Спосіб закріплення анкера у породах гірничої виробки

1. Спосіб закріплення анкера у породах гірничої виробки, що включає буріння шпуру з порожнинами, що нарізані з урахуванням міцності порід і полімерного закріплювача, який відрізняється тим, що порожнина, яка нарізується, виконана по гвинтовій лінії у вигляді паза з заданими розмірами глибини, ширини та відстані між пазами гвинтової лінії уздовж усієї довжини шпуру, при цьому глибину паза приймають рівною 0,05-0,10 діаметра шпуру, а ширину паза визначають з співвідношення: P , C  nз cp dш 2 3 Недоліком цього способу є те, що він проводиться по готовому шпуру в породах гірничої виробки, що приводить до уповільнення процесу анкерування. В основу корисної моделі поставлена задача поліпшення технології анкерування гірничих виробок, за рахунок прискорення процесу підготовки шпуру, який нарізується з пазом за гвинтовою лінією, що приводить до збільшення опору зрушенню закріпленого анкера під дією гірського тиску, що, у свою чергу, сприяє підвищенню стійкості анкерованої гірничої виробки з породами любої міцності. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що в способі закріплення анкера у породах гірничої виробки, що включає буріння шпуру з порожнинами, що нарізані з урахуванням міцності порід і полімерного закріплювача, згідно корисної моделі, порожнина, яка нарізується, виконана по гвинтової лінії у вигляді паза з заданими розмірами глибини, ширини та відстані між пазами гвинтової лінії уздовж усієї довжини шпуру, при цьому глибину паза приймають рівною 0,05-0,10 діаметра шпуру, а ширину паза визначають з співвідношення: P , C  nз cp dш де С - ширина паза, мм; Р - зусилля на розтяг, що діє на анкер, кН; nз - гранична міцність полімерного шару cp закріплювача на зріз, МПа; dш - діаметр шпуру, мм; при цьому відстань між пазами гвинтової лінії визначають за формулою: P S n Cl, kcp dш  2h де S - відстань між пазами гвинтової лінії, мм; n - гранична міцність породи на зріз, МПа; cp l - гранична величина зсуву анкера при навантаженні, мм, значення якої задається у технології; k - коефіцієнт західності гвинтової лінії, який приймається рівним 1, 2, 3 у залежності від типу бурового постава та міцності порід; h - глибина паза, що нарізується, мм, яка приймається рівною (0,05-0,10)dш; при цьому паз, що нарізується, виконано двох або трьохзаходним. Глибина паза, що нарізується, задається з урахуванням технологічних вимог до бурового поставу для нарізки шпуру в якому бурова коронка розміщена з ексцентриситетом відносно адаптера при цьому глибину паза приймають 0,05-0,1 діаметра шпуру у залежності від міцності порід, причому чим менша міцність порід, тим більше розмір глибини паза. Глибина та висота паза, що нарізується дозволяє сформувати полімерний виступ по усій довжині шпуру, завдяки якому підвищується міцність закріплення сталевополімерного анкера у породах гірничої виробки. 58761 4 Нарізка паза за двох або трьохзаходними гвинтовими лініями дозволяє значно збільшити опір зрушенню закріпленого сталевополімерного анкера під дією гірського тиску у породах любої міцності. Нарізка паза за більш ніж однозаходною гвинтовою лінією одержується за рахунок додаткової відцентрової сили яка виникає на буровому поставі за рахунок конструктивного розміщення, наприклад, адаптера під кутом до осі штанги а також розміщення штанги з ексцентриситетом відносно провідного шпинделя. Сутність винаходу пояснюється кресленням (Фіг. 1), на якому зображена схема загального виду способу закріплення анкера у породах гірничої виробки. На кресленні наведено наступні позначення: 1 - шпур; 2 -сталевополімерний анкер; 3 - вміщуючі породи; 4 - нарізаний паз; 5 -полімерний закріплювач; S - відстань між пазами гвинтової лінії; dш - діаметр шпуру; h - глибина паза; С ширина паза. Спосіб здійснюється наступним чином. До початку анкерування гірничої виробки визначають міцність порід, міцність полімерного закріплювача, необхідний діаметр шпуру (dш), та проводять розрахунки вихідних даних. Визначають глибину паза h, значення якої приймають рівною (0,05-0,10)dш, при цьому для менш міцних порід приймається більша глибина паза. Визначають ширину паза, що нарізується, з співвідношення: P C  nз cp dш де Р - зусилля на розтяг, що діє на анкер, кН; nз - гранична міцність полімерного шару cp закріплювача на зріз, МПа. Визначають відстань гвинтової лінії, мм, за формулою: P S n Cl kcp dш  2h де n - гранична міцність породи на зріз, cp МПа; l - гранична величина зсуву анкера при навантаженні, мм, значення якої задається у технології; k - коефіцієнт західності гвинтової лінії, який приймається рівним 1, 2, 3 у залежності від типу бурового постава та міцності порід. Одержавши вихідні дані підбирають буровий постав (не показано) та бурять шпур 1 з пазом 4 згідно розрахункових даних у вміщуючих породах 3. При цьому в залежності від міцності порід нарізують шпур з одно-, двох- або трьохзаходним пазом за гвинтовою лінією, регулюючи швидкість подачі бурового інструмента. Вийнявши буровий інструмент зі шпуру, установлюють у ньому ампули з полімерним закріплювачем 5 і подають сталевополімерний анкер 2 у шпур з обертанням, забезпечуючи якісне перемішування компонентів закріплювача 5 і щільне укладання його у кільцевий зазор по усій 5 58761 довжині сталевополімерного анкера 2. Після полімеризації закріплювача 5, по усій довжині шпуру 1 формується полімерний виступ, ідентичний нарізаному пазу 4, який значно підвищує міцність закріплення сталевополімерного анкера 2 та його опір зрушенню під дією гірського тиску, що у свою чергу, сприяє підвищенню стійкості анкерованої гірничої виробки. Джерела інформації: Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 6 1. Заявка РФ на винахід № 99121986/03, кл. Е21Д21/00, бюл. РФ № 20 (1), 2003 p. 2. Giraldo L., Gotten S., Farrand J. Удосконалення міцності на відрив повністю закріпленої штанги анкерного кріплення за допомогою зміни форми шпуру / Рrос. 24 th Int. Conf. on Ground Control in Mng. - Morgantown, WVU, 2005. - Pp. 279-283. 3. Патент України 41968, кл. Е21Д 20/00, бюл. «Промислова власність» № 12, 2009 р. Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601