УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТКОСОВ

Полезная модель относится к горному делу, в частности к открытым горным работам, и предназначена для защиты уступов карьеров от осыпей, а также может применяться в строительстве.
Известно защитное гибкое покрытие скальных откосов по патенту RU на полезную модель №81973 с приоритетом от 28.04.2008 г. (МПК E02D 17/20 (2006.01), патентообладатель Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт транспортного строительства" (ОАО ЦНИИС) (RU), опубл. 10.04.2009 Бюл. №10), содержащее навесные сетчатые полотна, сплетенные из коррозионно-стойких стальных проволок и навешенные на несущие анкера, расположенные за верхней бровкой. Применяются два вида стальных сеток -сетчатые полотна двойного кручения и расположенная поверх них кольчужная сетка. Сетчатое полотно двойного кручения закреплено на откосе с помощью монтажных анкеров, а поперек прижимным канатом диаметром не менее 12 мм. У подножья откоса через нижний край покрытия пропущен стальной трос, закрепленный анкерами.
Недостатком аналога является отсутствие анкеров в пределах поверхности откоса, что не препятствует сползанию материала (обломков горных пород) вниз по склону.
Известны защитные покровные сетчатые конструкции по патенту RU на полезную модель №116514 с приоритетом от 26.05.2011 г. (МПК E02D 17/20 (2006.01), патентообладатель Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт транспортного строительства" (ОАО ЦНИИС) (RU), опубл. 27.05.2012 Бюл. №15), содержащие навесные сетчатые полотна, сплетенные из коррозионностойких стальных проволок, навешанных на несущие анкера, расположенных за верхней бровкой откоса. Комбинированное гибкое покрытие состоит из двух видов стальных сеток: сетчатых полотен двойного кручения из прочных коррозионностойких стальных проволок, покрывающих поверхность откоса и поверх них навешиваются полотна кольчужных сеток, изготовленных из стальной канатной оцинкованной проволоки с внутренним диаметром кольца не менее 250-500 мм с номинальной прочностью на разрыв от 16 до 50 т, выполняющие функции «стальной паутины». Соединение сетчатых полотен на откосе осуществляется канатами, анкерными скобами либо канатами с анкерными скобами. Крепление покровных сетчатых полотен к склону выполняется анкерами из стержневой арматуры или из стержневой арматуры винтового профиля.
Недостатком аналога является повышенная металлоемкость арматурных стержней, и горячекатанной арматуры диаметром не менее 32 мм класса АШ, цементного раствора для их монтажа марки цемента не менее 400 и сопутствующих материалов (вода, различные добавки). Кроме этого, с учетом значительного веса самой сетки (кольчужная сетка, сплетенная из независимых колец диаметром 250, 350, 420, 500 мм; диаметр стальной канатной оцинкованной проволоки, из которой изготавливаются кольца кольчужных сеток - не менее 3, 4, 5 мм), данный вид защиты применим только на пологих склонах.
Известно предложение по защите от опасных геологических процессов (камнепады, оползни, сели, лавины) ООО "ГАБИОНЫ МАККАФЕРРИ СНГ" (https://www.maccaferri.com/ru), где для закрепления противокамнепадных систем из высокопрочной проволоки (Стилгрид и НЕА-панели), применяют нагели винтового профиля.
Известно предложение по укреплению склонов от ООО "ГЕОБРУГГ" (https://www.geobrugg.com/ru), где для закрепления на поверхности склонов систем на основе сетей из высокопрочной стальной проволоки (ТЕССО, SPIDER и др.) применяются нагели винтового профиля.
Известно предложение компании TRUMER (http://www.trumer.su/ ru/index.html) для укрепления откосов (система стабилизации склонов высоко - прочная сеть HPN, Omega - Net, система удержания склона Hex Mesh), где в качестве нагелей, удерживающих сеть на поверхности склона, применяют нагели (анкера) из винтового профиля.
Основным недостатком этих способов укрепления склона является трудоемкость при монтаже нагеля (анкера винтового профиля, буро - инъекционного и т.д.) и его значительная металлоемкость (вес).
Наиболее близким техническим решением является сетчатое ограждение от скально-обвальных явлений, конструкцию и технологию работы с которым представляет Общество с ограниченной ответственностью "ГЕО - БАРЬЕР" (ООО ТЕО-БАРЬЕР") (RU) [https://d4b432ad-7617-42b9-bb09-945bb8dde 1 f9.filesusr. com/ugd/c4dfcd_7a421 cbee2054cd08187db90c634e01 b.pdfj. Конструкция защищена патентом RU на полезную модель №158018 с приоритетом от 13.01.2015 (МПК E01F 7/00 (2006.01), опубл. 20.12.2015 Бюл. №35). Сетчатое ограждение от скально-обвальных явлений включает металлические стойки, закрепленные в грунте посредством стоечных анкеров, каждая из которых состоит из столба и опоры, шарнирно соединенных между собой, верхние и нижние продольные канаты, к которым закреплена кольчужная сетка с сеткой двойного кручения, верхние и нижние канатные оттяжки, узлы крепления верхних и нижних канатных оттяжек, расположенные на стойках. Верхние и нижние продольные канаты установлены между соседними стойками с образованием независимых секций ограждения, причем концы верхнего продольного каната каждой секции пропущены через дополнительные узлы крепления, расположенные в верхней части столбов соседних стоек, и закреплены к грунтовым анкерам, которые расположены выше по склону относительно стоечных анкеров и с которыми соединены верхние канатные оттяжки, а концы нижнего продольного каната каждой секции закреплены к опорам соседних стоек, при этом каждый узел крепления верхней канатной оттяжки и каждый дополнительный узел крепления выполнены в виде установленных на столбе двух труб круглого сечения, приваренных друг к другу перпендикулярно, и дугообразной пластины, присоединенной к трубам с образованием замкнутого контура, причем нижняя канатная оттяжка каждой стойки соединяет опору со столбом, при этом один конец нижней канатной оттяжки закреплен к опоре, а другой - к узлу крепления нижней канатной оттяжки, расположенному в нижней части столба, причем две концевые стойки сетчатого ограждения снабжены боковыми канатными оттяжками, которые соединены с грунтовыми анкерами, установленными на одной линии со стоечными анкерами, а боковой край полотна кольчужной сетки крепится к концевым стойкам при помощи вертикального каната, закрепленного на каждой из концевых стоек, при этом сетка двойного кручения крепится к кольчужной сетке со стороны подъема склона посредством проволочных скруток.
