Спосіб випереджаючого кріплення покрівлі при виїмці цілика між виробками, закладеними бетоном
Власники патенту UA 2451180:
Винахід відноситься до гірської справи, зокрема способу випереджаючого кріплення покрівлі при виїмці цілика. Технічним результатом є підвищення безпеки робіт. При випереджальному кріпленні покрівлі при виїмці цілика між виробками, закладеними бетоном, спочатку ведуть проходку захід очисних першої черги через цілики шириною один проліт вироблення. Потім їх закладають бетонною сумішшю. Ведуть проходку захід другої черги з їх подальшою закладкою бетонною сумішшю. Після проходки очисних заходок першої черги зводять випереджаючу кріплення, що встановлюється в цілик з очисних заходок першої черги на рівні склепіння заходки другої черги під кутом 60-70° в плані осі заходки, з кроком 0,5-1,0 м. 1 з. п. ф-ли, 3 іл.
Винахід відноситься до гірської справи і може використовуватися при розробці потужних покладів слабких руд шарами в низхідному порядку із закладкою виробленого простору, коли верхній шар відпрацьовується паралельними виробками (очисними заходками) першої черги, розділених цілком, з подальшою проходкою виробок другої черги .
Недолік способу полягає в тому, що на період розробки породи, її навантаження та буріння свердловин під анкери покрівля виробітку в заходці залишається без кріплення.
Відомий спосіб врізання тунелів, що здійснюється з попереднім пристроєм захисних випереджальних екранів зі сталевих труб або анкерів вздовж осі тунелю (С.Н.Королько. »// Метро та тунелі.Москва, «ТОВ Метро та тунелі», 2010). Буріння свердловин під труби та анкери проводиться буровими.установками зі стрілоподібними виконавчими органами Boomer XE3 (Atlas Copco) та Boltec LC (Atlas Сорсо). Діаметр сталевих труб 114 мм, довжина захисного екрана випереджає досягає 30 погонних метрів.
Недолік способу полягає в тому, що для буріння свердловин під труби потрібна наявність дорогого обладнання, що збільшується час непродуктивних операцій. Також важливим фактором є змінний переріз виробітку по довжині однієї захватки.
Відомий спосіб випереджаючого екрану з труб, що застосовується в зонах розлому, при якому з вибою вироблення по контуру забурюються свердловини, які після їх обсаджування трубами і заповнення розчином утворюють склепіння, під захистом якого ведеться проходка (О.М.Макаров, В.Е.Меркін .«Транспортні тунелі та метрополітени» // Москва, 1991 р., ТІМР). Труби випереджаючого кріплення, що підкріплюються арочним кріпленням, гарантують захист від виникнення небезпечних осідань покрівлі та вивалів породи.
Недолік цього способу в тому, що стосовно кріплення очисних заходок при відпрацюванні верхнього шару спосіб характеризується високою складністю, трудомісткістю та вартістю, пов'язаною із застосуванням замість заставних стрижнів глибоких анкерів, що закріплюються в свердловинах твердіючим складом.
Відомий спосіб проходки та кріплення очисних західок першої черги металевим арочним податливим кріпленням КМП-А3 з подальшою закладкою очисних західок бетоном, прийнятий за прототип (Д.М.Петров, Ю.Н.Антонов. «Оцінка ступеня впливу будівництва захисного перекриття на деформування вміщувального масиву » // Вісті Тульського Державного Університету.Тула, 2009 р., Випуск 4, С.145-148). Спосіб пояснюється кресленням фіг.1. На фіг.1: 1 - заходка першої черги, закладена бетоном; 2 - заходження другої черги до закладки; 3 -порожнечі у покрівлі виробок першої черги; 4 - породний цілік. Спосіб включає прохідку очисних західок першої черги з залишенням ціликів шириною, що дорівнює прольоту виробітку, подальшу закладку західок першої черги бетонною сумішшю і розробку залишених рудних ціликів після набору міцності закладкою.
Недолік цього способу, стосовно кріплення очисних західок між бетонними смугами, полягає в тому, що відпрацьований в західній частині простір залишається не закріпленим до моменту встановлення рам, затяжки і забутовки арок. У цей період у пухких, шаруватих та порушених тектонічними впливами рудах можливе виникнення вивалів руди з боку покрівлі.
Технічним результатом винаходу є підвищення безпеки робіт при відпрацюванні руд і кріплення очисних західок другої черги по цілком між бетонними смугами за рахунок підвищення стійкості покрівлі, що досягається за допомогою випереджального кріплення покрівлі прохідних очисних західок з суміжних очисних західок.
