RU2371582C1

RU2371582C1 - Timbering method of mine opening

Info

Publication number: RU2371582C1
Application number: RU2008127148/03A
Authority: RU
Inventors: Владимир Алексеевич Смирнов (RU); Владимир Алексеевич Смирнов; Валерий Константинович Климко (RU); Валерий Константинович Климко; Анастасия Владимировна Смирнова (RU); Анастасия Владимировна Смирнова; Дмитрий Валерьевич Дмитриев (RU); Дмитрий Валерьевич Дмитриев; Николай Сергеевич Конокотов (RU); Николай Сергеевич Конокотов; Эдуард Николаевич Работа (RU); Эдуард Николаевич Работа
Priority date: 2008-07-03
Filing date: 2008-07-03
Publication date: 2009-10-27

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: method includes drilling of boreholes in rows, installation into it compound anchor-grabs, pressure of grabs to surface of opening. Coupling of anchor-grabs to each other is implemented by means of angle bar with openings, implemented in its shelves, in one of which it is passed end of grab of anchor of previous row and grab is strained by means of female screw, and through the other it is installed into borehole anchor of following row. Coupling of anchors to each other in rows is implemented by grabs by means of two screws, one of which is fixed the end of grab through staple in it to anchor of previous row and it is pressed grab to surface of excavation. Tension of grabs in rows of installed anchors in cross-section of excavation is implemented separately by roofing and sides, successively stretching grabs by roofing in the direction from one angle of excavation to other, and in sides of excavation in the direction from roofing to soil.

EFFECT: effectiveness increase of excavations fixation and simplification of fastening process.

4 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, а именно к поддержанию горных выработок с помощью крепи из системно связанных анкеров в условиях залегания сильно трещиноватых пород.The invention relates to the mining industry, and in particular to the maintenance of mine workings with the help of lining from systemically connected anchors in the conditions of occurrence of highly fractured rocks.

Известен способ крепления горных выработок, включающий бурение шпуров, установку в них анкеров с петлями на концах хвостовиков, подвеску к анкерам сварной металлической решетки, протягивание в петли анкеров металлического каната и натяжение его путем закручивания в скрутку и с помощью распорных элементов (а.с. №1305356 Е21Д 11/00, 01.11.85).A known method of securing mine workings, including drilling holes, installing anchors in them with loops at the ends of the shanks, suspending the welded metal grating to the anchors, pulling the metal rope into the anchor loops and tensioning it by twisting it into a twist and using spacer elements (a.c. No. 1305356 Е21Д 11/00, 11/01/85).

Основным недостатком данного способа является сложность технологии крепления, включающая большое количество трудоемких операций. При этом следует отметить, что натяжение металлического каната с помощью скрутки обычно сопровождается обрывом проволок каната и частичной потерей его прочности. Кроме того, вследствие способности каната к вытягиванию с течением времени и в связи с тенденцией смещений пород внутрь выработки по мере ее эксплуатации натяжение каната постепенно уменьшается, что приводит к снижению устойчивости пород на контуре выработки.The main disadvantage of this method is the complexity of the mounting technology, including a large number of labor-intensive operations. It should be noted that the tension of a metal rope by twisting is usually accompanied by a break in the wire of the rope and a partial loss of its strength. In addition, due to the ability of the rope to stretch over time and due to the tendency of the rocks to move inside the mine as it is used, the rope tension gradually decreases, which leads to a decrease in the stability of the rocks on the mine circuit.

Известен также способ крепления горных выработок (патент РФ №1652592 Е21D 20/00, 1991), включающий бурение шпуров рядами, установку в них в две очереди анкеров, преимущественно железобетонных или сталеполимерных с петлями на концах хвостовиков, и сцепление их между собой с помощью хвостовиков, при этом хвостовики анкеров первой очереди изгибают и располагают вдоль выработки, а второй - изгибают и располагают поперек выработки, прижимая их к ее поверхности, причем для обеспечения их совместной работы сцепление анкеров производят путем пропускания стержня каждого последующего анкера в петлю предыдущего.There is also known a method of attaching mine workings (RF patent No. 1652592 E21D 20/00, 1991), which includes drilling holes in rows, installing them in two stages of anchors, mainly reinforced concrete or steel-polymer with loops at the ends of the shanks, and linking them together using shanks in this case, the shanks of the first stage anchors are bent and placed along the excavation, and the second one is bent and placed across the working, pressing them to its surface, and to ensure their joint operation, the anchors are engaged by passing terzhnya each subsequent anchor in the previous loop.

