Спосіб кріплення гірничих виробок

Реферат: Спосіб кріплення гірничих виробок включає буріння шпурів, установку і закріплення в них механічним способом трубчастих ін'єкційних анкерів і нагнітання твердіючого розчину. Перед установкою анкера на нього надягають і закріплюють еластичну оболонку. Закріплення анкера виконують при проведенні гірничої виробки, а нагнітання твердіючого розчину в еластичну оболонку здійснюють через перфоровану частину анкера на стадії утворення зони зруйнованих порід. Після нагнітання твердіючого розчину, за який використовують матеріал, що саморозширюється, гирлову частину ін'єкційного анкера герметизують. Це дозволяє стримувати розшарування приконтурних порід при проведенні гірничих виробок і їх дезинтеграцію на стадії утворення навколо виробки зони зруйнованих порід, що дозволяє підвищити стійкість гірничих виробок. UA 100993 C2 (12) UA 100993 C2 UA 100993 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до гірничої справи, зокрема до анкерного кріплення і зміцнення блоковоструктурованого тріщинуватого масиву гірських порід. Відомий спосіб кріплення гірничих виробок (SU 987108 А1, Е21 D20/00, опубл. 07.01.1983 р., Бюл. №1), що включає буріння шпурів, установку в них ін'єкційних анкерів, нанесення шару набризк-бетону і нагнітання в породи зв'язуючого розчину після періоду зсуву порід на контурі виробки в межах величини, що допускається анкерним кріпленням, час якого визначають по формулі. Недоліком приведеного способу є його багатоопераційність, крім того, великі витрати зв'язуючого розчину, що нагнітається в породи, і відсутність можливості контролю об'єму зміцнених порід. Найбільш близьким по технічній суті є спосіб кріплення гірничих виробок (RU 2320875 С1, E21D21/00, опубл. 27.03.2008p., Бюл. №9), що полягає в бурінні свердловин, установці і закріпленні в них ін'єкційних анкерів з опорною головкою і сипким мінеральним заповнювачем, нанесенні на поверхню виробки ізолюючого несучого покриття, посвердловинному нагнітанні в масив через перфоровану частину ін'єкційних анкерів цементаційного розчину з дренажем фільтрованої рідкої фази і їх попереднє натягнення. Рухому уздовж осі опорну головку фіксують на вантажонесучому стрижні на рівні зони інтенсивної тріщинуватості масиву з подальшим закріпленням кожного ін'єкційного анкера в гирловій частині свердловин до зони інтенсивної тріщинуватості масиву. Нагнітання розчину цементації проводять через перфоровану частину ін'єкційних анкерів, розташовану після опорної головки. Загальними ознаками описаного способу кріплення виробок, і того, що заявляється, є буріння шпурів, установка і закріплення в них механічним способом трубчастих ін'єкційних анкерів, нагнітання твердіючого розчину в зоні інтенсивної тріщинуватості через перфоровану частину ін'єкційних анкерів. При реалізації способу за найближчим аналогом необхідне виготовлення спеціального ін'єкційного анкера з опорною головкою, що закріплюється сипким мінеральним заповнювачем. Спосіб може бути застосований у вже дезінтегрованому приконтурному масиві гірських порід після розвитку навколо виробки зони інтенсивної тріщинуватості, що виходить з умови закріплення ін'єкційного анкера в гирловій частині свердловин в зоні інтенсивної тріщинуватості масиву, це не дозволяє стримувати утворення і розвиток навколо виробки зони зруйнованих порід. У основу винаходу поставлена задача удосконалення способу кріплення гірничих виробок, в якому за рахунок нових технологічних операцій забезпечується опір процесу розшарування і дезінтеграції приконтурних порід і при проведенні виробки і на стадії утворення навколо неї зони зруйнованих порід, що дозволяє підвищити стійкість виробки. Поставлена задача вирішується тим, в способі кріплення гірничих виробок, що включає буріння шпурів, установку і закріплення в них механічним способом трубчастих ін'єкційних анкерів, нагнітання твердіючого розчину в зоні інтенсивної тріщинуватості через перфоровану частину ін'єкційних анкерів, згідно з винаходом перед установкою анкера на нього надягають і закріплюють еластичну оболонку, крім того, закріплення анкера виконують при проведенні гірничої виробки, а нагнітання твердіючого розчину в еластичну оболонку здійснюють через перфоровану частину анкера на стадії утворення зони зруйнованих порід, а після нагнітання твердіючого розчину, за який використовують матеріал, що саморозширюється, гирлову частину ін'єкційного анкера герметизують. Буріння шпурів, установку і закріплення в них