Способ двухуровневого крепления кровли выработки

(51) 21 21/00 (2006.01) 21 11/00 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Задачей изобретения является улучшение эксплуатационного состояния крепи в зоне влияния очистных работ. Способ двухуровневого крепления кровли выработки, включающий установку в шпуры стальных анкеров на закрепляющих составах в зону трещинообразования и канатных анкеров на закрепляющих составах в плотные породы кровли при этом закрепляющие составы в шпурах с канатными анкерами распределяют по их длине с условием перекрытия зон закрепляющих кровли стальными и канатными анкерами. Технический результат заключается в обеспечении устойчивости приконтурных слоев кровли выработки, исключение смещения и расслоения вмещающих пород,сохранение устойчивого состояния выработки на весь период эксплуатации без дополнительных затрат на ремонтные работы за счет обеспечения совместной и эффективной работы комбинированной крепи.(72) Демин Владимир Федорович Демин Виталий Владимирович Демина Татьяна Владимировна Абдашев Ержан Неспбайлы Ситников Руслан Сергеевич Оленченко Петр Павлович Оленченко Виталий Петрович(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Карагандинский государственный технический университет Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) СПОСОБ ДВУХУРОВНЕВОГО КРЕПЛЕНИЯ КРОВЛИ ВЫРАБОТКИ(57) Изобретение относится к области горной промышленности, а именно к способам крепления горных выработок их поддержания и ремонта в зоне влияния очистных работ. Изобретение относится к области горной промышленности, а именно к способам крепления горных выработок их поддержания в зоне влияния очистных работ. Известен способ крепления горных выработок А.с. СССР 1305356, 1987 г., МПК 21 20/00,включающий бурение шпуров, установку в них анкеров с петлями на концах хвостовиков, подвеску к анкерам стальной металлической решетки,протягивание в петли анкеров металлического каната и натяжением его путем закручивания в скрутку с помощью распорных элементов,закладываемых в зазор между канатами и поверхностью выработки,с последующим нанесением на поверхность торкретбетона. Недостатком способа является то, что натяжение металлического каната путем закручивания в скрутку приводит обычно к обрыву части его проволок и потере прочности. Кроме того, с течением времени металлический канат способен вытягиваться, что в совокупности с общим смещением пород внутрь выработки приводит к снижению натяжения каната и общему снижению эффективности крепи. Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ крепления выемочной выработки в зоне влияния очистных работ. В процессе проведения горной выработки по мере подвигания проходческого забоя, на требуемую паспортом крепления величину, производят оборку кровли и боков выработки от отслоившихся кусков угля и породы. На очередной проходческий цикл бурят рядами шпуры в кровлю и бока выработки,необходимой длины и диаметром под углами установленными паспортом крепления выработки, а также в соответствии с отверстиями в металлических подхватах (штрипсах). Крепление начинают с установки пяти кровельных сталеполимерных анкеров первого ряда (длиной 2,4 м), затем устанавливают шесть кровельных сталеполимерных анкеров второго ряда и четыре боковых стеклопластиковых анкера (длиной 1,8 м). Предварительно под штрипсы устанавливают металлическую сетку-затяжку 24570, МПК 21 21/00, 15.09.2011 г., бюл. 9. Недостатком данного способа крепления горной выработки является то, что сталехимические анкера с плоскими металлическими полосами являются жесткой конструкцией,не обеспечивающей податливость крепи при просадке кровли, что может привести к обрыву опорных элементов, а также к уменьшению несущей способности анкерного крепления и выходу из строя крепи. Указанные конструктивно-технологические недостатки анкерных крепей снижают эффективность крепления выработок и требуют разработки или,по крайней мере,совершенствования как средств бурения шпуров,так и конструкции анкеров, и новых композиций связующих компонентов. Для решения этой проблемы, наряду с оснащением шахт анкерами различных типов,буровым оборудованием и композиционными 2 материалами, необходимо проведение более глубоких исследований и совершенствование существующих методов расчета с учетом изменяющихся горно-геологических условий. Задачей изобретения является повышения во времени несущей способности, и предотвращения преждевременного обрушения кровли выработки. Технический результат заключается в обеспечении устойчивости