автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.02, диссертация на тему:Разработка и обоснование технологии сохранения подготовительных выработок с применением рамно-анкерной крепи

•Ш!СИ!Й ГтДАРСТБШШЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правая pjKcrraça

ИОГЗДМ Söpsfl У'.яеЛвович

разработка 51 0шяювдщ-тш010гии сохранения пьл|ш)йгишшс вшботок с шшешу . рашо-аНкешой îcpeiks

Специальность Ш.16.03 - Подзешед разработка fibcfopbe^ctnU! Погзьяых йскопв-еишс

Дз'зорефора^

диее8р$&пкй щ гойскекяв у^яой е?епсня ¡•г.'лдяд2г1 еезинтес^гге trnya

bs* - ÏS96

{'ado?.- hl'ljf'iС,Л i? KC^VlO-^íZf'^Ol ~%-¿

Rp3Í,K?K0-i®*i0Tp¿T.,í0^tS';Ví R ПрОЫЯ'НЗЦ »Ч'9»«Ш! X. fíZi:'

iSHïknuau ош;о;ж! Шта^пжа-Х'сггг) г; луичЬ'-'Л гос^м^и:;'^;.; j'Hîa'epoiiïc-i'o.

HcR-tsjirtl ri «язЕодаггь ракг.уезп.иагн, яроф, Сйэгнкэ D/Il. .

Цедваодш огшонси.а?

mm^att MU, »uon?.mnunvî'iï,

проф. ' ' рада'рцлз В.А,

кади^ехи.и^к, доц. Прохоров Н»П,

Всдазе прс^ыигйгэ - 110 "Еорц^куюгй»'11

Зеьгт» якссьртацзи ооо?св*ед ",13« порбга; ■ 1925 г. Р JiîL— часов на восгдшши двесв|)?сдглнаогр tQfcsïQ К С63.47.С4 ïiynbCKoro rocspapcwssiaiors ункворватсг-ь rió wxpscyä ЗШ50» г. Тува, яр» Ленин®, ©2, ytisjôrJiîi корпур О, cj'p, Ï8I,

С дксеертеднай когда огныюгегеьоя в 0вЗ«йоти> ïjwcjroro го-сударсзеоиного университета.

Автореферат pàsocnaîî " S i Д .октябри , . ШЗ г»

Ученый сокретаръ •

диссертационного совета ' , л^ vy

каня.техн.недк, доц. H О.К.Пясцуиов

OHJW РАБОТ!

Corpus««« урзбовгиетяа OttecmrâiRt эгсоготгезстдай »ЗДешга-* _ рос^з п бзсЬямтс^к дойки ;/гг.;; ка вахтах а нгиЗомгеП стопслш озо£тс?ауе$ бз&уигюовед тахаэгогпяг рздработии пологкя пяввтов • »то атог.6or.ofi скоте*® о соярснэнизк подгогош-говтая шграйотоя на е нроотрзяс'кюа jura йовгориэго • йсяояьзоей-

ils сзбГо snçra ездач, окязеаля q соЕертэнетвовгыпгем данной тзетэгогвя на глубгмая, особое тот вкквкш? ракенпо

р.осорнз n?8Cosw й heœsxf.ïswtt ааграгамэ обвеаечкть эасплуатпцксн-псо cboramm» куреЗотоз a îîwîjiko nesro срока нх сгукбн. Вкгкуо рзяь й D-fon кг<еет ;:г*д ярсш ;; со нарсотссть.

ОсяошсЯ 1фсяьп кдезбетэз» подозрзетк& плкякет очиеяшх рз~ C6S, аа егж?©з ПО "Dop^ajratb0 явзяетея йэг^длгсеекая под?е,тп--рая врэчная ïpasatçtmcat крпяь Г(Ш-АЗ о птизотш установка 1,5 fïû мэтр 0 63 55 iicoïîoïpri uî>, »39 riîccrçyn кзсуг/я cno~

•cotît»c7b (Î69 « 320 ril), бра еиспоиияж крэвта 0,0 » 0,7 и (из.

m taspy ЯпкнеЯ еабоп й «сиагоа 6с«ц с«абяшрсциа скоростей ¡йажнкя) гоаяэдясэ дгфо&ироваюяа сапшэкрспй доактйет, яаа вогявая ейаягэ; 30 ni» клая»* пвобгбдпаоеуь еэ оамени в час- . 5ШКЯ» верэкрспкгагйя rt$atio«>sr; Егдагедчэ обьем ргконта выркботог: дов^ягеаг 100 км, tia.<sro ртаяо^етсй воз5в"б гаа.? ютеляопрхата СШ, ..

Прнчигюй, пртеодясзИ й дй^ормгровеяна оязкгятоо крепя, кг» • вгодвтвао, к перзгрспяешп с>:р«5оïttt, лвяямоя -саоеюй» -гсееакшга-псзкяЯ процоов, пройегоДЕЕнЯ а кригяшЗуртем йаеааве, s осиоиши п веяв вгвявня очвейшй p&Soîi Нзучеико дашзго процесса и крошз-деяио вовремя кзропрюгейа по укениеюю мыслят скшвийя га рав-овсеяня пород йровяя в »той йоиз поэ'эодяот еопратйтЬ натериаиоем-кость ïtpen^cHSî.'i it трудоемкое??. работ, иеобтодмщ» дел сохр-ъненнл МфгЗоткн на пстохияйся срок es onуябч.

