Современные темпы ведения подземных горных работ с использованием высокопроизводительной техники диктуют условия соблюдения сроков сопутствующих работ, таких как доставка и выдача материалов и оборудования. Монорельсовые подвесные дороги обосновано зарекомендовали себя как наиболее эффективный вид подземного транспорта на угольных предприятиях России.

Монтаж монорельсовой подвесной дороги (далее МПД), в выработках, закрепленных анкерной крепью, осуществляется либо на два сталеполимерных анкера с анкерным захватом, либо на специальные канатные анкеры. Первый способ крепления МПД имеет ряд недостатков – трудоемкость и металлоемкость, невозможность закрепления сталеполимерных анкеров для МПД на 0,5-1 м выше основной крепи в выработках малого сечения. В действительности, зачастую для монтажа МПД используются анкеры одной длины с анкерами основной крепи, что приводит к дополнительному нагружению основной крепи свыше проектного значения. В этом случае при транспортировке грузов возможно разупрочнение пород кровли, вплоть до обрушения пород вместе с крепью. При втором способе – уменьшается объем работ по бурению и монтажу, канатные анкеры имеют бо́льшую несущую способность и за счет гибкости конструкции могут применяться в выработках любой высоты при монтаже крепи. В работе освещен совместный успешный опыт применения канатных анкеров при монтаже МПД угледобывающей компании «Колмар» и ООО «РАНК 2».

ООО «УК «Колмар» ведет отработку запасов каменноугольных месторождений Южной Якутии. Общие балансовые запасы каменного угля составляют 1,1 млрд. тонн, большая часть из которых – коксующиеся угли марок Ж, КЖ, и К. В 2023 году УК «Колмар» планирует увеличить добычу угля до 14,3 млн. тонн.

В целях достижения плановых показателей технической дирекцией угольной компании «Колмар» реализуются проекты по оптимизации производственных процессов по подготовке очистных забоев к работе. Таким образом, при начале планирования производственных процессов на 2023 год, а именно, в середине 2022 года, в угольной компании «Колмар» встал вопрос об увеличении темпов проведения подготовительных горных выработок и оперативному перемонтажу лавных комплексов на шахтах угольной компании. Для бесперебойной работы шахт требовалось оперативно доставлять в горные выработки оборудование, материалы для крепления, перевозить рабочий персонал. Острым вопросом стало - не допустить отставание монтажа МПД.

После появления данной задачи техническими специалистами ООО «УК «Колмар», совместно с инженерами ООО «РАНК 2» был проработан вопрос оптимизации процесса монтажа подвесной монорельсовой дороги, а именно, рассмотрены варианты монтажа МПД с учетом стоимости, расхода материалов, затрат времени и трудозатрат на монтаж одного узла МПД. По результатам сравнения возможных вариантов наиболее предпочтительным оказался вариант монтажа МПД с использованием канатного анкера АК01-25 в комплекте с гайкой-подвесом АК01-25.

Опытной площадкой для производства работ по монтажу МПД с применением канатного анкера АК01-25 не случайно была выбрана шахта «Инаглинская», в апреле 2023 года там планировался перемонтаж лавного комплекса в новую лаву и тем самым можно было сразу проверить новый вид монтажа МПД по всем возможным и необходимым параметрам для предприятия.

В апреле 2023 года на предоставленном для испытаний участке конвейерного штрека 19-5-8 с пикета ПК304 по пикет ПК317 при участии инженеров ООО «РАНК 2» в соответствии с методикой установки была смонтирована монорельсовая подвесная дорога на протяжении 100 погонных метров. Для монтажа данного участка МПД были использованы канатные анкеры АК01-25 длиной 2,8 м в комплекте с гайкой-подвесом производства компании ООО «РАНК 2».

Крепление канатных анкеров производилось ампульным способом с использованием трех полимерных ампул L=470 мм. После установки АК01-25 в проектное положение на муфту анкера накручивалась гайка-подвес на всю высоту резьбовой части. Далее, звено цепи предназначенной для монтажа балки МПД закреплялось в гайке-подвесе при помощи высокопрочного болта, гравера и гайки.

Участок смонтированной дороги был комиссионно проверен на соответствие нормам и правилам в области промышленной безопасности на предельные нагрузки и прямолинейность пути. А именно, по данному участку дороги первоначально произведено передвижение порожнего (без груза) подвижного состава с дизель-гидравлическим локомотивом Ferrit в обоих направлениях. Далее было произведено передвижение подвижного состава с грузом весом 15 т, также в обоих направлениях. Контрольный третий передвижение подвижного состава был осуществлен со 100% нагрузкой (секция механизированной крепи FRS 1 ед. общей массой 32,6 т). После проведенных испытаний комиссией не было выявлено никаких деформационных изменений смонтированного участка МПД.

Сравнительный расход материалов при монтаже МПД анкерной крепью А20В и АК01-25 представлен в таблице 1.

Таблица 1. Количество (расход) материалов и работ для крепления 100 погонных метров монорельсовой подвесной дороги.

Наименование материалов/работ	А20В	АК01-25
Количество анкеров, шт.	102	51
Гайка-подвес АК01-25, шт.	-	51
Анкерный подвес, шт.	51	-
Ампулы химические, шт.	306	153
Буровые резцы, шт.	131	65,5
Объем буровых работ (шпурометры), п.м.	285,6	142,8

Теоретические расчеты эффективности выбранного варианта крепления подтвердились на практике – при производстве работ по монтажу МПД на опытном участке.

В сравнении с ранее применявшимся на шахтах УК «Колмар» монтаже МПД с использованием анкерного подвеса, закрепляемого сталеполимерными анкерами типа А20В, применение канатного анкера АК01-25 в комплекте с гайкой-подвесом АК01-25, позволило:

1. сократить временные затраты на монтаж МПД;

2. значительно ускорить процесс монтажа, что позволило увеличить количество погонных метров крепления МПД за 1 чел/смену;

3. снизить трудоемкость и количество процессов, необходимых для монтажа одного узла МПД;

4. уменьшить на 50% объем буровых работ;

5. повысить безопасность ведения горных работ за счет закрепления канатных анкеров в устойчивых породах кровли выработки, за пределами свода обрушения;

6. значительно снизить экономическую составляющую монтажа МПД.

Совместное, обоснованное и опробованное техническое решение специалистов технической дирекции ООО «УК «Колмар», инженерно-технических специалистов шахты «Инаглинская» и инженеров ООО «РАНК 2» по оптимизации крепления МПД в условиях шахты «Инаглинская» позволило достигнуть экономического эффекта в размере 27% от общих затрат.

В результате данного положительного опыта, технической дирекцией ООО УК «Колмар» было принято решение о переходе на монтаж МПД в подземных горных выработках с применением канатных анкеров АК01-25 в комплекте с гайкой-подвесом на всех шахтах угольной компании ООО «УК «Колмар».