Способ крепления горных выработок анкерной крепью в породах, склонных к пучению почвы

Авторы патента:

Ютяев Евгений Петрович (RU)

Демёхин Дмитрий Николаевич (RU)

Розенбаум Марк Абрамович (RU)

Савченко Егор Сергеевич (RU)

Лодус Евгений Васильевич (RU)

E21D20 - Установка анкерных болтов (анкерные болты для шахт, туннелей и выработок E21D 21/00; средства анкеровки конструктивных элементов или шпунтовых стенок при возведении оснований и фундаментов E02D 5/74; дюбели, нагели и другие устройства, укрепляемые в отверстиях стен F16B 13/00)

Владельцы патента RU 2444629:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" (RU)

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способу анкерного крепления горных выработок. Техническим результатом является снижение пучения почвы горных выработок. При креплении горных выработок анкерной крепью в породах, склонных к пучению почвы, бурят шпуры в кровлю и бока выработки, устанавливают в них анкерные стержни, опорные элементы и затяжки. Анкеры в бока устанавливают под углом к напластованию. Первый анкер располагают на минимальном технически возможном расстоянии от кровли выработки. Длину боковых анкеров определяют по математической формуле. 1 ил.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано для крепления горных выработок в породах, склонных к пучению.

Известен способ снижения пучения почвы горных выработок (патент RU №2019705, опубл. 15.09.1994 г.). Сущность изобретения заключается в том, что в почве выработки пробуривают скважину, определяют по геологическим данным слой пластичных горных пород и производит в этом слое камуфлетный взрыв. Пластичные породы уплотняются с образованием полости, в которую обрушают расположенные над ней горные породы. При этом в почве выработки образуется зона, заполненная разуплотненной горной массой, обладающая высокой податливостью.

Недостатком данного способа является высокая трудоемкость работ, невозможность использования выработки в качестве транспортной из-за неровностей почвы, а также то, что образовавшиеся зона обладает малой податливостью, что при интенсивном горном давлении не обеспечивает эффективной защиты от пучения почвы; высокая опасность в связи с необходимостью выполнения определенного объема взрывных работ.

Известен распространенный способ борьбы с пучением породы методом анкерования почвы выработок, включающий бурение шпуров в почве и установку анкеров с цементным закреплением штанг (см. Ш.А. - Г.Болгожин, Г.Д.Лезин. Охрана, крепление и поддержание выработок на большой глубине, Алма-Ата, "Наука" Казахской ССР, 1988, с.39-41).

Недостатком способа является высокая трудоемкость работ и недостаточная его эффективность, так как пучение почвы снижается не более 10-30%.

Известен способ крепления горных выработок, пройденных в породах, склонных к пучению (патент RU №2134350, опубл. 10.08.1999 г.), который является наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату и который мы принимаем в качестве прототипа. Сущность изобретения заключается в том, что вначале производят установку основной крепи технологически заданного профиля, перетяжку кровли и анкерное крепление вспученных пород. В зонах вскрытия или присечки вспучивающих пород проводимой горной выработки в почве и (или) бортах последней производят установку полимерных анкеров с одновременным нагнетанием быстротвердеющего полимерного состава сразу во все шпуры в соответствии с принятым паспортом крепления, при этом направление шпуров в почве осуществляют с учетом направления смещений вспучиваемых частей контура выработки.

Недостатком данного способа является сложность и многооперационность технологии. Техническим результатом изобретения является снижение пучения почвы горных выработок за счет уменьшения удельной нагрузки на нее и перемещения максимального опорного давления в массив.

Технический результат достигается тем, что в кровлю и бока выработки бурятся шпуры и производят установку анкерных стержней, опорных элементов и затяжки, согласно изобретению анкеры в бока устанавливаются под углом к напластованию, первый анкер располагают на минимальном технически возможном расстоянии от кровли выработки, а длину их определяют по формуле ,

где l _a - длина анкеров установленных в кровле выработок; α - угол наклона шпуров к горизонтальной плоскости.

