RU2011840C1

RU2011840C1 - Method of setting of cable anchor

Info

Publication number: RU2011840C1
Authority: RU
Inventors: А.Р. Хариноев; А.И. Сигаев; В.Е. Боликов; А.В. Крутиков; В.В. Шкиль
Original assignee: Хариноев Алексей Романович
Priority date: 1990-02-21
Filing date: 1990-02-21
Publication date: 1994-04-30

Abstract

FIELD: mining industry. SUBSTANCE: method relates to support of rock workings. First borehole 19 is drilled in rock mass to be grappled by anchors. Intensity of jointing of borehole 19 is found, borehole is divided over its length into sections with equal jointing. Two piston members 3 and 4 with cable 1 and tubes 10 and 11 are placed into borehole 19 uniaxially. Then borehole is shut with packer 5 with installation of tube 12 into it. Travel of piston members 3 and 4 to bottom of borehole and back towards entrance is accomplished thanks to successive feed of solidifying mixture through tube 10 and compressed air through tubes 11 and 12. Filling of borehole 19 with solidifying mixture, pulling of cable 1 and compaction of solidifying mixture is conducted in stages by sections. EFFECT: improved compaction of rock mass over cracks, wedging out of individual structural blocks, more complete filling of unevenness and cracks in walls of borehole with solidifying mixture, increased adhesion of cemented cable anchor to walls of borehole, enhanced degree of tension of anchored rocks, of their strength and resilient properties. 4 dwg

Description

Изобретение относится к креплению горных выработок, а именно к способам установки анкерной крепи в массивах с неравномерной трещиноватостью. The invention relates to the fastening of mine workings, and in particular to methods of installing anchor support in arrays with uneven fracture.

Известен способ установки тросовго анкера, заключающийся во введении в скважину до забоя каната и полиэтиленового шланга, предназначенного для отвода воздуха. Далее для создания цементной пробки в скважину под давлением сжатого возхдуха подается цементный раствор через шланг, внутри которого расположен поршень. После начала затвердевания цементной смеси проводится натяжение анкера. Если проскальзывание отсутствует, то нагрузку доводят до требуемой величины, равной примерно 35 кН. Затем в скважину вводят быстротвердеющий цемент для окончательного заполнения ее, при этом воздух из скважины выходит по заранее вставленной трубке [1] . There is a method of installing a cable anchor, which consists in introducing into the well before the bottom of the rope and a polyethylene hose designed to exhaust air. Then, to create a cement plug, cement mortar is supplied into the well under the pressure of compressed air through a hose, inside of which a piston is located. After the hardening of the cement mixture begins, the anchor is tensioned. If there is no slippage, the load is adjusted to the required value of approximately 35 kN. Then, quick-hardening cement is introduced into the well to finally fill it, while air from the well exits through a pre-inserted tube [1].

Недостатком известного способа является следующее. Устанавливаемый анкер работает по принципу подвески отдельных слоев к замковой части и, в случае ее нарушения, наприимер, при динамических нагрузках возникнут дефоримации массива по отдельным слоям и при достижении критических деформаций произойдет самообрушение массива. Предварительное усилие натяжения троса ограничивается прочностью заделки троса в замковой части анкера, что не позволит достичь необходимого сжатия трещин и отдельных слоев, чтобы предотвратить критические деформации и не позволяет создать требуемого напряжения в массиве, чтобы увеличить зону сжатия на глубину и расклинить отдельные структурные блоки. При натяжении троса не учитывается неравномерность трещиноватости массива, что приводит к потере несущей способности анкера при раскрытии недостаточно сжатых отдельных трещин, для которых необходима была нагрузка усилием больше, чем прочность заделки замковой части тросового анкера. The disadvantage of this method is the following. The installed anchor works on the principle of suspension of individual layers to the castle part and, in case of its violation, for example, under dynamic loads, the array will be deformed by individual layers and upon reaching critical deformations, the array will self-collapse. The preliminary tension force of the cable is limited by the strength of the cable termination in the castle part of the anchor, which will not allow to achieve the necessary compression of cracks and individual layers to prevent critical deformations and does not allow to create the required stress in the array in order to increase the compression zone to a depth and separate individual structural blocks. When the cable is tensioned, the non-uniformity of the fracture of the massif is not taken into account, which leads to the loss of the bearing capacity of the anchor when opening insufficiently compressed individual cracks, for which a load was required with an force greater than the seal strength of the castle part of the cable anchor.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эфекту к изобретению является способ установки канатного анкера с поршневым элементом и воздухоотводящей трубкой, включающий размещение поршневого элемета с гибким стержнем в скважине и перемещение поршневого элемента к дну скважины путем нагнетания твердеющей массы в простраство между поршнем и устьем скважины, а после достижения поршневым элементом дна скважины нагнетание твердеющей массы через воздухоотводящую трубку в запоршневое пространство скважины [2] . The closest in technical essence and the achieved effect to the invention is a method of installing a cable anchor with a piston element and an air tube, including placing a piston element with a flexible rod in the well and moving the piston element to the bottom of the well by injecting a hardening mass into the space between the piston and the wellhead, and after the piston element reaches the bottom of the well, the injection of the hardening mass through the vent pipe into the borehole space of the well [2].

