Круковский А.П., Круковская В.В., Хворостян В.А. Способ анкерного крепления горной выработки с периодическим усилением анкерно-породной конструкции

Деталі
Батьківська категорія: Геотехнічна механіка, 2019
Категорія: Геотехнічна механіка, 2019, № 144

Geoteh. meh. 2019, 144, 53-61

https://doi.org/10.15407/geotm2019.144.053

Способ анкерного крепления горной выработки с периодическим усилением анкерно-породной конструкции

1Круковский А.П., 1Круковская В.В., 1Хворостян В.А.

1Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова НАН Украины

УДК 622.28.044

Язык: Украинский

Аннотация.

Как показал практический опыт, с увеличением длины горных выработок, закрепленных анкерной крепью, происходит накопление энергии упругих деформаций. Высвобождение этой энергии приводит к опасному разрушению приконтурного массива. Кроме того, при пересечении выработкой участков с геологическими нарушениями, на которых наблюдается ухудшение прочностных свойств горных пород, несущая способность анкерно-породной конструкции оказалась недостаточной для сохранения выработки в устойчивом состоянии. Для устранения этих недостатков предложено периодическое усиление анкерно-породной конструкции за счет установки дополнительных анкеров, которые формируют элемент анкерного крепления – защитную перемычку.

В работе определены основные параметры защитных перемычек, которые обусловлены горно-геологическими условиями, назначением выработки, сроком её службы. Приведены примеры схем анкерного крепления с использованием защитных перемычек. Установлено влияние неоднородного армирования горных пород вдоль выработки на её устойчивость. Для этого выполнено исследование напряженно-деформированного состояния пород вокруг протяженной горной выработки с защитными перемычками различной мощности. Показано, что при применении перемычек состояние кровли улучшается – значение параметра, характеризующего разнокомпонентность поля напряжений, уменьшается на 20-67 % на различных участках выработки. Защитные перемычки противодействуют разрушению приконтурного массива вследствие высвобождения энергии упругих деформаций, которые накапливаются с увеличением длины выработки. Применение элемента конструкции анкерного крепления «перемычка» с периодичностью 20-25 м блокирует негативное воздействие фактора влияния длины выработки, увеличивая относительную прочность пород в окрестности выработки.

Для примера рассмотрено крепление 585 сборного штрека шахты «Юбилейная», проведенного в сложных горно-геологических условиях и сохраненного на повторное использование. Выработка была закреплена по усиленной схеме анкерного крепления с мощными перемычками. Геомеханические обследования в период проведения выработки, отработки первой и второй лавы показали, что состояние выработки в процессе проведения и эксплуатации – устойчивое. Способ анкерного крепления горной выработки с использованием защитных перемычек подтвержден патентом Украины.

Ключевые слова:

анкерная крепь, анкерно-породная конструкция, напряженное состояние пород, устойчивость протяженной выработки

Список литературы:

1. Булат А.Ф., Виноградов В.В. Опорно-анкерное крепление горных выработок угольных шахт. Днепропетровск: ИГТМ НАН Украины, 2002. 372 с.

2. Спосіб кріплення гірничої виробки: пат. 93779 UA / А.Ф. Булат, О.П. Круковський, А.В. Смірнов та ін. № u201405651; заявл. 26.05.2014; опубл. 10.10.2014, Бюл. № 19. 7 с.

3. Исследования параметров крепи и состояния боков подготовительных выработок / С.А. Курносов, И.Н. Слащев, Е.А. Слащева и др. Геотехническая механика. Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. № 98. С. 262-272.

4. Interaction of deformation-strength characteristics of the support load-bearing elements in the preparatory workings / Kovalevska I., Barabash M., Husiev O., Snihur V. // Web of Conferences. URL: https://doi.org/10.1051/e3sconf/20186000002 (browsing data: 21.05.2019).

5. Шашенко А.Н., Солодянкин А.В., Мартовицкий А.В. Управление устойчивостью протяженных выработок глубоких шахт. Днепропетровск: ЛизуновПрес, 2012. 384 с.

6. Комбинированные анкерные системы для повторного использования горных выработок / В.И. Бондаренко, И.А.  Ковалевская, Г.А. Симанович и др. Днепр: ЛизуновПрес, 2017. 188 с.

7. Круковский А.П., Круковская В.В. Технология анкерного крепления горной выработки при переходе геологического нарушения. Геотехническая механика. Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2017. № 132. С. 17-26.

8. Виноградов В.В., Круковский А.П. Методологія опорно-анкерного кріплення гірничих виробок вугільних шахт // Деформирование и разрушение материалов с дефектами и динамические явления в горных породах и выработках: матер. XIX Межд. науч. школы. Симферополь: Таврич. нац. ун-т, 2009. С. 78-80.

9. Круковский А.П. Исследование влияния элементов анкерной крепи на напряженно-деформированное состояние в приконтурном массиве горной выработки / Проблемы освоения недр в XXI веке глазами молодых: матер. 7-й Международной научной школы молодых ученых и специалистов. Москва: ИПКОН РАН, 2010. С. 133-136.

10. СОУ 10.1.05411357.010:2014. Система забезпечення надійного та безпечного функціонування гірничих виробок із анкерним кріпленням. Загальні технічні вимоги. [Чинний з 2014.11.10]. К.: Мінвуглепром України, 2014. 69 с. (Стандарт Міністерства вугільної промисловості України).

11. Круковский А.П., Круковская В.В., Хворостян В.А. Технология опорно-анкерного крепления горных выработок угольных шахт Украины. Уголь Украины. 2013. № 2. С. 13-16.

12. Спосіб анкерного кріплення гірничої виробки з використанням захисних перемичок: пат. 98831 UA / О.П. Круковський, В.В. Круковська, В.О. Хворостян та ін. № u201412269; заявл. 14.11.2014; опубл. 12.05.2015, Бюл. № 9. 8 с.

Об авторах:

Круковский Александр Петрович, член-корреспондент НАН Украины, доктор технических наук, заместитель директора института по научной работе, Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова Национальной академии наук Украины (ИГТМ НАНУ), Днепр, Украина, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її. .

Круковська Виктория Викторовна, доктор технических наук, старший научный сотрудник, старший научный сотрудник отдела управления динамическими проявлениями горного давления, Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова Национальной академии наук Украины (ИГТМ НАНУ), Днепр, Украина, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її. .

Хворостян Виктор Алексеевич, младший научный сотрудник отдела механики горных пород, Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова Национальной академии наук Украины (ИГТМ НАНУ), Днепр, Украина.