Способ поясняется чертежом, на котором 1: 1 - кровля выработки, 2 - бока выработки, 3 - анкер, 4 - анкеры, установленные в бока выработки.

Способ осуществляется следующим образом: в кровлю (1) и бока (2) выработки бурятся шпуры (3), устанавливают в них анкерные стержни, а в бока выработки (4) они устанавливаются под углом к напластованию, первый анкер располагают на минимальном технически возможном расстоянии от кровли выработки, а длину их определяют по формуле (1).

Преимущество данного способа в его технологичности, а также в том, что процесс крепления исключает последующие трудоемкие мероприятия по борьбе с пучением.

Способ крепления горных выработок анкерной крепью в породах, склонных к пучению почвы, включающий бурение шпуров в кровлю и бока выработки, установку в них анкерных стержней, опорных элементов и затяжки, отличающийся тем, что анкеры в бока устанавливаются под углом к напластованию, первый анкер располагают на минимальном технически возможном расстоянии от кровли выработки, а длину их определяют по формуле

где l_a - длина анкеров установленных в кровле выработок;
α - угол наклона шпуров к горизонтальной плоскости.

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для контроля сцепления анкерной крепи с массивом горных пород, необходимого для поддержания ею пород в устойчивом состоянии.

Способ анкерного крепления горных выработок // 2441165

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при анкерном креплении горных выработок, преимущественно пройденных в слабых вмещающих породах, а также в условиях повышенного горного давления.

Способ и устройства для манипулирования деталями типа штанг при бурении и анкерном креплении // 2441131

Способ борьбы с пучением почвы горных выработок // 2438018

Изобретение относится к горному делу, в частности к способам борьбы с пучением почвы горных выработок. .

Способ крепления горных выработок и устройство для его осуществления // 2435960

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано для крепления горизонтальных выработок при пересечении выработками различно ориентированных плоскостей ослабления.

Способ крепления выработок анкерной крепью // 2435959

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способу крепления горных выработок анкерной крепью. .

Способ поддержания горных выработок // 2435034

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к способу поддержания горных выработок с использованием средств усиления анкерной крепи. .

Способ установки анкера и устройство для его осуществления // 2433272

Способ поддержания горных выработок // 2433271

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способу поддержания горных выработок в условиях влияния очистных работ с сохранением для повторного использования.

Способ крепления горных выработок анкерной крепью // 2430237

Изобретение относится к горному делу, в частности к способу крепления горных выработок анкерной крепью. .

Способ неразрушающего контроля анкерной железобетонной крепи // 2487243

Изобретение относится к области строительства горных выработок, в частности к методам неразрушающего контроля и оценке качества установки железобетонных анкеров в горной выработке

Бурильное устройство // 2488000

Способ установки взрывораспорного анкера // 2498075

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке месторождений полезных ископаемых в породах средней и ниже средней устойчивости. Техническим результатом изобретения является повышение устойчивости подземных горных выработок за счет увеличения толщины слоя горных пород, скрепляемых взрывораспорными анкерами увеличенной длины и устанавливаемых с опережением взрыва скважинного заряда. Способ заключается в том, что взрывораспорный анкер вводят в устье скважины последовательно соединяемыми отрезками труб и размещают на участке возможного обрушения боковых пород. В полость взрывораспорного анкера вводят отрезок детонирующего шнура с капсюлем-детонатором мгновенного действия, устанавливают герметизатор. Затем участок скважины между ее устьем и герметизатором заполняют взрывчатым веществом, устанавливая капсюль-детонатор замедленного действия. Отрезок детонирующего шнура взрывают с опережением на 1-2 секунды относительно взрыва взрывчатого вещества. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

Устройство для подсоединения подводящей трубы к внутреннему каналу анкерного болта // 2509211

