Использование канатных анкеров при креплении выработок в условиях слоистых пород

Раскрыт механизм деформирования слоистого породного массива вокруг выработки в условиях глубокой шахты. Приведены результаты натурных наблюдений за деформированием пород кровли при расположении выработки вне зоны влияния лавы, в зоне опорного давления впереди и за очистным забоем. На основании резул...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2014
Hauptverfasser:	Халимендик, Ю.М., Барышников, А.С.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	УкрНДМІ НАН України, Інститут геотехнічної механіки НАН України 2014
Schriftenreihe:	Розробка родовищ
Schlagworte:	Розробка вугільних родовищ
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/104536
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Использование канатных анкеров при креплении выработок в условиях слоистых пород / Ю.М. Халимендик, А.С. Барышников // Розробка родовищ: Зб. наук. пр. — 2014. — Т. 8. — С. 105-114. — Бібліогр.: 19 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-104536
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1045362016-07-13T03:02:14Z Использование канатных анкеров при креплении выработок в условиях слоистых пород Халимендик, Ю.М. Барышников, А.С. Розробка вугільних родовищ Раскрыт механизм деформирования слоистого породного массива вокруг выработки в условиях глубокой шахты. Приведены результаты натурных наблюдений за деформированием пород кровли при расположении выработки вне зоны влияния лавы, в зоне опорного давления впереди и за очистным забоем. На основании результатов проведенных исследований обоснованы параметры установки канатных анкеров для каждого указанного случая. Розкрито механізм деформування шаруватого породного масиву навколо виробки в умовах глибокої шахти. Наведено результати натурних спостережень за деформуванням порід покрівлі при розташуванні виробки поза зоною впливу лави, в зоні опорного тиску попереду і за очисним вибоєм. На підставі результатів проведених досліджень обґрунтовано параметри установлення канатних анкерів для кожного зазначеного випадку. The mechanism of deformation of foliated rock massif around mine working in conditions of deep mine is developed. The results of in-situ observations of roof rock deformation of mine working that located beyond the longwall influence, in the area of abutment pressure influence in front of and behind the longwall face are given. Based on the research results cable anchors installation parameters for each of the aforementioned cases are substantiated. 2014 Article Использование канатных анкеров при креплении выработок в условиях слоистых пород / Ю.М. Халимендик, А.С. Барышников // Розробка родовищ: Зб. наук. пр. — 2014. — Т. 8. — С. 105-114. — Бібліогр.: 19 назв. — рос. 2415-3435 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/104536 622.281:622.831 ru Розробка родовищ УкрНДМІ НАН України, Інститут геотехнічної механіки НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Розробка вугільних родовищ Розробка вугільних родовищ
spellingShingle	Розробка вугільних родовищ Розробка вугільних родовищ Халимендик, Ю.М. Барышников, А.С. Использование канатных анкеров при креплении выработок в условиях слоистых пород Розробка родовищ
description	Раскрыт механизм деформирования слоистого породного массива вокруг выработки в условиях глубокой шахты. Приведены результаты натурных наблюдений за деформированием пород кровли при расположении выработки вне зоны влияния лавы, в зоне опорного давления впереди и за очистным забоем. На основании результатов проведенных исследований обоснованы параметры установки канатных анкеров для каждого указанного случая.
format	Article
author	Халимендик, Ю.М. Барышников, А.С.
author_facet	Халимендик, Ю.М. Барышников, А.С.
author_sort	Халимендик, Ю.М.
