Способ крепления подготовительной выработки в зоне повышенного горного давления

(51) 21 21/00 (2009.01) 21 20/00 (2009.01) 21 13/02 (2009.01) 21 11/00 (2009.01) 21 11/14 (2009.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ пространстве в кровлю выработки со стороны очистного забоя, по всей длине зоны влияния опорного давления с неснижаемым опережением его на длину зоны опережающего опорного давления в 1,5-2 раза, производят установку анкерного крепления вторичного уровня закрепления (крепь усиления),состоящей из канатных и сталеролимерных анкеров. Применение данного способа крепления подготовительной выработки в зоне повышенного горного давления обеспечивает препятствие смещению и расслоению пород кровли,образованию куполов и вывалов породы уменьшение газовыделения метана в полость выработки препятствие проявлению косонаправленной нагрузки, возникающей при осадке непосредственной и основной кровли снижение трудоемкости работ на концевых участках лавы повышение производительности и нагрузки на очистной забой до 30 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.(72) Демин Владимир Федорович Исабек Туяк Копеевич Демин Виталий Владимирович Демина Татьяна Владимировна Ахматнуров Денис Рамильевич Замиралов Александр Юрьевич Оленченко Петр Павлович Оленченко Виталий Петрович(73) Республиканское государственное казенное предприятие Карагандинский государственный технический университет Министерства образования и науки Республики Казахстан(56) Бобылов Ю.Г., Демин В.Ф., Цай Б.Н. И др.,Крепления горных выработок угольных шахт анкерной и комбинированной крепью, СанктПетербург-Караганда, 2009, с.105-107(54) СПОСОБ КРЕПЛЕНИЯ ПОДГОТОВИТЕЛЬНОЙ ВЫРАБОТКИ В ЗОНЕ ПОВЫШЕННОГО ГОРНОГО ДАВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к области горной промышленности, а именно к способам крепления подготовительных горных выработок, в том числе в зонах повышенного горного давления. Задачей изобретения является улучшение эксплуатационного состояния крепи в зоне повышенного горного давления, за счет обеспечения совместной и эффективной работы комбинированной крепи. Технический результат заключается в повышении несущей способности крепи и ее устойчивости,сохранения монолитности и целостности пород кровли вокруг горной выработки, снижении затрат на поддержание подготовительной выработки. Задача достигается тем, что способ крепления горной выработки, включающий установку в разбежку арок рамной профилированной и анкерной крепей, где анкера устанавливают в овальное отверстие звеньев арок рамной крепи, с обеспечением податливости ее верхняка и боковых ножек отличающийся тем, что в межрамном Изобретение относится к области горной промышленности, а именно к способам крепления подготовительных горных выработок, в том числе в зонах повышенного горного давления. Известен способ крепления горных выработок рамной арочной крепью, включающий установку боковых стоек и верхняков соединенных хомутами, а отдельные рамы между собой связаны расстрелами Техника и технология горно-подготовительных работ в угольной промышленности. Под ред. Э.Э. Нильвы, М., Недра, 1991, с.174-175. Недостатком данного способа крепления горных выработок является то, что арочная крепь не сразу изза полного контакта воспринимает нагрузку от вышележащих и боковых вмещающих пород, что приводит к их расслоению и растрескиванию на значительное расстояние вглубь окружающего массива, и это приводит в ходе эксплуатации крепи к восприятию значительной величины горного давления. Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ крепления горной выработки,включающий установку в разбежку арок рамной профилированной и анкерной крепей, где анкера устанавливают в овальное отверстие звеньев арок рамной крепи, с обеспечением податливости ее верхняка и боковых ножек Бобылев Ю.Г., Демин В.Ф., Цай Б.Н. и др., Крепление горных выработок угольных шахт анкерной и комбинированной крепью, Санкт-Петербург - Караганда, 2009, с.105107. Недостатком такого способа крепления горных выработок является низкая эксплуатационная надежность горной выработки вследствие снижения несущей способности крепи, предотвращающей интенсивные и опасные деформации и смещения пород и крепи на сопряжении с очистным забоем, а также в зоне влияния опорного давления. Задачей изобретения является улучшение эксплутационного состояния крепи в зоне повышенного горного давления, за счет обеспечения совместной и эффективной работы комбинированной крепи. Технический результат заключается в повышении несущей способности крепи и ее устойчивости,сохранения монолитности и целостности пород кровли вокруг горной выработки, снижении затрат на поддержание подготовительной