приконтурных слоев кровли выработки, исключение смещения и расслоения вмещающих пород,сохранение устойчивого состояния выработки на весь период эксплуатации без дополнительных затрат на ремонтные работы за счет обеспечения совместной и эффективной работы двухуровневый анкерной крепи. Способ двухуровневого крепления кровли выработки, включающий установку в шпуры стальных анкеров на закрепляющих составах в зону трещинообразования и канатных анкеров на закрепляющих составах в плотные породы кровли при этом закрепляющие составы в шпурах с канатными анкерами распределяют по их длине с условием перекрытия зон закрепляющих кровли стальными и канатными анкерами. Изобретение поясняется чертежом (фигура), на фигуре представлено схема двухуровневое крепление кровли выработки, где указаны 1. Зона 1(зона упрочнение кровли сталиполимерными анкерами) 2. Зона 2 (зона упрочнение кровли канатными анкерами) 3. Зона упрочнения соединения зоны 1 (зоны упрочнение кровли сталиполимерными анкерами) и зоны 2 (зоны упрочнение кровли канатными анкерами) 4. Канатные анкера 5. Сталиполимерные анкера 6. Зона максимального упрочнения соединения зоны 1 и зоны 2. Поддержание кровли на все время эксплуатации горной выработки,достигается тем,что пробуриваются и устанавливаются два уровня анкеров. Анкера первого уровня это сталеполимерные анкера 5 (например, 2-3 м). Анкера второго уровня канатные анкера 4(например, 3-7 м). В области непосредственной кровли горной выработки, в каждой области анкерного крепление (точнее сталеполимерных и канатных), создается зоны упрочнения кровли. Анкера двух уровней устанавливаются на таком расстоянии друг от друга, чтобы зона упрочнения первого уровня 1 закрепилось с зоной упрочнения второго уровня 2 в зоне соединения упрочнении 1 и 2 зон 3. Тем самым создавая большую зону непосредственной кровли связанную между собой менее и более крепких пород, и достигаем большой несущей способности кровли во времени. Реализация предлагаемого способа крепления выемочной выработки осуществляется в следующей последовательности. В процессе проведения горной выработки по мере подвигания проходческого забоя, на требуемую паспортом крепления величину,проходческий цикл бурят рядами шпуры в кровлю,необходимой длины и диаметром под углами установленными паспортом крепления выработки. Крепление начинают с установки кровельных сталеполимерных анкеров первой зоны 5 (например,длиной 2,4 м), затем устанавливают кровельных канатных анкеров второй зоны 4 (например, длиной 3-7 м). Для закрепления анкеров в пробуренный шпур досылают необходимое количество ампул. При вращении подачи анкерный стержень разрывает оболочку ампул и перемешивает компоненты скрепляющего раствора. Перемещение анкера производят до упора в дно шпура. Анкера в этой позиции удерживают до полного отверждения состава ампул. Применение данного способа крепления выработки в зоне повышенного горного давления обеспечивает препятствие смещению и расслоению пород кровли, образованию куполов и вывалов породы препятствие проявлению косонаправленной нагрузки,возникающей при осадке непосредственной и основной кровли снижение трудоемкости работ создание комфортных и безопасных условий труда горнорабочих, связанных с работами на сопряжении очистного забоя отказ от применения громоздких и тяжелых по конструкции механизированных крепей сопряжения, плохо управляемых при их эксплуатации повышение долговечности и увеличение межремонтного ресурса экономический эффект, за счет снижения затрат на поддержание выработки. Сущность работы крепи усиления в том, что она образует единую систему крепь - непосредственная кровля - основная кровля за счет сшивания анкерами пород в одну грузонесущую конструкцию. Кроме того, создание вокруг крепи горной выработки зон усиления способствует укреплению зоны максимальных расслоений пород. Производственные процессы, связанные с возведением анкерного крепления вторичного уровня закрепления, не являются сдерживающим фактором добычи угля в очистном забое, так как скорость их возведения опережает скорость подвигания очистного забоя в 4-5 раз. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ двухуровневого крепления кровли выработки, включающий установку в шпуры стальных анкеров на закрепляющих составах в зону трещинообразования и канатных анкеров на закрепляющих составах в плотные породы кровли и отличающийся тем, что закрепляющие составы в шпурах с канатными анкерами распределяют по их длине с условием перекрытия зон закрепляющих кровли стальными и канатными анкерами.