Способ анкерования мерзлых пород Советский патент 1989 года по МПК E21D20/00 

,v,

. f .

.

СП

00

сд

00 а:

Изобретение относится к креплению горных выработок. Цель изобретения - повышение надежности анкерова- ния мерзлых пород, склонных к протаи- ванию 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

.

Изобретение относится к креплению подземных выработок, а именно к способам анкерования пород в горных выработках, пройденных в мерзлых породах, склонных к протаиванию.

Цель изобретения - повьшение надежности анкерования мерзлых пород, склонных к протаиванию со стороны горной выработки.

На чертеже изображена схема анкерования мерзлых пород.

Способ осуществляют следующим образом.

Для анкерования мерзлых пород используют трубу 1 из упругого материала с буртиком 2 для удержания- плиты 3 и конусным внутренним концом 4. В стенках трубы 1 выполняют продольный 5 и спиралеобразный 6 разрезы. Последний выполняют на участке трубы, граница, которого обращена к дну скважины и расположена от выступающего конца трубы на расстоянии не более глубины протаивания мерзлых пород. Шаг витка спирали определяют из соотg

16 J

g Л|-2Г . е

ЗОК/.а С Г

(1)

т

h - шаг витка спирали, MJ

R - наружный радиус трубы, м;

- плотность горных пород,

а - расстояние между анкерами,

м;

Л R - ожидаемая глубина протаивания горных пород в месте установки анкера, м; Г - допустимое касательное напряжение на сдвиг. Па; b - толщина стенки трубы, м. Спиралеобразный разрез делит про- дольный разрез 5 на две части, которые выполнены на диаметрально противоположных сторо нах трубы 1 , и плавно сопряжен с этими частями своими концами. Минимальную длину части продольного разреза 5, ближайшей к усть скважины, выбирают исходя из.удобства установки анкера. Эта. длина должна составлять не менее 0,1 м. Спира

леобразный 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 сварнь1м 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 образуется воздушная прослейка между оттаявшими и мерзлыми породами. Эта воздушная прослойка препятствует проникновению теплого фрон- та в глубь массива, выполняя роль теплоизолятора,

Формула изобретения

Способ анкерования мёрзлых 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 повышения эффективности крепления мерзлых пород, склонных к протаиванию, разре з выполняют спиралеобразным на участке от границы протаивания пород до устьевой части трубы, при этом шаг витка спирали определяют из соотношений:

м;

2

. 301R. д j „ Д Rj- ожидаемая глубина протаи; fТ 7 т вания горных пород в месте

где h - шаг витка спирали, м;установки анкера, м;

R - наружный радиус трубы, м;5 - допустимое касательное плотность горных пород,ряжение на сдвиг. Па;

.« .

а - расстояние мезвду анкера-b - толщина стенки трубы, м. ми м;