Недостатком способа является следующее. Отсутствует натяжение гибкого стержня, что в свою очередь не позволяет создать трения по контактам трещин и скрепить отдельные трещины в одну балку, а также предотвратить раскрытие трещин при деформации от собственного веса и кроме этого не происходит изменения напряженно-деформированного состояния массива. The disadvantage of this method is as follows. There is no tension on the flexible rod, which, in turn, does not allow creating friction at the contacts of cracks and fastening individual cracks into one beam, as well as preventing crack opening during deformation from its own weight, and in addition there is no change in the stress-strain state of the array.

Данный способ не учитывает интенсивность трещиноватости массива по длине укрепления и в случае неравномерной трещиноватости массива на участках с большей степенью трещиноватости по длине анкера возникают зоны с критическими дефоримациями из-за расслоения массива по трещинам, т. е. анкер работает неравномерно по своей длине, снижается его несущая способность. Несущая способность анкера обеспечивается только за счет прочности сцепления затвердевшего раствора со стенками скважины, что недостаточно в условиях массива с неравномерной трещиноватостью. This method does not take into account the intensity of fracturing of the array along the length of the reinforcement and in the case of uneven fracturing of the array in areas with a greater degree of fracture along the length of the anchor, zones with critical deformation arise due to the stratification of the array along cracks, i.e., the anchor works unevenly along its length, decreases its bearing capacity. The bearing capacity of the anchor is ensured only due to the adhesion strength of the hardened solution with the walls of the well, which is insufficient in an array with uneven fracture.

Цель изобретения - повышение несущей способности анкера в породных массивах с неоднородной трещиноватостью. The purpose of the invention is to increase the bearing capacity of the anchor in rock masses with heterogeneous fracture.

Это достигается тем, что в способе установки тросового анкера, включающем бурение скважины, размещение в ней поршня с тросом, перемещение поршня ко дну скважины и обратно к устью, заполнение скважины твердеющей смесью путем нагнетания ее в запоршневое пространство, натяжение троса и уплотнение твердеющей смеси, согласно изобретению предварительно определяют распределение интенсивности трещиноватости пород по скважине, разбивают скважину по длине на участки с одинаковой трещиноватостью, а при размещении в скважине поршня устанавливают соосно с ним дополнительный поршень, при этом заполнение скважины твердеющей смесью, натяжение троса и уплотнение твердеющей смеси производят поэтапно по участкам, причем усилие натяжения троса на каждом участке определяют из выражения
P_нат.=

где Р_нат. - усилие натяжения анкерного троса на участке скважины, кН;
Р_р - расчетное усилие анкерного троса без учета трещиноватости пород, кН;
К_т - коэффициент трещиноватости пород.This is achieved by the fact that in the method of installing a cable anchor, including drilling a well, placing a piston with a cable in it, moving the piston to the bottom of the well and back to the mouth, filling the well with a hardening mixture by pumping it into the piston space, tensioning the cable and sealing the hardening mixture, according to the invention, the distribution of the intensity of fracturing of the rocks along the well is preliminarily determined, the well is divided along the length into sections with the same fracture, and when the piston is placed in the well, coaxial with the auxiliary piston, the hole filling settable mixture, the cable tension and seal settable mixture produced in stages by sections, wherein the tensile force of the cable on each section is determined from the expression
P _nat =

where R _nat. - tension force of the anchor cable in the well section, kN;
R _p - the estimated force of the anchor cable without taking into account the fracturing of rocks, kN;
To _t - the coefficient of fracturing of rocks.

На фиг. 1 изображена скважина в момент ввода в нее тросового анкера, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение В-В на фиг. 1. In FIG. 1 shows a well at the time of insertion of a cable anchor into it, a longitudinal section; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1; in FIG. 3 is a section BB in FIG. 1; in FIG. 4 is a section BB in FIG. 1.