Недостатком способа является невозможность обеспечения совместной работы анкеров сразу после установки при принятом способе их сцепления в рядах, поскольку не предусмотрено стягивание их между собой. Кроме того, при этом способе требуется высокая точность бурения для возможности совмещения петли хвостовика каждого предыдущего анкер-подхвата со шпуром последующего. Эти недостатки существенно снижают эффективность крепи и усложняют технологию крепления.The disadvantage of this method is the inability to ensure the joint operation of the anchors immediately after installation with the accepted method of their adhesion in rows, since they are not provided for pulling together. In addition, this method requires high precision drilling in order to combine the shank loop of each previous pickup anchor with the next hole. These disadvantages significantly reduce the effectiveness of the lining and complicate the technology of fastening.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ крепления горных выработок (патент РФ №2177550 Е21D 20/00, 2001.Closest to the invention in technical essence and the achieved result is a method of securing mine workings (RF patent No. 2177550 E21D 20/00, 2001.

Способ включает бурение шпуров рядами, установку в них анкеров, загибание их хвостовиков вдоль выработки и прижатие хвостовиков к поверхности выработки. Сцепление анкер-подхватов между собой производят с помощью уголка-переходника с отверстиями, выполненными в его полках. При этом отогнутый конец хвостовика анкера предыдущего ряда пропускают через отверстие в полке уголка-переходника, расположенной перпендикулярно поверхности выработки, и закрепляют его. Анкер следующего ряда устанавливают в шпур через отверстие, выполненное в полке того же уголка-переходника, прилегающей к поверхности выработки.The method includes drilling holes in rows, installing anchors in them, bending their shanks along the working hole and pressing the shanks against the working surface. The engagement of the anchor pickups with each other is carried out using the corner adapter with holes made in its shelves. In this case, the bent end of the shank of the anchor of the previous row is passed through the hole in the shelf of the corner-adapter, located perpendicular to the surface of the mine, and fix it. An anchor of the next row is installed in the hole through an opening made in a shelf of the same corner-adapter adjacent to the surface of the mine.

Хвостовик анкера может быть закреплен на уголке-переходнике с помощью стопорного устройства.The shank of the anchor can be fixed to the corner-adapter using a locking device.

Хвостовик может быть закреплен на уголке-переходнике с натягом.The shank can be fixed on the corner adapter with an interference fit.

При закреплении хвостовика между полкой уголка-переходника и стопорным устройством может быть помещен упругоподатливый элемент.When attaching the shank between the shelf of the corner-adapter and the locking device can be placed elastically flexible element.

Хвостовик можно закреплять клином, установленным между полкой уголка-переходника, прилегающей к поверхности выработки, и концом хвостовика.The shank can be fixed with a wedge installed between the shelf of the corner-adapter adjacent to the surface of the mine and the end of the shank.

В качестве анкера можно использовать гибкий трос.A flexible cable can be used as an anchor.

Анкер может выполняться составным из анкерной части и хвостовика, связанных петлевыми загибами.Anchor can be made integral of the anchor part and the shank connected by loop bends.

