RU2737757C1 - Стяжная анкерная крепь горных выработок - Google Patents
Стяжная анкерная крепь горных выработок Download PDFInfo
- Publication number
- RU2737757C1 RU2737757C1 RU2020111665A RU2020111665A RU2737757C1 RU 2737757 C1 RU2737757 C1 RU 2737757C1 RU 2020111665 A RU2020111665 A RU 2020111665A RU 2020111665 A RU2020111665 A RU 2020111665A RU 2737757 C1 RU2737757 C1 RU 2737757C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- anchor
- flexible
- anchors
- mine
- max
- Prior art date
Links
- 230000003245 working effect Effects 0.000 title claims abstract description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 6
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract description 2
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 description 1
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 description 1
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 description 1
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 description 1
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002986 polymer concrete Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
- E21D11/14—Lining predominantly with metal
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Architecture (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Devices Affording Protection Of Roads Or Walls For Sound Insulation (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу установки стяжной анкерной крепи горных выработок, предназначенному для крепления как горизонтальных и наклонных подготовительных выработок, так и нарезных выработок любой формы и поперечного сечения, различного назначения и срока службы, как вновь проводимых, так и ранее пройденных. Согласно способу устанавливают анкеры, натяжные устройства, гибкие тросовые подхваты и затяжку, поддерживающие обнаженную поверхность кровли горной выработки. При этом для повышения несущей способности крепи и улучшения её рабочей характеристики в режиме податливости натяжные устройства устанавливают на выступающие в выработку резьбовые концы анкеров и закрепляют их гайками, а гибкие подхваты, прижимающие затяжку из лесоматериалов к кровле выработки, навешивают на тяги натяжных устройств. Для обеспечения надежного закрепления стяжной анкерной крепи максимальная сила натяжения гибкого подхвата (Tmax) должна соотноситься с несущей способностью анкера (Rанк) согласно следующему условию: Tmax ≤ Rанк ⋅ сosα, где: Tmax - максимальная сила натяжения гибкого подхвата, кН, Rанк - несущая способность анкера, кН, α - угол установки анкеров, град. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к горному делу, а именно к способам установки стяжных анкерных крепей горных выработок, и может найти применение для крепления как горизонтальных и наклонных подготовительных выработок, так и нарезных выработок любой формы и поперечного сечения, различного назначения и срока службы, как вновь проводимых, так и ранее пройденных.
Известна стяжная анкерная крепь горных выработок, включающая поддерживающую обнаженную поверхность кровли выработки рамную крепь с узлом податливости, стяжные элементы и дополнительный слой податливости (Патент № 1830416. Крепь горных выработок, опубл. 30.07.1993. Бюл. № 28).
Однако, использование слоя податливости, выполненного в виде обрезков деревянных бревен «чураков» по всему периметру крепи, утяжеляет всю поддерживающую конструкцию и усложняет ее эксплуатацию.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является стяжная анкерная крепь горных арочных выработок, включающая поддерживающую обнаженную поверхность кровли выработки узел податливости, который содержит гибкую оболочку, уложенную на перекрытие, а также стяжные элементы и податливые анкеры, установленные в кровле (Патент №1125378. Рамно-анкерная крепь горных выработок, опубл. 23.11.1984. Бюл. № 43).
Недостатком этой крепи является сравнительно слабая несущая способность анкеров.
Целью заявленного способа крепи горных выработок является повышение несущей способности крепи и улучшение ее рабочей характеристики в режиме податливости.
Поставленная цель достигается тем, что крепление предложено производить стяжной анкерной крепью, включающей в себя сталеполимерные или железобетонные штанги, натяжные устройства, гибкие подхваты и затяжку из лесоматериалов.
На фиг. 1 дана схема устройства стяжной анкерной крепи горных выработок; на фиг. 2 приведена схема гибкого тросового подхвата с натяжным устройством; на фиг. 3 приведена схема напряжений в породах кровли, возникающих после установки комплекта стяжной анкерной крепи; на фиг. 4 показана исходная и расчетная схема совместной работы гибкого подхвата и анкерного крепления.