Анкер состоит из троса 1 с метками для контроля за его проскальзыванием и жестко закрепленным на нем (в замковой части его) стопором 2, поршней 3 и 4, пакера 5 с каналами 6 - 9, в которых размещены гибкая трубка 10 для подачи твердеющей массы с метками длины скважины и отдельных ее участков зоны возможного обрушения трос 1, воздухоотводящая трубка 11 с меткой длины замковой части скважины и воздухоподающая трубка 12 соответственно. The anchor consists of a cable 1 with marks for monitoring its slipping and a stopper 2 fixed to it (in the locking part), pistons 3 and 4, a packer 5 with channels 6 - 9, in which a flexible tube 10 for supplying a hardening mass with marks the length of the well and its individual sections of the zone of possible collapse of the cable 1, the air outlet pipe 11 with the length label of the castle part of the well, and the air supply pipe 12, respectively.

Поршень 3 имеет сквозные каналы 13 и 14, в которых соответственно размещены гибкая трубка 10 для подачи твердеющей массы и трос 1. Поршень 4 имеет сквозные каналы 15, 16, 17, в котрых размещены соответственно гибкая трубка 10 для подачи твердеющей массы, трос 1 и воздухоотводящая трубка 11. Поршни 3 и 4 снабжены резиновыми кольцами 18, что обеспечивает герметичность контакта между стенками скважины 19 и поршнями 3 и 4. The piston 3 has through channels 13 and 14, in which respectively a flexible tube 10 for supplying a hardening mass and a cable 1 are placed. The piston 4 has through channels 15, 16, 17, in which a flexible tube 10 for supplying a hardening mass, a cable 1 and air exhaust pipe 11. Pistons 3 and 4 are equipped with rubber rings 18, which ensures tightness of contact between the walls of the well 19 and the pistons 3 and 4.

Для предотвращения попадания твердеющей массы между поршнями 3 и 4, между поршнем 4 и пакером 5, а также через пакер 5 в выработку поршни 3 и 4 и пакер 5 снабжены уплотнениями 20. Трос 1 фиксируется в пакере 5 полым клином 21. Гибкая трубка 10 снабжена клапаном 22 для предотвращения выхода твердеющей массы через нее при уплотнении. To prevent hardening mass from entering between the pistons 3 and 4, between the piston 4 and the packer 5, and also through the packer 5 into the bore, the pistons 3 and 4 and the packer 5 are equipped with seals 20. The cable 1 is fixed in the packer 5 by a hollow wedge 21. The flexible tube 10 is provided valve 22 to prevent hardening mass from exiting through it during compaction.

П р и м е р. Способ установки тросового агнкера рассмотрен для условий опытного блока 211-212 (гор, шт. 16) Кызыл-Алмасайского месторождения. Исходные данные следующие: мощность рудноготела m = 20 м; наклонный пролет камеры по висячему боку L = 36 м; угол внутреннего трения вмещающих пород φ= 32^о; объемный вес породγ = = 2,6 т/м³; предел прочности пород на растяжение σ_p = 1360 т/м²; коэффициент устойчивости пород в натуре V = 1,5; ширина камеры А_к = 10 м.PRI me R. The method of installation of a cable sacker is considered for the conditions of the experimental block 211-212 (mountains, pcs. 16) of the Kyzyl-Almasay field. The initial data are as follows: ore body power m = 20 m; oblique passage of the chamber along the hanging side L = 36 m; the angle of internal friction of the host rocks φ = 32 ^about ; bulk density of rocks γ = = 2.6 t / m ³ ; tensile strength of rocks σ _p = 1360 t / m ² ; rock stability coefficient in nature V = 1.5; the width of the chamber And _to = 10 m

Глубину укрепления массива определяют по формуле:
l =

, м, где Р - сила, действущая на балку, вырезанную из пород висячего бока, . т;
σ_p - допустимый предел прочности пород на растяжение, т/м²;
L - наклонный пролет камеры по висячему боку, м.The depth of strengthening of the array is determined by the formula:
l =

, m, where P is the force acting on the beam cut from the rocks of the hanging side,. t;
σ _p - allowable tensile strength of rocks, t / m ² ;
L is the inclined span of the camera on the hanging side, m

Сила, действующая на балку, вырезанную из пород висячегоо бока, определяется по формуле:
P = ρ · sin

, т, где ρ - нагрузка, действующая на породы висячего бока;
φ - угол внутреннего трения пород висячего бока, град.The force acting on a beam cut from rocks of a hanging side is determined by the formula:
P = ρ

, t, where ρ is the load acting on the rocks of the hanging side;
φ is the angle of internal friction of the rocks of the hanging side, deg.

