способ крепления горных выработок анкерной крепью в породах, склонных к пучению почвы

Формула изобретения

Способ крепления горных выработок анкерной крепью в породах, склонных к пучению почвы, включающий бурение шпуров в кровлю и бока выработки, установку в них анкерных стержней, опорных элементов и затяжки, отличающийся тем, что анкеры в бока устанавливаются под углом к напластованию, первый анкер располагают на минимальном технически возможном расстоянии от кровли выработки, а длину их определяют по формуле



где l_a - длина анкеров установленных в кровле выработок;

- угол наклона шпуров к горизонтальной плоскости.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано для крепления горных выработок в породах, склонных к пучению.

Известен способ снижения пучения почвы горных выработок (патент RU № 2019705, опубл. 15.09.1994 г.). Сущность изобретения заключается в том, что в почве выработки пробуривают скважину, определяют по геологическим данным слой пластичных горных пород и производит в этом слое камуфлетный взрыв. Пластичные породы уплотняются с образованием полости, в которую обрушают расположенные над ней горные породы. При этом в почве выработки образуется зона, заполненная разуплотненной горной массой, обладающая высокой податливостью.

Недостатком данного способа является высокая трудоемкость работ, невозможность использования выработки в качестве транспортной из-за неровностей почвы, а также то, что образовавшиеся зона обладает малой податливостью, что при интенсивном горном давлении не обеспечивает эффективной защиты от пучения почвы; высокая опасность в связи с необходимостью выполнения определенного объема взрывных работ.

Известен распространенный способ борьбы с пучением породы методом анкерования почвы выработок, включающий бурение шпуров в почве и установку анкеров с цементным закреплением штанг (см. Ш.А. - Г.Болгожин, Г.Д.Лезин. Охрана, крепление и поддержание выработок на большой глубине, Алма-Ата, "Наука" Казахской ССР, 1988, с.39-41).

Недостатком способа является высокая трудоемкость работ и недостаточная его эффективность, так как пучение почвы снижается не более 10-30%.

Известен способ крепления горных выработок, пройденных в породах, склонных к пучению (патент RU № 2134350, опубл. 10.08.1999 г.), который является наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату и который мы принимаем в качестве прототипа. Сущность изобретения заключается в том, что вначале производят установку основной крепи технологически заданного профиля, перетяжку кровли и анкерное крепление вспученных пород. В зонах вскрытия или присечки вспучивающих пород проводимой горной выработки в почве и (или) бортах последней производят установку полимерных анкеров с одновременным нагнетанием быстротвердеющего полимерного состава сразу во все шпуры в соответствии с принятым паспортом крепления, при этом направление шпуров в почве осуществляют с учетом направления смещений вспучиваемых частей контура выработки.

Недостатком данного способа является сложность и многооперационность технологии. Техническим результатом изобретения является снижение пучения почвы горных выработок за счет уменьшения удельной нагрузки на нее и перемещения максимального опорного давления в массив.

Технический результат достигается тем, что в кровлю и бока выработки бурятся шпуры и производят установку анкерных стержней, опорных элементов и затяжки, согласно изобретению анкеры в бока устанавливаются под углом к напластованию, первый анкер располагают на минимальном технически возможном расстоянии от кровли выработки, а длину их определяют по формуле ,

где l_a - длина анкеров установленных в кровле выработок; - угол наклона шпуров к горизонтальной плоскости.

Способ поясняется чертежом, на котором 1: 1 - кровля выработки, 2 - бока выработки, 3 - анкер, 4 - анкеры, установленные в бока выработки.

Способ осуществляется следующим образом: в кровлю (1) и бока (2) выработки бурятся шпуры (3), устанавливают в них анкерные стержни, а в бока выработки (4) они устанавливаются под углом к напластованию, первый анкер располагают на минимальном технически возможном расстоянии от кровли выработки, а длину их определяют по формуле (1).

Преимущество данного способа в его технологичности, а также в том, что процесс крепления исключает последующие трудоемкие мероприятия по борьбе с пучением.