Изобретение относится к устройству для подсоединения подводящих труб для пластмассовых компонентов к внутреннему каналу анкерного болта герметичным способом. Техническим результатом является обеспечение герметичного соединения так, чтобы автоматическую работу можно было проводить с улучшенной надежностью работы. Устройство содержит центральный блок, выполненный подвижным для выравнивания с анкерным болтом, скользящую подводящую трубу, расположенную в центральном блоке, первый передатчик силы, захватное устройство для прикрепления центрального блока к анкерному болту, привод захватного устройства, скользящим образом установленный на центральном блоке и предназначенный для управления захватным устройством, и второй передатчик силы, при этом первый передатчик силы выполнен с возможностью вдавливания подводящей трубы в отверстие внутреннего канала анкерного болта, захватное устройство установлено на центральном блоке, и второй передатчик силы выполнен с возможностью управления приводом захватного устройства для зажатия захватным устройством центрального блока на анкерном болте. 18 з.п. ф-лы, 3 ил.

Устройство для подъема и подачи тросового анкера и устройство для захвата тросового анкера // 2527839

Изобретение относится к устройству для укрепления горной породы тросовым анкером, также называемым натяжным тросом. Технический результат заключается в создании такого устройства, которое имеет меньший вес, может использоваться с существующими буровыми станками и может использовать мощность, уже подведенную к буровому станку, с помощью имеющегося вращателя буровой установки. Устройство для подъема и подачи тросового анкера содержит раму и вращатель, выполненный с возможностью перемещения вдоль указанной рамы, кожух, пару разнесенных колес, выполненных с возможностью взаимодействия с тросовым анкером и установленных в указанном кожухе, и средства вращения колес, соединенные с указанными колесами с обеспечением их вращения и выполненные с возможностью соединения с вращателем бурового станка. Устройство для захвата тросового анкера, предназначенное для прикрепления к вращателю, выполненное с возможностью перемещения вместе с указанным вращателем, содержит средства захвата тросового анкера, имеющего расширенную часть, и средства обеспечения прохождения указанной расширенной части через указанное устройство и автоматического удерживания тросового анкера в устройстве после его подачи в указанное устройство. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 7 ил.

Способ опережающего крепления горных выработок с помощью анкеров // 2556749

Изобретение относится к опережающему анкерному креплению горных выработок из призабойного пространства и может быть использовано в горнодобывающей промышленности и тоннелестроении. Способ опережающего крепления горных выработок с помощью анкеров, включающий бурение опережающих скважин и установку в них анкеров, при котором за контуром предполагаемого забоя и за зоной опорного горного давления из призабойного пространства осуществляют бурение шпура криволинейно к продольной оси будущей выработки с выходом криволинейного шпура в ту же выработку, в забой или призабойное пространство с другой или с той же стороны, размещают в шпуре гибкий анкер и закрепляют его с обоих концов с возможностью натяжения анкера в шпуре. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Способ крепления горных выработок на удароопасных пластах // 2560008

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для разработки удароопасных пластов. Техническим результатом изобретения является повышение и обеспечение устойчивости выработки, пройденной по пласту, опасному по горным ударам, с целью минимизации последствий разрушения в случае горного удара. Способ крепления горных выработок, пройденных на пластах опасных по горным ударам, включающих крепление свода выработки комбинированной крепью, состоящей из анкерной и рамной крепи. При этом нижние в ряду анкера с помощью хомута с отверстиями прижимают стойку рамной крепи к массиву. Между массивом и хомутом на анкерах располагают податливый элемент. Анкера устанавливают под углом α к горизонтальной плоскости и закрепляют их в слое породы, являющемся продолжением почвы выработки. Угол α определяют по формуле град, где lа - активная длина анкера, м; b - расстояние от почвы выработки до места установки анкера, м; h - мощность непосредственной почвы, м. 2 ил.

