SU1724884A1 - Способ креплени горной выработки - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к горному делу. Цель - повышение устойчивости заанкеро- ванных пород путем их самоуплотнени  за счет равномерного сжати . Дл  этого бур т шпуры и устанавливают в них анкеры (А) 1 с продольными 3 и поперечными 2 подхватами (П). Причем А 1 возвод т друг от друга на рассто нии, равном 1/2 рассто ни  между П. Продольные П 3 и поперечные П 2 устанавливают друг от друга на рассто нии 0,2- 0,6 ширины выработки. Причем А 1 и П 2 и 3 устанавливают по кровле и бокам выработки . Продольные П 3 размещают в шахматном пор дке. Концы предыдущих П 3 и смещенных относительно них последующих П 3 укрепл ют на одном поперечном П 2, Концы поперечных П 2 опирают на породы почвы выработки. При большом периметре выработки поперечные П 2 могут быть выполнены из отдельных отрезков. В этом случае конец первого отрезка и начало второго закрепл ют на одном А 1. 2 з.п.ф-лы, 2 ил. (Л

Description

Изобретение относитс  к горному делу, а именно к способам креплени  горных выработок и тоннелей.

Известен способ креплени  капитальных горных выработок, включающий возведение монолитной железобетонной крепи (М.Н.Гелескул, В.М.Усан-Подгорнов, ААКушнарев. Справочник проходчика. М.: Недра, 1979, с. 71).

Известен также способ креплени  выработок , включающий бурение шпуров под анкеры, установку анкеров с опорными элементами и возведение монолитной железо- бетонной крепи (М.Н.Гелескул, В.Н.Каретников. Справочник по креплению

капитальных и подготовительных выработок . М.: Недра, 1982, с. 179).

Недостатками этих способов  вл етс  то, что крепь только частично взаимодействует с укрепленным массивом и не предотвращает от обрушени  пород кровли при блочной структуре пород.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому эффекту  вл етс  способ креплени  и поддержани  выработок, включающий бурение шпуров под анкеры, установку анкеров с опорными элементами и сетки (Широков А.П. и др. Расчет и выбор крепи сопр жений горных выработок. М.: Недра, 1978, с, 219).

Недостатком этого способа  вл етс  то, что возводима  крепь не обеспечивает пространственно целостной конструкции элементов крепи и породы по всему контуру выработки. Анкеры здесь работают по принципу подвешивани  к нетронутому массиву части объема пород ниже свода естественного равновеси , и их несуща  способность, а следовательно и устойчивость массива, ограничена возможным пределом прочности анкера на разрыв и силой сцеплени  активной части анкера с породами. При этом горные породы, испытыва  напр жени  раст жени , перемещаютс  во внутрь выработки. В этом случае горные породы разуплотн ютс , и так как нет подпора со стороны контура выработки, не испытывают напр жений сжати .

Целью изобретени   вл етс  повышение устойчивости заанкерованных пород путем их самоуплотнени  за счет равномерного сжати .

Цель достигаетс  тем, что устанавливаютс  поперечные и продольные подхваты на рассто нии 0,2-0,6 ширины выработки друг от друга, а анкеры возвод т друг от друга на рассто нии, равном 1/2 рассто ни  между подхватами, при этом анкеры и подхваты устанавливают по кровле и бокам выработки.

Цель достигаетс  также и тем, что продольные подхваты размещают в шахматном пор дке, причем концы предыдущих подхватов и смещенных относительно них последующих подхватов укрепл ют анкерами на одном поперечном подхвате.

Цель достигаетс  и тем, что концы поперечных подхватов опирают на породы почвы выработки.

На фиг. 1 показана выработка и конструкци  крепи вертикальный разрез; на фиг. 2 - то же, горизонтальный разрез.

На чертежах изображена горна  выработка с установленными анкерами 1, на выступающих в выработку концах которых подвешены металлические поперечные 2 и продольные 3 подхваты. Подхваты 2 и 3 укреплены и плотно прижаты к породам контура выработки при помощи опорных элементов 4, представл ющих собой опорную плитку и нат жную гайку .с метрической резьбой.

На фиг. 2 показаны лини  свода возможного обрушени  пород (свода естественного равновеси ), лини  раздела пространственной грузрнесущей конструкции от остального горного массива, п тна грузонесущей конструкции порода-крепь.