механічним способом трубчастих ін'єкційниханкерів виконують в момент проведення виробки, при цьому трубчасті ін'єкційні анкери виконують роль силових елементів і перешкоджають розшаруванню приконтурних порід, стримуючи тим самим розвиток навколо виробки зони інтенсивної тріщинуватості на стадії проведення виробки і працюючи аналогічно традиційному анкерному кріпленню. Нагнітання твердіючого розчину, що саморозширюється, в надіту на анкер еластичну оболонку здійснюють через перфоровану частину ін'єкційного анкера на стадії утворення зони зруйнованих порід, це дозволяє, використовуючи відносно невелику кількість твердіючого розчину, що подається в еластичну оболонку, забезпечити опір процесу дезінтеграції приконтурних порід, що сприяє підвищенню стійкості виробки. За рахунок використання як твердіючого розчину спеціальних матеріалів, що саморозширюються, досягається стискування приконтурної області порід, що відбувається внаслідок об'ємного розширення невибухового руйнівного матеріалу, який нагнітається в еластичну оболонку. При цьому переміщенню стисної області приконтурних порід в порожнину виробки перешкоджає ін'єкційний трубчастий анкер, закріплений в донній частині шпуру, що 1 UA 100993 C2 5 10 15 20 25 стримує розвиток процесу тріщиноутворення в породах, що вміщують виробку, і приводить до підвищення її стійкості. Суть способу пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 показана схема закріплення трубчастого ін'єкційного анкера в порідному масиві, на фіг. 2 - поперечний переріз анкера. На фігурах зображені контур гірничої виробки 1, масив гірничих порід 2, шпур 3, трубчастий ін'єкційний анкер 4, опорна плита 5, еластична оболонка 6, клиновий пристрій 7, гайка 8, отвори 9 в перфорованій частині анкера 4, твердіючий розчин 10 , герметизуюча пробка 11. Спосіб кріплення виробки здійснювався так. По контуру гірничої виробки 1 в масив гірських порід 2 бурили шпури 3 довжиною 2,0 м з відстанню між ними 0,5 м. На перфоровану частину трубчастого ін'єкційного анкера 4 надівали еластичну оболонку 6, довжина якої складала 1,2 м, і закріплювали її. Готовий ін'єкційний анкер 4 встановлювали в шпур 3 і закріплювали механічним способом, а саме в донній частині шпуру 3 за допомогою клинового пристрою 7 при проведенні виробки. Потім встановлювали опорну плиту 5 і виконували попереднє натягнення анкера 4 за допомогою гайки 8. Після цього навколо гірничої виробки відбувалося утворення і розвиток зони зруйнованих порід. При досягненні зсувів контуру гірничої виробки 1 з боку покрівлі величини 150-200 мм через отвори 9 перфорованої частини ін'єкційного анкера 4 в еластичну оболонку 6 (в зоні інтенсивної тріщинуватості ) нагнітали твердіючий розчин 10, що саморозширюється . Після нагнітання розчину гирлову частину ін'єкційного анкера 4 герметизували шляхом установки герметизуючої пробки 11. Як розчин, що само розширюється, застосовували матеріал НРВ-80. Розчин 10, поданий в герметичну оболонку 6 в результаті об'ємного саморозширення, стискував приконтурну область порід 1, при цьому переміщенню стисної області порід в порожнину виробки перешкоджав ін'єкційний трубчастий анкер 4, закріплений в донній частині шпуру 3, що стримувало розвиток процесу тріщиноутворення в породах і приводило до підвищення стійкості виробки. Реалізація пропонованого способу кріплення виробок дозволяє стримувати розшарування приконтурних порід при проведенні гірничих виробок і їх дезінтеграцію на стадії утворення навколо виробки зони зруйнованих порід, що дозволяє підвищити стійкість гірничих виробок. 30 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 35 40 Спосіб кріплення гірничих виробок, що включає буріння шпурів, установку і закріплення в них механічним способом трубчастих ін'єкційних анкерів, нагнітання твердіючого розчину в зоні інтенсивної тріщинуватості через перфоровану частину ін'єкційних анкерів, який відрізняється тим, що перед установкою анкера на нього надягають і закріплюють еластичну оболонку, крім того, закріплення анкера виконують при проведенні гірничої виробки, а нагнітання твердіючого розчину в еластичну оболонку здійснюють через перфоровану частину анкера на стадії утворення зони зруйнованих порід, а після нагнітання твердіючого розчину, за який використовують матеріал, що саморозширюється, гирлову частину ін'єкційного анкера герметизують. 2 UA 100993 C2 3 UA 100993 C2 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 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 4