Одним из иктравлекиЯ соипр2енс7гоЁа!«л способов еохрачекгл подготозотеяызд выработок яелястся применение rpensfl, кспользуг)-енх i'ecyqyB способность окрууаплэго г-иработпу гзсскса repstint пород. Нйляутаэ результата получзчн при сотетшл:!! pav-fof! крепи с <ш керши«

Однако ивяо«ьэозай»9 техно логической ехбш, прсдусматривахь еоЯ возведекяа амяс' двух вкаов крши !1спосредстввнко в проходческом аебое, приводит а снижикя староста проведения сотайоток. Це-

лесообразно разделить эти процессы в пространстве, обосновав кес-то установки вшеров. • -

Позтому исследования, натравленные на установление рационального расстояния (ооны) возведения анкеров (как крепи усиления вместо-стоечной усиливатезй крепи) впереди очистного вабол я определение ¡эффективности такой технологий, являются актуальны»®.

Работа выполнена как составная часть исследований, проведенных по темам НИР ИГД км, А.А.Скочинского (Р гоо. per, 0i86qc769i6 и 01670061235) к хоздоговорам (Froc* per; £192241000 й 2192256000} институтом "Печоркиипроект",

Цель» работи является разработка в обоснование £ф-фектпккой технологий сохранения в эксплуатационном состоянии подготовительных выработок, предназначению: для повторного использования и закрепленных ргегмо-анкерной крепью, обеспечивашай рниив-ние материалоемкости и трудоемкости крепсения, a Такге Пошшонке безопасности труда.

Идея работи заключаемся в сохранении оплошности массива прк установке ан'керо.», применяемых в качэствз Храпи ускло-иня рашой крепи, впереди очйстного вабоя в бонз с шшшздьнш расслоением пород кровли.

Методы и с с л о д о в а н к я. Б работе кеяоиьеоеш комплексный йетод, вклгоаЕЯЯй научное обобщение й анаше оросо-? денных ранее исследований, аналитические и лабора?орнке исследования, проиэЕодственно-окслернментальние наблвдения, стьткстичес-кий анализ к технкко-оконогачсское обоснование гффохтншостн технологии сохранения подготовительных виработоп рашо-ыцгзрноА крепью на весь срок служба.

Научные полосе к и я, раорабо^в hji » о • лично соискателей, к н х н о в и в н at

- выявлены особенности процессов, происходящих в приконтурном ' L-accHiiG пород кровли выработок в эоне влияния очистных padoiе ото

позволило целенаправленно работать над созданием оптимальной технологии сохранения повторно используемых выработок о применением рашо-анкерной крепи;

- определены рациональные границы зоны установки енкеров спа-реди очистного забоя и параметры их заложения, поэоолягшае не допустить дальнейшее расслоение пород кробли и снизить их смекенне?

- обоснована необходимость применения в зоне влияния очистног го забоя анкеров, армирувшх кровля по всей кли большей части -шпура, позволявших эффективно использовать ее естественную несущую способность; ■ ■ ■

- б -

, * - дмгшмит ?ая«!чссавя ч епойокгаевкпя вффектя^кэсть разрабо-■угяксй' тзхполспти и определена область сз применения.

О ¡¡'о о II о I як н о о » ь . п достоверность нвутанх полоушгоЯ, доводов я рекомендаций подтверждается?

- предотавлеппш рбьсмои производстпенно-акспо ркшнталшгх «гбляяенйй, проведении:: з условиях эмг Печорского баасеПна в гнрэботквх на протязеннн более 3 км{

• - пр|здо!е;шэм апробированных ыетодоз гнспернмеиталиадх нссле-дапвнкй и соотпотстэукззй регястрируеггей аппаратур"?

~ удеаветпоратэдшой оходшгоетьо результатов аНйЛПЮТТесКПХ рсотетоа и аязтшх иесявдовыпй (расхождение результатов н« про-сьт7Е.а* 15

- яояэзпгвяья^мя результате:!« внедрении разработанной тахпо-гогня • сохранения подмтоякталыпяс виработой.

Н а. у чипе значение? районы пакк«чвется в ГУаздензз оесботйстеЯ• де$орилроуан8я и раярувения прикентурного породного пассива повторно испо льзусчяя'виработоя, вакрепленких рюмо-еттерной креню, а 'в устаяояденпп характера связй неуду па-рмитргч/л технологии крепления а показателя»» смешения кровли.

П р а и ( II п а о ¡1 о 8 з н а ч о н а & работы зак-гзчае^ся п.разработка технология сохранения выработок для ппэтер-його !>сЯоп|>еогг»!'Л рт<чо-рнкеряой прельо с прюгеншиам усовертен-ег?ое«эяш яантоют аккерав, уегетпттмтх спереди очистного забоя', Н способов н* воярадежм.

Р в а п и в а ц И л в и з о а о Ь- я редоманда-Ч я Й раба? ». • Рсзрабсгайноя технология сохранения подгоио-{?йтвды;а* дарабоЗД» а ;йр»б<гЯ811!!е!1 рйию-анкэрной доели «а ослопе ЬймгосяГ аня&ров внедрена на каггах "Роргвворекая";' "Проикн.чснная" "< "Вадпй* ПО "ЧЗорпумугояь" п февилэовим еконогзмоемш пффоктоы 53,1 тм; р. в цепах- г. (с учетом Переводного 'коэффициента, раззяго 2£60, оЫнс^аъесЬнЙ Приведенный й йенам 1995 г.,

еооодзю« 160,9 -илм, рублей). Результат;! «ягадаитой работа реа-5и№й'*йну а разребмеМрвй *Срм<еняой »гогдаади»! по реечату н при-!.«ш&!П:а оикэрной прели па "йзгя'ах Вэадрвкогв бассейна",. утвергдея-Пай пер051- ЗбАйУитбйё« ГшфшяйМ директора коЛлеатп "Росуголг>*.