Стяжная анкерная крепь горных выработок (фиг. 1 и фиг. 2) содержит анкеры 1, выступающие в выработку своими резьбовыми концами, на которые устанавливают натяжные устройства 2 и закрепляют их гайками 5, при этом, гибкие тросовые подхваты 3, прижимающие затяжку из лесоматериалов 4 к кровле выработки, навешивают на тяги 6 натяжных устройств.
Стяжная анкерная крепь устанавливается следующим образом:
- на расстоянии не более 500 мм от боковых стенок выработки под углом 45° к кровле бурятся шпуры для установки анкеров;
- на выступающие в выработку резьбовые концы анкеров навешиваются натяжные устройства 2 и закрепляют их гайками 5, при этом, натяжные устройства плотно прижимают гибкими подхватами 3 к кровле выработки затяжку из лесоматериалов 4. Натяжные устройства могут устанавливаться на один анкер, тогда к другому (противоположному) анкеру гибкий подхват может крепиться петлей, образованной путем закрепления свободного конца гибкого подхвата «жимками» или другим замком;
- на тяги натяжного устройства закрепляются концы гибкого подхвата, длина которого выбирается из расчета возможности его дальнейшего максимального натяжения натяжным устройством.
- натяжным устройством 2 гибкий подхват 3 предварительно натягивается до 30-35 кН, напряжение контролируется динамометрическим ключом. По истечении 5 часов после предварительного натяжения гибкого подхвата гайки натяжных устройств 5 затягиваются для создания напряжения в анкерах до 60-65 кН, а в гибком подхвате – до 42-46 кН. После проведения данных операций крепь считается установленной.
При изготовлении гибких подхватов из стальных канатов рекомендуется их предварительная оттяжка, чтобы уменьшить продольные деформации из-за вытягивания во время работы.
Максимальная сила натяжения гибкого подхвата Tmax определяется по формуле:
где q – нагрузка, действующая на гибкий подхват, кН;
Lп - длина гибкого подхвата, м;
f – стрела прогиба гибкого подхвата, м.
Условие безопасности работы гибкого подхвата на растяжение имеет следующий вид:
где k - коэффициент запаса, k =1,3-2,0;
S - наименьшее сечение гибкого подхвата, мм2;
σраст - предел текучести материала гибкого подхвата при растяжении, кН/мм2.
Для обеспечения надежной совместной работы гибкого подхвата и анкерного крепления несущая способность анкера должна определяться в соответствии с расчетной схемой (фиг. 4).
После установки стяжной анкерной крепи в породах кровли возникают напряжения, характерные для ферм, состоящих из треугольных элементов (фиг. 3). При этом, все элементы крепи работают на растяжение 1,2,3,4, а породы кровли - на сжатие 5. Создавшиеся в породах горизонтальные сжимающие усилия захватывают участки, расположенные выше возможного слоя обрушения, и способствуют удержанию их от вывалов.
В соответствие с расчетной схемой совместной работы гибкого подхвата и анкерного крепления (фиг.4) для обеспечения надежного закрепления стяжной анкерной крепи максимальная сила натяжения гибкого подхвата (Тmax) должна соотноситься к несущей способности анкера (Rанк) согласно следующему условию:
Tmax ≤ Rанк ⋅ сosα,
где Tmax - максимальная сила натяжения гибкого подхвата, кН;
Rанк - несущая способность анкера, кН;
α - угол установки анкеров, град.
Рассмотрим в качестве примера вариант нагружения данной крепи породами следующего состава:
алевролиты глинистого состава от серого до черного цвета, интенсивно измененные, сланцеванные, хлоритизированные.
Исходные данные для расчета:
Плотность пород: 26,7 кН/м3; временное сопротивление сжатию 1170 кг/см2; угол внутреннего трения пород 60º; коэффициент структурного ослабления 0,4; выход керна 56 %; крепость пород по шкале М. М. Протодьяконова - 9,9; угол установки анкеров α = 45°; площадь сечения выработки 9 м2.
Суммарное давление на стяжную крепь складывается из давления горных пород в кровле и веса материала затяжки. Усреднено вес затяжки из круглого леса при диаметре 20 см и длине 4 м (сосна увлажненная) составит 3,0 кН.
