Опыт применения канатных анкеров с повышенной несущей способностью в условиях ООО «Шахта «Осинниковская» Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

Оригинальная статья

УДК 622.272:622.281.74 © Коллектив авторов, 2020

Опыт применения канатных анкеров с повышенной несущей способностью в условиях ООО «Шахта «Осинниковская»

DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2020-3-34-37

ДУДИН А.А.

Заместитель директора

по инженерно-исследовательской работе

ООО «РАНК 2»,

650992, г. Кемерово, Россия,

e-mail: [email protected]

ВАХРУШЕВ Е.В.

Начальник проектного отдела ООО «РАНК 2», 650992, г. Кемерово, Россия, e-mail: [email protected]

Рассмотрен опыт экономической и технологической целесообразности применения анкеров АК01-25 в условиях ООО «Шахта «Осинниковская». Отражены преимущества применения анкеров АК01-25 в сравнении с анкерами АК01.

Ключевые слова: крепление горных выработок и их сопряжений, канатные анкеры, монорельсовая дорога, крепление монтажных камер.

Для цитирования: Опыт применения канатных анкеров с повышенной несущей способностью в условиях ООО «Шахта «Осинниковская» / А.А. Дудин, Е.В. Вахрушев, С.Е. Злобин и др. // Уголь. 2020. № 3. С. 34-37. 001: http://dx.doi.org/! 0.18796/0041 -5790-2020-3-34-37

ЗЛОБИН С.Е.

Ведущий инженер-проектировщик ООО «РАНК 2», 650992, г. Кемерово, Россия, e-mail: [email protected]

ЛАПШИН А.В.

Главный инженер

ООО «Шахта «Осинниковская»,

652810, г. Осинники, Россия

ДАЦКЕВИЧ Н.Ю.

Заместитель главного инженера по технологии

ООО «Шахта «Осинниковская», 652810, г. Осинники, Россия

МАТВЕЕВ А.С.

Начальник отдела геомеханики и геотехнологии ООО «РАНК2», 650992, г. Кемерово, Россия, e-mail: [email protected]

СИЗИНЦЕВ Д.Е.

Ведущий горный инженер ООО «Шахта «Осинниковская», 652810, г. Осинники, Россия

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время в условиях ООО «Шахта «Осинниковская» более 90% всех подготовительных выработок проводится с применением анкерной крепи. В связи со сложными горно-геологическими условиями крепление выработок предусмотрено с применением анкеров глубокого заложения [1, 2]. Анкеры глубокого заложения - это анкеры, превышающие длину анкера первого уровня. Основными проблемами при проведении и креплении горных выработок в условиях ООО «Шахта «Осинниковская» являются затраты на крепление одного погонного метра, бурение большого количества шпуроме-тров, а также затраты на установку дополнительного канатного анкера для подвесной монорельсовой дороги.

Решением сложившейся проблемы стало применение в качестве крепи усиления анкеров с повышенной несущей способностью АК01-25 [3] производства ООО «РАНК 2».

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

Конструктивно анкеры АК01-25 имеют ряд отличий от применяемых анкеров АК01. Кроме увеличенной несущей способности до 250 кН их главным преимуществом является возможность применения гайки-подвеса, что позволяет использовать анкеры для усиления крепи горной выработки в сочетании с креплением подвесной монорельсовой дороги [4].

Для наглядного примера целесообразности применения анкеров АК01-25 и АК01 рассмотрим проведение и крепление монтажной камеры 4-1-5-7 (табл.1).

При использовании анкеров АК01 в качестве крепи усиления в монтажной камере 4-1-5-7 необходимо применение не менее 6 анкеров АК01 на 1 м, а также дополнительно необходима установка анкера АК01-121 для подвеса подвесной монорельсовой дороги (рис. 1).

МАРТ, 2020, "УГОЛЬ"

34

Таблица 1

Сравнительная таблица расхода материалов при возведении крепи усиления на 1 м выработки анкерами АК01 и АК01-25 в монтажной камере 4-1-5-7

Анкеры усиления Несущая способность, кН Необходимое количество анкеров усиления для крепления 1 м выработки, шт. Количество полимерных ампул, шт. Количество опорных элементов для крепления 1м выработки, шт. Крепление ПМД Общее количество шпурометров на 1 м

АК01 210 6 7 6 АК 01-121 (1шт.) 55

АК01-25 250 5 5 5 Гайка- подвес (1шт.) 42,5

В свою очередь, при использовании анкеров АК01-25 в качестве крепи усиления в монтажной камере 4-1-5-7 необходимо применение не менее 5 анкеров АК01-25 на 1 м с учетом подвесной монорельсовой дороги (рис. 2).

Так, при сравнении вышеизложенных фактов можно сделать вывод, что становится возможным не только уменьшить количество применяемых анкеров крепи усиления, но и значительно сократить объем шпурометров при проведении 1 м выработки, что влечет за собой увеличение темпов проходки и уменьшение затрат.

С экономической точки зрения, применение анкеров АК01-25 является более целесообразным в сравнении с анкерами АК01 (табл. 2).