А й.р о -Л а и« й р а Я о ■?.«/„ 0с*!ои»?е пцогеияя дисеерта-цкойной равотн й ей о'гДйа'Ж'э раздела доклпдМзйяйсЬ на 1-ой иауп-«ачфа!гейчев&ой ¡»юдодцх а вп«#л*чегов Йсчор-

впзгб зтоШгаго й&асМт (г, Вйр^»а, ЙПб г1.), »¡а. СеасеЬоИсй на-

- б -

нере кафедры технрдогни и комплексной нехвниведин горних работ ТулГУ (г. Гула, 1993, 1994 гг.), не Учёной совете института "Пе-чорниипроект" (г, Воркута, 1994 г.К

Публикации, Основные положения диссертации отрданы в 7 печатнях работах, 4 авторских свидетеяьстваж И 2 патентах на изобретения.

Структура ü о (!и и р ft tí о « р. Диссертация состоит из введения, пяти рл&в и заключения, нзяозеннвх на 143 страницах машинописного текста, р содервнт 34 рисунка, J3 таблиц, список кспоиьоозанкой литературы «s 116 иаукеновакий в придояе-ния.

Диссертант виравает благодарность старвему яаучному сотруднику Н.У.Лопукову за окесенную уе-уодическуо и практическою пошнь.

OGHOBílOE СОДЕРШШ. РАБОТУ

Исследованиям. направленным на повышение эффектности сохранения подготовительных выработок, р той чксяв п вона пйияиия очистных работ, посвяиены работы щогих недяно-иоеведотольскцх институтов и вузов? ИГГУ, ИГД ни. А.А.Сцочкткого, КИЩ, НубНИУЙ, ЦНИУИ, ТулТУ, Печорнципроер9 и Др. В числа уненух, внесши* больщой вклад я решение данной пробвеьи, следует DTfesníTfiJ С.Г.Аьераяна, К.А.АрдвшэЕа, А.Д.Борисова, Н.П.Бвдина, р.С.Бувуче?а, Ю.С.Заславского, Б.Н.{(аретникова, Н.И.Мзлщикрва, В.К.СемшоссроГо, В.Д.Сге-сарева, В.А.Потапенко, И.Л.Черняка, А.П.Шцрокоеа и д^,, а %вхга зарубежных ученых А.Коста, А.ЮИг&,-0,Ялоби. - .

Однако нерешенные Допросы еще есть,, й частности np^í применении ремной крепи в сочетании с анкерами. Дет со5фаненкй fc&patíoícK технологический процесс обычно предусматр«в B«f анкеробсиие непосредственно в проходческом сабое» Но даго в ьлучао |фнш«зн|ш b$j- • со непроизводительного анкероустаноЕодаого оборудован!«! ?¡s еовреде-ние необходимого коянчйствй. (шгаров р одаом рда еатратапасгся почти вдвое бол|>ше ррекени ( чен на установи одиоП %Щ2! ccHOUlofi препи, что сдерглвает скорость проведе?{Ия выработке. •

Следует выяснить целесообразность устеноыпг анкеро®, являвшихся крепьм усиления, не в проходческом ваСсе^ а & пройденной шработке спереди очистного йа^оя, рапрекнгз эти Процессы S ¡¡рост- • ранстве. При втои нзобходиио ЬздсннН, На кайои расстояний üieps-нн очистного забоя дрлтны вестись р&врты fio созведенвр анкеров, чтобы они были наиболее •■-fámrp, рш, не $юмуе1щяи опасного pacqáee-ния пород, а таю-е спредеакть П геометры анкеров И ЬЯ iraumciit'e др

периметру рергцша.

Исходя кз поставленной g диссертационной работе цели рсаалксь ахедугаие задачи?

- кэутть особенности процессоэ, прогогодяжш в. прякоктурном traecirae подготоеятрлшнх выработок, особенно g гене втгнря очистки* раба?, для опрядэлекия рационального расстояния (acra) установи енкеров ст очистного сайоя и уточнения параметров fe: оало-гення;

- вибрать ронртрурчнр анкерной арепи, устаиосять ее работоспособность n усопсрзенс?ровать|

г- разработать тегнокогичесгуп czsir,' созфзненкд подготовительных г->'ряйртоя на otsfofíe п^жмекеняя ргкпо-инкерной крепи' с установ- • поп бранная «ctepoj» Cr $еа<швтзв srpoaa усяашея) ьпероди очиатао-

fo !?R6ofiÇ .

- прочэети перытегеп гзрижтов ехет р п>: сргхястпе во сжегой пря перольеовеиря esoesao;? »опгйвапгэЙ jcpoíint

- уотачорцть область пр!№?ксикя рапокендуетюй теянологйн;

- определясь ер а^ек^зиепть.

Для ргяшзщ роатаПЕОнгяяс гйдач автором в дачествэ основного é/ч npfôvfç гтетод rksthss гоедеяоваиий к провзкдестйошгйс оксаергажн-Ïod по оир^огемуя зсяяюуарйсстсй а готсотшшия показателей ро-

(Îcpîfîtpocann пород ?фояз«| в кф-з^те« а ржядоп я ргхлю-ояяернкич • дали?"!.

