В основном шахты усиливают крепь подготовительных выработок впереди очистного забоя с помощью гидравлических стоек, а на сопряжении с лавой используют механизированную крепь сопряжения. К недостаткам данной схемы можно отнести следующее:
- уменьшение рабочего пространства на сопряжении очистного забоя со штреками;
- затруднительно разместить оборудование и производить доставку материалов к месту сопряжения очистного забоя со штреками;
- трудоемкость установки и перемещения гидравлических стоек усиления;
- нарушение сплошности пород кровли выработки штрековой механизированной крепью сопряжения, что особенно важно, если выработку предполагается в дальнейшем сохранить для повторного использования.
ООО «РАНК 2» предлагает использовать канатные анкеры АК01 в качестве крепи усиления при поддержании подготовительных выработок в створе с лавой без применения штрековых механизированных крепей сопряжения и гидравлических стоек усиления.
Геомеханической основой расчёта крепи являются следующие положения:
-
породы кровли выработки за пределами естественного свода давления имеют меньшие смещения, чем породы в своде (рис. 1);
-
связывание приконтурного массива пород в естественном своде давления с вышерасположенными породами приводит к подвеске неустойчивого массива пород к устойчивому.
В результате усиления крепи канатными анкерами АК01 возрастает прочность приконтурного массива пород кровли поддерживаемой выработки в зоне опорного давления от очистного забоя и на сопряжении лавы со штреком, а также снижается общая нагрузка на крепь выработки. При этом ан-керная крепь рассчитывается таким образом, чтобы обеспечивались безопасные условия работы на сопряжении забоя со штреком, а впоследствии происходила плавная посадка кровли выработки на определённом расстоянии после про-хода лавы.
Канатные анкеры, в зависимости от состояния кровли, могут устанавливаться как непосредственно за комбайном одновременно с проведением выработки (более предпочтительно), так и впереди действующего очистного забоя на неснижаемом от линии забоя расстоянии — не менее шири-ны зоны влияния опорного давления. На шахтах Кузбасса, в зависимости от горно-геологических условий, ширина зоны влияния опорного давления очистного забоя варьируется в пределах 20-80 м.
ООО «РАНК 2» накоплен большой опыт применения канатных анкеров АК01 как для усиления штрековой крепи в зоне опорного давления при отработке лавы, так и для работы лавы без штрековой механизированной крепи сопряжения на шахтах Кузбасса:«Владимирская», «Чертинская-Южная», «Байкаимская», «Чертинская-Коксовая», «Осинниковская», «Октябрьская», «Абашевская», «Первомайская», «Березовская». Данная технология успешно применена в самых различных горно-геологических и горнотехнических условиях (см. таблицу, рис. 2, 3, 4), стоит отметить ряд характерных примеров:
-
усиление крепи выработки по пласту малой мощности;
-
конвейерный штрек 603 шахты «Чертинская-Южная»;
-
усиление крепи выработки по пласту средней мощности, пересекающей несколько зон интенсивной трещиноватости, мел-коамплитудных нарушений, пониженной прочности пород — вентиляционный штрек 347бисшахты «Чертинская-Коксовая»;
-
усиление крепи выработки по пласту большой мощности, пересекающей несколько зон мелко амплитудных разрывных нарушений с амплитудой Н=0,05-1,0м — вентиляционный штрек 2бис шахты «Байкаимская».
-
повышении безопасности работ на сопряжениях, местах перегруза горной массы и расположения оборудования;
-
снижении трудоёмкости и затрат времени на зачистку выработок;
3) создаются безопасные и комфортные условия для проведения работ на сопряжениях очистного забоя со штреками, а также прохода людей и транспортировки оборудования;
4) производительность очистного забоя повышается за счётсокращения времени концевых операций, обусловленного:
-
исключением применения штрековой механизированной крепи сопряжения, передвижка которой в выемочном цикле может достигать 4 часов и более;
-
исключением применения индивидуальной крепи усиления и инвентарных подхватов на сопряжениях со штреками;
5) значительно снижается трудоёмкость концевых операций в целом.