title	Использование канатных анкеров при креплении выработок в условиях слоистых пород
title_short	Использование канатных анкеров при креплении выработок в условиях слоистых пород
title_full	Использование канатных анкеров при креплении выработок в условиях слоистых пород
title_fullStr	Использование канатных анкеров при креплении выработок в условиях слоистых пород
title_full_unstemmed	Использование канатных анкеров при креплении выработок в условиях слоистых пород
title_sort	использование канатных анкеров при креплении выработок в условиях слоистых пород
publisher	УкрНДМІ НАН України, Інститут геотехнічної механіки НАН України
publishDate	2014
topic_facet	Розробка вугільних родовищ
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/104536
citation_txt	Использование канатных анкеров при креплении выработок в условиях слоистых пород / Ю.М. Халимендик, А.С. Барышников // Розробка родовищ: Зб. наук. пр. — 2014. — Т. 8. — С. 105-114. — Бібліогр.: 19 назв. — рос.
series	Розробка родовищ
work_keys_str_mv	AT halimendikûm ispolʹzovaniekanatnyhankerovprikrepleniivyrabotokvusloviâhsloistyhporod AT baryšnikovas ispolʹzovaniekanatnyhankerovprikrepleniivyrabotokvusloviâhsloistyhporod
first_indexed	2025-07-07T15:30:14Z
last_indexed	2025-07-07T15:30:14Z
_version_	1837002617266372608
fulltext	105 УДК 622.281:622.831 © Ю.М. Халимендик, А.С. Барышников Ю.М. Халимендик, А.С. Барышников ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КАНАТНЫХ АНКЕРОВ ПРИ КРЕПЛЕНИИ ВЫРАБОТОК В УСЛОВИЯХ СЛОИСТЫХ ПОРОД Раскрыт механизм деформирования слоистого породного массива вокруг выработки в условиях глубокой шахты. Приведены результаты натурных наблюдений за деформи- рованием пород кровли при расположении выработки вне зоны влияния лавы, в зоне опорного давления впереди и за очистным забоем. На основании результатов прове- денных исследований обоснованы параметры установки канатных анкеров для каждо- го указанного случая. ВИКОРИСТАННЯ КАНАТНИХ АНКЕРІВ ПРИ КРІПЛЕННІ ВИРОБОК В УМОВАХ ШАРУВАТИХ ПОРІД Розкрито механізм деформування шаруватого породного масиву навколо виробки в умовах глибокої шахти. Наведено результати натурних спостережень за деформу- ванням порід покрівлі при розташуванні виробки поза зоною впливу лави, в зоні опор- ного тиску попереду і за очисним вибоєм. На підставі результатів проведених дослі- джень обґрунтовано параметри установлення канатних анкерів для кожного зазначе- ного випадку. CABLE ANCHORS APPLICATION DURING MINE WORKINGS BOLTING IN CONDITIONS OF FOLIATED ROCKS The mechanism of deformation of foliated rock massif around mine working in conditions of deep mine is developed. The results of in-situ observations of roof rock deformation of mine working that located beyond the longwall influence, in the area of abutment pressure influ- ence in front of and behind the longwall face are given. Based on the research results cable anchors installation parameters for each of the aforementioned cases are substantiated. ВВЕДЕНИЕ Отличительной особенностью анкерной крепи является непосредственное воздей- ствие на породный массив, например, уве- личение расчетной крепости или формиро- вание несущего слоя, а также изменение закономерностей его деформирования, на- пример подвешивание нарушенных пород- ных слоев к устойчивым, создание при- грузки по границе фронта разрушения. Эффективность работы анкерной крепи напрямую зависит от двух ключевых фак- торов: правильности выбора параметров установки анкеров и соблюдения техноло- гии их установки. Первый фактор подразумевает, что па- раметры устанавливаемой анкерной