Нагрузка, действующая на породы висячего бока,
ρ =

·a·h+a·x-m·L

, т, где а - полупролет свода обрушения, м;
h - высота свода обрушения, м;
х - вертикальная высота камеры, м;
m - горизонтальная мощность рудного тела, м;
γ - объемный вес пород, т/м³.The load acting on the rocks of the hanging side,
ρ =

A h + a xm

, t, where a is the half-span of the collapse arch, m;
h is the height of the collapse arch, m;
x is the vertical height of the chamber, m;
m is the horizontal thickness of the ore body, m;
γ is the bulk density of rocks, t / m ³ .

При этом a = L·sin

, м;
x =

, м;
h =

, м.Moreover, a = L

, m;
x =

, m;
h =

, m

Подставив исходные данные , получим а = 18 м, х = 33 м, h = 12 м, ρ = 424 т, Р = 212 т, отсюда l = 8 м. Substituting the initial data, we obtain a = 18 m, x = 33 m, h = 12 m, ρ = 424 t, P = 212 t, hence l = 8 m.

Для установки анкера в массиве производят бурение скважины. длина которой на 1 м больше глубины зоны укрепления на величину замковой части и равняется 9,0 м. To install the anchor in the array, a well is drilled. the length of which is 1 m more than the depth of the reinforcement zone by the size of the castle part and is 9.0 m.

При бурении скважины изучают трещиноватость массива по глубине укрепления по керну , извлекаемому из скважины. При этом замеряют расстояние между трещинами на каждом метре скважины по всей длине укрепления, находят среднее расстояние между трещинами. Величина, обратная среднему расстоянию между трещинами, является интенсивностью трещиноватости, т. е. количеством трещин на 1 м скважины. Определив интенсивность трещиноватости и выявив участки с однородной трещиноватостью, объединяют их между собой по длине укрепления: 1 участок-интервал с 5 до 8 м, II участок-интервал с 3 до 5 м, III участотк-интерал от 0 до 3 м. Результаты занесены в табл. 1. When drilling a well, the fracture of the massif is studied along the depth of reinforcement along the core extracted from the well. In this case, the distance between the cracks on each meter of the well is measured along the entire length of the reinforcement, and the average distance between the cracks is found. The reciprocal of the average distance between the fractures is the intensity of fracturing, i.e., the number of fractures per 1 m of the well. Having determined the intensity of fracturing and identifying areas with uniform fracturing, combine them together along the length of the reinforcement: 1 interval interval from 5 to 8 m, II interval interval from 3 to 5 m, III interval integral from 0 to 3 m. The results are listed in table 1.

После разделения зоны укрепления на участки, приступают непосредственно к установке анкера в скважине. Для этого берут трос (1) длиной на 0,25-0,5 м больше глубины скважны и пропускают через полый клин 21 каналы 7, 14, 16 пакера 5 и размещают соосно друг другу поршневые элементы 3 и 4. На конце троса 1 закрепляют жестко стопор 2. Затем трос 1 со стопором 2, поршневыми элементами 3 и 4 с трубками 10 и 11 помещают в скважину 19, которую со стороны устья закрывают пакером 5, в который вставляют трубку 12. Затем по трубке 12 и 11 подают сжатый воздух, под давлением которого поршни 3 и 4, перемещаясь к забою скважины, посредством стопора 2 протянут трос 1 к забою скважины. Воздух из пространства между забоем скважины и поршем 3 отводится по трубке 10. Прии этом глубина продвижения троса 1 по скважине 19 контролируется по отметкам на трубке 10. Когда трос 1 достигнет забоя скважины, подачу сжатого воздуха по трубкам 11 и 12 прекращают. Трос 1 фиксируют в неподвижном пакере 5 полым клином 21. After dividing the reinforcement zone into sections, proceed directly to the installation of the anchor in the well. To do this, take the cable (1) 0.25-0.5 m longer than the depth of the borehole and pass the channels 7, 14, 16 of the packer 5 through the hollow wedge 21 and place the piston elements 3 and 4 coaxially to each other. rigidly stopper 2. Then the cable 1 with the stopper 2, piston elements 3 and 4 with tubes 10 and 11 are placed in the well 19, which is closed by the packer 5 from the mouth side, into which the tube 12 is inserted. Then compressed air is supplied through the tube 12 and 11, under the pressure of which the pistons 3 and 4, moving to the bottom of the well, by means of the stop 2 extend the cable 1 to the bottom of the well. Air from the space between the bottom of the well and the port 3 is discharged through the pipe 10. Moreover, the depth of advancement of the cable 1 through the well 19 is controlled by the marks on the pipe 10. When the cable 1 reaches the bottom of the well, the supply of compressed air through the pipes 11 and 12 is stopped. The cable 1 is fixed in the stationary packer 5 by the hollow wedge 21.

