Способ крепления горных выработок Советский патент 1990 года по МПК E21D20/00 

Изобретение 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.

На фиг.1 показана выработка в различных стадиях ее проведения и крепления, продольный разрезj на фиг.2 - кровля выработки, план , на фиг.З - 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 выработсп

Јь Јь СО 00 СП

10

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

Крепление выработок, пересекающих тектонические нарушения, расположенных вблизи нарушения и на участках Сильно нарушенных пород, осуществля- тся следующим образом.

При подходе выработки к участку Сильно нарушенных пород или т ктони- ескому нарушению с оперяющей трещи- Новатостью, выявленной любым из методов прогноза, на сопряжении кровли ф забоем бурят слабонаклонные (суб- (оризонтальные) опережающие скважины Ј направлении проведения выработки (вдоль трассы будущей выработки). Угол наклона опережающих скважин при- йимают минимальным и определяют из 2Q формулы

21

15

о arctg ,

t-де 1 величина подвигания забоя за один проходческий цикл, м.

Опережающие скважины бурят в створе с вертикальными анкерами 3 последнего ряда. Нижний конец вертикального анкера 3 загибают в виде петли,

В опережающую слабонаклонную скважину через петлю нижнего конца вертикального анкера 3 устанавливают ан- Кер 4 любой конструкции, длина которого равна сумме длин двух величин Подвиганий забоя, замковой и концевой Частей анкера:

L 21 + 3 + К, где L - длина слабонаклонного анке15449854

После установки анкера 4 концевую его часть зацепляют с концевой частью вертикального анкера 3 (фиг.З). Подвигают проходческий забой выработки на величину 1 Образованные таким образом подхваты вдоль выработки из слабонаклонных анкеров 4 позволяют в безопасных условиях обурить 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 .

25

30

35

40

ра, м;

1 - величина подвигания забоя один проходческий цикл, мЈ

3 - длина замковой части анкера, м1C «

45

длина концевой части анкера, м.

Такая длина анкера 4 принята для 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 заделан в массив, опирался на него до тех пор, пока подхват не будет подшит к массиву в трех мастах.

Опережающие подхваты подвешивают к массиву с большой степенью надежности на два вертикальных анкера 3 и заделывают в массив (первая стадия крепления выработки после первой уход- за ки забоя) или на три вертикальных

анкера 3 (вторая стадия крепления), исключая таким образом технологические несовершенства. Исключается субъективизм в методике определения нарушенное™ пород. Все это делает процесс более свободным и динамичным. Темпы проведения выработок по предложенному способу интенсивнее..Это приводит к повышению надежности ре- ал изации способа и большей безопасности работ при проведении и крепле- 55 нии выработок. После очередного подвигания забоя впереди по трассе будущей выработки остается участок массива пород величиной больше, чем под50

витание забсш, упрочненный опережающей анкерной крепью.

Пример. Подготовительные и нарезные выработки проводят в уело- виях интенсивной тектонической нару- шенности. Как правило, тектоническо 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 выработок в период их проведения и безопасные условия работы проходчиков. Самоходная буровая установка на пнев мошинном ходу позволяет обуривать как кровлю, так и забой выработки. Опережающий пилот-скважиной по трассе будущей выработки по керну скважины определяют нарушенность пород. При выявлении по трассе выработки участка сильно нарушенных пород в створе с вертикальными скважинами на расстоянии 15 см ниже сопряжения кровли с забоем выработки под углом 87° к забою (вертикали) бурят слабонаклонные опережающие скважины в направлении проведения выработки. Угол наклона определяют из выражения

2- 1 Оо

оС arctg -Q1 arctg 20 87 ,

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,,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 нарушеннос ти, что позволяет уменьшить количество взрывчатых веществ на отбойку, и исходя из условия снижения влияния

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

5 крввле, надежно предотвращая вывало- образования трещиноватых пород. Снижается травматизм и обеспечиваются безопасные условия труда при проведении выработок в трещиноватых поро0 дах Кроме того, достигается эконо-, мический эффект от замены металлической арочной податливой крепи, бетонной и железобетонной крепи, которую используют на участках сильно нару5 шенных пород°

В породах сильной нарушенности и в местах пересечения выработки тектоническим нарушением применяется податливая арочная крепь из спецпро0 Филя.

Формула изобретения Способ крепления- горных выработок, включающий бурение на сопряжении кровли с забоем на каждой заходке наклонных опережающих скважин и установку в них анкеров, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности крепления при пересеQ чении тектонических нарушений и участков нарушенных пород, на сопряжении кровли с забоем на каждой заходке дополнительно бурят вертикальные скважины и устанавливают в них анке5 ры, которые располагают в створе наклонных скважин, при этом последние бурят длиной, превышающей длину двух заходок на величину замковой части анкера, и их устья располагают между

0 наклонными скважинами предыдущей зао- ходки, а вертикальные и наклонные анкеры зацепляют концевыми частями на каждой заходке.

5

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.

Фиг.1

Фиг.2