Изучите процесса ращ^тй* сг/яиенря массива ,ссузе«угввяаось катодом тнпчрекогд №№9Л8рэря1$я« aasyawip й по глуиш-шп реперам, ррспояагггтпш на раэдячншг раостоянкях о? контура гырайогян п впу-рах, проб*фекких Рэероо&рясяо в шэдслссти osremm.

йсоледорачия па опракеяензда рационального расстояния (вонн) устанорхя шкэров• отноептзянт ошотиого забоя, в иашводьпой степени боотретотеувп?Я их у-равтеррсткдз, селясь в сыра-йотках пластов Мопного, Тройного» Четвзртого, Сродная гокнео» штстоэ соответственно составляла 4.0,- 2.6, 1.5 н.

Результата экспериментальная сгеиок о пооледугкей обработкой вдавдх на ПЭЕЙ с псяоиью регрессионного* сиалиэа покапали (рво. I), что селения, осодосшг репероя о продета зоны опорного давши« отчзтянво подтверждав золиосоП характер проиоходяпизг„в массива процессов раетя»анкя-к*атяя, .обусловленной псрисдччностьа о.брупэ-. пип кровли., Атеязацгя процосса рэгтягския порой кропая прякон-туркого иасснвй внрьйоток практически совпадает с началом зегш опорного яазшниг, Почогениа аастреыума р^стстенчя to времени и

Графики изменения смешений оводовы* реперов б предела* зоны опорного давлений епереДй очистного забоя

дЦ,м -50

-40 -30

-20 -10

О

Ю 20

О 10 го 10 АО 50 60 -?0 Ъ(П

плаот Мощный (Щ = 4 м)| й -падет Тройной Н,8 пласт Четвертый (ш = 1,5 м)

Рис, I

пространстве обусловлено моментом обручения осносноЯ кровли н удалено от лавы на таг посадки, а величина з?;стремуна находится в зависимости от вынимаемой мошоетн пласта.

При вводе величины отклонения + 10 % для среднего положения экстремума относительно лагы определены границы зоны, в которой целесообразно ведение работ по упрочнению приконтурного слоя пород непосредственной кровли анкерной хрепь» спереди очистного " . забоя. Эти удаления соответственно составляет? для пласта Иояно-го - 30-33 и, Тройного - 20-22 м " Четвертого - 26-23 н.

Для наиболее полного изучения характера развития снесения массива И определения параметров установки анкеров р плоскости сече-тт выработки, при которых она пффектишо работают на растяжение, прогедены специальные исследования. '

Обработка результатов инструментально наблюдений позволила получить зависимость смешения массива (И , им) от нескольких ле-рс!!снних, с наибольшей точностью тгрокекмнруемув выражением

ит"" «»

где $ - расстояние от контура выработки до исследуемой точки Массива по длине ипура, н? - угол залоя-еняя между направлением ипура и напластованием- пород, град.? Т - интервал времени, ваэдсщЕВй от пошгеняп очистного забоя до момента адасроггшил э спткмальноП зоне, су?. Когф?!Кциеят Коррэлягши для Двиной зависимости равен 0,8,

Устенацлекр, что наибодкпее влияние на сдопения оразывавт временной фактор (41,2 5!) и угол заложения (£2,1 %). Так» при изменении угла о 10 до 45°, фиксируемте скетойкя разнятся более ':рч в два.раза, н интервале 45-60° рнгенсивность прирачекия сие-иек«Й снижается и разница » их величинах не лревкаает полутора-кратной. Следовательно угет взлоггаиия анкеров ло периметру верх-Ияка долзды быть в пределах 10-45° а направлении, перпендикуляр- . чоц налластовянкю,

„ Определение размеров зоич трегиноватостц и характера ее развития по мере дввгения"очистного забоя геьось путем измерения оуииарной трегдаей поздухоироницаемооуи горних Пород по скорости падения давления сзатого воздуху в шпуре.

С учетом шавяе^ых областей напря^енно-дефоргафо^анного состояния иайеиьа К степени расслоения пород з зоне влияния очистных раг!оТ установлена, что ¡величина еук&арной трепетной воздухе-проийцаеотеги роадп Еыработаи кмеет по гонам переменный характер.

Так, по пкасту Ыовиоцу ив глубже 1,4^0,^ и происходит р&скрьтке--сжатие трещин & деформируеуых породах! «в глухие (1,4.,.2,£иО,£а находится гона неупругих деформаций, характеризующаяся образораии-ём новых трешин, а далее - Бона упругих деформаций,

Размеру двух первых дои доданы бить уменьшены в результате применения анкерной крепи. Поптому для надежного поддержания кровгй следует применять анкеру р закреплением » порода* по роей ИДЯ большей чаотИ впура» Выполненные исследования показали,/ что необходимая длина анкера в половине выработки, прилагающей йочистноцу еайою, дорзна бйть равна 2,7 - 3,0 м, а со ворону целина дортатач-но иметь 1,8 - £,0 м.

Сравнительное испытания работоспособности разлитых |грнотруа-ций ак^ерор в условиях шахт Печорского бассейна эыярйЯИ, ВДга И»й-лучпим;! силовыми йарахтериетвйамо обладает аиреры двух ендор? е закреплением натренированными сиесями Й сицторне, .