После этого приступают к заполнению замковой части анкера твердеющей смесью (наприимер, цементной). Замковую часть анкера (интервал от 8 до 9 м) закрепляют без натяжения троса. Для этого по трубке 11 в пространство между поршнем 3 и 4 подают сжатый воздух и поршень 4 отходит к устью скважины на расстояние, равное длине замковой части анкера. Длину данного участка, равную 1,0 м, контролируют по метке на трубке 11, которая выходит из пакера 5 при отводе поршня 4 к устью скважины. Воздух из пространства между поршнем 4 и пакером 5 отводят по трубке 12. После отвода поршня 4 на требуемую длину 1,0 м по трубке 10 подают твердеющую смесь в объеме участка закрепления, а по трубке 12 - сжатый воздух для удержания поршня 4 в заданном месте. Твердеющая смесь, проходя клапан 22 и аполняя пространство между забоем скважины и поршнем 3, переместит поршень 3 к поршню 4, а воздух из пространства между поршнем 3 и 4 отводят по трубке 11. Момент, когда поршень 3 достигнет поршня 4 контролируют по меткам на трубке 10. После этого по трубкам 11 и 12 подается сжатый воздух, который переместит поршни 3 и 4 к забою скважины и тем самым производится дополнительное уплотнение твердеющей смеси и заполнение ею трещин в скважине. Выходу твердеющей смеси через трубку 10 препятствует клапан 22. Как только произойдет схватывание твердеющей смеси, подача сжатого воздуха по трубкам 11 и 12 прекращается. А поршни 3 и 4 отводят от твердеющей смеси на 0,2-0,5 м путем кратковременной подачи сжатого воздуха по трубке 10. After this, they begin to fill the castle part of the anchor with a hardening mixture (for example, cement). The locking part of the anchor (interval from 8 to 9 m) is fixed without cable tension. For this, compressed air is supplied through the tube 11 into the space between the piston 3 and 4 and the piston 4 moves to the wellhead at a distance equal to the length of the anchor part of the anchor. The length of this section, equal to 1.0 m, is controlled by the mark on the tube 11, which leaves the packer 5 when the piston 4 is withdrawn to the wellhead. Air from the space between the piston 4 and the packer 5 is discharged through the tube 12. After the piston 4 is withdrawn to the required length of 1.0 m, the hardening mixture is fed through the tube 10 in the volume of the fixing section, and compressed air is passed through the tube 12 to hold the piston 4 in a given place . The hardening mixture, passing valve 22 and filling the space between the bottom of the borehole and the piston 3, will move the piston 3 to the piston 4, and air from the space between the piston 3 and 4 is discharged through the tube 11. The moment when the piston 3 reaches the piston 4 is controlled by the marks on the tube 10. After that, compressed air is supplied through tubes 11 and 12, which will move the pistons 3 and 4 to the bottom of the well and thereby additionally seal the hardening mixture and fill it with cracks in the well. The exit of the hardening mixture through the tube 10 is prevented by the valve 22. As soon as the setting of the hardening mixture occurs, the supply of compressed air through the pipes 11 and 12 is stopped. And the pistons 3 and 4 are diverted from the hardening mixture by 0.2-0.5 m by short-term supply of compressed air through the tube 10.

Когда твердеющая смесь наберет требуемую прочность, поршень 3 доводят до твердеющей смеси, а поршень 4 отводят на расстояние 3,0 м, равное длине 1 участка зоны возможного обрушения, путем подачи сжатого воздуха по трубке 11 и фиксирования этого расстояния по метке на трубке 11. When the hardening mixture gains the required strength, the piston 3 is brought to the hardening mixture, and the piston 4 is removed to a distance of 3.0 m equal to the length of 1 section of the zone of possible collapse by supplying compressed air through the tube 11 and fixing this distance to the mark on the tube 11.

Заполнение твердеющей смсью участка 1 производят аналогично заполнению замковой части анкера. После этого при помощи натяжного устройства, например домкрата, производят I-ое натяжение троса и его фиксирование в пакере 5 при помощи полого клина 21. Усилие натяжения тросового анкера на данном участке зависит от прочности заделки троса 1 в замковой части анкера и определяется исходя из необходимого удерживающего усилия анкера, которую находят из формулы:
Р_р = s ˙F_a, т где s - нагрузка приходящаяся на 1 м² пощади обнажения пород висячего бока, т;
F_а - площадь обнажения, приходящаяся на один анкер, м².Filling with hardening mixture of section 1 is carried out similarly to filling the castle part of the anchor. After that, with the help of a tensioning device, for example, a jack, the first tension of the cable is made and it is fixed in the packer 5 with the help of a hollow wedge 21. The tension force of the cable anchor in this section depends on the cable termination strength 1 in the castle part of the anchor and is determined based on the necessary the holding force of the anchor, which is found from the formula:
P _p = s ˙ F _a , t where s is the load per 1 m ^{2 of the area of} exposure of the rocks of the hanging side, t;
F _a - the exposure area per one anchor, m ² .

