрывного блока, зарядку ВВ скважин, маркшейдерскую съемку паспорта буровзрывных работ. Навешенная сетка между откосом уступа и поперечинами предохраняет откос от выветривания и осыпания пород, так как по геологическому строению размеры мелких блоков трещиноватого уступа не превышают размеров ячейки сетки.

Закрепление поперечин (плит) с нижней бермы позволяет повысить безопасность производства работ, так как монтаж поперечин и тросов производят на горизонтальной площадке, а не на высоте откоса уступа. Установка на месте металлоконструкции так, чтобы тросы находились напротив якоря, и затем закрепление их позволяет значительно сократить время на укрепительные работы, а значит, снизить трудозатраты.

Закрепление на откосе гибкой сетки путем прижатия ее поперечинами с помощью закрепленных к ним тросов путем их натяжения и жесткого крепление за якоря, установленные на верхней берме, предохраняет откос от вывалов крупных кусков пород, что обеспечивает безопасность работ, так как находящееся на нижней берме горное оборудование и люди согласно технологической схеме отработки карьера не подвергаются опасности попасть под вывал, способный привести к гибели людей и серьезному повреждению горного оборудования.

На фиг.1 представлен разрез уступа ломаного профиля. На фиг.2 показан вид сверху уступа с элементами конструкции для реализации способа, где

1 - уступ;

2 - буровой станок;

3 - якорь (свая), труба сечением 220×5 мм;

4 - наклонные скважины;

5 - гибкая сетка, например сетка "рабица", 1 слой, сечением 2×40 мм;

6 - троса, сечением 30,5 мм;

7 - поперечины, швеллер 300×100 мм;

8 - соединение троса с поперечиной.

Пример конкретной реализации

В настоящее время на карьере ведутся горные работы. Необходимость укрепления откоса уступа обусловлена наличием в нем трещиноватых и выветривающихся пород, ослабляющих прочностные свойства уступа. Необходимо поддержать уступ и тем самым предотвратить его дальнейшую деформацию.

Принимались следующие исходные данные: высота уступа - переменная, 35-45 м, угол откоса уступа - 75-90 град, учитывались нагрузки от транспорта.

Работы по укреплению уступа осуществляются следующим образом.

В самом начале проводят подготовительные работы: механизированным способом производят зачистку берм и оборку откоса уступа. После проведения механизированной оборки отдельные оставшиеся нависы, "козырьки", убираются вручную бригадой проходчиков горных склонов и проводят зачистку полотна бермы механизированным транспортом с применением специальной техники.

На верхней берме уступа 1, в трех метрах от нижней бровки, устанавливают буровой станок 2 и бурят скважину под якорь (сваю) 3 глубиной 4-5 метра. Устанавливают якорь 3 и бетонируют его. Отступив от нижней бровки на длину бурового станка 2, перпендикулярно верхней бровке уступа 1, на той же берме бурят три наклонные скважины 4 через один метр до выхода на откос уступа. Для задания угла бурения наклонных скважин 4 откос уступа 1 предварительно делят по высоте на равные участки.

Через 3-5 метров вдоль нижней бровки на уступе 1, в 3-х метрах от нижней бровки, устанавливают буровой станок 2 и бурят скважину под второй якорь 3 (той же глубиной) и устанавливают его. Аналогичным образом осуществляют бурение второго куста наклонных скважин. Навешивают на откос уступа 1 гибкую сетку 5, например сетку "рабица".

С верхней бермы в наклонные скважины 4 пропускают тросы 6, один конец которых выводят на откос уступа 1 и опускают на нижележащую берму. На нижележащей берме закрепляют тросы 6 к поперечинам 7 (на расстоянии от концов поперечин, соответствующих равномерному распределению нагрузок по откосу) при помощи сварки 8. Поперечины 7 размещают на откосе уступа 1, натягивают тросы 6 до их полного прижатия к поверхности и неподвижности и закрепляют за якоря 3, используя сварку. Якоря на верхней площадке уступа позволяют менее трудоемким способом, без дополнительных специальных технических средств, обеспечить закрепление удерживающих элементов. Происходит удержание и гибкой сетки, которая находится под поперечинами. Количество секций определяется протяженностью укрепляемого участка согласно фактическому положению уступа.

В результате реализации способа на уступе получается зафиксированная конструкция. Предложенный способ позволяет наиболее эффективно укреплять откос уступа в период эксплуатации карьера путем снижения трудозатрат, обойтись меньшим количеством материала на укрепление, а вследствие этого удешевить процесс поддержания уступа, обеспечив безопасность производства укрепительных работ и горных работ по отработке карьера.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для поддержания или укрепления склонных к осыпанию уступов карьера в период его эксплуатации. Способ укрепления откосов от осыпания включает укладку поперечных элементов по откосу уступа на тросах, жестко закрепленных за установленные на верхней берме уступа якоря. Для обеспечения укрепления откосов с высокими уступами ломаного профиля после установки якорей на верхней берме бурят наклонные скважины до выхода на откос уступа, после чего вдоль нижней бровки верхней бермы осуществляют установку следующего якоря и бурение следующего куста наклонных скважин. Затем навешивают на откос уступа сетку и с верхней бермы в пробуренные наклонные скважины пропускают тросы, одни концы которых выводят на откос уступа, опускают их на нижележащую берму и закрепляют к размещенным поверх сетки поперечным элементам, укладку которых ведут начиная с нижней бермы. Осуществляют натяжение тросов и закрепление вторых концов тросов к якорям. Технический результат состоит в повышении безопасности работ и снижении трудозатрат на укрепление откосов высоких уступов ломаного профиля. 2 ил.

Способ укрепления откосов от осыпания, включающий укладку поперечных элементов по откосу уступа на тросах, жестко закрепленных за установленные на верхней берме уступа якоря, отличающийся тем, что для обеспечения укрепления откосов с высокими уступами ломаного профиля после установки якорей на верхней берме бурят наклонные скважины до выхода на откос уступа, после чего вдоль нижней бровки верхней бермы осуществляют установку следующего якоря и бурение следующего куста наклонных скважин, затем навешивают на откос уступа сетку и с верхней бермы в пробуренные наклонные скважины пропускают тросы, одни концы которых выводят на откос уступа, опускают их на нижележащую берму и закрепляют к размещенным поверх сетки поперечным элементам, укладку которых ведут начиная с нижней бермы, после чего осуществляют натяжение тросов и закрепление вторых концов тросов к якорям.