Давление горных пород определяем по методике проф. М.М. Протодьяконова:
где а - полупролет выработки, м (а = 1,5 м);
Ккр – коэффициент крепости горных пород (Ккр = 9,9);
γ –плотность горных пород, кН/м3 (γ = 26,7 кН/м3);
L – шаг установки анкеров, м (L = 1 м).
Давление горных пород составит: q
8,09 кН.
Общая нагрузка на гибкий подхват от давления горных пород и элементов затяжки составит: 3,0 + 8,09= 11,09 кН.
Максимальная сила натяжения гибкого подхвата составит:
Условие безопасности работы гибкого подхвата на растяжение при k=1,5 составит: 
.
Требуемая прочность анкера должна составлять не менее:
С учетом данных о несущей способности анкеров, достаточной для удержания стяжной крепи, подбирается марка каната, обеспечивающего безопасные условия работы гибкого подхвата.
Этим требованиям в полной мере соответствует стальной канат Ø 11,5 мм маркировочной группы 1570.
Claims (6)
1. Способ установки стяжной анкерной крепи горных выработок, согласно которому устанавливают анкеры, натяжные устройства, гибкие тросовые подхваты и затяжку, поддерживающие обнаженную поверхность кровли горной выработки, отличающийся тем, что для повышения несущей способности крепи и улучшения её рабочей характеристики в режиме податливости натяжные устройства устанавливают на выступающие в выработку резьбовые концы анкеров и закрепляют их гайками, а гибкие подхваты, прижимающие затяжку из лесоматериалов к кровле выработки, навешивают на тяги натяжных устройств, при этом для обеспечения надежного закрепления стяжной анкерной крепи максимальная сила натяжения гибкого подхвата (Tmax) должна соотноситься с несущей способностью анкера (Rанк) согласно следующему условию:
Tmax ≤ Rанк ⋅ сosα,
где: Tmax - максимальная сила натяжения гибкого подхвата, кН;
Rанк - несущая способность анкера, кН;
α - угол установки анкеров, град.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что натяжное устройство устанавливают на один анкер, а к другому - противоположному анкеру гибкий тросовый подхват крепят петлей, образованной путем закрепления свободного конца гибкого подхвата «жимками» или другим замком.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020111665A RU2737757C1 (ru) | 2020-03-20 | 2020-03-20 | Стяжная анкерная крепь горных выработок |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020111665A RU2737757C1 (ru) | 2020-03-20 | 2020-03-20 | Стяжная анкерная крепь горных выработок |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2737757C1 true RU2737757C1 (ru) | 2020-12-02 |
Family
ID=73792691
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020111665A RU2737757C1 (ru) | 2020-03-20 | 2020-03-20 | Стяжная анкерная крепь горных выработок |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2737757C1 (ru) |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU373421A1 (ru) * | 1971-10-18 | 1973-03-12 | ШОШСЮЗИЛТ^тштш-"''^-- | |
| SU472027A1 (ru) * | 1973-05-21 | 1975-05-30 | Предприятие П/Я Г-4802 | Талреп |
| SU554412A1 (ru) * | 1975-01-06 | 1977-04-15 | Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Угольный Институт (Кузниуи) | Анкерна крепь |
| SU964171A1 (ru) * | 1980-04-04 | 1982-10-07 | Восточный научно-исследовательский горнорудный институт | Анкерна крепь |
| DE3012613C2 (de) * | 1980-04-01 | 1982-12-23 | Bwz Berg- Und Industrietechnik Gmbh, 4250 Bottrop | Ankerausbau für Strecken des untertägigen Bergbaus, Tunnel o.dgl. |
