Результаты испытания сталеполимерных анкеров на вытягивание в сложных горно-геологических условиях

Експериментально доведено, що випробування анкерів на витягування можна виробити тільки при стійкій крівлі. В умовах нестійких крівель,схильних до розшарування, необхідно застосовувати інші засоби оцінки несучої здатності анкерної кріпи. It is experimentally proved to that the test of anchors on ext...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2007
Hauptverfasser:	Демченко, А.И., Яйцов, А.А.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України 2007
Online Zugang:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/14026
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Результаты испытания сталеполимерных анкеров на вытягивание в сложных горно-геологических условиях / А.И. Демченко, А.А. Яйцов // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2007. — № 1. — С. 239-247. — Бібліогр.: 12 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-14026
record_format	dspace
spelling	Демченко, А.И. Яйцов, А.А. 2010-12-09T10:19:48Z 2010-12-09T10:19:48Z 2007 Результаты испытания сталеполимерных анкеров на вытягивание в сложных горно-геологических условиях / А.И. Демченко, А.А. Яйцов // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2007. — № 1. — С. 239-247. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. 1996-885X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/14026 622.273 Експериментально доведено, що випробування анкерів на витягування можна виробити тільки при стійкій крівлі. В умовах нестійких крівель,схильних до розшарування, необхідно застосовувати інші засоби оцінки несучої здатності анкерної кріпи. It is experimentally proved to that the test of anchors on extraction out can be produced only at a proof roof. In the conditions of the unsteady roofs inclined to stratification it is necessary to apply other facilities of estimation of bearing strength anchor fasten. ru Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України Результаты испытания сталеполимерных анкеров на вытягивание в сложных горно-геологических условиях Article published earlier
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
title	Результаты испытания сталеполимерных анкеров на вытягивание в сложных горно-геологических условиях
spellingShingle	Результаты испытания сталеполимерных анкеров на вытягивание в сложных горно-геологических условиях Демченко, А.И. Яйцов, А.А.
title_short	Результаты испытания сталеполимерных анкеров на вытягивание в сложных горно-геологических условиях
title_full	Результаты испытания сталеполимерных анкеров на вытягивание в сложных горно-геологических условиях
title_fullStr	Результаты испытания сталеполимерных анкеров на вытягивание в сложных горно-геологических условиях
title_full_unstemmed	Результаты испытания сталеполимерных анкеров на вытягивание в сложных горно-геологических условиях
title_sort	результаты испытания сталеполимерных анкеров на вытягивание в сложных горно-геологических условиях
author	Демченко, А.И. Яйцов, А.А.
author_facet	Демченко, А.И. Яйцов, А.А.
publishDate	2007
language	Russian
publisher	Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України
format	Article
description	Експериментально доведено, що випробування анкерів на витягування можна виробити тільки при стійкій крівлі. В умовах нестійких крівель,схильних до розшарування, необхідно застосовувати інші засоби оцінки несучої здатності анкерної кріпи. It is experimentally proved to that the test of anchors on extraction out can be produced only at a proof roof. In the conditions of the unsteady roofs inclined to stratification it is necessary to apply other facilities of estimation of bearing strength anchor fasten.
issn	1996-885X
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/14026
citation_txt	Результаты испытания сталеполимерных анкеров на вытягивание в сложных горно-геологических условиях / А.И. Демченко, А.А. Яйцов // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2007. — № 1. — С. 239-247. — Бібліогр.: 12 назв. — рос.