Недостатком аналога является большая трудоемкость установки буроинъекционных грунтовых нагелей Geoizol - MP/Titan Ischebek, грунтовых анкеров ТПМЗ в пределах поверхности закрепляемого с помощью сетчатого полотна откоса, так как тросовый гибкий анкер Geobarrier (с оголовком, без прижимного устройства) применяется только для крепления контурного каната по периметру закрепляемой части откоса.
Технической проблемой, решаемой заявляемой полезной моделью, является расширение арсенала технических средств определенного назначения, а именно конструкций устройств защиты откосов, применяемых при креплении уступов карьеров при открытых горных работах, а также поверхностей, представленных скальными грунтами, грунтами, склонными к обвалам, оползням и прочим негативным явлениям. Технический результат состоит в обеспечении удержания структурных элементов действующих карьеров, крутонаклонных скальных и прочих откосов в устойчивом положении.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для защиты откосов, включающем навесное сетчатое полотно, закрепленное верхним концом установленными на бровке откоса несущими элементами, по поверхности откоса удерживающими элементами с прижимными устройствами, несущие и удерживающие элементы выполнены в виде канатных анкеров, при этом несущие элементы снабжены прижимными устройствами.
Известно применение канатных анкеров для крепления подземных горных выработок. Однако из патентной документации и научно-технической литературы не выявлено технического решения, содержащего канатные анкера как часть устройств для защиты откосов склонов. К достоинству их применения можно отнести высокое разрывное усилие, в том числе на срез, нетрудоемкий монтаж и технологичность даже при значительной длине. В случае применения канатных анкеров за счет их технологических особенностей увеличивается общая податливость всего устройства (системы), что позволит более гибко принимать нарастающие нагрузки при деформациях удерживаемого в устойчивом состоянии объекта, то есть, в конечном итоге, будет способствовать увеличению срока его эксплуатации.
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид устройства для защиты откосов, на фиг. 2 - узел крепления сетки. Устройство для защиты откосов содержит навесное сетчатое полотно 1, закрепленное верхним концом установленными на бровке откоса 2 несущими элементами 3 с прижимными устройствами 4, а по поверхности откоса удерживающими элементами 5 с прижимными устройствами 4. Несущие элементы 3 и удерживающие элементы 5 выполнены в виде канатных анкеров.
Монтаж устройства для защиты откосов производится следующим образом (фиг. 1). На верхней бровке 2 откоса производится бурение шпуров с установкой в них несущих элементов (канатных анкеров) 3 с помощью прижимных устройств 4 различной конфигурации для закрепления сетчатого полотна 1. Затем сетчатое полотно 1 разворачивается вниз по откосу 2. Крепление сетчатого полотна 1 на поверхности откоса производится как по мере его разворачивания (разматывания, расстилания, укладки), так и после полного разворачивания на требуемую площадь закрепления с шагом a, b, согласно расчету вниз по откосу 2 удерживающими элементами (канатными анкерами) 5. При этом канатные анкера 3 и 5 устанавливают в отбуренный на всю расчетную глубину по длине анкера шпур, куда предварительно помещают ампулы (либо разрушаемые патроны, либо капсулы и т.д.) соответствующего состава. Далее с целью фиксации сетчатого полотна 1 канатными анкерами 3 и 5 на каждый анкер устанавливают прижимное устройство 4 различной конфигурации, которое фиксируется с помощью запорного элемента 6 (муфты, втулки и т.д.). Шпуры под установку анкеров могут быть отбурены как предварительно, так и непосредственно через сеть.
Полезная модель позволяет снизить трудоемкость монтажных работ, материалоемкость устройства за счет исключения применения "тяжелых" анкеров, нагелей винтового профиля, цемента, различных добавок и, соответственно, снизить затраты как на логистику самих конструктивных элементов, так и сопутствующих материалов (в первую очередь - технологической воды).
В случае применения канатных анкеров за счет их технологических особенностей увеличивается общая податливость всего устройства (системы), что позволит более гибко принимать нарастающие нагрузки при деформациях удерживаемого в устойчивом состоянии объекта, то есть, в конечном итоге будет способствовать увеличению срока его эксплуатации