| SU1125378A1 (ru) * | 1983-06-10 | 1984-11-23 | Предприятие П/Я А-3159 | Рамно-анкерна крепь горных выработок |
| SU1382973A1 (ru) * | 1986-06-10 | 1988-03-23 | Криворожский горнорудный институт | Способ установки анкерной крепи с гибким подхватом |
| SU1507983A1 (ru) * | 1987-12-16 | 1989-09-15 | В. М . Исаченко | Анкерна крепь |
| SU1634872A1 (ru) * | 1988-07-05 | 1991-03-15 | Предприятие П/Я А-3741 | Талреп |
| RU168713U1 (ru) * | 2016-06-16 | 2017-02-16 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова" (САФУ) | Замок для соединения канатов |
-
2020
- 2020-03-20 RU RU2020111665A patent/RU2737757C1/ru active
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU373421A1 (ru) * | 1971-10-18 | 1973-03-12 | ШОШСЮЗИЛТ^тштш-"''^-- | |
| SU472027A1 (ru) * | 1973-05-21 | 1975-05-30 | Предприятие П/Я Г-4802 | Талреп |
| SU554412A1 (ru) * | 1975-01-06 | 1977-04-15 | Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Угольный Институт (Кузниуи) | Анкерна крепь |
| DE3012613C2 (de) * | 1980-04-01 | 1982-12-23 | Bwz Berg- Und Industrietechnik Gmbh, 4250 Bottrop | Ankerausbau für Strecken des untertägigen Bergbaus, Tunnel o.dgl. |
| SU964171A1 (ru) * | 1980-04-04 | 1982-10-07 | Восточный научно-исследовательский горнорудный институт | Анкерна крепь |
| SU1125378A1 (ru) * | 1983-06-10 | 1984-11-23 | Предприятие П/Я А-3159 | Рамно-анкерна крепь горных выработок |
| SU1382973A1 (ru) * | 1986-06-10 | 1988-03-23 | Криворожский горнорудный институт | Способ установки анкерной крепи с гибким подхватом |
| SU1507983A1 (ru) * | 1987-12-16 | 1989-09-15 | В. М . Исаченко | Анкерна крепь |
| SU1634872A1 (ru) * | 1988-07-05 | 1991-03-15 | Предприятие П/Я А-3741 | Талреп |
| RU168713U1 (ru) * | 2016-06-16 | 2017-02-16 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова" (САФУ) | Замок для соединения канатов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4160615A (en) | Cable rock anchor | |
| US3139730A (en) | Rock anchor | |
| CN108397218A (zh) | 基于强卸强支理论的冲击地压煤矿矩形顺槽复合支护体系 | |
| CN109797751B (zh) | 一种可适应大变形的锚杆结构及施工方法 | |
| AU2009329796B2 (en) | Sleeved cable bolt | |
| Skrzypkowski | A new design of support for burst-prone rock mass in underground ore mining | |
| CN111707548B (zh) | 一种基于裂隙和能量演化的锚杆支护效果评价方法 | |
| RU2737757C1 (ru) | Стяжная анкерная крепь горных выработок | |
| US3247635A (en) | Connection for abutting wood members | |
| CN108824221B (zh) | 基于波形钢板的混凝土连续梁桥腹板置换加固方法 | |
| CN110185451B (zh) | 一种矿用生根锚固式双层井壁 | |
| WO2008154683A1 (en) | Rock bolt tendon tensioning | |
| CA1201896A (en) | Method and apparatus for reinforcing and consolidating earth structures | |
| CN1957159A (zh) | 岩石锚固方法和岩石锚杆 | |
| RU2277153C1 (ru) | Способ укрепления откосов высоких уступов ломаного профиля от осыпания | |
| CN111305202A (zh) | 一种基于锚杆用于锚索快速受力的应急装置及其使用方法 | |
| CN106758880B (zh) | 一种桥梁下垂加固装置及其施工方法 | |
| CN209066898U (zh) | 一种高空张拉台 | |
| Rataj | Evaluating development in roofbolting technology in Australian coal mining | |
| JP2003184100A (ja) | 地すべり防止用抑止杭と構造物基礎の支持杭の抑止及び支持力のアップ方法。 | |
| RU2465404C1 (ru) | Способ укрепления откосов уступов | |
| CN214145540U (zh) | 一种防松脱的锚索破断安全防护装置 | |
| CN213837353U (zh) | 一种预应力筋置于混凝土截面外的建筑装置 | |
| CN111101988B (zh) | 煤矿冲击矿压或大变形巷道的锚杆索支护***及支护方法 | |
| RU2068916C1 (ru) | Устройство для усиления фундаментов зданий и сооружений и способ возведения устройства для усиления фундаментов зданий и сооружений |