крепи должны соответствовать параметрам де- формирования породного массива, кото- рые зависят от глубины заложения, физи- ко-механических свойств вмещающих по- 106 род и дополнительных факторов, например формы, характеристики исходного поля напряжений в массиве, наличия тектониче- ских нарушений, влияния очистных работ. Следовательно, первоочередной задачей является изучение характера деформиро- вания породного массива. Опираясь на по- лученные при этом результаты, можно обосновать параметры установки крепи и эффективно сохранить сечение выработки. С переходом на «большие глубины» ведения горных работ меняется механизм деформирования горных пород вокруг вы- работки [1, 2], что приводит к образованию зоны разрушения значительных размеров. Это приводит к повышенной нагрузке, де- формированию анкерованых слоев и на- рушению работы анкерной крепи. В ко- нечном итоге это влечет за собой значи- тельные потери сечения выработки. Для предотвращения таких процессов в миро- вой практике применяется система анкеров глубокого заложения (глубина 3 – 4 м и более) [3], либо применение двухуровнево- го анкерования с обычными штанговыми анкерами (первый уровень, длина обычно 2 – 3 м) и анкерами глубокого заложения (длиннее анкеров первого уровня) [4, 5]. Зарубежный опыт показывает, что приме- нение канатных анкеров позволяет эффек- тивно поддерживать штрек до подхода ла- вы, в зоне опорного давления впереди ла- вы, на сопряжении и за очистным забоем. В настоящее время отсутствуют государ- ственные стандарты по применению ка- натных анкеров для поддержания штреков на шахтах Украины. Следовательно, при- менение канатных анкеров для безремонт- ного поддержания выработки до и после прохода очистного забоя на угольных шах- тах Украины требует тщательного обосно- вания, экспериментальных испытаний и постоянного контроля. ВЫРАБОТКА ВНЕ ВЛИЯНИЯ ОЧИСТНЫХ РАБОТ При ведении горных работ на малых глубинах подтверждено представление о формировании сводов естественного рав- новесия в кровле выработок, возникающих в результате действия растягивающих на- пряжений [1, 2]. Для данных условий вы- бор крепи осуществляется в зависимости от веса пород, заключенных в своде, что нашло применение в действующих норма- тивных документах [7, 8]. Переход на большие глубины ведения работ требует изменения подходов к про- ектированию и использованию крепей [2], что, однако, не нашло отражения в дейст- вующих нормативных документах для шахт Украины. В упрощенном виде характер распреде- ления напряжений горного массива вокруг одиночной выработки удобно рассмотреть в полярной системе координат (рис. 1) и описать формулами (1), (2) теории упруго- сти [9]: ( ) ( )                 +−−+        −+= θλλγσ 2 34 1111 2 4 4 2 2 2 2 cos r R r R r R H r ; (1) ( ) ( )                 +−−        ++= θλλγσθ 2 3 1111 2 4 4 2 2 cos r R r R H , (2) где rσ , θσ – радиальные и нормальные тангенциальные напряжения в массиве по- род после проведения выработки круглого сечения; γ – удельный вес пород, МН/м2; H – глубина заложения выработки, м; λ – коэффициент бокового давления в нетронутом массиве; R – радиус выработки, м; r – радиус до рассматриваемой точки 107 массива, м; θ – угол полярной системы координат, град. В соответствии с приведенной схемой проведем анализ деформирования системы «крепь-массив» на примере шахты «Запад- но-Донбасская». Рис. 1. Формирование напряженного состояния горного массива вокруг выработки круглого сече- ния: σθ к ро в л, σθ п оч в – сжимающие нормальные тан- генциальные напряжения, действующие в почве и кровле параллельно породным слоям; σθ б о рт – сжимающие нормальные тангенциальные напряжения, действующие в бортах перпендику- лярно породным слоям Горно-геологические условия шахты «Западно-Донбасская» характеризуются слабыми боковыми породами и глубинами разработки до 600 м. Предел прочности пород аргиллита и алевролита на сжатие перпендикулярно слоям составлял около 25 МПа. Ранее проводилась оценка напря- женного состояния горного массива при проведении выработок [10] в горизонталь- ном и вертикальном направлениях. На глу- бине 480 м коэффициент бокового отпора составил примерно ≈λ 1. Для данной глу- бины коэффициент Заславского составляет ≈зK 0,5, что соответствует «глубокой шахте»[1]. Тогда по всему контуру выра- ботки действуют только сжимающие нор- мальные тангенциальные напряжения ве- личиной 2γН (при Rr = согласно форму- лам (1), (2)), что составляет около 24 МПа. Известно, что в слоистых породах коэф- фициент геометрической анизотропии из- меняется от 1,3 до 2,0 [11], а для аргилли- тов и алевролитов Западного Донбасса этот коэффициент изменяется от 2,7 до 3,4 [12]. Таким образом, в кровле и почве вы- работки предел прочности пород на сжатие параллельно слоям составит около σ║сж = 8 МПа, что примерно в 3 раза меньше от возникающих параллельно слоям сжи- мающих напряжений σθкровл = 24 МПа (рис. 1). В бортах же прочность пород σ┴сж = 25 МПа, примерно равна возникающим перпендикулярно слоям сжимающим на- пряжениям σθборт = 24 МПа, поэтому ин- тенсивное разрушение бортов выработки не происходит. В этих условиях в кровле и почве выра- боток образовываются клинья выдавлива- ния слоистых пород (рис. 2 – 4). а б Рис. 2. Образование клина выдавливания пород кровли в условиях шахты «Западно-Донбасская» (а) и шахты «Свято-Андреевская» (б) 108 а б Рис. 3. Образование клина выдавливания пород кровли и почвы в условиях шахты «Белозерская» Рис. 4. Схема деформирования системы «крепь- массив» выработки глубокой шахты: 1 – клин выдавливания в кровле;2 – клин выдавливания в почве; 3 – разрушение бортов вследствие образо- вания клиньев выдавливания;4 – поднятие почвы; 5 – опускание кровли; 6 – смещение в замках; 7 – внедрение стоек крепи в почву В условиях шахты «Степная» (глубина ведения работ 300 – 490 м, прочность по- род до 25 МПа) проводилось эксперимен- тальное крепление участка штрека при по- мощи анкерной крепи. Применялись штан- говые анкера длиной 2,4 м по 7 – 8 шт. в ряду, с расстоянием между рядами 0,8 м. Спустя некоторое время смещения по- род кровли и замков анкеров составили около 0,3 м (рис. 5), при этом некоторые индикаторы нагрузки оставались зелены- ми. Это свидетельствовало о том, что вы- сота клина выдавливания превысила высо- ту анкерования. Рис. 5. Состояние кровли 157-го штрека шахты «Степная» Попадание анкеров в зону разрушения повлекло за собой образование вывала по- род. Геометрические параметры вывала представлены на рис. 6. Вес пород в клине выдавливания соста- вил до 30 т/п.м. Следует отметить, что угол породных стенок после вывала приблизи- тельно равен углу внутреннего трения по- род (20 – 25º). Таким образом, для удержания пород в прогнозируемой зоне разрушения было бы достаточно дополнительной установки двух канатных анкеров с несущей способ- ностью около 20 т с шагом установки 1,0 м вдоль оси выработки. При этом геометри- ческие параметры установки канатного ан- кера, а именно длина и угол наклона, должны обеспечивать его закрепление вне клина выдавливания (рис. 7). 