Канатный анкер АК 01: широкие выработки и их сопряжения

В настоящее время подавляющая часть горных выработок угольных шахт и рудников проводится с применением анкерной крепи. При этом происходит расширение технологических
возможностей подземной угледобычи. Одновременно появляются новые задачи, связанные с анкерным креплением. Одной из таких задач является выбор схем заложения анкеров в риконтурном массиве широких выработок (более 6 м), их сопряжений и определение параметров крепи.

Перераспределение напряжений в массиве горных пород при проведении и поддержании широких выработок и их сопряжений сопровождается значительными горизонтальными и вертикальными смещениями пород, как по контуру выработки, так и во вмещающем массиве. Формирование зон деформаций придезинтеграции массива способствует увеличению фактического поддерживаемого пролёта выработки от ширины выработки (от B до В+Δl) и высоты расслоения до (0,5-0,7) В (рис. 1), что делает невозможным поддержание выработки без дополнительного усиления крепи.

Традиционно для усиления крепи широких горных выработок используют стоечную, смешанную и рамную крепь. В сравнении с ними анкерная крепь обладает следующими преимуществами:
  • низкие материальные затраты и металлоёмкость;
  • низкая трудоёмкость при доставке и установке;
  • не препятствует проходу людей и транспортировке оборудования;
  • не требует перемонтажа крепи при установке оборудования в выработке.

Поэтому для обеспечения устойчивого состояния широких выработок и их сопряжений на весь период эксплуатации наиболее целесообразным является применение двухуровневой схемы анкерного крепления, где кроме анкеров длиной до 3 м (I уровень), используются анкеры глубокого заложения (II уровень). Анкеры второго уровня закрепляются в устойчивых породах кровли — за пределами свода естественного обрушения с учётом ослабления и деформации боков выработки (см. рис. 1).

 Схема крепи монтажной камеры 2-бис шириной 9 м

При этом неустойчивые породы кровли скрепляются анкерами первого уровня и «подвешиваются» на анкерах второго уровня к устойчивым породам кровли за пределами естественного свода обрушения.

Расчёт параметров двухуровневой анкерной крепи производится следующим образом:
1. Определяются параметры анкерной крепи первого уровня (сопротивление анкерной крепи, длины анкеров, количество в рядах и расстояние между рядами) по расчётным смещениям пород кровли;
2. Производится расчёт параметров крепи второго уровня  (канатных  анкеров)  на  основе  оценки  геомеханического  состояния приконтурного массива выработок с позиций теории свода.

ООО «РАНК 2» накоплен богатый опыт применения канатных анкеров АК01 для усиления крепи выработок  на  шахтах  Кузбасса  в  сложных  горногеологических и горнотехнических условиях, в том числе для крепления широких  выработок  и  их  сопряжений: шахты «Комсомолец», «Костромовская», им. 7 Ноября, «Красноярская», «Романовская», «Чертинская-Коксовая», «Байкаимская», «Владимирская» и другие. Практика показала, что анкеры АК01 могут быть успешно использованы в качестве крепи усиления в выработках с анкерной, рамно-анкерной и рамной крепью.

Особенно стоит выделить результаты, достигнутые  в  условиях шахты «Байкаимская», где по предлагаемой схеме была закреплена монтажная камера 2-бис и ее сопряжения с вентиляционным и конвейерным штреками. Ширина монтажной камеры 2-бис составила 9 м, высота — 3,7 м, ширина и  высота  штреков —  соответственно  4,5  и  3,7  м.

Проведение монтажной камеры осуществлялось с помощью проходческого комбайна КП21 в два этапа (разрезная печь и расширение печи до  полного сечения монтажной камеры). Крепление производилось анкерной крепью по двухуровневой схеме: комбинированные анкеры первого уровня АКМ20.01 и канатные анкеры АК01 в качестве крепи второго уровня. Схемы анкерной крепи монтажной камеры 2-бис и ее сопряжения с конвейерным штреком представлены на рис. 1 и 2.

 Схема крепи сопряжения монтажной камеры 2-бис с конвейерным штреком 2-бис

Состояние приконтурного массива горных пород монтажной камеры на период её эксплуатации было устойчивым, подхваты и решетчатая затяжка поджаты к кровле, гайки на анкерах затянуты, провисания решетчатой затяжки и отслоения породы не наблюдались, порывы опорных элементов отсутствовали. Монтаж очистного комплекса в монтажной камере 2-бис про-шел своевременно и без осложнений.

Канатные  анкеры АК01 обладают многофунциональностью и могут быть применены для многих технических приложений, имеют высокую несущую  способность, могут устанавливаться в  выработках  небольшой высоты. Применение канатных анкеров в качестве  крепи  усиления способствует повышению надёжности работы основной крепи и безопасности условий поддержания  широких выработок и  их сопряжений. Среди анкеров глубокого заложения канатные анкеры АК01 производства ООО «РАНК 2» зарекомендовали себя как наиболее надёжные, удобные в применении и эффективные с точки зрения материальных затрат.

16 апреля 2011 г. суточный показатель отгрузки угля железнодорожным транспортом достиг значительного показателя по компании «СДС-Уголь» и составил 954 вагона (при норме 780 вагонов в сутки). Из них 699 вагонов отгружено компанией «Новотранс» (ХК «СДС»).

В течение марта текущего года ОАО ХК «СДС-Уголь» и ООО «Объединение «Прокопьевскуголь» (входят в состав ЗАО ХК «Сибирский Деловой Союз») отгрузили потребителям 1 млн 580 тыс. т  угля. В сравнении с аналогичным периодом прошлого года объем отгрузки увеличился на 10%.

«Такого уровня по отгрузке угля удалось достичь, благодаря нашим согласованным действиям с железнодорожниками. Холдинг выражает особую благодарность Западно-Сибирской железной  дороге и всем сотрудникам компании»,  —  отметил вице-президент по угольной отрасли ЗАО ХК «СДС» Владимир Петрович Баскаков.

С  начала этого года  компания «СДС-Уголь» и объединение «Прокопьевскуголь» отгрузили 5 млн т угля, превысив показатель 2010 г. на 10%. Всего же в 2011 г. угольные предприятия «СДС-Уголь» планируют отгрузить 18,5 млн т угля, в том числе на экспорт – 12,8 млн т.