способ крепления горных выработок и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ крепления горных выработок, включающий бурение шпуров рядами перпендикулярно оси выработки, установку в них составных анкеров, сцепление их между собой с помощью подхватов и уголков с отверстиями, выполненными в его полках, в одно из которых пропускают конец подхвата предыдущего ряда, а через другое устанавливают в шпур анкер следующего ряда, отличающийся тем, что при подходе выработки к плоскости ослабления массива производят бурение наклонных шпуров и установку в них дополнительных анкеров, при этом оси дополнительных анкеров ориентируют перпендикулярно плоскости ослабления, а длину дополнительных анкеров задают с обеспечением их закрепления за плоскостью ослабления.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что вертикальный и дополнительный анкеры соединяют общим уголком.

3. Устройство для осуществления способа, содержащее уголки с отверстием на одной полке для размещения анкера и подхвата одного ряда анкеров и с отверстием на другой полке для размещения подхвата другого ряда анкеров, отличающееся тем, что оно имеет цилиндрический упор с диаметральным отверстием для размещения дополнительного анкера, в угловой части уголка выполнена прорезь, при этом дополнительный анкер расположен в прорези уголка и в отверстии упора, а длина упора превышает ширину прорези.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что упор выполнен в виде отрезка трубы из упругого материала.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано для крепления горизонтальных выработок при пересечении выработками различно ориентированных плоскостей ослабления.

Известен способ крепления горных выработок (АС № 1305356, кл. Е21D 11/00, 1985), включающий бурение шпуров рядами перпендикулярно оси выработки, установку в них анкеров, сцепление их между собой. Устройство для реализации способа содержит петли в анкерах, металлический канат, протянутый в петли, и распорные элементы для скрутки каната.

Недостатком изобретения является низкая эффективность крепления выработки при прохождении нарушений массива плоскостями ослабления из-за невозможности установки анкеров под разными углами к оси выработки перпендикулярно плоскости ослабления и жесткому соединению анкеров с разными углами наклона в одной точке на поверхности выработки.

Известен способ крепления горных выработок (патент РФ № 1652592, кл. Е21D 20/00, 1991), включающий бурение шпуров рядами перпендикулярно оси выработки, установку в них анкеров, сцепление их между собой. Устройство для реализации способа содержит петли в анкерах, стержни, пропущенные из каждого последующего анкера в петлю предыдущего анкера.

Недостатком изобретения также является низкая эффективность крепления выработки при прохождении нарушений массива плоскостями ослабления из-за невозможности установки анкеров под разными углами к оси выработки перпендикулярно плоскости ослабления и жесткому соединению анкеров с разными углами наклона в одной точке на поверхности выработки.

Известен способ крепления горных выработок (патент РФ № 2177550, кл. Е21D 20/00, 1991), принимаемый за прототип. Способ крепления горных выработок включает бурение шпуров рядами перпендикулярно оси выработки, установку в них анкеров, сцепление их между собой с помощью подхватов и уголков с отверстиями, выполненными в его полках, в одно из которых пропускают конец подхвата предыдущего ряда, а через другое устанавливают в шпур анкер следующего ряда. Устройство для осуществления способа содержит уголок с отверстием на одной полке для размещения анкера и подхвата одного ряда анкеров и с отверстием на другой полке для размещения подхвата другого ряда анкеров.

Недостатком изобретения также является низкая эффективность крепления выработки при прохождении нарушений массива плоскостями ослабления из-за невозможности установки анкеров под разными углами к оси выработки перпендикулярно плоскости ослабления и жесткому соединению анкеров с разными углами наклона в одной точке на поверхности выработки.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности крепления выработки при прохождении нарушений массива плоскостями ослабления благодаря возможности установки анкеров под разными углами к оси выработки перпендикулярно плоскости ослабления и жесткому соединению анкеров с разными углами наклона в одной точке на поверхности выработки.

Технический результат достигается тем, что способ крепления горных выработок, включающий бурение шпуров рядами перпендикулярно оси выработки, установку в них анкеров, сцепление их между собой с помощью подхватов и уголков с отверстиями, выполненными в его полках, в одно из которых пропускают конец подхвата предыдущего ряда, а через другое устанавливают в шпур анкер следующего ряда, согласно изобретению при подходе выработки к плоскости ослабления массива производят бурение наклонных шпуров и установку в них дополнительных анкеров, при этом оси дополнительных анкеров ориентируют перпендикулярно плоскости ослабления, а длину дополнительных анкеров задают с обеспечением их закрепления за плоскостью ослабления.

