Архив 2008-2014 » 2010 | 06 Ноябрь-декабрь » Техника. Технологии. Безопасность
Канатные анкеры
Е.А. Разумов, технический директор ООО «РАНК 2»;
А.С. Позолотин, к.т.н., директор по перспективному развитию ООО «РАНК 2»
Начиная с конца прошлого века анкерная крепь получила весьма широкое распространение, особенно после появления сталеполимерных анкеров, когда закрепление металлических стержней в шпурах производится с помощью быстротвердеющих составов. В настоящий момент в Кузбассе на шахтах, отрабатывающих пласты пологого и крутого залегания, ежегодно проводится и крепится анкерной крепью порядка 250 км подготовительных выработок.
Собранный на 26 шахтах Кузбасса материал по креплению выработок анкерной крепью показывает, что на пластах пологого и наклонного падения анкерная крепь применяется для крепления наклонных стволов, уклонов, бремсбергов, квершлагов, основных откаточных, вентиляционных, конвейерных штреков, камер для монтажа и демонтажа механизированных комплексов, камер специального назначения и других выработок. Расширяется область применения анкеров и по горно-геологическим условиям: угол падения пластов изменяется от 0 до 30-35о, вынимаемая мощность пластов от 1,5 до 5,5 м, глубина расположения выработок от дневной поверхности от 40 м до 900 м. Значительная доля выработок, закрепленных анкерной крепью, расположена на пластах с трудноуправляемой кровлей. Из 52 выработок их большая часть имеет неустойчивую и весьма неустойчивую непосредственную кровлю, при этом в отдельных выработках основная кровля является труднообрушаемой. Кровля выработок в пределах мощности, равной ширине выработки, сложена породами с сопротивлением на сжатие, изменяющимся от 10 МПа до 100 МПа. У основной части выработок сопротивление пород кровли сжатию составляет 20-30 МПа. Из 52 около 21 выработки пройдены по пластам, склонным к горным ударам, 9 выработок — по пластам, опасным по выбросам угля и газа.
Из проведенного краткого анализа области применения анкерной крепи на шахтах Кузбасса видно, что анкерная крепь применяется во всем диапазоне встречающихся горно-геологических условий на пологих и наклонных пластах.
В настоящее время современные горнодобывающие технологии отработки предъявляют новые требования к параметрам подготавливающих выработок: увеличилась ширина выработок и их сопряжений. Отрабатывается большое количество угольных пластов, где мощность непосредственной кровли на высоту мощностью более ширины выработки представлена слабыми породами с возможностью расслоения и обрушения в выработках вместе с установленными анкерами. Таким образом, для поддержания широких выработок и выработок в сложных условиях при помощи одной анкерной крепи целесообразно использовать канатные анкеры глубокого заложения. Основная задача, которая решается канатными анкерами, — это подвеска пород непосредственной кровли к вышележащим устойчивым слоям пород (рис. 1).
В настоящее время канатные анкеры успешно применяются:
1. при креплении широких выработок (более 6 м), широких камер и сопряжений (более 8 м);
2. при сохранении выработок на границе с выработанным пространством для повторного использования и газоуправления;
3. в зонах выветривания;
4. при креплении выработок, пройденных в массивах с повышенной обводненностью;
5. для предварительно пройденных демонтажных камер;
6. для усиления крепи выработок впереди очистного забоя в зоне повышенного горного давления и при работе без механизированных крепей сопряжения.
В Кузбассе широкое применение получили два вида канатных анкеров — АК 01, АК 02 производства ООО «РАНК 2»:
— анкер канатный АК 01, с ампульным способом закрепления (химическими ампулами или ампулами с минеральной композицией), когда производится закрепление анкера на длину 1-1,5 м;
— анкер канатный АК 02, с ампульно-нагнетательным способом закрепления, когда закрепление анкера производится по всей длине шпура.
Существует несколько вариантов крепления выработок с использованием канатных анкеров:
— крепление одними канатными анкерами (такая схема возможна при длине канатных анкеров до 4,0-4,5 м);
— много- и двухуровневые схемы крепления, когда в забое производится крепление анкерами первого уровня, а затем, с отставанием, сформированный слой подвешивается к более прочным породам кровли.
Таким образом, применение канатных анкеров глубокого заложения, обладающих высокой несущей способностью, значительно расширяет область применения анкерной крепи и при этом повышает ее надежность.
В настоящее время по заказу ООО «РАНК 2» институтом ВНИМИ г. Санкт-Петербург совместно с филиалом ГУ КузГТУ в г. Прокопьевске ведется разработка «Инструкции по расчету и применению анкерной крепи на угольных шахтах Кузбасса». В ней будут даны расчетные положения для анкеров глубокого заложения и подведена нормативная база для их применения.
Главная » Главная » 2010 | 06 Ноябрь-декабрь » Техника. Технологии. Безопасность » Канатные анкеры