Установочный инструмент и способ установки анкерного стержня // 2578163

Группа изобретений относится к установке анкерного стержня в шпуре, в котором они закрепляются с помощью, например, способной к отверждению массы. Задача изобретения - предоставление универсального установочного инструмента, с помощью которого могут быть установлены различные анкерные стержни и, в том числе, анкерные стержни без резьбы. При этом анкерному стержню не требуются какие-либо захваты, геометрия для захвата, а также какие-либо дополнительные усилия в части временного монтажа вспомогательных инструментов, например гаек. Установочный инструмент имеет корпус, который имеет зажимное устройство, в которое может быть введен в продольном направлении анкерный стержень и в нем зафиксирован. При этом предусмотрен по меньшей мере один зажимной элемент, который установлен в зажимном устройстве и наклонен под установочным углом к продольной оси зажимного устройства. Зажимной элемент установлен в направляющей зажимного устройства таким образом, что зажимной элемент из положения приема, при котором анкерный стержень в продольном направлении может быть введен в зажимное устройство, может перемещаться в положение зажима, в котором анкерный стержень зафиксирован в зажимном устройстве в направлении окружности и продольном направлении. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ создания защитного экрана в кровле проектируемых горных выработок (варианты) // 2580124

Предложенная группа изобретений относится к вариантам способа создания защитного экрана в кровле проектируемых горных выработок. Технический результат заключается в создании защитного экрана с большой экранирующей поверхностью в рыхлых рудах, что обеспечивает технологическую возможность и экономическую целесообразность проходки очистных выработок в виде добычных лент. Каждый вариант способа включает бурение в горном массиве, по крайней мере, из одной предварительно пройденной горной выработки параллельных скважин и размещение в пробуренных скважинах труб-анкеров. Особенность первого варианта способа состоит в том, что бурение скважин осуществляют из одной из двух или из двух существующих примыкающих к экранируемой зоне горных выработок, перпендикулярных или параллельных соответственно проектируемым параллельным примыкающим друг к другу очистным горным выработкам, выдерживая шаг t между параллельными геометрическими осями скважин. Особенность способа по второму варианту заключается в том, что в средней части экранируемой зоны проходят вспомогательную горную выработку перпендикулярно проектируемым параллельным примыкающим друг к другу очистным горным выработкам или в одном из диагональных направлений экранируемой зоны. Бурение скважин осуществляют из вспомогательной горной выработки, выдерживая шаг t между параллельными геометрическими осями скважин. Размер шага t определяют в зависимости от наружного диаметра тубы-анкера, коэффициента структурного ослабления пород, коэффициента крепости пород по шкале М.М. Протодьяконова, момента сопротивления изгибу поперечного сечения трубы-анкера, допустимого напряжения на изгиб материала трубы-анкера, объемного веса породы, пролета проектируемой очистной горной выработки, а так же угла пересечения проекций на плоскость экранирования геометрических осей скважин и проектируемых очистных горных выработок. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 25 ил.

Способ заполнения шпура под анкер, пробуренного в кровле выработки, картриджами со смолой // 2581587

Изобретение относится к способу заполнения пробуренных шпуров под анкеры в кровле выработки картриджами со смолой. Технический результат заключается в повышении эффективности работы и увеличении скорости проходки, обеспечивая безопасную и эффективную работу в выработках. На первом этапе пробуривают шпур в кровле выработки с использованием пневматической машины для постановки анкерной крепи и прочищают пробуренный шпур промывкой водой или продувкой воздухом. Используют телескопическую трубу в сочетании с многосекционными обсадными трубами. Телескопическую трубу вытягивают на нужную высоту в соответствии с глубиной шпура, пробуренного в кровле, вставляют верхнее отверстие телескопической трубы в пробуренный шпур на определенную глубину, множество картриджей со смолой помещают последовательно в телескопическую трубу через нижнее отверстия телескопической трубы и проталкивают картриджи со смолой в самое глубокое положение пробуренного шпура вдоль всей телескопической трубы посредством толкающего стержня. Картриджи со смолой выдавливают вверх и перемешивают, так что картриджи со смолой оказываются скрепленными посредством связующего со стенками шпура в породной толщи. Затем толкающий стержень вынимают из телескопической трубы; телескопическую трубу отводят и затем вынимают из пробуренного шпура; и в завершение вставляют анкер, чтобы осуществить перемешивание картриджей. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.