work_keys_str_mv	AT demčenkoai rezulʹtatyispytaniâstalepolimernyhankerovnavytâgivanievsložnyhgornogeologičeskihusloviâh AT âicovaa rezulʹtatyispytaniâstalepolimernyhankerovnavytâgivanievsložnyhgornogeologičeskihusloviâh
first_indexed	2025-11-25T20:36:08Z
last_indexed	2025-11-25T20:36:08Z
_version_	1850524002193244160
fulltext	Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 1, 2007 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 1, 2007 УДК Е В СЛОЖНЫХ ГОРНО- ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ №1», Експериментально анкерів на витягування можна в ійкій крівлі. В умовах п extr of th e шах л подготавливающих мет озм льное состояние римыкающих к лавам подготовительных выработок и обеспечить возможность их повторного использования. Весьма важно при этом контролировать качество закрепления анкеров в шпурах, поскольку от этого зависит эффективность их сопротивления силам горного давления. Для оценки эффективности работы сталеполимерных анкеров применяется ряд способов. 622.273 РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЯ СТАЛЕПОЛИМЕРНЫХ АНКЕРОВ НА ВЫТЯГИВАНИ Демченко А.И., Яйцов А.А. (ОАО шахта «Красноармейская-Западная на) г. Красноармейск, Украи доведено, що випробування иробити тільки при ст нестійких крівель, схильних до розшарування, необхідно застосовувати інші засоби оцінки несучої здатності анкерної и. крі It is experimentally proved to that the test of anchors on action out can be produced only at a proof roof. In the conditions e unsteady roofs inclined to stratification it is necessary to apply r facilities of estimation of bearing strength anchor fasten. oth В настоящее время на высокопроизводительных угольных тах Украины осуществляется расширенное применение еполимерных анкеровста для крепления выработок. Применение такой крепи в комплекте с рамными аллическими арочными податливыми крепями дает ожность обеспечить удовлетворитев п 239 Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 1, 2007 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 1, 2007 В литературе встречаются несколько способов определения рочности закрепления анкера в породе. Наиболее популярными вляются расчетные методы, стендовые испытания и натурные изм го ус по обеспечени в изложены в аботах Махно Е. Я. [1], Семевского В.Н. [2, 3], Борисова А.А. [4], Широкова А.П ругих ученых [7- 11]. Рас стью и возможностью обо методы основаны а целом ряде допущений, которые снижают надежность езультатов количественной оценки прочности закрепления анкер , о тво факторов, которые сложно оценить заранее оличественно. Этот недостаток иллюстрируется в статье [12], где п спытания анкеров на выдергивание проводились в условиях шахты «Краcноармейская-Западная №1». Испытания анкеров й и м ой в астки ло ы а м у о за участки, поддерживаемые в нетронутом массиве, п я ерения силы выдергивания анкера из шпура после е тановки. Теоретические основы и практические рекомендации ю надлежащего закрепления анкеро р . [5], Мельникова Н.И. [6] и д четные методы обладают простотой, наглядно бщения. Однако указанные н р а в шпуре. Особенно это касается сталеполимерных анкеров, которые укрепляются в шпуре только за счет выступов на их стенках и, в связи с этим в с противление вытягиванию сталеполимерного анкера вносят случайные погрешности множес к риведен список из семи факторов, влияющих на прочность закрепления. В связи с этим наиболее надежным способом определения усилия закрепления анкера в шпуре является его прямое выдергивание в натурных условиях. И предприняты в 1 северном конвейерном штреке, 5 северном конвейерном штреке и 6 южной бортово выработке блока 6. Все указанные выработк закреплены комбинированной анкерной крепью. Сечение в свету составляет 15 м2. Глубина заложения изменяется от 560 до 650 м. Вмещающие породы средней прочности и уст чивости. Во всех ыработках встречаются уч , распо женные в зонах малоамплитудн х нарушений. Рамная арочная металлическая податливая крепь установлена через 0,8 м. Замки податливости конструкции ЗСД, ЗШ и ЗПКм. Затяжк сетчатая, естами в кровле деревянная. Выработки обсл живали чистные бои и поддерживались во всех характерных зонах с точки зрения проявления горного давления. Есть 240 Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 1, 2007 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 1, 2007 в зон сопряжения л ы р н е опорного давления, напротив окна лавы, а также позади очистного забоя в зоне активных сдвижений. Ниже излагаются результаты испытаний анкеров в 6 южной бортовой выработке блока № 6 (рис. 1). Выработка используется для отвода исходящей из 6 южной лавы и газоотсоса метановоздушной смеси из тупика выемочной выработки. Рис. 1. Фрагмент плана горных выработок на одном из экспериментальных участков Для ав со штреком п име яются деревянные костры из шпального бруса. Кроме того, сечение выработки усиливается сталеполимерными анкерами по шесть анкеров в ряду плюс подхваты верхняка для обеспечения возможности снятия ножки крепи напротив окна лавы. Пять анкеров расположены в половине сечения бортовой выработки, примыкающей к действующей лаве. Сталеполимерные анкеры 