К недостаткам данного способа, прежде всего, следует отнести сложность обеспечения качественного сцепления и прижатия хвостовиков с петлевым загибом к поверхности выработки, а также решетки в случае ее применения. Сцепление составных анкеров с помощью петлевых загибов ограничивает усилие натяжения хвостовиков между анкерами и снижает их несущую способность, так как при сильном натяжении петли могут разогнуться. При натяжении хвостовиков анкер-подхватов уголки могут поворачиваться в плоскости полок, прилегающих к поверхности выработки из-за несоосности отверстий в полках уголка-переходника, что снижает натяг подхватов и, следовательно, эффективность поддерживающей функции крепи. Кроме того, при сводчатой форме сечения выработки не обеспечивается качественное натяжение и прижатие подхватов в плоскости поперечного сечения выработки в пятах и замке свода.The disadvantages of this method, first of all, include the difficulty of ensuring high-quality adhesion and pressing the shanks with a loop bend to the surface of the mine, as well as the lattice in case of its application. The coupling of the composite anchors with the help of loop bends limits the tension force of the shanks between the anchors and reduces their bearing capacity, since when the tension is strong, the loops can bend. When tensioning the shanks of the anchor pick-ups, the corners can rotate in the plane of the shelves adjacent to the working surface due to the misalignment of the holes in the shelves of the corner-adapter, which reduces the tightness of the grabs and, therefore, the effectiveness of the supporting function of the lining. In addition, with the vaulted shape of the cross section of the mine, high-quality tension and pressing of the grabs in the plane of the cross section of the mine in heels and the lock of the arch are not ensured.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности крепления выработок с помощью крепей из системно связанных анкеров и упрощения технологии крепления.The technical result of the invention is to increase the efficiency of fastening workings using supports from systemically connected anchors and simplify the technology of fastening.

Технический результат достигается тем, что способ крепления горных выработок, включающий бурение шпуров рядами, установку в них составных анкер-подхватов, прижатие подхватов к поверхности выработки, сцепление их между собой с помощью уголка с отверстиями, выполненными в его полках, в одно из которых пропускают конец подхвата анкера предыдущего ряда и натягивают подхват с помощью гайки, а через другое устанавливают в шпур анкер следующего ряда, согласно изобретению сцепление анкеров между собой в рядах производят подхватами с помощью двух гаек, одной из которых крепят конец подхвата через проушину в нем к анкеру предыдущего ряда и прижимают подхват к поверхности выработки, причем натяжение подхватов в рядах установленных анкеров в поперечном сечении выработки производят отдельно по кровле и бокам, последовательно натягивая подхваты по кровле в направлении от одного угла выработки к другому, а в боках выработки - в направлении от кровли к почве.The technical result is achieved by the fact that the method of fastening the mine workings, including drilling holes in rows, installing composite anchor pickups in them, pressing the hooks to the surface of the working hole, coupling them together using a corner with holes made in its shelves, one of which is passed the end of the anchor of the previous row is picked up and the pick-up is pulled with a nut, and through the other the anchor of the next row is installed into the hole, according to the invention, the anchors are interlocked in rows in the grips x nuts, one of which fastens the end of the pickup through the eye in it to the anchor of the previous row and presses the pickup to the surface of the mine, and the tension of the grips in the rows of installed anchors in the cross section of the mine is produced separately along the roof and sides, sequentially pulling the hooks along the roof in the direction from from one corner of the mine to the other, and on the sides of the mine, in the direction from the roof to the soil.

Достигается тем, что при проходке выработки установку анкеров в рядах вдоль выработки производят последовательно от закрепленного участка к забою по мере его подвигания, а установку и натяжение подхватов производят с отставанием во времени.This is achieved by the fact that when driving a mine, the installation of anchors in rows along the mine is carried out sequentially from the fixed section to the bottom as it moves, and the installation and tension of the grips are delayed.

Достигается тем, что натяжение подхватов в смежных поперечных рядах анкеров, установленных в кровле выработки, производят в противоположных направлениях.This is achieved by the fact that the tension of the pickups in the adjacent transverse rows of anchors installed in the roof of the mine is produced in opposite directions.

Достигается тем, что установку анкера следующего ряда производят в одно из ряда отверстий, соосно выполненных в полке уголка, прилегающей к поверхности выработки.This is achieved by the fact that the installation of the next row of anchors is carried out in one of a series of holes coaxially made in a flange of an angle adjacent to the surface of the mine.

Натяжение подхватов в рядах в поперечном сечении выработки по кровле и бокам выработки производят раздельно: в кровле каждый подхват натягивают в направлении от одного угла выработки к другому, в боках - от кровли к почве (стрелки на фиг.1).The tension of the pickups in rows in the cross section of the workout along the roof and sides of the workout is done separately: in the roof, each pickup is pulled in the direction from one corner of the workout to the other, in the sides - from the roof to the soil (arrows in figure 1).

