- со сроком службы более 10 лет;
- проведенных по пластам, весьма склонным к самовозгоранию;
- с обводненными породами.
Специалистами группы компаний «РАНК» более 7 лет назад, была разработана ампула минеральная композиционная (АМК) для закрепления анкеров в горных выра-ботках, которая широко применяется на угольных шахтах и рудниках России (ООО «Шахта Байкаимская», закреплено более 20 км выработок; шахта «Хакасская»; шахта «Владимирская»; рудники «Холбинский», «Ирокинда», «Хужир» и др.). Данная ампула эффективно применяется и в настоящее время, но для увеличения скорости монтажа сталеминеральной анкерной крепи была разработана ампула минеральная композиционная двухкамерная (АМК ДК).
При использовании ампул АМК ДК исключается время, затрачиваемое на замачивание ампул в воде перед установкой в шпур, что позволяет значительно снизитьтрудоемкость проходческих работ и сократить время на крепление выработок, также разработчиками ампулы был уменьшен срок гидратации минеральной композиции (до 30 мин.) по сравнению с аналогом (до 24 ч). Состоит ампула из внешней оболочки 1 с минеральной композицией 4 и оболочки внутренней камеры 3, заполненной жидким отвердителем 5. (рис. 1)
Оболочка внутренней камеры 3 разделена на герметичные секции термошвом, что позволяет при установке анкера качественно и равномерно смачивать минеральную композицию, для полного отверждения закрепляющего состава [2, 3]. Благодаря тому, что смесь равномерно перемешивается с отвердителем в процессе установки, гидратация минеральной композиции протекает по всему объему смеси и увеличивает прочность закрепления анкера в короткие сроки. В последующее время прочность закрепления анкера растет за счет набора прочности закрепляющего материала в течение 28 сут. [4, 5, 6].
Технология установки анкера на АМК ДК:
- бурится шпур диаметром 27-30 мм;
- к дну шпура до упора досылается необходимое количество ампул;
- к анкеру с помощью переходника-вращателя присоединяется анкероустановщик;
- с помощью станка, путем равномерного вращения и подачи, анкер устанавливается в проектное положение в течение 8-10 с;
- удержание анкера в проектном положении станком 15 с;
- анкер установлен.
Важным достоинством АМК ДК является то, что в случае самовозгорания угля или пожара в шахте закрепляющая втулка сохраняет несущую способность анкерной крепи за счет негорючести минерального состава, что делает ее незаменимой в условиях угольных пластов, склонных и весьма склонных к самовозгоранию. Термостойкость состава разработанной смеси, без снижения прочности составляет не менее 600 °С, что в четыре раза больше по сравнению с полимерными ампулами, где точка плавления — 165 °С, а точка воспламенения — 300°С [7]. Реологические свойства минерального состава ампулы АМК ДК со временем не меняются по сравнению с полимерными составами, где прочность закрепляющей втулки в шахтных условиях начинает снижается уже на второй год эксплуатации за счет просадки [7].
Установка анкеров на химические ампулы сопровождается выделением токсичных веществ (паров стирола) в горные выработки, что полностью исключается при использовании ампул АМК ДК. Данный фактор особо актуален в условиях слабо проветриваемых и тупиковых горных выработок. Основные технические преимущества ампулы АМК ДК по сравнению с полимерными ампулами приведены в табл. 1.
Ампулы АМК ДК эффективно применяются как для за-крепления стальных анкеров (типа АКМ АВ, А20В и др.), так комбинированных (типа АКМ20.01) и канатных (типа АК01, АК02,АК01-25). Также с помощью АМК ДК выполняется бес-фундаментный монтаж ленточных конвейеров на анкеры, в выработках с обводненными или слабыми вмещающими породами почвы [8].
Специалистами ООО «РАНК 2» проведены комплексные лабораторные и шахтные испытания прочности закрепления стальных, комбинированныхи канатных анкеровампулами АМК ДК. Некоторые результаты лабораторных испытаний показаны на (рис. 2, 3, 4) и в табл. 2. Результаты шахтных испытаний показаны в табл. 3.
Кроме того, ампулы АМК ДК были испытаны в условиях обводненности пород кровли и обильного водопритока из шпура, до трех литров в минуту, в условиях ОАО «Ургалуголь» и ОАО «Приморскуголь» ШУ «Восточное». После установки анкерной крепи на минеральные ампулы АМК ДК водоприток из шпура прекратился. Проведенные испытания показали пригодность и работоспособность ампул АМК ДК для крепления анкеров в условиях обильного водопритока из шпура.