Способ размещения анкеров в веерах скважин при предварительном закреплении слоистых горных пород

 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для повышения эксплуатационной надежности анкеров при предварительном закреплении слоистого массива путем ориентированного расположения анкера в скважине. Для этого определяют азимут простирания слоистости в сечении каждой скважины 1. Фиксируют его в устье скважины двумя метками по диаметру скважины 1 с противоположных сторон. Анкер 2 ориентируют и размещают а скважине 1 вдоль ее образующей, проходящей через одну из меток. Затем вводят в скважину 1 прижимное устройство с диаметрально противоположной стороны от анкера 2. фиксируют им анкер в данном положении нагнетают в скважину 1 вяжущий материал 6. При расслоении анкер 2 сразу же нагружается от перемещений блоков что предотвращает дальнейшее расслоение 7 ил СО с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (э3)5 Е 21 О 20/00 1709

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4801848/03 (22) 14.03.90 (46) 23.07,92. Бюл. М 27 (71) Институт горного дела АН КазССР (72) B.Р,Вульферт, Г.А.Прокушев. А.И.Воронин, B.А,Исаков, А.И.Мисюрин, Г,B.Ìåùåряков, В.H.Ïåòÿõèí, А.П.Трезнюк. А.Л,Жиляков и В,И.Козлов (56) Авторское свидетельство СССР

Ю 1401143, кл. Е 21 О 20/00, 1986, Авторское свидетельство СССР

М 1204737, кл. Е 21 О 20/00, 1984, (54) СПОСОБ РАЗМЕЩЕНИЯ АНКЕРОВ В

ВЕЕРАХ СКВАЖИН ПРИ ПРЕДВАРИТЕЛЬН0М ЗАКРЕПЛЕНИИ СЛОИСТЫХ ГОРНЫХ

ПОРОД (57) Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано, Ж, 1749471 Al для повышения эксплуатационной надежности анкеров при предварительном закреплении слоистого массива путем ориентированного расположения анкера в скважине. Для этого определяют азимут простирания слоистости в сечении каждой скважины 1. Фиксируют его в устье скважины двумя метками по диаметру скважины 1 с противоположных сторон. Анкер 2 ориентируют и размещают в скважине 1 вдоль ее образующей. проходящей через одну из меток. Затем вводят в скважину 1 прижимное устройство с диаметрально противоположной стороны от анкера 2, фиксируют им анкер в данном положении. нагнетают в скважину 1 вяжущий материал

6. При расслоении анкер 2 сразу же нагружается от перемещений блоков. что предотвращает дальнейшее расслоение. 7 ил.

1749471

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для предварительного крепления слоистых горных пород при веерном расположении скважин для анкеров;

Известен способ крепления очистной горной выработки, включающий бурение нисходящих скважин в сторону будущей нижележащей выработки, предварительной установки в них канатных анкеров, концы которых размещены на проектной отметке . и присоединены к серединам балочных подхватов, самопроизвольно поворачивающихся в горйзонтальное. положение после обрушения кровли и натягивающихся с уче том закрепления подхватов по контуру кровли очистных выработок, Недостатком способа является то, что он не обеспечивает надежного контакта анкера со стенками скважины и строго ориентированного размещения его в сечении скважины относительно напластования, тем самым не предотвращает процесса расслоения пород в слоистом массиве, возникающего в результате несовпадения осей наклонных скважин и заложенных в них анкеров с направлением отслоений, которые развиваются по нормали к обнажению, или к напластованию пород. Кроме того, способ применим при размещении канатных анкеров только в нисходящих скважинах, а также не предотвращает обрушения кровли сразу же после взрывания руды, так как расслоение происходит незамедлительно после взрыва, а для разворота блочного подхвата и натяжения каната требуется определенное время.

Известен способ установки анкера, включающий бурение скважин, раэмещеwe в них анкеров, нагнетание в скважины вяжущего материала, фиксирование анкеров.

Недостатком способа является то, что он не обеспечивает контакта анкера со стенками скважины и строго ориентированного размещения его в сечении скважины отно сительно напластования, тем самым не предотвращает процесса расслоения пород в слоистом массиве, возникающего в результате несовпадения осей наклонных скважин и заложенных в них анкеоов с направлением отслоений, которые развиваются по нормали к обнажению, или к напластованию пород, т,е. снижается эксплуатационная надежность анкера.

Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности анкеров при предварительном закреплении слоистого массива путем ориентированного расположения и закрепления анкера в скважине.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, включающему бурение

5 скважин. размещение в них анкеров, нагнетание в скважины вяжущего материала, фиксирование анкеров. перед размещени-. ем анкера в скважине определяют азимут простирания слоистости в сечении каждой

10 скважины, фиксируют его в устье скважины двумя метками по диаметру скважины с про- . тивоположных сторон, а анкер ориентируют и размещают в скважине вдоль ее образующей, проходящей через одну иэ меток, no-

15 сле чего вводят в скважину прижимное устройство с диаметрально противоположной стороны от анкера и фиксируют им анкер в данном положении.

Предварительное, перед размещением

20 анкеров, определение азимута простирания слоистости в сечении каждой скважины позволяет установить направление, в котором необходимо переместить анкер относительно поперечного сечения скважины и при25 жать его к ее стенке.

Фиксирование линии простирания метками в устье скважины по ее диаметру позволяет установить два равноценных. диаметрально противоположных местопо30 ложения анкера в сечении скважины на концах этого диаметра, в которых необходимо зафиксировать анкер перед заполнением

его вяжущим составом.