0 50 241 Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 1, 2007 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 1, 2007 диаметром 22 мм и длиной 2,4 м устанавливали в шпуры диаметром 32 мм с полной инкапсуляцией. В непосредственной кровле пласта залегает алевролит, мощность которого изменяется от нуля до 5,5 м. Выше расп ложен стойчивый лой песчаника ощно ть 8,8-24 м. Таким образом, в пределах протяженности выр о у с м с ю аботки существуют участки ослабленной кровли, которые возникают в как уд утом все рамы см мал и этих е разм 3- 0,6 . хотя см н пород кровли благодаря дополнительному сопротивлению анкерной крепи стабилизируется на уровне 0,3- 0,5 м обеспечивает газоотсоса, а также поддержание сопряжения лавы с выработкой без необходимости выпо о э , о выполнялись для утрамбовывания разрыхленных и расслоенных местах утончения слоя алевролита с учетом его подрывки сечением выемочной выработки. Состояние выработки оценивается, в целом, овлетворительное. На участках, пройденных в нетрон массиве, сечение выработки вполне удовлетворительное. Под забиты деревянные клинья, пучение почвы и заметное ещение кровли отсутствует. Выработка практически сохраняет проектное сечение. Однако, на участках пересечения оамплитудных нарушений наблюдается интенсивное проявление горного давления и выделение воды из кровл выработки по трещинам и сместителям. В результате на участках наблюдается смещение пород кровли, а такж локальные вывалы и продавливание затяжки. Под действием окания пород почвы происходит ее пучение на высоту 0, м. При переходе таких участков очистным забоем устойчивость сопряжения лавы с выработкой ухудшается Наблюдается интенсивное пучение почвы на высоту 1-1,5 м, еще ие . Это дает возможность отводить исходящую из лавы и целостность жестких труб лнения работ по ее восстановлению или подрывке почвы. Испытанию на выдергивание в указанной выработке подвергнуто 5 анкеров. Один из них выбран в тупике выработки на расстоянии 6-8 м позади чистного забоя. Деформация сечения выработки в том месте максимальна а ее высота составляет ок ло 1,6-1,8 м. Процесс выдергивания анкера осуществлялся в несколько попыток. Первые попытки 242 Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 1, 2007 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 1, 2007 пород кровли. При этом ход штока домкрата достигал 50-60 мм, домкрат утапливался в породах кровли, однако нагрузка на анкер не пр ч и р ра о к овля была также интенсивно разрушена в резул с н о он с т н у о а, озд сн с переу а опорного . у п л р ул е евышала 40 кН. В конечном итоге стало ясно, то создать высокий уровень осевой нагрузк на анке в разрыхленной кровле практически невозможно. Вместо вытягивания анкера происходило ут мб вывание разрушенной ровли и дополнительное разрушение отдельных кусков и блоков породы. Испытание второго анкера производилось напротив окна лавы. В этом месте кр ьтате совме тного влияния малоаплитуд ог нарушения и очистного забоя. Основные эффекты, отмеченные в первом испытании, повторились. Домкрат «утопал» в породах кровли, уплотняя ее и дополнительно разрушая. Попытка подставить планку под пяту домкрата не дала принципиального улучшения испытаний. Третий анкер выбран впереди лавы в з е опорного давления, длина которого составляла около 20 м. Анкер расположен в 10 м от лавы. Кровля на этом участке выработки сохраняет целостность и устойчивость. Однако ос ояние деформированной шайбы свидетельствует о том, что он активно включился в работу по сопротивлению силам горного давления. Этот а кер далось натянуть д усилия 160 кН, после чего работы по испытанию были прекращены. Из-за корродирования головок анкеров существовала опасность отрыва и динамического удар что с авало опа ость для рядом стоящих испытателей и замерщиков. В процессе натягивания анкера до 100-120 кН отмечались скачки деформации и динамические удары, которые свидетельствовали об уплотнении кровли и закрытии полостей расслоения. Из-за уплотнения пород кровли пришлось затратить на испытание 4 приема становкой домкр та в исходное положение. Четвертый анкер испытан на расстоянии 50 м впереди лавы за пределами зоны давления Этот анкер был расположен в крайнем ряду, то есть, становлен не озднее суток перед испытанием. Породы кровли бы и сухими, сохраняли целостность. В ез ьтате испытание произведено вс го в два 243 Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 1, 2007 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 1, 2007 приема. Максимальное усилие натяжения достигнуто на уровне 170 кН, после чего испытание решено прекратить. В процессе испытаний анкеров на вытягивание измеряли с помощью специальной стойки и часового типа величину вытягивания головки анкера относительно неподвижной очки в почве. иаграммы испытаний а вытягивание последних анкеров приведены на рис. 2. индикатора т Д н о верена с запасом. При этом жесткость анкеров соста При нагрузке около 170 кН выдвижение головок анкера из массива не превысило 3,5 мм. По данным обработки результатов ранее выполненных испытаний, в частности и на данной шахте установлен , что страгивание анкера (если таковое