109 а б Рис. 6. Обрушение пород кровли в условиях шахты «Степная»: а – фото обрушения кровли в 157-м сборном штреке; б – схема обрушения в 157-м сборном штреке Рис. 7. Расположение канатных анкеров, обеспечи- вающее их закрепление вне прогнозируемого клина выдавливания пород при креплении выработки вне зоны влияния очистных работ (высота зоны разру- шенных пород приведена для условий шахты «Степ- ная»): 1 – канатный анкер; 2 – штанговый анкер; 3 – прогнозируемая зона дезинтеграции пород; 4 – контур вывала в условиях шахты «Степная» Для количественной и качественной оценки деформирования пород в условиях 169-го сборного штрека шахты «Степная» производились исследования на наблюда- тельной станции. Крепление выработки при проходке осуществлялось в соответст- вии со схемой (рис. 8). Суммарный отпор арочной крепи и канатных анкеров соста- вил 50 т/п.м. Рис. 8. Схема крепления 169-го штрека шахты «Степная»: 1 – канатный анкер; 2 – штанговый анкер В кровле выработки на глубину 4,0 м за- кладывалась глубинные реперы с шагом 1,0 м для фиксирования деформаций пород. На станции выполнено 5 серий наблюде- ний, результаты приведены на рис. 9. Рис. 9. Смещение элементов системы «крепь- массив» на глубинной станции в 169-м штреке: 1 – репер на глубине 1 м в кровлю; 2 – репер на глубине 2 м в кровлю; 3 – репер на глубине 3 м в кровлю; 4 – поднятие почвы; 5 – опускание кровли Зафиксированные смещения репера на глубине 2 м могут объясняться погрешно- 110 стью измерительных работ. Исходя из по- лученных результатов в условиях одиноч- ной выработки до влияния очистных работ, можно утверждать, что значительная де- формация пород кровли выработки не про- исходит. Таким образом, своевременная установка сталеполимерных и канатных анкеров, их совместная работа и суммар- ный отпор крепи в 50 т/п.м позволили пре- дотвратить разрушение пород кровли вы- работки. ВЫРАБОТКА В ЗОНЕ ВЛИЯНИЯ ОПОРНОГО ДАВЛЕНИЯ ВПЕРЕДИ ОЧИСТНОГО ЗАБОЯ В зоне влияния опорного давления впе- реди лавы массив пород подвергается до- полнительной пригрузке от зависания вы- шележащих слоев пород, равной около (1,5 – 3) Hγ [13]. Тогда следует ожидать интенсификации процессов деформирова- ния пород вокруг выработки. В условиях шахты «Самарская» (глу- бина ведения работ 170 м, прочность пород до 15 МПа) проведены исследования де- формирования кровли выработки в зоне влияния опорного давления впереди лавы при помощи глубинных реперов [14]. Вы- работка закреплена рамно-анкерной кре- пью, глубина анкерования 2,2 м. На момент первого наблюдения сква- жины находились на расстоянии 46 м от движущегося очистного забоя (скорость подвигания 4 – 5 м/сут). Всего выполнено 11 серий наблюдений со средней перио- дичностью 1 – 2 дня. Анализ вертикальных деформаций тол- щи породы указывает на наличие двух уча- стков сжатий и растяжений (рис. 10). Мак- симальные деформации растяжения сосре- доточены в интервале 1 – 2 м, сжатия – в интервале 8 – 10 м. Точка смены знака де- формаций по всем сериям наблюдений за- фиксирована на высоте 7 м. Произведены испытания нетрадицион- ного способа усиления 165-го штрека и со- пряжения с лавой при помощи канатных сталеполимерных анкеров, т.е. без опере- жающей стоечной крепи, в условиях шах- ты «Степная» [15]. Выработка была закре- плена рамно-анкерной крепью КШПУ-17,7 с замком АПЗ-030, шаг установки крепи 0,7 м. Кровля выработки усиливалась ста- леполимерными анкерами длиной 2,2 м (5 шт. в ряду) под металлический подхват. Поддержание 165-го сборного штрека в зоне опорного давления и на сопряжении с лавой производилось за счет двух рядов канатных сталеполимерных анкеров АК01-21 длиной 6,0 м с несущей способ- ностью 210 кН, устанавливаемых впереди зоны опорного давления. Суммарный от- пор крепи составил около 57 т/п.