Технічний результат досягається тим, що в способі випереджаючого кріплення покрівлі при виїмці цілика між виробками, закладеними бетоном, що включає прохідку очисних заходок першої черги через цілики шириною в один проліт вироблення, їх подальшу закладку бетонною сумішшю і її затвердіння, проходку заходок другої черги з них закладкою бетонною сумішшю, після проходки очисних західок першої черги зводять випереджувальне кріплення, що встановлюється в цілік з очисних західок першої черги на рівні склепіння західки другої черги під кутом 60-70 ° в плані до осі західки, з кроком 0,5-1,0 м .
Випереджаюче кріплення може бути виконане із заставних арматурних стрижнів, при цьому довжина стрижнів перевищує глибину шпурів на 0,5-0,7 м, а виступаючі у виробленнякінці стрижнів при закладці очисної заходки закладають у бетон.
У способі випереджаючого кріплення покрівлі при виїмці цілика між бетонною закладкою (фіг.2) встановлені заставні арматурні стрижні (5) підтримують покрівлю очисної заходки, таким чином роль випереджального кріплення при проходці виробок другої черги (6). Під захистом арматурних стрижнів, встановлених із суміжних захід першої черги (7), цілік відпрацьовується комбайном або буропідривним способом. Арматурні стрижні, закріплені виступаючим у вироблення кінцем у бетон, підкріплюються в середині прольоту підтримуючим кріпленням КМП-А3. (Фіг.2). Рекомендований порядок проходки та зведення випереджаючого кріплення із заставних арматурних стрижнів над очисною західкою другої черги із суміжних західок до їх заповнення бетоном, забезпечують підвищення безпеки робіт у вибої (8) при відпрацюванні нестійких руд та кріплення захід другої черги по цілиці між бетонними смугами. Можливе кріплення очисних заходок другої черги анкерним кріпленням (фіг.3) з підхватами (9) і затяжкою (10) замість арочного металевого кріплення. У цьому варіанті випереджаюче кріплення арматурними стрижнями (11) буде забезпечувати безпеку ведення робіт у вибої, а кріплення анкерним кріпленням - повноту закладки виробок бетоном.
приклад. На горизонті - 370 м Яковлівської копальні будують захисне перекриття для захисту нижчих виїмкових блоків від прориву води з водоносних горизонтів над рудним тілом. Захисне перекриття є системою паралельних виробок (очисних заходок), закладених бетонною сумішшю. Один з варіантів послідовності проходки очисних західок захисного перекриття першої черги - це їх прохідка через цілики шириною, що дорівнює одному прольоту виробітку, потім очисні заходи закладають бетонною.сумішшю. Після затвердіння закладки розробляють залишені між бетонними смугами рудні цілики. Практика ведення робіт на руднику показала, що розробка цих ціликів пов'язана з небезпекою вивалу руди з покрівлі очисної заходки. Причина виникаючих аварійних ситуацій у тому, що через значні перебори руди понад проектний контур (середні перебори в покрівлі західок при буровибуховому способі проходки становлять 0,45 м). довжині виробітку, і при цьому не виникає спільної роботи в роботу системи «кріплення - масив». У привибійній зоні, де в цей момент встановлюють основне кріплення, може статися вивал руди. Попереднє закріплення стрижнями із суміжних захід дозволить знизити ймовірність виникнення вивалу.
Для будівництва захисного перекриття за пропонованим способом із застосуванням випереджаючого кріплення із суміжних виробок застосовується стандартний комплекс прохідницького обладнання, що експлуатується на Яковлівському руднику. Шпури під заставні стрижні буряться технікою, що призначена для буріння шпурів під вибухову речовину. Крок буріння під анкери пропонується рівним 0,7 м. Таким чином, при нахилі 60 ° до осі траси очисної заходки між стрижнями буде 0,6. Такий крок частоти встановлення заставних стрижнів забезпечить стійкість покрівлі під час проходження очисних західок між бетонними смугами.
1. Спосіб випереджаючого кріплення покрівлі при виїмці цілика між виробками, закладеними бетоном, що включає прохідку західних очисних першої черги через цілики шириною в один проліт виробки, їх подальшу закладку бетонною сумішшю та її затвердіння, прохідку західних другий черги з їх подальшою закладкою бетонноїсумішшю, який відрізняється тим, що після проходки очисних західок першої черги зводять випереджаючу кріплення, що встановлюється в цілик з очисних західок першої черги на рівні склепіння західної другої черги під кутом 60-70° в плані до осі заходки, з кроком 0,5-1, 0м.
2. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що випереджальне кріплення виконують із заставних арматурних стрижнів, при цьому довжина стрижнів перевищує глибину шпурів на 0,5-0,7 м, а кінці стрижнів, що виступають у вироблення, при закладці очисної заходки закладають в бетон .