Спосіб кріплення гірничих виробок

1. Спосіб кріплення гірничих виробок, що включає буріння шпурів, установку і закріплення в них ін'єкційних анкерів, нагнітання в масив через 3 рід, що не дозволяє стримувати появу і розвиток навколо виробки зони зруйнованих порід. В основу винаходу поставлена задача удосконалення способу кріплення гірничих виробок, в якому за рахунок оптимізації технологічних параметрів і операцій забезпечується наближення поля напружень порід до початкового природного поля напружень, що дозволяє підвищити стійкість виробок. Поставлена задача вирішується тим, що в способі кріплення гірничих виробок, що включає буріння шпурів, установку і закріплення в них ін'єкційних анкерів, нагнітання в масив через ін'єкційні анкери твердіючого розчину, відповідно до винаходу, буріння шпурів і нагнітання в них твердіючого розчину проводять на етапі проведення виробки після установки основного кріплення, з відставанням від забою не більше за крок установки основного кріплення, як ін'єкційний анкер використовують трубу завдовжки 0,2-0,3 довжини шпура, а як твердіючий розчин використовують матеріал, що саморозширюється, склад якого підбирають так, щоб тиск від саморозширення не перевищував 70 % від межі міцності порід. Доцільно як основне кріплення використовувати рамне кріплення. Доцільно закріплення ін'єкційного анкера проводити його запресовуванням в шпур. Буріння шпурів і нагнітання в них твердіючого розчину виконують на етапі проведення виробки після установки основного кріплення з відставанням від вибою не більше за крок установки основного кріплення. При бурінні шпурів і нагнітанні розчину на більшій, ніж крок основного кріплення відстані допускається розшарування порід безпосередньої покрівлі пласта, що сприяє утворенню і інтенсивному розвитку навколо виробки зони зруйнованих порід, що призводить до зниження стійкості виробки. Як ін'єкційний анкер використовують трубу завдовжки 0,2-0,3 довжини шпуру. При збільшенні довжини ін'єкційного анкера більше 0,3 довжини шпуру зменшується розмір області ефективного зміцнення, що призведе до необхідності необґрунтованого збільшення кількості шпурів в перетині виробки. При зменшенні довжини ін'єкційного анкера менше 0,2 довжини шпуру, після нагнітання матеріалу, що саморозширюється, допускається можливість руйнування приконтурного шару і його обвалення у виробку разом з ін'єкційним анкером і твердіючим складом. 96816 4 За рахунок використання спеціальних матеріалів, що саморозширюються, досягається зміна поля напруги в породах приконтурної частини масиву, зокрема додавання горизонтальної компоненти напружень, що наближає напружений стан порід до вихідного природного поля напружень, і сприяє стримуванню утворення і розвитку навколо виробки зони зруйнованих порід, що дозволяє підвищити стійкість виробки. При перевищенні величини тиску від саморозширення 70 % від межі міцності порід, перевищується межа їх тривалої міцності, тобто допускається руйнування порід з часом, що знижує експлуатаційну стійкість виробки, і знижує ефективність даного способу кріплення. Суть способу пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 показана схема кріплення гірничої виробки, на фіг. 2 - схема закріплення ін'єкційного анкера. На фігурах 1 - рамне кріплення, 2 - шпур, 3 ін'єкційний анкер, 4 - твердіючий розчин, 5 - опорна плита. Спосіб кріплення гірничих виробок здійснювався таким чином. При проведенні гірничої виробки, встановлювали комплект основного рамного кріплення 1. Між рамами, по контуру виробки, бурили шпури 2, довжина яких складала 2,0 м, відстань між шпурами по контуру 0,8 м, в шпури встановлювали та запресовували ін'єкційний анкер 3, в якості якого використовували відрізок сталевої труби завдовжки 0,5 м. Через ін'єкційний анкер 3 нагнітали твердіючий розчин 4, що саморозширюється, склад якого підбирали на основі експериментальних робіт з таким розрахунком, аби тиск від саморозширення складав 60 % від межі міцності порід на одновісний стиск. Встановили, що для даної міцності порід (40 МПа) масова частка складових компонентів дорівнює: порошок 53 %, інертний наповнювач 22 %, вода 25 %. За рахунок даного складу компонентів твердіючого розчину під час твердіння матеріалу забезпечувалась зміна поля напружень і наближення його до природного поля напружень. Після нагнітання розчину герметизували шпур і встановлювали опорну плиту 5. Реалізація пропонованого способу кріплення гірничих виробок дозволяє стримувати утворення і розвиток навколо виробки зони зруйнованих порід, що дозволяє підвищити її стійкість. 5 96816 6 7 Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко 96816 8 Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601