Проведено сопоставдзние текнаяегкчиаоти втце деух |юие?р Хроноыэтра?11|.'е набосденря'показали, что ерено из д^ух угорек рй смену {50вводит 18 « 16 вйнтоаыж «Нгчрор, а шцшров с оакргпденнеа . патрошфойанныкй еуесямй - ие йолве трех-нят^ ва "гакей сс прсук-¡гуток времени, то есть на одрн ррнтовей «цг«>р вщтнъы'гйп ь 3 раз р. ^еньше ьреирни, нем на ви?е{! о ^гяолненйе^ патранпрсешгэд::; смесями« ' ' .'*-':.

Таким образец, рртггорце «к^ерк по трглюпогичкостн более предпочтительны Д2я применения в раадо-Ь^ркой герерй, ,

Углубленнее ^ссярдоЬадца работоспособности йн|:еро|!

проведено с ЦеЛ|ф досненЧЯ необходимости Я ьозаогнэстй совершенствования ка^'их >оцс?руш|Н( "гак I: технологии бозведс;>}рь .

Ешйлено, что на р&лкчин? крутпйгго момента прй 8&ри1*ч;:ранк« и прочнасть открепления ринторвге йньера (урклир г4гдергцраивл,' при котором енкер сдвигается В ШП^ре на щяг ринга» т.ё, На 30 влияют, параметры пройУрендоро шура {двдн», дкаметр^, щ особенно прочностньо *врактерис?нки пород, » кр?о|щ'х ан^ер-соэеоди^ся.

Тш!, в условиях пород ?фОПОСТ()Ю | - й ДЛЯ Би-

тового ан??ера с нвру**шм диа^Мрои' 31 |грутйат$ цоуЬн? При диаметре ктура 29 составляет 40 Щ а при УменЦеийЯ д,Н$метра опу'ра до 26 \ф. он у&елшшйается до 70 Нр прК загл^бяеНнИ й обоих случая* на длйЬу 1,6 м. При / = б й'диаметре япур» Ё9 мм крутяглй момент составляет ВО 1!« при заглублении на МИНУ 1«б у, а при 26 ш необходкмое усилие столь велико, что закрутить ан-' кер в кпур невозможно. Диге при £7 мм крутящий момент достигает

- ц -

£00 Ям ГфИ зеглу0лэнии рсего на 700 ны,

При исследовании рабочих чссрактсрнстия выявлено, что для вин-трвых анкеров, установленных на длину 1,6 м, при ввдергивагаей силе ЮО кН смешение не превышает 5 им, исключение составили анкеры, установленные в породах крепостьп $ » 3, При диаметре йпура 27 мм их смешение произошло при Усилии всего SO id!.

По реэулыатм« иахтнкх исследований рабочих характеристик винтовых анкеров после обработки на ЭВМ получен» зарясийость

к р* 17д77- 3,ßd +1Щ{* 0,051% <2).

где Р - прочность закрепления .вкиторогО анкера, кН; d - диаметр ?шур?| И1? f - крепость пород По шкало проф, Й.Ы.Прото- -¿ьякйяойа{ t - длина закрепляемой частя шпура, которая Находится t'iUe свода ойруэения, tm.

Эта вгвасимость с высотяй надегнос^ьв елпроксг;м:руст нпссив ртатистячесгот денных ( Г = 0,925), Разработанная на ее оеновё Нокогргмиа, представленная на рис. повволяе? прогноанроза?Ь Ьозмсгйуо прочность закрепления глнтошх анкеров в выработка* с различии*.« горно-геологй»,'0сякм|! условиями или варьировать пйрв-t«e трака ■ Efiypa для достижения заданной прочности закреплений, Дм воацодаостя увеллченкч длтф закрепляемой час»?! еяура разработс-iiö-Монтеру »дйя E)iHTDT5oro рняер.1 с дополнительна» ирущтни5д ньхо-

Ограничение на прдеенекре вянтокп еррероэ п&кладнвает йодь-nsß крепость пород. При 8азкнчивя*ии в шпур:», »годякие п посча-Нйк ¡rpetioOTb» ^ ? пересекаршяе Трцрр plmi» й хана*» тако-

го пёьчашпа, ¿рутяйрй уойен? пребыжает 200 Нм до^е прм диаметра шпура 29 'tis, рноивар?- дефорр.ц»га ацкерор.

С ¿¡сльй расширения ойадсти пррмененря ррнтовня ан?:ерор по ttpspocTVi пород йраяЬтён иоруй tpoöptJ установка, водвчшяийсл Ь преяёзритпльн&м оЙрязрпйяйв pjiHTOcnj! ffSirftBKit a стенках спура о попогеьй специального устро)1с?И дед её нарбаки. <

!fcniiTsHi;j| данной с^особг» бняз проЫдены а кенйёЯернсм втрэ-р ?12-в пакета tbnibrö на яахте Борг широкая* . В кровле вира-" 15откй палеГад йдевроди? е / * 4.,,ßr На длине спура было два ■ прослой песчпнйда tiocmocitp 0.0Я.»¿0,1 в Ь прочностью f = От ронтурЬ ьвравотк|1 пройдой располагались, coqt-

tifeTCTfceHHo, на расстояния 0,9...1,1 t» 1,8..,1,3 м.

Количество Деформированию? анкгроз при обычном способе их возведения "В таких породах превузШЬ ¡33 % от чНсйа устанарли-

Номограмма для определении прочности закрепления винтового анкера

d,m 25 п

26 -

29 -

30

Ключ: í-t-^d

H-

H Р,кН f

jQûi

180

170

J 60 150 140 ПО 120 lio

100

90

eo

70 60

к50

Î0

20 5 o

O

У

\

Г 8

l, И H • 800

Рио, e

etáux, 2a счет предварительного образования винтовой канавки в стенках втуров бйла пояностыг) исключена деформация анкерных Отерж-нсй.