м. Рис. 10. Вертикальные деформации пород выработки впереди очистного забоя в условиях шахты «Самарская» Процесс формирования зоны неупругих деформаций изучался с помощью глубин- ных реперов, заложенных с шагом 1,0 м в скважине диаметром 32 мм и глубиной до 9 м, пробуренной вертикально в кровлю на каждой станции. Для определения высот- ного положения точек контурной наблю- дательной станции и наиболее глубокого репера прокладывались прямой и обрат- ный нивелирный ход, а исходные реперы были закреплены за пределами зоны влия- ния очистной выработки. На момент пер- вого наблюдения наблюдательные станции находились на расстоянии 247 м от дви- жущегося очистного забоя (скорость под- вигания около 7 м/сут). Всего выполнено 18 серий наблюдений со средней перио- 111 дичностью в 3 дня. С момента заложения и до подхода ла- вы на расстояние около 60 метров смеще- ний исследуемых элементов не наблюда- лось. Реакция системы «крепь-массив» на опорное давление впереди лавы началась на расстоянии около 60 м (рис. 11). Было зафиксировано максимальное смещение концевых частей канатных анкеров на ве- личину 20 мм в непосредственной близо- сти от створа лавы. Нивелирование конце- вых частей тросов реперов глубинных станций позволило установить опускания реперов, закрепленных в массиве на глу- бину 8 – 9 м от контура выработки. Мак- симальные смещения глубинных реперов составили до 25 мм. Это свидетельствует о равномерном опускании как пород в заан- керованой зоне, так и вышележащих слоев пород. Рис. 11. Зависимости смещений концевых частей (устья) канатных анкеров и глубинных реперов от расстояния до движущегося забоя Анализ вертикальных деформаций по- род кровли показал, что до подхода очист- ного забоя деформации массива в заанке- рованой зоне составили до 11 мм/м, что не превысило предела упругого деформиро- вания анкеров (рис. 12). Установлены две зоны: растяжения до глубины 7,0 м и сжатия выше 7,0 м, что указывает на наличие нейтрального слоя, который менее всего подвержен деформа- циям. Таким образом, до подхода лавы в ус- ловиях слабых боковых пород и «глубо- кой» шахты экспериментально установле- ны параметры деформирования кровли выработки. Зона деформаций растяжения формируется на высоту 7,0 м в кровлю вы- работки, значит, при отсутствии крепи следует ожидать формирование клина вы- давливания с весом разрушенных пород около 55 т/п.м. Таким образом, рекомен- дуемая длина установки канатных анкеров должна составлять не менее 8 м, а их сум- марная несущая способность (при исклю- чении арочной крепи) – не менее 55 т/п.м (рис. 13). Рис. 12. Деформации пород кровли до очистного забоя Рис. 13. Прогнозируемая зона дезинтеграции пород кровли выработки впереди очистного забоя и рекомендуемая схема установки анкеров: 1 – канатный анкер; 2 – штанговый анкер; 3 – прогнозируемая зона дезинтеграции пород В условиях 165-го сборного штрека суммарный отпор крепи составил 57 т/п.м, 112 что позволило сохранить сечение штрека в зоне опорного давления лавы и на сопря- жении. Отказ от использования стоек усиления впереди лавы и механизированной крепи на сопряжении позволил снизить трудоем- кость работ, уменьшить затраты времени на концевые операции, увеличить свобод- ное пространство в штреке и на сопряже- нии с лавой. Это обеспечило эффективную эксплуатацию стругового комплекса DBT c подвиганием очистного забоя со скоро- стью 200 м/мес. ВЫРАБОТКА ЗА ОЧИСТНЫМ ЗАБОЕМ Исследования [16 – 19] показывают, что пространственная форма разрушения пород в кровле выработки после прохода лавы представляет собой