При проходке выработки установку анкер-подхватов производят, располагая и натягивая подхваты вдоль выработки последовательно рядами от закрепленного участка к забою по мере его подвигания (фиг.2).When driving a mine, the installation of anchor pickups is carried out by positioning and pulling the hooks along the mine in successive rows from the fixed section to the bottom as it moves (Fig. 2).

В первом случае в кровле и боках приконтурного массива трещиноватые породы консолидируются в блоки, упрочненные анкерами и стянутые на контуре выработки подхватами, способные к саморасклиниванию при воздействии горного давления (блоки К и Б на фиг.1) и образованию грузонесущего свода вокруг выработки.In the first case, in the roof and sides of the near-mass array, fractured rocks are consolidated into blocks strengthened by anchors and pulled together by grabs, capable of self-wedging under the influence of rock pressure (blocks K and B in figure 1) and the formation of a load-bearing arch around the mine.

Во втором - подобным образом формируются блоки вдоль выработки. При этом частично восстанавливается утраченный при проходке распор пород в приконтурном массиве выработки (блоки N на фиг.2). С целью защиты крепи от воздействия взрывных работ здесь установка подхватов показана с определенным отставанием от установки анкеров.In the second - in a similar way blocks are formed along the mine. In this case, the spacer of rocks lost during sinking in the near-edge mining array is partially restored (blocks N in FIG. 2). In order to protect the lining from the effects of blasting, here the installation of pickups is shown with a certain lag from the installation of anchors.

На фиг.3 и 4 показаны конструкция узла сопряжения анкер-подхватов с применением гаек и неравнобокого уголка и схема сцепления анкер-подхватов в ряду.Figures 3 and 4 show the design of the coupling assembly of the anchor pickups using nuts and an unequal angle, and the clutch diagram of the anchor pickups in a row.

На фиг.5 приведена конструкция уголка-переходника с рядом отверстий в полке, прилегающей к поверхности выработки, при больших отклонениях от заданного расстояния между шпурами в ряду вследствие неточности бурения.Figure 5 shows the design of the corner-adapter with a number of holes in the shelf adjacent to the surface of the mine, with large deviations from the given distance between the holes in the row due to inaccurate drilling.

Способ поясняется также чертежом на фиг.6, где представлен продольный разрез выработки, закрепленной предлагаемым способом, в сложных условиях проведения и поддержания, например, при проведении на участках залегания сильнотрещиноватых пород с последующим влиянием очистных работ.The method is also illustrated by the drawing in Fig.6, which shows a longitudinal section of a mine, fixed by the proposed method, in difficult conditions of carrying out and maintaining, for example, when conducting highly fractured rocks in the occurrence areas with the subsequent influence of treatment works.

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

В выработке при проходке вслед за подвиганием забоя 1 (фиг.2) в кровле и боках бурят шпуры 2 по заданной сетке анкерования, в которые устанавливают анкеры 3 вплотную к забою. На выступающие из шпуров концы анкеров надевают уголки-переходники 4 и с помощью гаек 5 прижимают к поверхности выработки, используя уголки под гайки в качестве опорных элементов на контуре выработок. Такая крепь может быть использована в качестве предохранительной или входить в состав предохранительной крепи как дополнительная мера по обеспечению безопасности работ в призабойной зоне.In the excavation during sinking following the movement of the face 1 (Fig. 2), bore holes 2 are drilled in the roof and sides along a predetermined anchoring grid into which anchors 3 are mounted close to the face. The angles-adapters 4 are put on the ends of the anchors protruding from the holes and, with the help of nuts 5, are pressed to the surface of the excavation, using the angles under the nuts as supporting elements on the excavation circuit. Such a lining can be used as a safety lining or be part of a protective lining as an additional measure to ensure the safety of operations in the bottomhole zone.

С определенным отставанием от забоя навешивают решетку 10 и устанавливают с натягом подхваты 6, которыми с помощью гаек 5 прижимают решетку к поверхности выработки. Такая крепь может служить как временной, так и постоянной в зависимости от условий проведения и поддержания выработки.With a certain lag from the bottom, the grate 10 is hung up and grabs 6 are installed with an interference fit, which, using the nuts 5, press the grate to the working surface. Such lining can serve both temporary and permanent, depending on the conditions for holding and maintaining the mine.