При рояичественной оценке влияния винтовой канавки, пбразуе-|4рй в стенйах шпура, на величину ирутяверо момента установлено, «То при завинчивании анкера в тур без винтовой канавки в момент достижения перши витйой стергня прослоя песчаника Крутящий tóo-иент £езко войраотаст и достигает величины ПОО Нп и более. При аавйн^иванив бнкррор в такие ffs штуры о винтовой кенаркой величина крутяаего момента но премтаот Ш Им дауе прй пересечений дйуя прослоев Мсчрника,.

Прочность ¡закрепления анкерой írptf наличия винтовой канавки несколько снимется Н устье, шпура, но уже превышает нормативную при йй заглублений на величину всего Б00 км.

Твкки образом, при завинчивании анкеров в шпуры с предзарй-Тедуйа образованной в и» стенках канавкой ре личина крутящего feo-кэНта снижается я I,5,,,2.p<t3át что позволяет устанавливать анкеры 0 породах крепость?) р f « 9 Сед деформации анкерных oreps-ней н сиияенрл прочности нх взкрепяйная.

Дополнитеяьсоо врекя на образование винтовой канавки' в стенках шпура длиной 1,6 м составляет всего 1,5.,.8 мин.

Отработка Технологии сохранения подготовительных выработок рзкно-аякерноП яррцьй с установкой аийероо впереди лавы и выяснение ев Р$фектйВиоетя бвяй выполнены в выработках трапециевидной форш в условиях пласта йоиного вахты "Воргаворсйея" на глубине еалои'ения от поверхности 190-330 м.

• Прикененйв анкеров пойвод?ло о а счет снижения расслоения заел хгрс Ванной пачки пород кровля уменьшить конвергенцию на 27 % И отказаться от усиливавшей стоечной крепи как впереди, так и позади лав», За счет кеиьзоро нагрутеНия ракной крепи была исключена деформация ее эле^ентор.

Принимая во №йМйНйр все возраставши объем использований кра-ри КШ-АЗ при проведении Я сохранении выработок для повторного использования на граница е выработоннш пространство», о учетом тенденции росте рлубнны-Щиення горных работ, необходимо было отработать ату технология и. для выработок с арочной крепьп. При этом потребовалось создать и испытать конструкцию р&мм о-анкерной крепи, йтвЕчаищ'В рлгдуити требованиям? простея конструкция узла соединения верхияра е аниорами; на сопряжении обеспечивается- уыеньае-нне опускания верхгака и,совместная работа анкеров с рамой; левы-

пается безопасность работ; достигается снигенис трудовых и материальных згтрат на сохранение выработки дет повгоркого использования.

С учетом зтих требований разработаны и испытаны две конструкции рамно-енкерной крепи и ссответствуюайе-способы ее Ьозведений.

При первом способе конструкция ремно-анкеркой крепи представляет собой арочиу» раму, верхняя которой дополнительно закрепляется парой анкеров, входязих в породу по обе стороны от верхняка. Увел соединения отличается простотой и «свет находиться в nr>6oíf точке по периметру раш. •

Достоинством разработанной крэпи является то, что благодаря созданию грузонесушего слоя прйконгурного масоиэа путем еркиро-кания его при анкероЕании н за счет »есткогр соединения анкеров с аркой, получается едина« конструкция. Причем она попволлзт демонтировать стойку арочной крепи на сопряжении с лазой, на рас-грумзя раму d целом.

При втором способе винтодао анкеры ставятся р кекра^:ис:л пространстве под составные гибкие металлачзские или деребянние подхваты. .

В обоих случаях р процессе шахтных э«:сперкмен*ор отработала оптимальная технология возведения рш.яга-гяперней »репи о иепоп-.-еованигш применяемого р Печорском бассейне оборудования.

Для проверки гффектишостП указанных способов й внявкетш области их применении в одной из выработок ка Пласте ГЦ проведен эксперимент с постановкой инструментальных веизрэкий cpetnmii кровли, почвы н боков выработки, а такта с опредслс-шеп тредоно-сатости прнкентурного массива пород кровли.

Быки оборудованы три участка! контрольный - еакропдэкный про-пьи КШ-АЗ плотностью одна роип на метр в два эксперикенталышх увастка с такой se препьъ. На первом ппеперййбнтальнои уеддово рерхняк каждой раки через увел соединения дополнительно закрепляли парой анкеров со стороны лапы. На втором экспериментальном участке анкеры располагали в промежутках шуду ромйма под гибкие подхваты. .

Анализ результатов измерений показал, что шнвергенцвд пород на контрольном участке началась с 30 и впереди очистного забоя и в створе с лавой составила 50 мм. На экспериментальных участках эти величины составили ХО'ы и 19 га на первом, 8 м и 15 газ на втором. В зоне стабилизации процесса после отхода лавы конверт!-

ция составила соответственно 237, 166 и 132 ым.

Максимальная скорость смешения кровли и почвы на контрольном участке отмечена в створе с лавой, а на экспериментальных участках на расстояний £0 ц эа лавой по первому и 15 м - по второму участку. 8то позволяло совдать безопасные условия работы на сопряжении о павой.

