Способ упрочнения горных пород Советский патент 1991 года по МПК E21D20/00 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке рудных и нерудных полезных ископаемых.

Целью изобретения является повышение надежности крепления выработанного пространства.

На чертеже показана очистная камера с упрочненной кровлей, разрез.

Способ осуществляется следующим об- разом(нэ примере предварительного упрочнения пород кровли при отработке пологопадающих пластовых залежей крепких руд).

В период отработки камер 1 первой очереди над рудным массивом камеры 2 второй очереди (на схеме камера 2 показана отработанной) проходят вспомогательную выработку 3, располагая ее выше границы 4 зоны влияния очистных работ камеры 2 При этом вспомогательная выработка 3 может быть пройдена над кровлей камер 2 в поперечном направлении. Может быть использована также имеющаяся вентиляционная или закладочная выработка. Одновременно составляется паспорт упрочнения кровли с расчетом основных параметров расположения и несущей способности анкеров, их соединителей, исходя из конкретных горно-технических условий (свойств пород, ширины очистного пространства камеры, выемочного участка и т.д.), Из выработки 3 по расчетной сетке расположения анкеров бурят скважины 5 и 6 вверх, располагая их устья а кровле выработки на контакте с ее боковыми стенами к наклоняя скважины в их сторону. Угол между анкерами кровли и

.2

о ю

К) СП

ел

продолженной вверх продольной осью нижнего анкера, определяется из выражения

а 2 arctg fTp.(K1+i)

где К - величина снижения осевой нагрузки в анкере, которая показывает во сколько раз нагрузка ниже максимальной, соответствующей соосности анкеров, эта величина может быть задана;

fip. - коэффициент трения материала о горный массив.

Для снижения осевой нагрузки в верхнем анкере в 1,3-2,0 раза необходимо угол а принимать в пределах 30-70°.

При величине а 30° снижение осевой нагрузки в анкере не превышает 20-30%, что является недостаточной величиной для повышения надежности крепления. При а 70° резко увеличивается необходимая длина анкеров для обеспечения условия закрепления их концов за пределами зоны влияния очистных работ выемочного участка. Удлинение скважин повышает затраты на крепление. Верхние концы 7 скважин располагают выше границы 8 зоны влияния выработанного пространства на конец отработки выемочного участка.

В почве выработки бурят скважины для установки нижних анкеров 9. Анкеры 9 применяют достаточно гибкие для обеспечения возможности беспрепятственной подачи их в скважины 5 и 6 в условиях ограниченного пространства вспомогательной выработки 3, Такими анкерами 9, например, могут быть канаты (металлические или синтетические).

Выводные концы верхних и нижних анкеров 9 соединяют между собой соединителями 10 известных конструкций. При этом могут использоваться и цельные анкеры 9, роль соединителей в которых выполняют их участки, располагаемые в выработке 3. Соединители 10 располагают на боковых стенках выработки 3 и скрепляют с боковым массивом с помощью коротких горизонтальных анкеров 11.

При этом для соединителя 10 сделаны углубления в боковых стенках выработки 3, а также соединительные элементы (устройства) оформлены в виде полной или неполной периметральной рамы, например, из

металла или бетона и железобетона путем заливки твердеющей смесью соединительных элементов у почвы и боковых стенок выработки 3.

Наклон установленных в кровлю выработки 3 анкеров 9 в сторону бокового массива и угол между осями верхних и нижних анкеров создает условия для уменьшения осевых нагрузок на верхние анкера 9 за счет

передачи части их на массив вблизи устьев скважин 5 и 6 в виде опорного давления выводных концов. Размещение соединительных элементов анкеров 9 у боковых стенок выработки 3 позволяет использовать ее

как закладочную, для вентиляции, доставки материалов и других целей.

Использование способа позволяет повысить несущую способность анкеров 9 и, соответственно, надежность упрочнения

пород кровли выработанного пространства, что позволяет увеличивать ее устойчивый пролет, и в некоторых случаях исключить необходимость полного заполнения очистного пространства закладкой (например во

вторичных камерах). Это значительно снижает затраты на добычу полезного ископаемого.

Формула изобретения Способ упрочнения горных пород,

включающий проходку вспомогательной выработки, бурение из нее скважин в кровлю и почву выработки, установку в них соединяющихся между собой анкеров, отличающийся тем, что, с целью повышения

надежности крепления, соединяющиеся анкеры кровли и почвы устанавливают с наклоном друг к другу, при этом анкеры в кровле располагают на контакте с боковыми стенками выработки и с наклоном в их сторону,

а угол между осями анкеров кровли и почвы определяется из выражения

а 2 arctg fc + l) где К - задаваемая величина кратности снижения осевой .нагрузки в анкере кровли по отношению к нагрузке при соосных анкерах;

ftp. - коэффициент трения материала анкера о породу.

щшш

: ЖФ:-.:И: ::ЖЬ&ЪЖ

/т..: : ..::, : -C/b:-;:-..:;.v.

Ш#Ш

7

7

Щ-ДО ;;

дада

1ШШЙ

7Й- :Ж;):;

:||gStg

/

7

Изобретение относится к горной про- мышлениостм, может быть использовано при упрочнении выработанного пространства и позволяет повысить надежность его крепления. В закрепляемом массиве проходят вспомогательную выработку и бурят в ее кровле и почве скважины. Скважины кровли и почвы располагают под углом одна к другой. Скважины кровли бурят с наклоном в сторону стен выработки. Устья скважины кровли располагают на контакте ее с боковыми стенами, В скважины устанавливают анкера и соединяют их между собой. Угол а между осями анкеров кровли и почвы устанавливают в диапазоне 30-70°. Соединители анкеров располагают на боковых стенках выработки и прикреппяют к ним. 1 ил.