Анкерная горная крепь
Под анкерной (штанговой) крепью понимают систему закрепленных определенным образом в кровле и боках выработки анкеров для упрочнения массива горных пород и повышения устойчивости обнажений благодаря скреплению слоев или структурных блоков.
При натяжении анкеров с помощью гаек слои пород или структурные блоки массива прижимаются друг к другу и образуют устойчивую монолитную плиту.
В настоящее время анкерная крепь является одним из прогрессивных и экономичных видов крепи, которая успешно применяется во всех отраслях горнодобывающей промышленности и на геологоразведочных работах в разнообразных горно-геологических условиях. Анкерная крепь имеет значительные технико-экономические преимущества перед другими видами крепи. С применением ее повышается безопасность работ, улучшается проветривание выработок и снижаются затраты на их крепление и поддержание в период эксплуатации. По сравнению с другими видами анкерная крепь позволяет легко механизировать процесс ее возведения. На горнорудных предприятиях черной и цветной металлургии наибольшее распространение получил железобетонный анкер, который практически полностью вытеснил металлические клино-щелевые и анкера с распорным замком, имеющие в крепких породах недостаточную несущую способность (20—25 кН).
Конструкция железобетонного анкера состоит из стержня 1 круглого или периодического профиля, который закрепляется в шпуре цементно-песчаным раствором 2 с добавлением ускорителя твердения (хлористого кальция), нагнетаемого в шпур с помощью пневмонагнетателя ПН-1. Опорная плита 3 и гайка 4 служат для натяжения анкера. Если анкер устанавливают без гайки то на конец стержня приваривают плоскую металлическую пластину. Необходимо отметить, что железобетонные анкеры, установленные без натяжения, только фиксируют породы в их первоначальном положении. В этом случае возможно выпадение отдельных кусков между анкерами. Предварительное натяжение силой 30—40 кН создает вокруг анкеров напряженные зоны пород, что повышает сопротивляемость породного массива сдвигающим усилиям, которые всегда присутствуют в кровле выработки.Надежность железобетонных анкеров зависит главным образом от качества цементнопесчаной смеси. Для приготовления раствора применяют бы-стросхватывающие цементы типа БТЦ марок М400—М600 или обычный портландцемент таких же марок. Заполнителем служит песок крупностью до 5 мм. Состав смеси Ц:П== = 1:1 и 1:2. После заполнения шпура бетоном вводят арматурный стержень с помощью телескопного перфоратора или -вручную. Чтобы исключить выпадение стержня из шпура до схватывания раствора, его удерживают деревянными клиньями, забиваемыми у устья шпура. При наличии у анкера резьбы затягивание гайки с установкой опорной плиты производят по истечении 3 сут.
Анкерная податливая крепь
Использование: изобретение относится к подземному строительству в зонах с интенсивными горными тектоническими напряжениями. Цель - уменьшение габаритов крепи при обеспечении расчетной величины хода ее податливости. Сущность: крепь состоит из проволочных анкеров (А), закрепленных в скважинах, подхватов (П) 3 из металлических плит с центральным отверстием и зажимных элементов (ЗЭ) 4, установленнных на выступающих конца А 1, ЗЭ 4 выполнен в виде металлической плиты с болтами и установлен параллельно П 3, при этом смежные плоскости П 3 и ЗЭ 4 выполнены волнистыми, а выступающие концы проволоки А 1 отогнуты в разные стороны и размещены между П3 и ЗП 4. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к подземному строительству в зонах с интенсивными горными и тектоническими напряжениями, а именно к анкерной крепи горных выработок.
Известна анкерная податливая крепь горных выработок, включающая анкер в виде гибкого стержня с замком в глубине скважины, головку на выступающем конце анкера и податливое устройство между замком и головкой, выполненное в виде обоймы из упругих металлических волнистых полос, охватывающих гибкий стержень и делающих его волнистым [1].
Известна анкерная податливая крепь горных выработок, состоящая из податливых анкеров, снабженных замковой частью, закрепленной в глубине скважины; поворотного хвостовика, который выполнен в виде пучка стальных проволок; а также распорной плиты, прилегающей к устью скважины, при этом стальные проволоки прикреплены так, что при расчетном усилии в анкере он может удлиняться. Между стальными проволоками расположен пластический материал.
Недостатком вышеприведенных аналогов является недостаточное относительное удлинение анкера, которое обеспечивается только лишь выпрямлением проволок (канатов). При рациональной свивке проволок или придании им волнистости можно обеспечить не более 2% податливости анкера. Для больших расчетных смещений контура выработки длину анкеров необходимо значительно увеличить, что экономически не всегда целесообразно.
Известна анкерная податливая крепь с анкерами в виде каната, на конец которого одеты опорная плита, прилегающая к горной породе в районе устья скважины и сжимаемый в радиальном направлении элемент с цилиндрической внутренней поверхностью. На сжимаемый элемент установлен зажимный элемент, выполненный в виде кольца с клиньями, обеспечивающий податливое соединение между опорной плитой и сжимаемым элементом. Расчетная податливость обеспечивается расчетным обжатием сжимаемого элемента зажимным.
Набрызгбетонная крепь
Набрызгбетонная крепь (покрытие стенок выработки быстротвердеющей смесью на цементной основе) в последнее время находит все более широкое применение. Она достаточно надежна в работе, позволяет механизировать процесс крепления, что обеспечивает уменьшение сроков сооружения выработки и снижение затрат на проходку.
Набрызгбетонная смесь изготавливается из цемента марок 300-500, песка и заполнителя (щебня) крупностью не более 25 мм. Состав смеси 1:2:2. В качестве ускоряющих твердение добавок в состав смеси вводят тонкомолотый алюминистый спек (2-5% от массы цемента).
Набрызгбетонное покрытие наносится на кровлю и стенки выработки с помощью одно- и двухкамерных роторных бетономашин БМ или шнековых бетономашин ТП (табл. 17). На базе двухкамерной машины БМ-60 создан комплекс оборудования «Монолит-1», в состав которого входят вагонетки с лобовой разгрузкой (при помощи опрокида), ленточный перегружатель, гидроцистерна и сместитель с соплом.
Порядок расчета прочных размеров набрызгбетонной крепи рекомендуется следующий:
1.Выбирается марка цемента, расчетное сопротивление набрызгбетона растяжению, крупность фракции заполнителя и состав бетонной смеси
2.Коэффициент внутреннего трения пород.
3.Высота свода естественного равновесия.
4.Рассчитывается интенсивность нормативной нагрузки (Па)
5.Минимальная толщина слоя набрыгзбетона при отсутствии запаса устойчивости в кровле выработки