Для сохранения выработки за лавой на участке, где винтовке рнкорй соединялись непосредственно б верхняксм арочной рамы через узел соединения» нр потребовалась установка укосины, а зона усиления деревянными стойками под прогон была уменьшена до 30-40 м. Иа участке »е е установкой вкнтогых анкеров в промежутках между рамами под гибкие подхвати восбяе не было необходимости в усиливавшей стоечкой крепи.

Свидетельством положительного влияния аихерования является и то, что суммарная плошадь раскрытия треиин снижена на экспериментальных участках на 13 и 25 % на метр длины ипура по сравнению с контролыч.'М учабткон, где в качестве крепи усиления была исполь-'зозана стоечная крепь. Кроме того, уменьсены зоны распространения Треяинообрэзозания и разрушения приконтурного массива пород.

3 результате выполненных исследований устыюаленн области применения предложенных способов возведения paimo-ahxepKott крепи.

Рамно-анкерная крепь о парой анкеров при породах гревли с f - 3..,9 обеспечивает поддержание выработки на сопряжении, но ■ ез сохранение па лавой невозможно без установки стоечной усипя-ракяей крепи. Ограничение по крепости ( _f 9) связано с отсутствием опыта работы по нароаяо винтовой канавки в более крепких породах.

Péí,-но-анкерная крепь о установкой анкеров между рамами обео-пзчиаарт как доддертанив ссПряяения, тай ü сохранение выработки Для Повторного -использования S якеялуатециойноы состоянии без дополнительной установки стопой увилившкаей ítpeHH. Таким обрезом, технология устсноняи раг^о-пнкерной rtpenií по üTOpoüy способу на-дЬянее И наиболее предпочтительна.

Ограниченно « ев применению» крепость пород кровля £ у 9| {иг^ицие«* устойчигюо?:! почы! Н/R 0,45 (Из условия нег.оз-ьгояностП получения вффвитишсстй бояэе 10 % по сравнение с Контрольным вариантом).

Испытания рзмно-гтеерной крепи, а которой з'.итеш.-е анкеры 'возводились 6 меярамном пространстве, прозедС-иы кп-вахтах "Промышленная" и "Йжноя* ПО "Воркутауголь".

- !S -

Тек, на участие sewpSÍ ООО ^ в конвз8рр<?ры ртрем 513-н пласта flf вахты "Продаалаш'вя-', ранне-анкерная крепь позволила на 30 % по сравнении с контрольны:! участком у^е'.ящтъ конвергенцию пород в соне влияния очистных работ1 аь г-ос?, срая , службы наработки и поигаотьи исяяпцить cvoütr.iyD усллипага^ю крспг. впереди и позади очистого Бабоя» Оконэд^окйй еффеят сэстаряд 20,6 pytí./м или 53,1 туо.руб,/ы п ценах г,

Указанная прямая вшюкня достигается за (/<=."•? сокрада»«! ре-схода крепежных материалов, утнк&тш трудсаатра? Uá цз #oeveb¡& и воаагдение ускхяввсяей стоседср крепи, к тдгкё.ва eses пая объела подрыв:®' пород rovttí, увеличения ойгсуа издяочоная Р повторного испояыаодашя металлической ароедой кргпй при погашен«;« выработки росла отработки смппгай «ieu,

Фактический ПряиоП онономтеский 8$$ек? 6Т кшдркигя ícxiíq-Л5гии сохранения'подготоБй'?ельнгй£ выработок равдочшквряой пы) ка основе винтовых рккеро* на с'алтех ПО "Еорйутвугожъ" сссяа-' вал 63,1 тцс.руб. в ценах 1090 г» 1ейрно*шческай sJ^ebí» npaso-денный к ценам Шб г., ссстаслп»т 160,9 или. рублей).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Представленная диссертация яе.дягн'ся недчИой кракк$щ:ац}'.ойИоа работой, в роторой содер»!»оа новое ресенио актуальной, basar,-вакавчагаейся и .разработке .й обосноБЗДки аффеятдаой «доюдоци сохранения в эксплуатационном состояний На ресь срой елукба eíI-работои, гредныаначеннцх дяя'повторного HcnoftfcaaBsüte ü аа«;реа-ленкнх рщдю-едкерноЬ ifpsrtúj, сСйсцводйшкйЯ еншгэ^э. югорждозд костя и трудоемкости йреркеНйр, ü sáfate йо&гзеШ® Cüñoíiacuoorj; работ np¡; otpafíorsé уГоггышх плаотой.

Основные н&учние И яраí»ííveei¡;;e ревуйьтетц ¿.Иесгрташокноп работа -еаклгявртся а рледуйсей, ,

I, При анализе "градиайоиио иршбмяеалк тегрологкчзсь;;}! скйи сохранения Подготовительных шрайо^оа по«$аану «едгнй'мочншг фектнвностъ етна схем м вдбокие ¡затрату tiü $ss%p»№Uii8 cupbtiatoíí. Обоснована цейесоойрвенов«Ь поийюива устойчивости пород нрйкоц-яурного ыассийа йзработсь руОД упрочнения аниернЬЙ lípetlbso»

• 2. Вшчвлени особенности гооиоханических процессов, tipoíesaa-вмх в прнхоитурнон uaocute педго^оьитепььой йар&бофкй прй KCTioftb-со&шнн patmo-ktSH?pHóÍi крепя й верной S^ñstóSffiH ка üse cíiopjibfa ■ давления мьи, «*е поэвоййЛа. с8о6Иэьа*Ь НояозеНие рсцкЫ0иы|о6

зоны установки ениэрсв впереди лавы и параметры их заложения.