Рассмотрим целесообразность использования анкеров АК01-25 при усилении подготовительных выработок [5] на примере дегазационного штрека 4-1-5-7. При проведении штрека сечением S=21,5 кв. м и усилением анкерами АК01 необходимая плотность установки крепи усиления составляет не менее 2,5 анкера на 1 м (установка крепи усиления осуществлена по схеме 2:3), что обеспечивало надежное поддержание выработки, но влекло за собой дополнительные расходы (рис. 3).

В данных геологических условиях применение стандартной для шахты схемы усиления выработок с плотностью установки крепи усиления два анкера на 1 м возможно при условии использования анкеров с несущей способ-

Анкеры AK01L =8,5 м

Сталеполимерный с несущей способностью не менее 70 кн 1=не менее 18 м (по породе) I=не менее 2,4 м (по углю) 1 анк. на каждый метр высоты

\

с

Анкеры

AK01-121L=4,0м

У

Сталеполимерный с несущей способностью не менее 70 кн 1Г-П ж . = 10 м .=не менее 1,8 м (по породе) АС Ж 1=1,4 м .=не менее 2,4 м (по углю) 9 шт. 1 анк. на каждый метр высоты

Анкеры

'AK01-121L=4,0м

Анкеры AK01L=8,5м

АСП 20B L=3,0 м 9 шт./ряд

B=8,5м

B = 8,5м

Рис. 1. Технологическая схема крепления монтажной камеры 4-1-5-7 с применением анкеров АК01 Fig. 1. The technological scheme of mounting the mounting chamber 4-1-5-7 using anchors AK01

Таблица 2

Сравнение стоимости проведения и крепления 1 м усиления монтажной камеры 4-1-5-7

Показатели При использовании АК01 При использовании АК01-25

Совокупная стоимость крепи усиления, руб. 4425,00 4600

Стоимость полимерных ампул, руб. 199,50 133,00

Стоимость опорных элементов, руб. 1400,00 1120,00

Стоимость шпурометров на 1 м проведения выработки, руб* 3685 2847,5

Возведение ПМД, руб. 1436,00 (АК01-121) 630,00 (гайка-подвес)

Всего затрат, руб. 10526,86 8749,44

*Примечание: стоимость бурения 1 шпурометра принимается условно.

Сталеполимерный с несущей способностью не менее 70 кн .=не менее 1,8 м (по породе) .=не менее 2,4 м (по углю) 1 анк. на каждый метр высоты

Сталеполимерный с несущей способностью не менее 70 кн . = не менее 1,8 м (по породе) . = не менее 2,4 м (по углю) 1 анк. на каждый метр высоты

Рис. 3. Технологическая схема крепления конвейерного штрека с применением анкеров АК01 Fig. 3. Technological scheme of fastening conveyor drift using anchors AK01

Анкеры AK01-2S L=7,0M

Сталеполимерный с несущей способностью не менее 70 кн .=не менее 1,8 м (по породе) .=не менее 2,4 м (по углю) 1 анк. на каждый метр высоты

АСП20B L=3,0м

B=5,0 м

Сталеполимерный с несущей способностью не менее 70 кн .=не менее 18 м (по породе) .=не менее 2,4 м (по углю) 1 анк. на каждый метр высоты

Рис. 4. Технологическая схема крепления конвейерного штрека с применением анкеров АК01-25 Fig. 4. Technological scheme of fastening conveyor drift using anchors AK01-25

S шт.

ностью 250 кН. Использование анкеров АК01-25 не только в полной мере позволило обеспечить надежное поддержание выработки, но и также позволило сократить затраты на проведение и крепление 1 м выработки за счет уменьшения затрат на приобретение элементов анкерной системы, уменьшения количества шпурометров, уменьшения расходов на буровой инструмент и др. (рис. 4).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате рассмотренного опыта применения канатных анкеров АК01-25 для решения различных задач поддержания подземных горных выработок в сложных геологических условиях ООО «Шахта «Осинниковская» установлено, что применение анкеров АК01-25 при проведении усиления обладает целым рядом преимуществ:

36

МАРТ, 2020, "УГОЛЬ"

- снижение затрат на приобретение анкеров и ампул;

- снижение объема буровых работ (уменьшение шпурометров);

- увеличение машинного времени (повышение работы проходческого комбайна);

- уменьшение затрат на амортизацию бурового оборудования;

- снижение затрат на буровой инструмент;

- увеличение темпов проходки и добычи угля с проходческого забоя;

- подвес монорельса на один канатный анкер АК01-25 вместо установки дополнительного анкера АК01-121 для крепления монорельса;

- повышение скорости монтажа монорельсовой балки за счет простоты крепления гайки-подвеса к муфте канатного анкера;

- снижение трудозатрат на монтаж МПД;

- уменьшение затрат на амортизацию бурового оборудования.

Список литературы

1. Третенков И.В., Лукьянов В.Г. Устойчивость горных выработок: учебное пособие. Томск: Издательский Дом ТГУ, 2015. 134 с.

2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Инструкция по расчету и применению анкерной крепи на угольных шахтах». Серия 05. Выпуск 42. М.: ЗАО НТЦ ПБ, 2015. 186 с.