нарушенную зону – зо- ну дезинтеграции пород. Исследования деформирования кровли 165-го штрека шахты «Степная» при помо- щи глубинных реперов были продолжены за очистным забоем. Рассмотрим значения абсолютных смещений реперов (рис. 14) и деформаций массива (рис. 15) после прохо- да лавы. Рис. 14. Смещения глубинных реперов после прохода лавы, полученные при помощи геометрического нивелирования Наибольшие смещения реперов проис- ходят на глубине до 4 м в кровлю выра- ботки (рис. 14). Реперы, заложенные глуб- же 7 м, подвержены равномерному опус- канию на величину до 0,2 м. Деформации растяжения развиваются до глубины 7 м в кровлю выработки с переходом деформа- ций из растяжения в сжатие (рис. 15). Рис. 15. Деформации массива после прохода лавы Таким образом, на глубине 7,0 м и вы- ше установлено наличие слоя пород, кото- рый не подвержен деформациям растяже- ния. Этот слой равномерно опускается по- сле прохода лавы на величину до 0,2 м. Используя результаты исследований [16 – 19] и полученные результаты, сфор- мирована упрощенная схема нагрузки на крепь (рис. 16). Рис. 16. Схема нагрузки на крепь выработки за очистным забоем и рекомендуемая схема установки канатных анкеров: 1 – канатный анкер; 2 – штанговый анкер; 3 – рамная крепь; 4 – охранная конструкция; 5 – зона разрушения массива; 6 – выработанное пространство Вес пород Q , заключенный в погонном метре области acdef формирует нагрузку на крепь штрека и охранную конструкцию. Теперь, зная отпор охранной конструкции 113 oP , крепи штрека шP и несущую способ- ность канатного анкера аР , можем рассчи- тать плотность установки канатных анке- ров на 1 п.м выработки: ( ) а зшо P kPPQn −−= , (3) где В – ширина выработки; зk – коэффициент запаса. При этом несущая способность анкеров первого уровня не учитывается, так как они выполняют только роль укрепления пород приконтурной зоны и эффективно работают только до подхода лавы. Рабочая длина канатного анкера должна обеспечи- вать его закрепление в равномерно опус- кающихся породах глубже контура зоны деформаций растяжения, т.е. выше линии cd в соответствии со схемой (рис. 16). Равномерному опусканию породных слоев противостоять невозможно, так как оно происходит в результате упругого про- гиба массива из-за выемки полезного ис- копаемого. Поэтому крепь штрека и ох- ранная конструкция должны компенсиро- вать опускание «нейтрального» слоя. Обеспечение этой податливости происхо- дит за счет деформаций массива пород в зоне дезинтеграции, деформаций охранной конструкции и наличия пустот за крепью штрека. Таким образом, параметры установки канатных анкеров и отпорной крепи под- готовительной выработки для ее поддер- жания за очистным забоем достоверно обоснованы. ВЫВОДЫ 1. В условиях слоистых пород и глубо- кой шахты деформирование массива пород вокруг выработки происходит в виде фор- мирования клиньев выдавливания в кровле и почве. 2. Использование натурных наблюде- ний при помощи глубинных реперов по- зволяет достоверно определить параметры зоны дезинтеграции пород вокруг выра- ботки. 3. Использование канатных анкеров по схеме «подшивка прогнозируемой зоны разрушения» позволяет препятствовать развитию разрушения пород кровли выра- ботки. 4. Рабочая длина канатного анкера должна обеспечивать его закрепление за пределами прогнозируемой зоны разруше- ния. 5. Плотность установки канатных анке- ров определятся методом заданного отпо- ра – исходя из веса пород прогнозируемой зоны разрушения и несущей способности отдельного анкера. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Заславский Ю.