F_a =

, м²/на 1 анкер, где L - наклонная высота камеры, м;
Ак - ширина камеры, м;
n_а - общее число анкеров в камере.F _a =

, m ² / per 1 anchor, where L is the inclined height of the chamber, m;
Ak - the width of the chamber, m;
n _a is the total number of anchors in the chamber.

S =

, т/м², где Р - сила, действующая на балку, вырезанную из пород висячего бока, т;
S_в.б. - площадь обнажения висячего бока в камере, м².S =

, t / m ² , where P is the force acting on the beam cut from the rocks of the hanging side, t;
S _vb - the exposure area of the hanging side in the chamber, m ² .

S_в.б.= L·A_к, м².S _vb = L · A _k , m ² .

При наклонном пролете камеры L = 36 м и ширине камеры А_к = 10 м. площадь обнажения висячего бока в камере составит 360 м². Тогда, нагрузка приходящаяся на 1 м² площади обнажения пород висячего бока будет равна 0,59 т/м².With an inclined passage of the chamber L = 36 m and a chamber width of A _k = 10 m, the area of exposure of the hanging side in the chamber will be 360 m ² . Then, the load per 1 m ^{2 of} the outcrop area of the rocks of the hanging side will be equal to 0.59 t / m ² .

Для определения площади обнажения, приходящейся на один анкер, необходимо определить количество анкеров, устанавливаемых в камере, которое определяется исходя из расстояния между концами ангкеров:
B = 2·l·Sin

·tg

-

, м где В - расстояние между концами анкеров, м;
l - глубина анкера. м;
φ - угол внутреннего трения, град.To determine the exposure area per one anchor, it is necessary to determine the number of anchors installed in the chamber, which is determined based on the distance between the ends of the anchors:
B = 2 · l · Sin

Tg

-

, m where B is the distance between the ends of the anchors, m;
l is the depth of the anchor. m;
φ is the angle of internal friction, deg.

Подставив значения в формулу, получим, что расстояние между концами анкеров В = 6,0 м. Substituting the values in the formula, we obtain that the distance between the ends of the anchors is B = 6.0 m.

Общее число анкеров на камеру определяется:
n_а = n_в˙ n_р (шт), где n_в - число анкеров по высоте камеры, шт;
n_р - количество рядов анкеров по ширине камеры, рядов.The total number of anchors per camera is determined by:
n _a = n _in ˙ n _p (pcs), where n _in is the number of anchors along the height of the chamber, pcs;
n _p - the number of rows of anchors along the width of the chamber, rows.

При этом n_в = (L/B + 1) и n_р = ( A_к/B +1) и получим n_в = 7 и n_р = 2. Тогда n_а = 14 и F_а = 25 м².Moreover, n _in = (L / B + 1) and n _p = (A _to / B +1) and get n _in = 7 and n _p = 2. Then n _a = 14 and F _a = 25 m ² .

Отсюда, при площади обнажения висячего бока на 1 анкер F_а = 25 м², удерживающее усилие натяжения анкера Р_р = 14,8 т.Hence, with the exposure area of the hanging side on 1 anchor F _a = 25 m ² , the holding force of the tension of the anchor P _p = 14.8 tons

Если несущая способность замковой части больше, чем Р_р, то трос 1 натиягиваем с усилием 14,8 т. Если несущая способность замковой части ниже, чем Р_р, то усилие натяжения троса на данном участке меньше или равно несущей способности замковой части анкера. После натяжения троса и при отсутствии проскальзывания троса в пакере 5, которое контролируется по метке на тросе, приступает к дополнительному уплотнению твердеющей смеси аналогично описанному выше.If the bearing capacity of the castle part is greater than P _r , then the cable 1 is tensioned with a force of 14.8 tons. If the bearing capacity of the castle part is lower than P _r , then the cable tension in this section is less than or equal to the bearing capacity of the castle part of the anchor. After tensioning the cable and in the absence of cable slippage in the packer 5, which is controlled by the mark on the cable, proceeds to additional compaction of the hardening mixture as described above.