3. Самок А.В., Райко Г.В., Гречишкин П.В. Канатный анкер АК01: широкие выработки и их сопряжения // Уголь. 2011. № 5. С.80-82. URL: http://www.ugolinfo.ru/Free/052011.pdf (дата обращения: 15.02.2020).

4. Канатный анкер АК 01: крепление подвесной монорельсовой дороги / М.В. Лысенко, А.В. Самок, Г.В. Райко и др. // Уголь. 2011. № 6. С. 47-49. URL: http://www.ugolinfo. ru/Free/062011.pdf (дата обращения: 15.02.2020).

5. Оценка эффективности двухуровневого анкерного крепления сопряжений горных выработок угольных шахт / П.В. Гречишкин, А.С. Позолотин, Д.Ф. Заятдинов и др. // Горный журнал. 2011. № 8. С. 48-51.

UNDERGROUND MINING

Original Paper

UDC 622.272:622.281.74 © A.A. Dudin, E.V. Vachrushev, S.E. Zlobin, A.V. Lapshin, N.Yu. Datskevich, A.S. Matveev, D.E. Sizintsev, 2020 ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Ugol' - Russian Coal Journal, 2020, № 3, pp. 34-37 DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2020-3-34-37

Title

THE EXPERIENCE OF USING ROPE ANCHORS WITH INCREASED BEARING CAPACITY IN THE CONDITIONS OF "OSINNIKOVSKAYA" MINE LLC Authors

Dudin A.A.1, Vachrushev E.V.', Zlobin S.E.', Lapshin A.V.2, Datskevich N.Yu.2, Matveev A.S.', Sizintsev D.E.2 ' "RANK 2" LLC, Kemerovo, 650992, Russian Federation 2 "Osinnikovskaya" mine LLC, Osinniki, 652810, Russian Federation

Authors' Information

Dudin A.A., Deputy Director for Engineering Research, e-mail: [email protected] Vachrushev E.V., Head of design department, e-mail: [email protected]

Zlobin S.E., Leading design engineer, e-mail: [email protected] Lapshin A.V., Chief Engineer

Datskevich N.Yu., Deputy Chief Technology Engineer

Matveev A.S., Head of Geomechanics and Geotechnology department,

e-mail: [email protected]

Sizintsev D.E., Leading mining engineer

Abstract

The experience of economic and technological feasibility of using anchors AK01-25 in the conditions of "Osinnikovskaya" mine LLC is considered. The advantages of using AK01-25 anchors in comparison with AK01 anchors are shown.

Keywords

Mounting of mine workings and their interfaces, Cable anchors, Monorail, Mounting of mounting chambers.

References

1. Tretenkov I.V. & Lukyanov V.G. Ustoychivost' gornykh vyrabotok: Uchebnoye posobiye. [Mining sustainability: Textbook]. Tomsk, TGU Publ., 2015, 134 p. (In Russ.).

2. Federal'nyye normy i pravila v oblasti promyshlennoy bezopasnosti "Instrukt-siya po raschetu i primeneniyu ankernoy krepi na ugol'nykh shakhtakh" [Federal

norms and rules in the field of industrial safety"Instructions for the calculation and use of anchor support in coal mines"]. Series 05, Issue 42. Moscow, NTC PB Publ., 2015, 186 p. (In Russ.).

3. Samok A.V., Rayko G.V. & Grechishkin P.V. Kanatnyi anker AK01: shirokie vyrabotki i ih sopryazheniya [Rope anchor AK 01: wide developments and their interfaces]. Ugol' - Russian Coal Journal, 2011, No. 5, pp. 80-82. Available at: http://www.ugolinfo.ru/Free/052011 .pdf (accessed 15.02.2020). (In Russ.).

4. Lysenko M.V., Samok A.V., Rayko G.V. & Grechishkin P.V. Kanatnyi anker AK01: kreplenie podvesnoy monorelsovoy dorogi [Anchor AK 01: fastening of pendant monorail road]. Ugol'- Russian Coal Journal, 2011, No. 6, pp. 47-49. Available at: http://www.ugolinfo.ru/Free/062011 .pdf (accessed 15.02.2020). (In Russ.).

5. Grechishkin P.V., Pozolotin A.S., Zayatdinov D.F. et al. Otsenka effektivnosti dvukhurovnevogo ankernogo krepleniya sopryazheniy gornykh vyrabotok ugol'nykh shakht [Evaluation of the effectiveness of a two-level anchor fastening for mines of coal mines]. Gornyi Zhurnal - Mining Journal, 2011, No. 8, pp. 48-51. (In Russ.).

For citation

Dudin A.A., Vachrushev E.V., Zlobin S.E. et al. The experience of using rope anchors with increased bearing capacity in the conditions of'Osinnikovskaya" mine LLC. Ugol' - Russian Coal Journal, 2020, No. 3, pp. 34-37. (In Russ.). DOI: 10.18796/0041-5790-2020-3-34-37.

Paper info

Received January 12,2019 Reviewed January 27,2020 Accepted February 17,2020

МАРТ, 2020, "УГОЛЬ"

37