происходило в результате потери несущей способности) происходит, как правило, при смещениях головки 6-10 мм и более. Это значит, что несущая способность испытанных в 6 бортовой выработке анкеров про вляет около 50 кН/мм, что также характеризуется как вполне удовлетворительный показатель. Рис. 2. Примеры нагрузочных характеристик отдельных анкеров 0 3,5 4 20 40 60 80 100 120 140 160 180 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 У си ли е до мк ра та , к Смещение головки анкера, мм Н анкер 3 анкер 4 244 Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 1, 2007 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 1, 2007 Кроме испытаний анкеров на выдергивание проведены контрольные операции по бурению шпуров под анкеры и установ в го ри и ии кровли и ее у подающем ставе. Это происходит из-за удаленности рабочего места (утечки в и вы горно сдвижений м рных пород. Это позволяет обеспечить ки самих анкеров. При этом установлено следующее: скорость бурения шпуро в кровле выработки, которая пройдена примерно д назад, не является постоянной. П постоянном усилии подач и скорости вращения наблюдается около 2-3 десятков скачков бура, что свидетельствует о расслоен локальной дезинтеграции. Скачки или замедление скорости бурения может быть также вызвано изменением прочности породных слоев, которые проходит бур. В целом, на бурение шпура длиной 2,9 м в условиях 6 бортовой выработки затрачивается при оптимальном управлении бурильной установкой (типа ВАS) от 5 до 10 минут. Процесс установки анкера и размешивания ампул требует хорошей квалификации и навыков операторов по установке анкерной крепи. В реальных шахтных словиях достаточно часто не обеспечивается необходимое давление сжатого воздуха в соединениях труб), параллельной работы оборудования, которое потребляет энергию сжатого воздуха и других факторов. Одним из приемов, использованных опытным оператором, является перенос акцента на прокалывание ампул и заталкивание анкера с периодическим включением вращения. Окончательное перемешивание производится после полной досылки анкера в шпур. Такие приемы опубликованы в зарубежных источниках и эффективность их доказана. ВЫВОДЫ 1. Сталеполимерные анкеры, устанавливаемые в настоящее время в действующих выемочных выработках шахты «Красноармейская-Западная №1» (1 северном конвейерном штреке, 5 северном конвейерном штреке и 6 южной бортовой выработке блока 6), обладают проектной несущей способностью полняют значительную работу по сопротивлению силам го давления в зонах опорного давления и активных ассива го 245 Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 1, 2007 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 1, 2007 удовл и в в й с к г .Н ре й ж 4. Борисов А.А. Новые методы расчета штанговой крепи. - М.: Госгортехиздат, 1962. - 5. Широков А.П., Лидер В.А., Писляков Б.Г. Расчет анкерной к в ь етворительную устойчивость сопряжений лавы с вентиляционным или конвейерным штреком, поддерживаемым на границе с нетронутым массивом. 2. В процессе интенсивного деформирования кровли возможно ее расслоение, хотя анкеры сохраняют высокую несущую способность. В таких условиях нет возможности испытать остаточную несущую способность анкера из-за эффекта податливости непосредственной кровли и ее утрамбовки. Для решения указанной проблемы необход мо разработать новый способ испытания несущей способности анкерной крепи с учетом податли ости неустойчи ой кровли. 3. Необходимо проведение постоянной массово работы по отбору и обучению операторов для бурения шпуров и установки сталеполимерных анкеров, разъяснению важности соблюдения параметров анкерного крепления и распространения передового опыта по у тановке ан еров. СПИСОК ССЫЛОК 1. Махно Е.Я. К вопросу о расчете штан овой крепи // Уголь. - 1959. - №5. -С. 13-15. 2. Ceмевский В . Штанговая к пь // Горны урнал. - 1953. № 6. - С.23-25. 3. Семевский В.Н. Штанговая крепь. - М.: Металлургизлат, 1958. - 234 с. 125 с. репи для различных условий применения. – М.: Недра, 1976. – 208 с. 6. Горбачев Т.Ф., Штумпф Г.Г., Стрыгин Б.И. Применение анкерной крепи в подготовительных выработках. – Новосибирск: Наука, 1972. -246 с. 7. Штупф Г.Г. Крепление сопряжений ыработок анкерами // Угол Украины. – 1975. - №12. - С. 14-16. 246 Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 1, 2007 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 1, 2007 8. Косков И.Г. Опы применения анкерной крепи а шахтах Челябинского бассейна. – М.: ЦНИЭИуголь, 1976. - 29 с. 9. Широков А.П., Шемякин В.А. Ис т н пользование анкерной крепи п о с Н . еских условий // Уголь. - 2 ри чи тной выемке угля. – М.: Недра, 1976. - 68 с. 10. Мельников .И. Анкерная крепь – М.: Недра, 1980. - 252 с. 11. Анкерная крепь: Справочник / А.П. Широков и др.-М.: Недра, 1990. - 295 с. 12. Атрушкевич О.А. Научная оценка соответствия конструкций анкерной крепи горно-геологическим условиям ее применения и обоснование комбинированных видов анкеров для большинства горно-геологич 001. - № 3. - С. 60-64. 247

Результаты испытания сталеполимерных анкеров на вытягивание в сложных горно-геологических условиях

Institution

Ähnliche Einträge