 |  | |
 УДК 622.2 Совершенствование технологии анкерного крепления выработок и упрочнения нарушенных породных массивов на руднике «Нурказган»
Қабкен М.Е.,магистрант Научный руководитель: Долгоносов В.Н., профессор Карагандинский государственный технический университет, Казахстан
Рассмотрено совершенствование технологии анкерного крепления выработок и упрочнения нарушенных породных массивов на руднике Нурказган.
Формирование культуры безопасного производства – цель объявленного в Казахмысе и в частности на руднике Нурказган режима особого контроля за промышленной безопасностью и охраной труда. Вопрос охраны здоровья и безопасности сотрудников рудника является приоритетным, на что направляются значительные средства и силы. Из анализа произошедших несчастных случаев на руднике Нурказган можно сделать вывод, что большая часть случаев травматизма связана с обрушением горной массы из кровли проводимых и поддерживаемых выработок. При расследовании травм выяснялись – технологии и средства крепления выработок, категории устойчивости пород. В качестве средств крепления выработок на руднике применяются – торкретбетон в сочетании с анкерной крепью или только анкерная крепь или без крепления. Цель работы – обеспечить на руднике «Нурказган» применение новой технологии анкерного крепления выработок и упрочнения нарушенных породных массивов для повышения безопасности работ в проводимых и поддерживаемых выработках. В качестве грузонесущего элемента должна быть породная балка с расположенными в ней предварительно напряжёнными анкерами. Успех применения закрепляемых по всей длине анкеров расширил область их применения, а для укрепления трещиноватых прочных пород рекомендована безопасная технология с конкретными смолами и оборудованием. Совершенствование технологии анкерного крепления и упрочнения нарушенных породных массивов на руднике Нурказган определено необходимостью повышения промышленной безопасности при проведении и поддержании горных выработок. Важным моментом является – выполнить крепление выработок эффективно и надёжно. При неправильной установке анкерной крепи, затраченные средства на покупку материалов, их установку в горных выработках, фактически перейдут в группу не эффективно использованных (убыточных), так как крепь работает в режиме активных деформаций и состояние выработки по устойчивости остаётся опасным . Правильное проектирование анкерной крепи с учётом нормативных требований, предъявляемых к технологии установки сталеполимерных анкеров позволяет гарантированно обеспечить устойчивое состояние выработок, исключить случаи травмирования работников от отслоений пород с кровли и боков выработок, а затраченные средства считать как эффективно использованные. Результаты испытаний технологии анкерного крепления указали : *применение сталеполимерной анкерной крепи по требованиям стандартных нормативов их проектирования и установки приводит к безопасной и эффективной технологии крепления и поддержания выработок . *в существующей «Инструкции по выбору и применению анкерной крепи» на руднике Нурказган, имеются положения, где не раскрыты современные международные требования, предъявляемые к сталеполимерной анкерной крепи: *технические требования к анкерной крепи требуют приведения их в соответствие с международными нормативами. Основным горнотехническим фактором, определяющим выбор технологии анкерного крепления выработок, следует считать устойчивость массива, окружающего выработку, возможность сохранять форму и размеры выработки на весь срок её службы и не допускать отслоений пород; следует считать три формы потери устойчивости горного массива в выработке – отслоения пород, разрушение пород с появлением трещин в зонах концентрации напряжений и чрезмерные смещения контура поверхности выработок ( более 25 мм). Выбор вида (типа) крепи для различных горногеологических условий следует производить в два этапа: на первом, предварительном, выбирают тип крепи по категории устойчивости выработки; на втором по совокупности проявленных горнотехнических факторов уточняют тип крепления. Выбор оптимального варианта крепления должен решаться на основе применения безопасной технологии путём тенико-экономического сравнения. Эффект от применения сталеполимерной анкерной крепи в зонах воможных отслоений пород заключается в том, что «сшивая» отдельные породные блоки, омоноличивают нарушенную проходкой зону породного массива, превращая её в несущую конструкцию. Кроме того, в процессе совместного деформирования с массивом в анкерах возникают дополнительные усилия, которые изменяют его напряжённо-деформированное состояние по сравнению с незакрепленной выработкой, повышая тем самым категорию устойчивости выработки и исключают отслоения пород или значительно снижают смещения пород. Основные результаты работы :
Выполненные исследования на руднике Нурказган по проведению, креплению и поддержанию горных выработок указали на необходимость данных рекомендаций, которые позволят обеспечить безопасное и эффективное крепление выработок: 1.Для анкерной крепи должны использоваться материалы, соответствующие стандартным нормативам (международным требованиям на анкерную крепь) в части: *анкер должен изготавливаться из витой арматурной стали с пределом текучести не ниже 500 МПа; комплектующие (сферическая гайка и опорная плитка) из стали с пределом текучести не ниже 400 МПа; *полимерная ампула должна обеспечить усилие сцепления на длине закрепления в 300 мм не менее 13 тонн; *межкольцевой зазор (разница в диаметрах шпура и анкера) должна быть не более 11мм при полимерном клее и не более 30мм при цементном растворе; *анкер должен быть закреплен по всей длине; *усилие закрепления анкера должно проверяться на длине закрепления 300 мм; усилие закрепления анкера при полном заполнении шпура клеем должно равняться величине разрыва стержня. *при ампульном сталеполимерном анкеровании выработок применять в каждом шпуре ампулы с двумя временами твердения – в забое шпура должна устанавливаться ускоренная ампула с временем твердения 15 сек, далее по длине шпура устанавливается расчётное количество ампул с временем твердения 60-180 сек. *в породах II категории устойчивости технически и экономически целесообразно применять сталеполимерные анкера с торкретбетоном. 2.Проектирование сталеполимерной анкерной системы должно производится из условия создания в выработке грузонесущей балки, где анкера работают в качестве напряжённой арматуры. 3.Предельное расстояние между анкерами – а следует определять по усилию закрепления анкера по формуле:
где N – усилие закрепления анкера (при правильной установке равняется усилию разрыва стержня), кН; γ – объемный вес пород, кН/м3; L – ширина выработки, м. 4.Установку сталеполимерных анкеров в выработках со сводчатой формой необходимо проводить по радиальной или веерной схеме. 5.Закрепление анкера на всю длину в скальных породах мобилизует всю прочность анкера с усилием равным прочности стали на разрыв.
Библиографический список 1. Единая технологическая инструкция по применению набрызг-бетонной, штанговой и комбинированной крепей в капитальных, подготовительных и очистных выработках рудников цветной металлургии. Минцветмет СССР, М., 1978. 2. Правила промышленной безопасности при ведении работ подземным способом. МЧС РК,2008г. 3. Инструкция по расчету и применению анкерной крепи на шахтах Карагандинского бассейна. Угольный Департамент Арселор Миттал Стил Темиртау Караганда 2008. 4. Руководство по применению сталеполимерного крепления. Минова Казахстан | ||
 |  |
#menuinclude(1-elibraryru)