Технический результат достигается также тем, что вертикальный и дополнительный анкеры соединяют общим уголком.

Технический результат достигается также тем, что устройство для осуществления способа, содержащее уголок с отверстием на одной полке для размещения анкера и подхвата одного ряда анкеров и с отверстием на другой полке для размещения подхвата другого ряда анкеров, имеет цилиндрический упор с диаметральным отверстием для размещения дополнительного анкера, в угловой части уголка выполнена прорезь, при этом дополнительный анкер расположен в прорези уголка и в отверстии упора, а длина упора превышает ширину прорези.

Технический результат достигается также тем, что упор выполнен в виде отрезка трубы из упругого материала.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена схема устройства, два вида (а и б), и схема установки анкеров (в).

Устройство для осуществления способа содержит уголки 1, 2 с отверстием на одной полке для размещения анкера 3 и подхвата 4 одного ряда анкеров 3 и с отверстием на другой полке для размещения подхвата другого ряда анкеров 6.

Устройство имеет цилиндрические упоры 7 с диаметральным отверстием для размещения дополнительного анкера 8. В угловой части уголка 1 выполнена прорезь 9. Дополнительный анкер 8 расположен в прорези 9 уголка и в отверстии упора 7. Длина «а» упора 7 превышает ширину «b» прорези 9.

Упор 7 выполнен в виде отрезка трубы из упругого материала. Это позволяет путем подбора размеров трубы и материала задавать оптимальную жесткость упора для поддержания работоспособности анкера в заданных пределах при развитии деформаций пород вдоль оси анкера.

Позицией 10 на чертеже (в) обозначена выработка, позицией 11 - шпуры перед плоскостью ослабления 12, позицией 13 - дополнительные наклонные шпуры, позицией 14 - шпуры, выполняемые после прохождения плоскости 12. Затяжка анкеров и соединение подхватов с уголками осуществляются гайками 15.

Изобретение реализуется следующим образом.

При проведении выработки 10 бурят шпуры 11 рядами перпендикулярно продольной оси О-О выработки, устанавливают в них анкеры 3, 6 через соответствующие отверстия в уголках 1, 2 и соединяют уголки 1, 2 подхватами 4, 5.

При подходе выработки 10 к плоскости 12 ослабления массива производят бурение наклонных шпуров 13 и установку в них дополнительных анкеров 8, для чего размещают их в прорези 9 соответствующих уголков 1, 2 и в отверстия упоров 7. Оси дополнительных анкеров 8 ориентируют перпендикулярно плоскости 12 ослабления. Это создает наиболее благоприятные силовые контактные условия на плоскости ослабления, поскольку стягивающая сила анкера направлена перпендикулярно контактной плоскости и не создает сдвигающей нагрузки, которая могла бы провоцировать сдвиговые смещения по контакту, деформацию анкера вплоть до среза анкера и обрушения породы. Плоскость ослабления часто расположена под разными углами к оси выработки. Это требует бурения шпуров и установки анкеров под разными углами, что в полной мере обеспечивается предлагаемым устройством. Длину дополнительных анкеров 8 задают с обеспечением их закрепления за плоскостью ослабления 12. Поскольку наименьшую прочность массив имеет на плоскости ослабления, то для удержания пород лежачего бока по отношению к плоскости ослабления их необходимо связать с породами висячего бока. При необходимости вертикальный 3 или 6 и дополнительный 8 анкеры соединяют общим уголком, как показано на чертеже (а, б). Такое соединение анкеров создает в массиве условный клиновой блок, острым углом направленный в сторону выработки. Клиновой блок распирается в соседние участки пород, повышает плоские деформации сжатия поверхности выработки и тем самым повышает устойчивость пород кровли выработки. После прохождения выработкой 10 плоскости ослабления 12 шпуры 14 бурят в прежнем направлении перпендикулярно оси O-O выработки.

Предлагаемое изобретение позволяет эффективно крепить выработки при прохождении нарушений массива плоскостями ослабления благодаря возможности установки анкеров под разными углами к оси выработки перпендикулярно плоскости ослабления и жесткому соединению анкеров с разными углами наклона в одной точке на поверхности выработки.