КОМПЛЕКТ АНКЕРНОЙ КРЕПИ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК

Полезная модель относится к горнодобывающей промышленности и может быть использована при креплении подготовительных выработок анкерной крепью.
Известен комплект анкерной крепи подготовительных выработок, включающий пробуренные в ее кровле шпуры, в одной плоскости соответствующей одному поперечному сечению выработки, в которых размещены и зафиксированы металлические или железобетонные или деревянные штанги, при этом центральный шпур выполнен вертикально, остальные шпуры размещены с наклоном к горизонтали, предпочтительно симметрично центральному шпуру. При закреплении штанг в шпуре достигается высокая степень упрочнения сравнительно слабых пород за счет сцепления пород со штангой по всей ее длине или подвески нижней породной пачки к верхней, более прочной (Б.М.Воробьев, А.С.Бурчаков, Основы технологии горного производства. - М.: Недра, 1973, С.65-66).
Недостатком известного комплекта анкерной крепи является то, что имеют место случаи обрушения кровли вместе с анкерами, особенно при напластовании вмещающих пород под углом от 20 до 60-70°.
Известен также комплект анкерной крепи подготовительных выработок, включающий пробуренные в кровле шпуры, в которых зафиксированы анкера, концы которых, выступающие из шпуров, зафиксированы подхватом, при этом проекции шпуров центральной части комплекта на вертикальную плоскость, перпендикулярную продольной оси выработки, пересекаются (А.С. СССР №1286784, МКИ Е21Д 20/00, 1985).
Данное техническое решение имеет следующие недостатки: сложная конструкция; нерациональные параметры, так как для формирования грузонесущей составной балки требуется значительное повышение плотности установки крепи; низкая производительность; опасные условия труда при наличии горизонтальных напряжений тектонического типа, превышающих вертикальные. Кроме того, при пересечении выработкой вмещающих пород, слоистость которых ориентирована к продольной оси выработки под углом от 20 до 60-70°, ослабленных системой трещин, ортогональных слоистости, надежность крепления кровли будет недостаточна.
Задачей полезной модели является упрощение конструкции при обеспечении надежного крепления вмещающих пород кровли, слоистость которых ориентирована к продольной оси выработки под углом от 20 до 60-70°, ослабленных системой трещин, ортогональных слоистости.
Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, выражается в упрощении конструкции комплекта анкерной крепи подготовительных выработок, снижении ее материалоемкости и трудоемкости сооружения. Кроме того, обеспечивается надежное поддержание пород кровли вмещающих пород кровли, слоистость которых ориентирована к продольной оси выработки под углом от 20 до 60-70°, ослабленных системой трещин, ортогональных слоистости. Также в случае падения плоскостей системы слоистости на забой обеспечивается надежное «опережающее» крепление пород кровли, что повышает безопасность работы в призабойном пространстве до установки анкерной крепи.
Поставленная задача решается тем, что комплект анкерной крепи подготовительных выработок, включающий пробуренные в кровле шпуры, в которых зафиксированы анкера, концы которых, выступающие из шпуров, зафиксированы подхватом, при этом проекции шпуров центральной части комплекта на вертикальную плоскость, перпендикулярную продольной оси выработки, пересекаются, отличается тем, что комплект включает два параллельных подхвата, контактирующих боковыми сторонами друг с другом, каждый из которых выполнен длиной до 0,6-0,7 от ширины выработки, а их концы размещены у противоположных бортов выработки, причем проекции на вертикальную поперечную плоскость анкеров, связанных одним подхватом, наклонены под одним углом в сторону борта выработки, к которому приближен конец соответствующего подхвата, кроме того плоскости, в которых размещены анкера, ориентированы к направлению главной системы ослабления вмещающих пород под углом, близким к перпендикуляру. Также угол наклона анкеров в сторону борта выработки принят близким к 90° к линии пересечения вертикальной поперечной плоскости с направлениями главной и дополнительной систем ослабления вмещающих пород.
Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию «новизна».
Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 представлен поперечный разрез выработки; на фиг.2 - ее продольный вертикальный разрез при падении системы слоистости от забоя; на фиг.3-ее продольный вертикальный разрез при падении системы слоистости к забою; на фиг.4 показан вид снизу фрагмента подхватов.
На чертежах показан комплект анкерной крепи подготовительных выработок, включающий шпуры 1, пробуренные в кровле 2, в которых зафиксированы анкера 3. Концы 4 анкеров, выступающие из шпуров 1, зафиксированы подхватами 5 и 6, контактирующими боковыми сторонами друг с другом, каждый из которых выполнен длиной до 0,6-0,7 от ширины 7 выработки 8, а их концы 9 и 10 размещены у противоположных бортов 11 и 12 выработки 8, причем проекции на вертикальную поперечную плоскость анкеров, связанных одним подхватом, наклонены под одним углом в сторону борта выработки, к которому приближен конец соответствующего подхвата, кроме того плоскости, в которых размещены анкера, ориентированы к направлению главной системы ослабления 13 вмещающих пород под углом, близким к перпендикуляру. Также угол наклона анкеров в сторону борта выработки принят близким к 90° к линии пересечения вертикальной поперечной плоскости с направлениями главной 13 и дополнительной 14 систем ослабления вмещающих пород.
Системы ослабления вмещающих пород 13 и 14 представляют собой известные плоскости слоистости или трещиноватости вмещающих пород. В качестве анкеров используют известные конструкции железобетонной анкерной крепи или анкеров с механическими замками для закрепления в шпурах. Противоположный конец анкера также выполнен известным образом - снабжен резьбовым участком с гайкой 15 и шайбой-прокладкой большой площади. Подхваты 5 и 6 выполнены из металлического профиля (швеллера или спецпрофиля) в виде прямолинейных балок, или балок с изгибом по проектному контуру выработки. По длине подхвата выполнены продолговатые отверстия 16, шириной несколько большей диаметра анкера, длиной составляющей до 3-4 диаметров анкера.
Заявленное устройство работает следующим образом.
Выработку проводят известным образом, с использованием известных технических средств. Работы по формированию комплектов анкерной крепи осуществляют в процессе проведения выработки, в ее призабойном пространстве. Эти работы включают разметку кровли (привязку на нее положения устья шпуров) и последующее бурение шпуров на заданную глубину - до 2-2,5 м. При этом используют известное буровое оборудование - либо навешиваемое на самоходное шасси, либо на погрузочные машины, либо переносное буровое оборудование. Плоскости, в которых будут размещены анкера 3, ориентированы к направлению главной системы ослабления 13 вмещающих пород под углом, близким к перпендикуляру, кроме того продольные оси шпуров 1 в пределах названной плоскости ориентируют так, чтобы их проекции на вертикальную поперечную плоскость были наклонены под одним углом в сторону борта выработки, к которому приближен конец соответствующего подхвата (например, все анкера 3 подхвата 5, наклонены к левому борту 11, а анкера 3 подхвата 6, наклонены к правому борту 12 выработки). Этот угол наклона проекции анкеров сторону борта выработки должен быть близким к 90° к линии пересечения вертикальной поперечной плоскости с направлениями главной 13 (для левого подхвата 5) и дополнительной 14 (для правого подхвата 6) систем ослабления вмещающих пород. Фактически он лежит в пределах 65-85° к горизонтали.
Далее в шпуры 1 вставляют анкеры 3, к которым крепят подхваты 5 и 6, для чего на концы анкеров, выступающих из шпуров, накручивают гайки 15 с шайбой-прокладкой, при этом продолговатость отверстий 16 обеспечивает компенсацию неточности забуривания по периметру сечения выработки. Далее все повторяется.
Заявленный комплект анкерной крепи обеспечивает формирование в породах кровли пространственной структуры, которая обеспечивает скрепление друг с другом максимально возможного числа структурных блоков, на которые реально разбит массив пород кровли.
Применение способа крепления подготовительных выработок анкерной крепью, как показали опытные данные, значительно улучшает состояние выработки, увеличивает безопасность горных работ и производительность труда.