В настоящее время, пожалуй, уже нет необходимости доказывать горнякам Кузбасса целесообразность и преимущества применения анкерной крепи с точки зрения рентабельности и безопасности отработки угольных пластов.
Анкерная крепь, в отличие от крепи поддерживающего типа, сразу же после установки обеспечивает связывание и упрочнение массива пород в кровле и боках выработки и активно противодействует развитию смещений и деформаций пород. Это преимущество позволяет при значительно меньшем расходе металла обеспечить повышение устойчивости и надежности поддержания выработок. Другим преимуществом анкерной крепи является возможность полной механизации крепления, в результате чего значительно снижается трудоемкость проходческих работ и возрастает скорость проведения выработок. На месторождениях Кузбасса с пологим и наклонным залеганием угольных пластов ежегодно проводится свыше 250 км подготовительных выработок.
Однако успешное применение сталеполимерной и сталеминеральной анкерной крепи на угольных шахтах России невозможно без нормативных и методических документов, егламентирующих расчет оптимальных параметров анкерной крепи и контроль за ее работоспособностью. В настоящее время на угольных шахтах Кузбасса применяется «Инструкция по расчету и применению анкерной крепи на угольных шахтах России» (СПб, ВНИМИ, 2000 г.). В то же время, как показала практика, за прошедшие 10 лет произошли существенные изменения как в технологиях ведения горных работ, применяемых способах подготовки и охраны горных выработок, так и в конструкциях анкерной крепи, применении анкеров глубокого заложения, что повлекло расширение области применения анкерной крепи. Однако до настоящего времени это не нашло отражения в действующих нормативных документах.
В связи с тем, что сегодня необходимость в разработке новой редакции Инструкции встала наиболее остро, ООО «РАНК 2» выступило инициатором разработки «Инструкции по расчету и применению анкерной крепи на угольных шахтах Кузбасса».
На протяжении семи лет деятельность предприятия «РАНК 2» связана с анкерным креплением. Приоритетами ООО «РАНК 2» стали разработка проектов и паспортов крепления подземных горных выработок различного назначения, изготовление и реализация канатных анкеров глубокого заложения (АК01, АК02, АК01-121). Помимо этого ООО «РАНК 2» изготавливает и реализует приборы контроля за состоянием горных выработок — реперные станции РГ, осуществляет мониторинг состояния приконтурного массива и производит исследование прочности закрепления анкеров специализированными приборами. За этот период времени ООО «РАНК 2» накоплен большой опыт по применению анкерной крепи, в том числе анкеров глубокого заложения в областях, которые не охватывает действующая Инструкция.В настоящее время в соответствии с до-говором на выполнение научноисследовательских работ No116 от 11.01.2010 г. между ООО «РАНК 2» и Межотраслевым научным центром ВНИМИ (г. Санкт-Петербург) осуществлена разработка «Инструкции по расчету и применению анкерной крепи на угольных шахтах Кузбасса» (далее Инструкция).
К выполнению теоретических и практический заданий по разработке указанной Инструкции были привлечены луч-шие авторитетные специалисты и организации Кузбасса и России.
Область применения «Инструкции по расчету и применению анкерной крепи на угольных шахтах России» (СПб, ВНИМИ, 2000 г.) расширена и дополнительно охватывает следующие условия применения анкерной крепи:
- удароопасные и выбросоопасные пласты;
- обводненные и слабые породы;
- породы в зонах выветривания и у выходов пластов под на-носы;
- подработанные и надработанные участки пластов в свитах;
- выработки, располагаемые на малых глубинах;
- выработки нижних слоев на мощных пластах, включая монтажные и демонтажные камеры;
- демонтажные камеры, в том числе предварительно пройденные;
- выработки нижних слоев, проводимые под обрушенными породами;
- выработки, охраняемые жесткими и податливыми целиками;
- широкие выработки (ширина более 6 м), включая монтажные камеры для механизированных комплексов и их сопряжения (ширина более 8 м);
- короткие очистные забои;
- подготовительные выработки, оборудованные подвесными монорельсовыми дорогами;
- анкерное крепление подвесных монорельсовых дорог.
В процессе разработки Инструкция была передана в угольные объединения и на шахты для обсуждения и возможного внесения изменений и дополнений. Также положения данной Инструкции прошли опытную проверку на шахтах Кузбасса. После корректировки ее отдельных положений и устранения замечаний, полученных от ученых и производственников, была подготовлена окончательная редакция Инструкции, которая которая прошла экспертизу промышленной безопасности и находится на согласовании в органах Ростехнадзора. После утверждения данного документа членами Межрегиональной комиссии, созданной по распоряжению Ростехнадзора, Инструкция будет являться нормативным документом в Кузбассе, регламентирующим расчет оптимальных параметров, конструкций анкерной крепи и контроль за ее работоспособностью.
Таким образом, ввод в действие Инструкции позволит шахтам и объединениям производить расчеты параметров анкерной крепи в большей степени самостоятельно, без необходимости проведения дорогостоящей экспертизы расчетов и проектов.
Новая Инструкция по расчету анкерной крепи является документом значительным по объему и требует от горного инженера достаточно высокой квалификации в части про-ведения расчетов и оформления их результатов. При этом подготовка текстовых и графических материалов занимает значительное время, также со стороны инженера возможны ошибки в расчетах.
В связи с этим, ООО «РАНК 2» в настоящее время осуществляет создание программного продукта для автоматизации расчета параметров крепления подземных горных выработок анкерной крепью. Данный продукт будет предложен для реализации и использования в 2012 г.
Программа будет иметь удобный интерфейс и обеспечивать возможность выполнения перечисленных ниже функций:
- выполнение расчетов в точном соответствии с Инструкцией;
- интерфейс для ввода параметров пород кровли, почвы и боков выработок сопровождается графическо-схематичным отображением пород;
- автоматическое формирование отчета с горно-геологическими и горнотехническими условиями, расчетом параметров крепи в соответствии с примерами в Инструкции;
- вход в программу осуществляется через систему авторизации. Каждый пользователь имеет личную учетную запись, определяющую его полномочия в системе;
- система авторизации регламентирует необходимость и порядок согласования изменений, производимых пользователями программы между собой (например геолог внес изменения в геологию, это должно повлечь за собой перерасчет крепи и, возможно, изменение паспорта крепления, а это изменение паспорта крепления должны согласовать, главный технолог и главный инженер);
- результаты расчетов сохраняются в базе данных с описанием, когда, кем и т.д. был произведен расчет;
- все действия пользователей (кто, когда и какие изменения вносил) фиксируются во встроенном журнале событий.
Ввод в действие «Инструкции по расчету и применению анкерной крепи на угольных шахтах Кузбасса» позволит:
- сделать легитимным применение анкеров глубокого заложения;
- расширить область применения анкерной крепи в рамках действующих нормативных документов;
-
в большинстве случаев исключить необходимость экспертизы промышленной безопасности расчетов крепи.