Для установки подхватов 6 используют уголки-переходники 4 из стального проката, например отрезки неравнобокого уголка 16/10 с толщиной полок 12 мм и длиной 150 мм (по ГОСТу 8510-72) с отверстиями 7 и 8, выполненными соосно на разных полках уголка.To install grabs 6, use adapter 4 corners from rolled steel, for example, segments of an uneven angle 16/10 with a shelf thickness of 12 mm and a length of 150 mm (according to GOST 8510-72) with holes 7 and 8, made coaxially on different shelves of the corner.

При установке каждого последующего ряда анкер-подхватов резьбовый конец подхвата 6, связанного с установленным анкером предыдущего ряда через проушину 9 гайкой 5, пропускают через отверстие 7 уголки-переходники 4 второго ряда, устанавливают подхват 6 третьего ряда и с помощью гайки 5 натягивают подхват 6 второго ряда (фиг.4).When installing each subsequent row of anchor grabs, the threaded end of the grab 6, connected to the installed anchor of the previous row through the eye 9 with nut 5, passes the adapter corners 4 of the second row through hole 7, sets the grab 6 of the third row and with the help of nut 5 pull the grab 6 of the second row (figure 4).

Навеску решетки 10 и установку подхватов 6 производят обычно с определенным отставанием от забоя 1 с целью снижения влияния взрывных работ на эти наиболее чувствительные к ним элементы крепи.A portion of the grill 10 and the installation of grabs 6 are usually carried out with a certain lag behind the face 1 in order to reduce the impact of blasting on these most sensitive to them support elements.

При усложнении условий поддержания выработки, например, с началом влияния очистных работ возможно усиление крепи с применением данного способа путем установки рядов анкеров 11 с подхватами 12, направленными поперек выработки, с шахматным расположением шпуров для этих анкер-подхватов по отношению к шпурам продольных рядов (фиг.6).If the conditions for maintaining the excavation are complicated, for example, with the beginning of the influence of the cleaning works, it is possible to strengthen the lining using this method by installing rows of anchors 11 with pickups 12 directed across the mine with a staggered arrangement of holes for these anchor pickups in relation to the holes in the longitudinal rows (Fig. .6).

Сцепление анкер-подхватов в поперечных рядах и натяжение подхватов 12 производят отдельно по кровле и бокам после полной сборки комплекта анкер-подхватов в ряду. По кровле подхваты последовательно натягивают в направлении от одного бока выработки к другому, а по бокам - сверху вниз. При этом с целью усиления эффекта стягивания пород при хаотическом характере распределения трещин в массиве подхваты в смежных рядах по кровле стягивают в противоположных направлениях.The clutch of the anchor grabs in the transverse rows and the tension of the grabs 12 are carried out separately along the roof and sides after the complete assembly of the set of anchor grabs in a row. On the roof, the hooks are sequentially pulled in the direction from one side of the mine to the other, and on the sides - from top to bottom. At the same time, in order to enhance the effect of contraction of the rocks with the chaotic nature of the distribution of cracks in the massif, grabs in adjacent rows along the roof are pulled in opposite directions.

Claims

1. A method of attaching mine workings, including drilling holes in rows, installing composite anchor pickups in them, pressing grabs to the surface of the mine, coupling them together using a corner with holes made in its shelves, into one of which the end of the previous anchor grab is passed row and pull the pickup with a nut, and through another they install the next row anchor in the hole, characterized in that the anchors are interlocked in rows in grabs with two nuts, one of which secures the end of the wool through the eye in it to the anchor of the previous row and press the grab to the surface of the mine, and the tension of the grips in the rows of installed anchors in the cross section of the mine is produced separately along the roof and sides, sequentially pulling the hooks along the roof in the direction from one corner of the mine to the other, and in the sides of the mine in the direction from the roof to the soil.

2. The method according to claim 1, characterized in that when driving a mine, the installation of anchors in rows along the mine is carried out sequentially from the fixed section to the bottom as it moves, and the installation and tension of the grips are delayed.

3. The method according to claim 1, characterized in that the tension of the pickups in adjacent transverse rows of anchors installed in the roof of the mine is produced in opposite directions.

4. The method according to claim 1, characterized in that the installation of the next row of anchors is carried out in one of a series of holes coaxially made in a corner shelf adjacent to the surface of the mine.