З. Исследование проявлений горного давления в капитальных выработках глубоких шахт Донбасса / Ю.З. Заславский. – М: Недра, 1966. – 267 с. 2. Литвинский Г.Г. Фундаментальные закономерно- сти и новая классификация проявлений горного давления / Г.Г. Литвинский // Наукові праці ДонНТУ. Серія «гірничо- геологічна». – 2009. – Вип. 10(151). – С. 21 – 28. 3. Tadolini S. Cable bolts – an effective primary support system / S. Tadolini, J. McDonnell // Proceedings of the 29th International Conference on Ground Control in Mining, Mor- gantown, WV. from: http://icgcm.conferenceacademy.com /papers/detail.aspx?subdomain=icgcm&iid=314. 4. Applicability of rock bolting system and ground con- trol management under weak strata in Indonesia / T. Sa- saoka, H. Shimada, H. Takamoto [etc.] // Coal International; Nov/Dec 2013. – Vol. 261. – Issue 6. – P. 32. 5. Разумов Е.А. Опыт применения канатных анкеров для сохранения и повторного использования штреков угольных шахт / Е.А. Разумов, П.В. Гречишкин, А.В. Самок [и др.] // Уголь. – 2012. – № 6. – С. 10 – 12. 114 6. Протодьяконов М.М. Давление горных пород и рудничное крепление / М.М. Протодьяконов. – М.–Л.: ОГИЗ, 1931. – 186 с. 7. СОУ 10.1.00185790.011:2007 Підготовчі виробки на пологих пластах. Вибір кріплення, способів і засобів охорони / Мінвуглепром України. – К., 2007. – 113 с. 8. СниП-94-80 Подземные горные выработки / Гос- строй СССР. – М.: Стройиздат, 1982. – 24 с. 9. Баклашов И.В. Механика подземных сооружений и конструкций крепей / И.В. Баклашов, Б.А. Картозия. – 2-е изд. – М.: Недра, 1992. – 543 с. 10. Мещанинов С.К. Определение компонент напря- жений массива горных пород / С.К. Мещанинов, Ю.М. Ха- лимендик // Геотехническая механика: cб. науч. тр. ИГТМ НАН Украины. – Д., 2000. – Вып. 22. – С. 75 – 79. 11. Протосеня А.Г. Геомеханика / А.Г. Протосеня, О.В. Тимофеев. – СПб.: СПбГГИ им. Г.В. Плеханова, 2008. 12. Усаченко Б.М. Свойства пород и устойчивость горных выработок / Б.М. Усаченко. – К.: Наукова думка, 1979. – 136 с. 13. Борисов А.А. Механика горных пород и массивов / А.А. Борисов. – М.: Недра, 1980. – 360 с. 14. Кучин А.С. Деформация массива горных пород впереди движущегося очистного забоя / А.С. Кучин, Ю.М. Халимендик // Наукові праці УкрНДМІ НАН Украї- ни. – 2011. – № 9, Ч. I. – С. 118 – 125. 15. Воронин С.А. Использование канатных анкеров в выемочных выработках в условиях слабых боковых по- род / С.А. Воронин, Ю.М. Халимендик, А.В. Бруй [и др.] // Уголь Украины. – 2013. – № 6. 16. Жаров А.М. Закономерности геомеханических процессов при бесцеликовых технологических схема / А.М. Жаров. – М.: МГГУ, 2007. – 44 с. 17. Prusek S. Modification of parameters in the Hoek- Brown failure criterion for gate road deformation prediction by means of numerical modeling / S. Prusek // Glückauf. – 2008. – # 9(144). – P. 529 – 534. 18. Esterhuizen G.S. Development of ground response curves for longwall tailgate support design / G.S. Ester- huizen, T.M. Barczak // Proceedings of the 41st U.S. Rock Mechanics Symposium, Colorado. http://www.cdc.gov/niosh /mining/UserFiles/works/pdfs/dogrc.pdf. 19. Жданкин Н.А. Геомеханика горных выработок. Сопряжение лава-штрек / Н.А. Жданкин, А.А. Жданкин. – Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние,1990. – 112 с. ОБ АВТОРАХ Халимендик Юрий Михайлович – д.т.н., профессор, заведующий кафедрой маркшейдерии Национального горного университета. Барышников Анатолий Сергеевич – аспирант кафедры маркшейдерии Национального горного универ- ситета.

Использование канатных анкеров при креплении выработок в условиях слоистых пород

Institution

Ähnliche Einträge