Заложение анкера в скважине так, что35 бы линия касания анкера стенок скважины совпала с образующей скважины, проходящей через метку,и фиксирование этого положения отжимным устройством. расположенным в скважине с диаметрально про40 тивоположной стороны от анкера. обеспечивает повышение эксплуатацион- ной надежности металлического стержня анкера, так как включает его в действие сразу же в момент начала процесса расслоения

45 после взрыва, тогда как при расположении анкера в любом другом месте относительно стенок скважины обуславливает при возникновении расслоений вначале раэдавливание вяжущего заполнителя в наклонной

50 относительно слоистости скважине и уже только после этого вступление в работу самого анкера. поскольку жесткость заполни теля. например бетона, на порядок ниже жесткости металлического анкера. 55 На фиг, 1 показан способ размещения анкера, когда его размещают в скважине так, чтобы линия касания анкера стенок скважины совпала с образующей скважниы. проходящей через метку; на фиг. 2 — разрез

А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б-Б на Фиг.

1749471

1; на фиг. 4 — анкер, заложенный по нормали к слоистости; на фиг, 5 — анкер в скважине под углом а, размещенный по ее оси или в любом другом месте относительно ее сечения; на фиг. 6 — разрез В-В на фиг. 5; на фиг, 7 — разрез Г-Г на фиг, 5.

При разработке способа размещения .анкеров в веерах скважин при предварительном закреплении слоистых горных пород использован различный механизм нагружения анкера, заложенного по нормали к напластованию (фиг. 4) и под углом к нему (фиг, 5), При наклонном залегании слоев расслоение происходит по нормали к напластованию или к обнажению, 8 этом . случае анкер, заложенный по нормали к напластованию, нагружается и Вступает в работу сразу же с момента начала расслоений, т,е. действие его наиболее эффективно. Однако такое расположение ан кера йевозможно задать при предварительном закреплении вмещающих пород с веерным расположением скважин для анкеров. В этом случае угол наклона каждой скважины относительно напластования будет разный, а поскольку расслоения или относительное перемещение слоев происходит по нормали к напластованию или обнажению, в скважине с анкером возникают срезаюшие деформации, которые, в известных вариантах местоположения анкера относительно стенок скважины (фиг.

5-7) будут давить на твердеющий заполнитель, а через него и на сам энкер. Благодаря из разной жесткости (модуль упругости бетона равен Еб = 0,1-0,3) 10 кг/см2, а стали Ес = 2 10 кг/см . В случае возникно6 2 вения расслоений вначале будет раздавлен твердеющий материал, а затем нагружен и сдеформирован сам анкер. Такая последовательность деформаций приведет к воз: никновению расслоений массива и может привести к обрушению слоистых пород, Поэтому в случае пересечения слоистого массива наклонной скважиной с заложенным в нее анкером необходимо выбрать такое местоположение анкера относительно сечения скважины, чтобы при возникновении расслоения анкер сразу же вступил в работу, т,е. стержень анкера сразу же нагружался.бы с момента начала расслоений. Такими местами расположения анкера в скважине будут концы диаметра; проведенного через ее центр параллельно азимуту прости рания слоистости, зафиксированные s устье скважины метками.

Сущность способа заключается в том, что на участке, где по проекту намечено

50 сечении каждой скважины. фиксируют его в устье скважины двумя метками по диаметру скважины с противоположных сторон, а анкер ориентируют и размещают в скважине вдоль ее образующей, проходящей через

Одну из меток, после чего вводят в скважину прижимное устройство с диаметрально противоположной стороны от анкера и фиксируют им анкер в данном положении, бурение веера скважин 1 под анкеры 2 {фиг.

1), до начала очистных работ известными способами (по кернам, с помощью горного компаса и т.д.) определяют азимут прости5 рания слоистости, пересекающей скважину, и фиксируют направление его в устье скважины специальными метками 3 и 4 (фиг. 2}.

Далее помещают анкер 2 в скважине 1 так, чтобы место касания стержня (каната) анке10 ра совпало с меткой 3, нанесенной в устье скважины, и фиксируют его отжимным устройством 5, Затем в скважину 1 нагнетают вяжущий материал 6, например цемент. После прохождения фронта очистных работ во

15 вмещающих породах возникает явление расслоений и относительных перемещений блоков выше и ниже трещины 7. В результате перемещения нижнего слоя относительно верхнего вначале возникает деформация

20 и зона сжатия твердеющего материала 8 между стенками скважины 1 и стержнем анкера 2 и только после этого происходит нагружение анкера в полной мере. Однако деформация сжатия в зоне 8 вызывает рас25 слоение между верхним и нижним относительно трещины 7 блоками, что может привести к обрушению пород. тем самым снижается эксплуатационная надежность анкера.

30 При расслоении анкер 2 сразу же нагружается от перемещения блоков, что предотвращает расслоение и, тем самым, повышается эксплуатационная надежность анкера, 35

Формула изобретения

Способ размещения анкеров в веерах скважин при предварительном закреплении слоистых горных пород, включающий

40 бурение скважин, размещение в них анкеров, нагнетание в скважины вяжущего материала, фиксирование анкеров, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности анкеров при

45 предварительном закреплении слоистого массива путем ориентированного расположения и закрепления анкера в скважине, перед размещением анкера в скважине определяют азимут простирания слоистости в

1749471

1749471 ю

Техред М.Моргентал

Редактор А, Мотыль

Корре Тор Т. Палий

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2575 1 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб.; 4/5