способ крепления горных выработок

Формула изобретения

СПОСОБ КРЕПЛЕНИЯ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК, включающий проведение опережающей выработки сечением, меньшим проектного сечения проводимой выработки, бурение шпуров из опережающей выработки впереди забоя проводимой выработки с наклоном от ее продольной оси, установку анкеров с последующим добором сечения проводимой выработки до ее проектного контура, отличающийся тем, что шпуры под анкеры бурят в кровлю проводимой выработки в местах сопряжения вертикальных стенок опережающей выработки с кровлей, причем опережающую выработку выполняют на полную высоту проводимой выработки и длиной, равной величине подвигания проходческого забоя за один цикл, при этом после добора сечения проводимой выработки до ее проектного контура возводят постоянную рамную крепь под защитой анкерной крепи с отставанием от проходческого забоя на расстояние, определяемое несущей способностью заанкерованной кровли проводимой выработки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горному делу, а именно к способам крепления горных выработок с применением опережающей анкерной крепи при подземной разработке месторождений полезных ископаемых.

Известен способ крепления горных выработок с помощью анкеров, включающий бурение наклонных опережающих шпуров в направлении проведения выработки и установку в них анкеров, причем после наклонной части бурят криволинейный участок, а потом шпур бурят перпендикулярно к продольной оси выработки [1]

Недостатком известного способа является сложность технологии бурения шпуров с переменным углом наклона по его длине, а также ненадежность работы анкера в процессе расслоения пород, закрепленных на криволинейной части шпура.

Известен также способ крепления горных выработок, предусматривающий проведение опережающей выработки, бурение из нее шпуров впереди забоя основной выработки и установку в них анкеров вне ее сечения, разрушение породы и раскрытие сечения основной выработки, причем анкера устанавливают с заглублением на величину смещения контура основной выработки после ее проведения и выполняют их составными, при этом в пределах сечения основной выработки составные части анкеров выполняют в виде распорных элементов, а разрушение породы производят путем создания усилий распора в этих элементах [2]

Недостатком данного способа является то, что вследствие невозможности совмещения технологических операций по выемке горной массы опережающей выработки и ее крепления, в результате появляется период времени, когда кровля этой выработки окажется обнаженной (не закрепленной) по всей ее ширине, а это может привести к ее обрушению и соответственно снижению устойчивости горной выработки при ее эксплуатации.

В основу изобретения поставлена задача повысить устойчивость окружающих выработку слабых неустойчивых пород в пределах ее проектного сечения в проходческом забое до возведения постоянной рамной крепи.

Это решается тем, что в известном способе крепления горных выработок, включающем проведение опережающей выработки сечением, меньшим проектного сечения проводимой выработки, бурение шпуров из опережающей выработки впереди забоя проводимой выработки, установку в них анкеров с последующим добором сечения проводимой выработки до ее проектного контура, согласно изобретению шпуры под анкеры бурят в кровлю проводимой выработки в местах сопряжения вертикальных стенок опережающей выработки с кровлей с наклоном от продольной оси проводимой выработки, причем опережающую выработку выполняют на полную высоту проводимой выработки и длиной, равной величине подвигания проходческого забоя за один цикл, при этом после добора сечения проводимой выработки до ее проектного контура возводят постоянную рамную крепь под защитой анкерной крепи с отставанием от проходческого забоя на расстояние, определяемое несущей способностью заанкерованной кровли проводимой выработки.

Предложенный способ крепления горных выработок позволит повысить устойчивость окружающих выработку слабых пород в проходческом забое за счет исключения их расслоения и как следствие обрушения.

На фиг. 1 изображена горная выработка, крепление которой осуществляется по предлагаемому способу, продольный разрез; на фиг.2 то же, план; на фиг.3 сечение А-А на фиг.1.

Технология предлагаемого способа крепления при проведении горных выработок реализуется следующим образом.

На полную высоту h проводимой выработки 1 в пределах ее проектного сечения осуществляют выемку горного массива проходческим комбайном с образованием опережающей выработки 2, сечение которой принимают меньшим, чем проектное сечение проводимой выработки, а длину l выполняют равной величине подвигания проходческого забоя за один цикл. Конкретные параметры опережающей выработки зависят от горно-геологических условий боковых пород, а также от габаритов технологического оборудования, применяемого для бурения шпуров 3 под анкеры 4. В качестве технологического оборудования может быть использована, например, переносная установка УПА-2 конструкции Печорниипроекта.

После образования опережающей выработки 2 в ее кровлю бурят шпуры 3 под анкеры 4 с расположением их в местах сопряжения каждой вертикальной стенки опережающей выработки 2 с кровлей с наклоном от продольной оси проводимой выработки 1.

Такое расположение анкеров заранее обуславливает "скрепление" пачек слоев слабых пород кровли проводимой выработки в зоне, расположенной выше добираемых впоследствии участков 5.

В пробуренные шпуры устанавливают анкеры любых конструкций, например винтовые анкеры, с подхватами 6, ориентированными перпендикулярно продольной оси проводимой выработки (фиг.2). Возможно расположение подхватов параллельно оси выработки 1.

После возведения анкеров 4 в кровле опережающей выработки проходческим комбайном производят добор сечения проводимой выработки до ее проектной величины.

Затем с отставанием от проходческого забоя 7 под защитой анкеров 4 на расстояние L возводят постоянную рамную крепь 8. Расстояние L выбирают из условия несущей способности заанкерованной кровли проводимой выработки. Последнюю определяют расчетным методом по несущей способности анкерной крепи.

Далее операции технологического процесса в проходческом забое повторяются в описанной последовательности.

В результате опережающего возведения анкеров по предлагаемому способу исключается возможность расслоения и обрушения слабых боковых пород в призабойное пространство проводимой выработки 1 до возведения постоянной рамной крепи, т. е. достигается повышенная устойчивость окружающих выработку 1 боковых пород.

Кроме того, перенос операции по возведению постоянной рамной крепи из проходческого забоя позволяет снизить трудоемкость работ по креплению выработки и увеличить скорость ее проведения. Трудоемкость работ по креплению снижается за счет уменьшения расстояния доставки вручную в проходческий забой элементов рамной крепи.