Как только твердеющая смесь наберет требуемую прочность , поршень 3 доводят до затвердевшей смеси, а поршень 4 отводят на расстояние, равное 2,0 м. , т. е. на длину 11 участка зоны возможного обрушения. Расстояние отвода поршня 4 на длину 2,0 м также контролируется по метке на трубке 11. Заполение твердеющей смесью участка 11 производят в том же порядке, как и участок 1 и замковую часть. Порядок натяжения троса 1 и дополнительное уплотнение твердеющей смеси производят аналогично участку 1 зоны возможного обрушения. Однако на данном этапе усилие натяжения троса 1 определяется с учетом степени трещиноватости породы по предложенной формуле:
P_н=

, т где Р_р - расчетное усилие натяжения анкера, т;
К_н - коэффициент трещиноватости пород.As soon as the hardening mixture gains the required strength, the piston 3 is brought to the hardened mixture, and the piston 4 is withdrawn to a distance of 2.0 m, i.e., to a length of 11 sections of the zone of possible collapse. The distance of the outlet of the piston 4 to a length of 2.0 m is also controlled by the mark on the tube 11. The hardening mixture is filled with section 11 in the same manner as section 1 and the locking part. The order of tension of the cable 1 and the additional consolidation of the hardening mixture is carried out similarly to section 1 of the zone of possible collapse. However, at this stage, the tension force of the cable 1 is determined taking into account the degree of fracture of the rock according to the proposed formula:
P _n =

, t where R _p - the estimated tension force of the anchor, t;
To _n - the coefficient of fracturing of rocks.

Коэффициент нарушенности породы определяют с учетом результатов оценки трещиноватости массива по керну, извлекаемому при бурении скважин под анкеры:
К_н = 0,66 ˙α˙ m_о˙ n_т ˙v, где 0,66 - коэффициент пропорциональности, который отражает усреднение влияния трещин с гладкими стенками или с "зеркалами" скольжения и зависимости вероятности попадания трещин в керн от угла встречи ее со скважиной;
α_i - степень ослабления массива, пропорциональная доле трещин с углом падения 30-70^о (см. табл. 2);
m_о - то же, для трещин с гладкими стенками, включая "зеркала" скольжения (см. табл. 2);
n_т - степень ослабления массива, пропорциональная числу трещин в 1 м керна (см. табл. 3);
v - выход керна в долях единиц.The rock disturbance coefficient is determined taking into account the results of evaluating the fracturing of the massif according to the core extracted during drilling of wells for anchors:
К _н = 0.66 ˙α˙ m _о ˙ n _t ˙v, where 0.66 is the proportionality coefficient, which reflects the averaging of the effect of cracks with smooth walls or with “mirrors” of sliding and the dependence of the probability of cracks entering the core on the angle of its meeting with a well;
α _i - the degree of weakening of the massif, proportional to the proportion of cracks with an incidence angle of 30-70 ^about (see table. 2);
m _o is the same for cracks with smooth walls, including sliding “mirrors” (see Table 2);
n _t - the degree of weakening of the array, proportional to the number of cracks in 1 m core (see table. 3);
v - core output in fractions of units.

Коэффициент нарушенности для II участка скважины, например, при выходе керна 82% , доле трещин 30% в общей системе трещиноватости и по величинам из табл. 1 и 2 определится:
K

= 0.66·0.82·0.78·0.54·0.82 = 0.19
Тогда усилие натяжения троса 1 с учетом нарушенности массива на II участке закрепления составит:
P

=

= 77.8 т
Таким образом, при натяжении троса I на II участке закрепления анкера, требуемое усилие натяжения составляет 77,8 т при коэффициенте трещиноватости пород К_н = = 0,19.The disturbance coefficient for the II section of the well, for example, with a core yield of 82%, a fraction of cracks of 30% in the overall fracture system, and the values in Table. 1 and 2 will be determined:
K

= 0.66 · 0.82 · 0.78 · 0.54 · 0.82 = 0.19
Then, the tension force of the cable 1, taking into account the disturbance of the array in the II securing section, will be:
P

=

= 77.8 t
Thus, when the cable I is tensioned on the anchor fixing section II, the required tensile force is 77.8 tons with a rock fracture coefficient K _n = 0.19.

После натяжения троса 1 и при отсутствии проскальзывания троса 1 в пакере 5, которое также контролируется по метке на тросе 1, приступают к дополнительному уплотнению твердеющей смеси аналогично описанному выше (участок I). After tensioning the cable 1 and in the absence of slipping of the cable 1 in the packer 5, which is also controlled by the mark on the cable 1, proceed to additional compaction of the hardening mixture as described above (section I).

Как только твердеющая смесь на участке II наберет требуемую прочность, приступают к заполнению твердеющей смесью участка III аналогично описанному выше. Порядок натяжения троса и дополнительное уплотнение твердеющей смеси на участке III осуществляют аналогично участку II. As soon as the hardening mixture in section II gains the required strength, they begin to fill in the hardening mixture in section III in the same way as described above. The order of the tension of the cable and additional sealing of the hardening mixture in section III is carried out similarly to section II.

