ООО «Ранк 2» - Применение современных технических средств мониторинга для оценки соответствия проектных параметров анкерной крепи изменяющимся условиям проведения подземных выработок

Применение современных технических средств мониторинга для оценки соответствия проектных параметров анкерной крепи изменяющимся условиям проведения подземных выработок

Анкерная крепь широко используется в различных условиях угольных шахт и рудников. При этом необходим постоянный мониторинг для контроля за состоянием вмещающих пород и крепи горных выработок. На сегодняшний день мониторинг, как правило, включает следующие мероприятия:

осмотр состояния горных выработок и качества установки крепи;
контроль деформаций вмещающих пород выработки при помощи глубинных реперов;
испытания анкеров на фактическую несущую способность.

Структура пород кровли шахты «Березовская»

Прогнозные данные геологических служб шахт не всегда отражают горно-геологические условия проведения конкретных выработок, поэтому из-за неопределенности и изменчивости условий проходки вопросы обеспечения устойчивости и контроля за состоянием подготовительных выработок остаются актуальными.

В связи с этим ООО «РАНК 2» расширяет комплекс услуг по мониторингу состояния подземных горных выработок. Эффективность этих мероприятий можно рассмотреть на примере шахты «Березовская» и ШУ «Карагайлинское».

Конвейерный штрек №42 шахты «Березовская» запланировано сохранить для повторного использования в качестве вентиляционного при отработке следующего выемочного столба. Выработка закреплена сталеполимерной анкерной крепью АСП-20 длиной 2,4 м (5 шт. в ряду) в сочетании с опорными элементами (швеллер №10), решетчатой и сетчатой затяжкой. Усиление крепи — канатные анкеры АК01 длиной 6 м.

Фактическое состояние пород кровли конвейерного штрека No42 шахты «Березовская»

Оценка состояния выработки и крепи в целом показала соответствие проектным параметрам. Испытания анкеров на фактическую несущую способность подтвердили соответствие требованиям нормативной документации [1, 2]. Известно, что структура и прочностные свойства пород кровли могут существенно различаться даже на смежных выемочных участках. Поэтому на основе данных горно-геологического прогноза (рис. 1, а) определить глубину расслоений пород кровли с учетом изменчивости горно-геологических условий весьма затруднительно. Для установления величины и участков расслоений пород кровли конвейерного штрека №42 были проведены видеоэндоскопические обследования шпуров (рис. 2).

Фактическое состояние пород кровли конвейерного штрека No6-04-Ю ШУ «Карагайлинское»

Было установлено, что зона повышенной трещиноватости пород кровли распространяется в массив на глубину от 0,1 до 0,7 м (см. рис. 1, б). Максимальная глубина, на которой были вы-явлены каверны и трещины пород кровли находится в пределах 4,26-5,1 м. По результатам проведенных работ было подтверждено, что:

фактическая глубина расслоений пород кровли соответствует расчетным параметрам свода естественного равновесия, определенным по новой инструкции [3], которая в настоящее время находится на согласовании в Федеральной службе по экологическому, технологическому и атомному надзору;
канатные анкеры закреплены за пределами зоны расслоения пород кровли;
паспортные параметры крепи конвейерного штрека №42 шахты «Березовская» обеспечивают надежность поддержания выработки.

Структура пород кровли ШУ «Карагайлинское»

Аналогичные мероприятия были проведены в условиях конвейерного штрека No6-04-Ю ШУ «Карагайлинское» для установления фактических глубины расслоений и структуры пород кровли (рис. 3, 4). По результатам шпурового обследования видеоэндоскопом в породах кровли на глубине 4,1-5,25 м установлено наличие расслоений пород и прослойков трещиноватых углистых аргиллитов (см. рис. 3, 4). Конвейерный штрек №6-04-Ю закреплен на анкеры типа АСП-20 длиной 2,4 м. В соответствии с расчетами по инструкции [3] для усиления крепи достаточно канатных анкеров АК01 длиной 5 м. Однако после уточнения фактической структуры пород кровли выяснилось, что при такой длине канатные анкеры закрепляются в слабых несвязных породах (см. рис. 4, б). Поэтому по рекомендации ООО «РАНК 2» было принято решение увеличить глубину заложения анкеров АК01 до 6,5 м, чтобы обеспечить их закрепление в устойчивых породах кровли.

Выводы

Предложенный комплекс мероприятий с применением современных технических средств мониторинга позволяет определить фактическую структуру вмещающих пород подземных горных выработок при их проведении и эксплуатации.
На основании фактических горно-геологических условий появляется возможность подтвердить правильность выбора параметров анкерной крепи либо обоснованно их скорректировать для обеспечения безремонтного поддержания выработок.