выработки. Задача достигается тем, что способ крепления горной выработки, включающий установку в разбежку арок рамной профилированной и анкерной крепей, где анкера устанавливают в овальное отверстие звеньев арок рамной крепи, с обеспечением податливости ее верхняка и боковых ножек,отличающийся тем, что в межрамном пространстве в кровлю выработка со стороны очистного забоя, по всей длине зоны влияния опорного давления с неснижаемым опережением его на длину зоны опережающего опорного давления в 1,5-2 раза,производят установку анкерного крепления вторичного уровня закрепления (крепь усиления),состоящей из канатных и сталеролимерных анкеров. На фиг.1 - общий вид технологической схемы предлагаемого способа фиг.2 - разрез по линии А-А,поперечное сечение предлагаемой конструкции крепи фиг.3 - разрез по линии Б-Б, продольный разрез выработки фиг.4 - разрез по линии В-В,поперечное сечение выработки позади очистного забоя фиг.5 - разрез по линии Г-Г, продольный разрез выработки по длине очистного забоя, фиг.6 Узел А, продольный разрез вида А-А, фрагмент места установки анкера. Реализация предлагаемого способа крепления подготовительной выработки осуществляется в следующей последовательности. В процессе проведения горной выработки посредством выемки горной массы в контурах площади в проходке на очередной проходческий цикл устанавливают верхняк 1 и закрепляют его сталеполимерными анкерами 2 (длиной 1,8 м),вставляемыми в овальные отверстия 3 профиля. Для установки анкеров бурят рядами шпуры 4 (условно показан только один) в кровлю 5 выработки в соответствии с данными отверстиями в верхняке арочной крепи. Для закрепления анкера в забой шпура вводят ампулы со скрепляющим раствором 6(условно показан только в одном из шпуров). Конец стержня 7 в забое шпура выполняют скосом под углом 45 к оси, а на расстоянии 15-20 см от конца стержня устанавливают уплотнительное резиновое кольцо 8 в устье шпура. Вращением стержня с подачей его в шпур разрушают оболочку ампул, за счет этого происходит смешивание скрепляющего раствора. Затем устанавливают прижимную пластину 9, которую закрепляют гайкой 10, притягивая плотно верхняк к породам кровли. Далее возводят боковые ножки 11 арочной крепи, закрепляя их плотно к бокам 12 выработки. Верхняк и ножки соединяют между собой хомутами 13 с помощью скоб с планками и гайками, причем промежутки рам перекрывают межрамным ограждением металлической сеткой-затяжкой 14. После проведения подготовительной выработки и до начала работы очистного забоя в межрамном пространстве 15 производят установку анкерного крепления вторичного уровня закрепления (крепь усиления), состоящей из канатных 16 (длиной 7-9 м) и сталеролимерных 17 (длиной 2,4 м) анкеров. Анкера возводят в кровлю выработки со стороны очистного забоя по всей длине зоны влияния опорного давления. В связи с наличием опорного давления впереди лавы установку анкеров производят с неснижаемым опережением очистного забоя на величину, превышающую длину зоны опережающего опорного давления в 1,5-2 раза. Величина опережения обосновывается Ремезов А.В.,Харитонов В.Г.,Жаров А.И. и др.,Совершенствование способов и средств крепления сопряжений очистных забоев с примыкающими выработками, Кемерово, 2003, с.35. Эффективную величину опережения устанавливают в каждом конкретном случае для определенного очистного забоя, и зависит от вынимаемой мощности пласта и состава вмещающих пород. Применение данного способа крепления подготовительной выработки в зоне повышенного горного давления обеспечивает препятствие смещению и расслоению пород кровли, образованию куполов и вывалов породы уменьшение газовыделения метана в полость выработки препятствие проявлению косо-направленной нагрузки, возникающей при осадке непосредственной и основной кровли снижение трудоемкости работ на концевых участках лавы повышение производительности и нагрузки на очистной забой до 30 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 крепления подготовительной выработки в зоне повышенного горного давления,включающий установку в разбежку арок рамной профилированной и анкерной крепей, где анкера устанавливают в овальное отверстие звеньев арок рамной крепи, с обеспечением податливости ее верхняка и боковых ножек, отличающийся тем, что в межрамном пространстве в кровлю выработки со стороны очистного забоя, по всей длине зоны влияния опорного давления с неснижаемым опережением его на длину зоны опережающего опорного давления в 1,5-2 раза, производят установку анкерного крепления вторичного уровня закрепления, т.е. крепь усиления, состоящей из канатных и сталеролимерных анкеров. СПОСОБ КРЕПЛЕНИЯ ПОДГОТОВИТЕЛЬНОЙ ВЫРАБОТКИ В ЗОНЕ ПОВЫШЕННОГО ГОРНОГО ДАВЛЕНИЯ