Анкерное крепление горных выработок

Исследованиями СФ ОАО «ВНИМИ» установлено, что повысить скорость проведения выработок возможно за счет применения технологии поэтапного анкерного крепления горных выработок.

     С каждым годом на шахтах применяется все более совершенное проходческое и очистное оборудование. Использование новой техники и технологии в комплексно-механизированных очистных забоях существенно увеличило требуемые объемы проведения подготовительных выработок для воспроизводства фронта очистных работ.
     Кроме того, в последние годы на угольных шахтах произошли существенные изменения как горно-геологических условий залегания пластов, так и горнотехнических условий их разработки. С увеличением глубины ведения горных работ все больше в отработку вовлекаются запасы со сложными горно-геологическими условиями. Увеличение глубины горных работ привело к росту газообильности пластов, их выбросо — и удароопасности, изменению напряженно-деформированного состояния углепородных массивов.
     В связи с этими факторами темпы проведения горных выработок на шахтах стали резко отставать от темпов подвигания очистных забоев, что привело к задержкам ввода в работу механизированных лав, то есть поддержания необходимого фронта очистных работ.
     При прочих равных условиях проведения выработок технология поэтапного анкерного крепления позволяет снизить время проходческого цикла на 30-50 %, и соответственно увеличить темпы проведения выработок на
25-60 %. Таким образом, целесообразность применения данной технологии очевидна.

     Технология поэтапного анкерного крепления горных выработок подразумевает, что повышение темпов проведения выработок возможно не только за счет увеличения эксплуатационной производительности проходческих машин, но и за счет гибкой системы выполнения технологических процессов проходческого цикла. Достичь этого возможно путем разделения призабойной зоны на несколько отдельных зон, в каждой из которых выполняется одна из операций проходческого цикла, то есть все технологические процессы рассредоточиваются в пространстве по длине выработки и при этом появляется возможность совмещения операций проходческого цикла во времени.


Доведение крепи выработки до паспортной величины (второй этап крепления) может проводиться: в ремонтно-подготовительную смену, при выемке угля за комбайном (совмещении во времени процесса проведения и крепления выработки) или во время вынужденных простоев комбайна. Под временной крепью понимается не только уменьшение количества анкеров в кровле и боках выработок, но и применение комбинированной анкерной крепи типа АСК, позволяющей на первом этапе крепления вести работы без перетяжки кровли решетчатой затяжкой (рис. 2). При этом важнейшей технологической задачей при поэтапном анкерном креплении является обеспечение устойчивости обнажений кровли в пределах необходимого времени «временной крепью» до возведения «постоянной крепи». Для обеспечения безопасности работ при поэтапном анкерном креплении горных выработок необходимо проведение постоянного мониторинга на каждом этапе крепления за смещением кровли выработки и деформациями анкерной крепи для принятия, при необходимости, оперативных решений по ее усилению.

Решение поставленных задач по геомеханическому обоснованию и выбору оптимальных параметров технологии поэтапного анкерного крепления горных выработок позволит значительно увеличить темпы проведения выработок. Дальнейшие исследования СФ ОАО «ВНИМИ» по внедрению и совершенствованию технологии поэтапного анкерного крепления горных выработок направлены на:

  • разработку экспериментальной технологической схемы поэтапного анкерного крепления выработок, с учетом применяемого на шахтах оборудования, а также продолжительности и трудоемкости проходческого цикла;
  • опытную апробацию технологической схемы поэтапного анкерного крепления выработок на шахтах в конкретных горно-геологических условиях;
  • корректировку методических положений по расчету и выбору параметров технологических схем поэтапного анкерного крепления горных выработок для шахт Кузбасса и разработку альбома типовых технологических схем с обоснованием и выбором рациональной схемы и параметров возведения временной и постоянной анкерной крепи, с учетом продолжительности и трудоемкости проходческого цикла в зависимости от:

— площади поперечного сечения выработки (ширина и высота);
— типа комбайна (фронтального действия, избирательного действия);
— типа оборудования для транспортирования горной массы (скребковый конвейер; ленточный перегружатель; самоходный вагон);
— типа оборудования для установки анкерной крепи (переносной пневматический анкероустановщик, навесное гидравлическое бурильное оборудование на комбайне, самоходный анкероустановщик).
     В целом можно заключить, что внедрение эффективных технологических схем поэтапного анкерного крепления горных выработок уже в ближайшей перспективе позволит решить весьма актуальную задачу повышения темпов проведения выработок, при сохранении необходимого уровня безопасности ведения горных работ, не только для шахт Кузбасса, но и других отечественных угольных регионов.

  1. Магдыч В. И., Утиралов О. А. Крепление горных выработок угольных шахт сталеминеральной анкерной крепью. — Новосибирск: Наука, 2007. — 148 с.
  2. Яковлев Д. В. Нормативно-методические основы крепления горных выработок анкерной крепью на угольных шахтах России // Уголь. — 2014. — №7. — С. 12-14.
  3. Инструкция по расчету и применению анкерной крепи на угольных шахтах. — М., 2014. UDC