Канатный анкер АК01: усиление крепи штреков для работы очистного забоя без механизированной крепи сопряжения

В настоящее время на шахтах Кузбасса около 90 % всех подготовительных выработок проводится с применением анкерной крепи, при этом остро стоит вопрос крепления штреков впереди очистного забоя в зоне опорного давления и на сопряжении с ним.

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.

схема усиления канатными анкерами штрековой крепи


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:

 Крепь конвейерного штрека 603 шахты «Чертинская-Южная». Крепь вентиляционного штрека 347бис шахты «Чертинская-Коксовая»

Крепь вентиляционного штрека 2бис шахты Байкаимская»


  • 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».

Горно-геологические условия усиления крепи выработок для работымеханизированного комплекса без механизированной крепи сопряжения

На период эксплуатации выработок до погашения лавой состояние приконтурного массива горных пород было устойчивым. Необходимости  применения штрековой механизированной крепи сопряжения и стоек усиления не было.

Из опыта применения усиления крепи подготовительных выработок канатными анкерами АК01 для работы очистного забоя без штрековой механизированной крепи сопряжения можно сделать следующие выводы:

1) анкеры АК01 могут быть успешно использованы в качест-ве крепи усиления в выработках с рамной, рамноанкерной и анкерной крепью;

2) существенно снижаются проявления опережающего опор-ного давления от очистного забоя, что проявляется в:
  • 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.