способ защиты горных выработок

Формула изобретения

Способ защиты горных выработок, включающий бурение шпуров в кровле выработок с конусным уширением в устье каждого шпура, установку в них анкеров с хвостовиками, соединенными гибкими связями, натяжение связей с помощью анкеров, отличающийся тем, что шпуры располагают в точках пересечения осей, параллельных бортам выработки и делящих ее по ширине В на шесть равных частей, и окружностей диаметром 0,4В, описанных из центров, расположенных в точках пересечения осей с четными порядковыми номерами и линиями, перпендикулярными бортам выработки, при этом расстояние между упомянутыми линиями выбирают равными 0,6В, хвостовики анкеров выполняют в виде петель, которые образуют при помощи сдвоенных анкеров, а в качестве гибких связей используют трос, причем трос пропускают в петли, а его концы закрепляют в шпурах.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам крепления и защиты горных выработок в подземных условиях.

Известен способ крепления горных пород, включающий бурение шпуров, установку в них анкеров, соединение их хвостовиков гибкими связями, натяжение связей с помощью анкеров и нанесение набрызг-бетона (cм. авт. св. N 929863, кл. МКИ E 21 D).

Недостатком способа является его трудоемкость, а также большой расход бетона, так как для заделывания гибких связей необходимо наносить толстый слой бетона.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому эффекту является способ защиты горных выработок, включающий бурение шпуров с конусным уширением в устье каждого шпура, установку в них анкеров, соединение их хвостовиков гибкими связями, натяжение связей с помощью анкеров (см. авт. св. N 1064008, кл. МКИ E 21 D).

Недостатком указанного способа является недостаточная защита кровли выработок от динамического воздействия при выпуске горной массы, невозможность закрепления на каждом анкере более одной гибкой связи. Этот недостаток обусловливает дополнительные материальные и трудовые затраты, так как шпуры необходимо будет бурить по более мелкой сетке 0,5 х 0,5 м.

Единый технический результат предлагаемого решения - повышение защиты кровли горных выработок, снижение материальных и трудовых затрат на крепление горных выработок.

Единый технический результат достигается тем, что в известном способе защиты горных выработок, включающем бурение шпуров в кровле выработок с конусным уширением в устье каждого шпура, установку в них анкеров с хвостовиками, соединенными гибкими связями, натяжение связей с помощью анкеров, при этом шпуры располагают в точках пересечения осей, параллельных бортам выработки и делящих ее по ширине B на шесть равных частей и окружностей диаметром 0,4B, описанных из центров, расположенных в точках пересечения осей с четными порядковыми номерами и линиями, перпендикулярными бортам выработки. Расстояния между упомянутыми линиями выбирают равными 0,6B, хвостовики анкеров выполняют в виде петель, которые образуют при помощи сдвоенных анкеров, а в качестве гибких связей используют трос, причем трос пропускают в петли, а его концы закрепляют в шпурах, свободных от сдвоенных анкеров.

В результате применения указанного способа предполагается уменьшение количества буримых шпуров за счет возможности прохождения через узел крепления гибких связей большого количества последних (до 8), а также использования в качестве анкера того же элемента (например, троса), что и для гибких связей. Увеличение защиты кровли выработок от динамического воздействия при выпуске горной массы достигается расположением шпуров в точках пересечения осей, параллельных бортам выработки и делящих ее ширину B на шесть равных частей, и окружностей диаметром 0,4B, описанных из центров, расположенных в точках пересечения осей, имеющих четные порядковые номера, и линий, перпендикулярных бортам выработки, а расстояние между перпендикулярными бортам выработки линиями выбирается 0,6B, что позволяет располагать шпуры в вершинах правильных шестигранников, хорошо вписывающихся в кровлю выработки и равномерно распределяющих шпуры по площади. В отличие от квадратной сетки расположения шпуров расположение их в воронках шестигранников дает возможность в местах с наибольшими нарушениями сгустить сетку из гибких связей и в то же время уменьшить объем бурения шпуров.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображено поперечное сечение выработки; на фиг. 2 - расположение шпуров без гибких связей; на фиг. 3 - расположение шпуров с гибкими связями (стрелками показано направление установки гибких связей); на фиг. 4 - установка анкеров с хвостовиками, соединенными гибкими связями до их натяжения; на фиг. 5 - натяжение гибких связей с помощью анкеров.

Способ осуществляется следующим образом.

По выбранной схеме в кровле выработки бурятся шпуры 1, с конусным уширением в устье каждого шпура 1. Шпуры 1 располагаются в точках пересечения осей, параллельных бортам выработки и делящих ее по ширине B на шесть равных частей, и окружностей диаметром 0,4B, описанных из центров, расположенных в точках пересечения осей с четными порядковыми номерами и линиями, перпендикулярными бортам выработки, при этом расстояние между упомянутыми линиями выбирают равными 0,6B. В шпуры 1 вставляют сдвоенные анкеры 2 (выполненные, например, из троса), хвостовиками, соединенными гибкими связями 3 (например, отрезками троса, равными 1,8 длины шпура 1). Концы гибких связей 3 закрепляют в шпурах 1, свободных от сдвоенных анкеров 2. После указанных операций производят натяжение связей сдвоенными анкерами 2 с помощью продольного клина 4 переменного сечения, выполненного, например, в виде отрезка арматуры, длина которого равна 1,2 длины шпура 1. Продольный клин 4 подается с помощью перфоратора, причем диаметр клина 4 и диаметр троса сдвоенного анкера 2 должен на 15-20% превышать диаметр шпура.

Способ прошел экспериментальную проверку в блоке N 21 гор. + 325 м уч. Болотный шахты "Шерегешская" ОАО "Шерегешское РУ". В выпускных выработках была закреплена кровля над установками выпуска. В качестве гибких связей и сдвоенных анкеров использовалась прядь диаметром 17 мм/троса диаметром 50 мм б. у. со скипового подъема, а в качестве продольного клина переменного сечения - арматура диаметром 25 мм.

По сравнению с прототипом применение заявленного способа крепления горных выработок позволяет повысить защиту кровли выработок от динамического воздействия при выпуске горной массы из выемочных блоков, снизить материальные и трудовые затраты и обеспечить более качественное крепление выработок.