3. Сравнительными испытаниями работоспособности различных конструкций анкеров и сопоставлением показателей технологичности их возведения определена предпочтительная конструкция анкера (рнторой) для ремно-кнйерной крепи.

4. Разработана конструкции равно-анкерной крепи и соответствующие способа установки винтовых внкероэ, позволяйте улучашть работу анкеров и расширить область их применения по крепости пород. -

5. Еаарпботяна номограша, поээоляшая прогнозировать прочность закрепления вкнтового анкера в кяуре при различных горно-геойогичэскпх условиях или варьировать параметрами впура для получения заданной прочности закрепления. ■

6. Предложена я отработана технология сохранения наработок трепециевйдпай н арочной форм для повторного Использования на основе применения винтов;.« глкеров в качестве крепи усиления с установкой их спереди очистного забоя.

Испнтенйями на вахтах ПО "Зоркутуголь" подтверждена сф-фективность етой техно лагг.и, Применение ез на J5...30 % уменьшает смамниэ. пород крогян, позволяет отказаться оТ усиливавшей стоечной крепи впереди и позади очистного еабся, снижает трудовые в матарйаяьнве ватрага на сохранение выработки до. конца зкеплуа-?рциа !5-повшзаат безопасность работ на сепрагент» с пеной.

3. §8HTK4scjtK(! «ряиой вдономичоокйЯ п$фект о? реалнззцгт репу льтпто'в исследований по использования технологий сохранения вн-ре0оток резао-йннеркоЙ креяьа на вахтах "Воргпяорскея", "й?наяа Н "Прокнллгнная" ПО "Оорнутауголь" созтарня 63,1 тез.руб. в ценах IS90 г, гш? 160,9 или.руб., прявепеинШ к ценам 1995 г; .

9, Результаты исследований реализованы з разработанной "Временной (инструкции по расчету и применении анкерной крепя на пюх-?ах Печорского бассейна", утверядецной пе.рвта звксстнтелем Генерального директора компания "Росуголь" и направленной на кахти в качестве нормативно-методического документа при составлении проектов и выполнении работ по онкерованнп.

Основные пояснения диссертации опублнкованьгв следующих работах?

I, Погудкн D.M. Перспектива применения анкерной крепи на_пахтах Печорского угольного ЙаесеЙна//Пробяе!/ы интенсификации горко» . го произволе??,!? Тезисы докладов Первой научно-практической кон-" фермщии молгдогт-ученых я специалистов. - Воркута, ISG6. - С. 6.

2. Погудим Ю.М., Спиридонов Ю,В, Нсдаздораизз работоспосоо--ности винтовой анкерной |фепи//Совераенстворса!;з »«годов разводив в добычи полезных нсшпаекчх Крайнего севера! Тевисн доккадой Peo-публикБнского семинара. - Сыктывгср, ISQ9. - С. 73-74,

3. Лопухов Н.М., Погудки В,И. результат испнтанрй рвкио*««-керной кропи на гоыгте "Северная" Ш "Борз^гаугош^УРасрабойга полезных ископаемых и горнопазгтнос строительство в условиях Крайнего севере« Тезисы докладов Второго Рерпубпйвшойого. нвучно-fOK-ннческого семинара, г- М., 1933, С, 70-74.'

4. Погудин K.M. Яовшеняе п|4>ентишостй подцерг.-сш;я подготовительных выработок рашо-анкерной 1фепыо//йнтбнойШйя и бэвот-ходная технология разработки угольных и сяькцоеих нэотороедшийг Тезисы докяадоп Бессоюзной научно-технической конференции -1939, - С. 18,

5. Лопухов Н.М., Погудт D.M. Испытание рнкороь о вэкрэпв&ни-cíj патронированными с118сями//Научно-техннЧеск110 доотигения и Iis» реповой опит в угольной промышленности! Икф. об. - М»? ЦИИЭНугогь.

- 1992. - J¡» 3/4. - С. 16-Ш.

6. Долоткин D.H., Стёсев В,Б., Погудин Ю,М. Анаяиэ соотояж.» повторно используемых выработок глубокого оаложсНия/Л'го ль.

- 1993. - I? 3. - С, 9-Ю.

7. Погудин P.M., Савенко Ю.5,f Б$вмсш:о ¿V,А.. Слияние рш.1?о-рнкерной крепи на дефоркированйе приконтуриого массиве подготовительных выработои//Угояь, - 1993, » }? 12. - С, 82-23..

Э. A.c. I5I6530 (СССР). Устройство для дозировки г> аяяула отвердителя тверДешей сиеои/Погупин D.M., Лопуков Н.М,, Юлов Е.Е. - Опубл. в Б.И. 1989, - »40 т

9. 'A.c. I3I4085 (СССР), Примшое устройство для соединения анкеров с подхва.т'йми/Иопухов Н.М,, Погудин D.M. - Опубл. в В,И., 1937. - & 20.

10. A.c. 1684503 (СССР), Способ уотановкя винтовых анкеров/ Лопухов Ü.M., Погукш D.M., Соколов А.Б. - Опубл. ö Б,И., 1991.

- /.' 30.

11. A.c. 1731434 .(СССР). Комбинированная крепь для выемочных выработок/Лопухов Н.М.., Комиссаров С.Н., Погудин D.M. - Опубл. в Б.И., 1992. - JP 46.

12. Патент 2002966 (PS). Способ крепления кровли в забоях очистных и подготовительных риработок/Пбгудин D.M., Лопухов Н.М,

- Опубл. в.Б.И., 1993. - Н* 41-42. '