В горной практике ширина капитальных подземных горных выработок, в том числе

тоннелей, колеблетс  от 3 до 10-12 м. Экспериментально и с учетом данных практики были определены оптимальные рассто ни  между подхватами и анкерами, при которых

соблюдаетс  устойчивость укрепленного массива в зависимости от ширины выработки . Рекомендуемые значени  этих рассто ний приведены в таблице.

Как видно из таблицы, рассто ние меж0 ду подхватами равно (0,2-0,6)В, где В - ширина выработки, а рассто ние между анкерами равно половине рассто ни  между подхватами. С увеличением ширины выработки коэффициент пропорциональности

5 К уменьшаетс .

За основу определени  рассто ни  между подхватами и анкерами прин т средний размер отдельного блока в структуре массива (не менее 75 см, за исключением

0 зон тектонических нарушений). Нарушение устойчивости массива может наступить только в том случае, если одновременно об- рушаетс  два и более структурных блока. Предлагаемое техническое решение исклю5 чает возможность одновременного выпадани  двух и более блоков, так как максимальное рассто ние между анкерами в любом случае меньше 1,5 м (см. фиг. 2 и таблицу).

0 Минимальное рассто ние между анкерами и подхватами, соответствующее определенной ширине выработки (таблица), обусловлено допустимой величиной стрелы

5 прогиба подхвата (0,1 м), при которой сжимающие напр жени  могут перейти в раст гивающие ,чтоустановлено экспериментально.

Способ реализуют следующим образом.

0 В выработке шириной 5 м при помощи буровой каретки или перфоратора бур т шпуры диаметром 42 мм под анкеры, затем возвод т анкеры 1. Рассто ние между анкерами равно 1,25 м (см. таблицу). После набо5 ра анкерами 1 полной прочности закреплени , осуществл ют установку поперечных 2 и продольных 3 подхватов на рассто нии, равном 2,5 м друг от друга (см. таблицу), и плотно прижимают их к контуру

0 выработки опорными элементами 4. Подхваты выполн лись из листовой стали марки СтЗ толщиной 10 мм и шириной 150 мм. Длина поперечного подхвата принималась равной периметру выработки (без учета по5 чвы), а длина продольных подхватов 270 см (1,25x2 + 0,2), где 1,25м-рассто ние между анкерами, 2 - число промежутков между трем  анкерами; 0,2 (2 х 0,1) - две части продольного подхвата, необходимых дл  соединени  с поперечными подхватами. Продольные подхваты 3 расположены в

шахматном пор дке, причем концы предыдущих подхватов и смешенных относительно них последующих подхватов укрепл ют анкерами на одном поперечном подхвате.

При большом периметре выработки поперечные подхваты 2 могут быть выполнены из отдельных отрезков с таким расчетом, чтобы конец первого отрезка и начало второго закрепл лись на одном анкере, а один отрезок закрепл лс  не менее чем трем  анкерами. Длина анкеров в боках и кровле выработки одинакова , она определ ет линию раздела пространственной грузонесу- щей конструкции от остального массива.

Проведенные опытно-промышленные испытани  способа креплени  горной выработки показали, что способ решает пробле- мы безопасности поддержани  капитальных выработок, снимает более чем в три раза материальные и трудовые затраты на крепление и поддержание выработок, сокращает сечение выработки на 5-8%, повышает темпы проведени  выработок до 60%. .

. Проведенными инструментальными наблюдени ми (глубинные реперы) установлено , что предлагаемый способ позвол ет равномерно распределить напр жени  в

массиве вокруг выработки, создава  единую систему порода-крепь, повышающую устойчивость горных пород.

Claims (3)

1.Способ креплени  горной выработки, включающий бурение шпуров, возведение анкеров и установку продольных и поперечных подхватов, отличающийс  тем, что, с целью повышени  устойчивости заан- керованных пород путем их самоуплотнени  за счет равномерного сжати , продольные и поперечные подхваты устанавливают друг от друга на рассто нии 0,2- 0,6 ширины выработки, а анкеры возвод т друг от друга на рассто нии, равном 1/2 рассто ни  между подхватами, при этом анкеры и подхваты устанавливают по кровле и бокам выработки.

2.Способ по п. 1,отличающийс  тем, что продольные подхваты размещают в шахматном пор дке, причем концы предыдущих подхватов и смещенных относительно них последующих подхватов укрепл ют анкерами на одном поперечном подхвате.

3.Способ по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ и й- с   тем, что концы поперечных подхватов опирают на породы почвы выработки.

0,2-0,6

0.2-0.6