Согласно описанному выше, на участке III коэффициент трещиноватости пород составит:
K

= 0.66·0.82·0.78·0.6·0.82 = 0.20
Тогда требуемое усилие натяжения троса 1 на участке III с учетом коэффициента трещиноватости пород Кн = 0,20 будет:
P

=

= 74 т
После натяжения троса 1 на участке III и отсутствии проскальзывания троса в пакере 5, которое контролируется по метке на тросе 1, приступают к дополнительному уплотнению твердеющей смеси аналогично описанному выше.As described above, in section III, the fracture coefficient of the rocks will be:
K

= 0.66 · 0.82 · 0.78 · 0.6 · 0.82 = 0.20
Then the required tension force of the cable 1 in section III, taking into account the coefficient of fracturing of rocks Kn = 0.20 will be:
P

=

= 74 t
After tensioning the cable 1 in section III and the cable does not slip in the packer 5, which is controlled by the mark on the cable 1, they begin additional sealing of the hardening mixture as described above.

Причем должно выполняться условие, что на участке I усилие натяжения троса 1 ограничено:
P

≅ [σ₃] где [σ 3] - несущая способность замковой части анкера.Moreover, the condition must be met that in section I, the tension force of the cable 1 is limited:
P

≅ [σ ₃ ] where [σ 3] is the bearing capacity of the castle part of the anchor.

В последующем при натяжении троса на каждом этапе усилие натяжения троса ограничивается пределом прочности троса на разрыв и несущей способностью закрепленных участков анкера. Subsequently, when the cable is tensioned at each stage, the cable tension is limited by the tensile strength of the cable and the bearing capacity of the fixed sections of the anchor.

Для выполнения данных условий, в случае если прочность заделки замковой части анкера или прочность троса на разрыв ниже требуемого усилия натяжения троса, то увеличивают длину замковой части анкера или принимают трос большего диаметра. To fulfill these conditions, if the seal strength of the castle part of the anchor or the tensile strength of the cable is lower than the required cable tension, then increase the length of the castle part of the anchor or take a cable of a larger diameter.

Таким образом, в отличие от известного способа, когда натяжение троса осуществляется в один прием как и цементация скважины твердеющей смесью и усилие натяжения троса по всей длине скважины одинаково и ограничено величиной прочности замковой части и согласно расчетам не превышает 9,7 т, а для зоны возможного обрушения этого недостаточно, в заявляемом же техническом решении усилие натяжения тросового анкера при таких же параметрах (длина замковой части, длина анкера) на первом этапе натяжения равно 9,7 т, на втором этапе натяжения - 77,8 т, а на третьем этапе - 74,0 т, т. е. на втором и третьем этапе закрепления анкера усилие натяжения троса возросло более чем в 8 раз и это стало возможным за счет поэтапного укрепления анкера, когда длина замковой части постоянно наращивается за счет удлинения замковой части анкера на длину участка предыдущего этапа. Thus, in contrast to the known method, when the cable tension is carried out in one step, as well as cementing the well with a hardening mixture and the cable tension force along the entire length of the well, it is the same and limited by the strength of the castle part and, according to calculations, does not exceed 9.7 tons, and for the zone the possible collapse of this is not enough, in the claimed technical solution, the tension force of the cable anchor with the same parameters (length of the locking part, the length of the anchor) in the first stage of tension is 9.7 tons, in the second stage of tension - 77.8 tons, and In the third stage, 74.0 tons, i.e., in the second and third stages of anchoring the anchor, the cable tension increased by more than 8 times and this became possible due to the gradual strengthening of the anchor, when the length of the lock part is constantly increasing due to the lengthening of the lock part of the anchor on the length of the section of the previous stage.

Claims

METHOD FOR INSTALLING A ROPE ANCHOR, including drilling a well, placing a piston with a cable in it, moving the piston to the bottom of the well and back to the mouth, filling the well with a hardening mixture by injecting it into the piston space, the cable tension and compaction of the hardening mixture, characterized in that, with In order to increase the bearing capacity of the anchor in rock massifs with heterogeneous fracturing, the distribution of the intensity of rock fracturing along the well is preliminarily determined, the well is divided along the length into sections of one fracture, and when a piston is placed in the borehole, an additional piston is installed coaxially with it, while filling the well with a hardening mixture, tensioning the cable and densifying the hardening mixture is carried out in stages in sections, and the tension force P of the cable _tension in each section is determined from the expression
P _nat = P _p / K _t
where P _p - the estimated force of the anchor cable without taking into account the fracturing of rocks, kN;
K _t - coefficient of fracturing of rocks.