К.В.Кошелев, В.В.Тарасьев, Ю.А. Петренко

         По данным геологоразведочных, шахтостроительных и проектных организаций, а также в результате лабораторных испытаний установлено, что с увеличением глубины залегания горных пород прочность их возрастает, но при этом и напряжение в масси¬ве возрастает более интенсивно. Разрабатываются такие конструкции крепи и способы охраны горных выработок, которые обеспечили бы снижение напряженного состояния массива и использование его несущей способности. Донецким политехническим институтом предложен новый способ поддержания горных выработок —«крепь — охрана». Сущность его состоит о закреплении горного массива анкерной крепью с помощью взрывания камуфлетных зарядов ВВ. При таком решении в одном технологическом про¬цессе совмещаются разгрузка вмещающего выра-ботку массива от напряжений и установка крепи, что существенно упрощает технологию крепления и повышает устойчивость выработки. С целью оценки эффективности этого способа были проведены лабораторные и аналитические ис¬следования. Лабораторные исследования показали, что при определенном размере породного целика и ширине зоны нарушенных пород, ограничивающей вокруг выработки размер зоны неупругих деформаций, суммарный отпор крепи, породного целика и пород, находящихся в пределах нарушенной зоны, будет равен напряжениям, действующим в ненарушенном массиве на границе с зоной неупругих деформаций. Это позволит в 2—3 раза снизить смещения контура выработки по сравнению с традиционным способом крепления. С целью проверки расчетных параметров способа и оценки его эффективности были проведены про¬мышленные испытания. Испытания вели в два эта¬па при проведении главного полевого конвейерного уклона гор. 100—450 м шахты «Красногвардейская» ПО Максевуголь на участке протяженностью 40 м. На первом этапе проверяли работоспособность взрывораспорпой анкерной крепи и расчетные параметры способа. Затем оценивали влияние способа на устойчивость вмещающего выработку массива и его экономическую эффективность. Главный полевой конвейерный уклон проводили буровзрывным способом и крепили металлической арочной податливой крепью с железобетонной затяжкой площадью сечения в свету 13,8 м2 с шагом установки 1 м. Угол наклона выработки 14°. Вмещающие породы устойчивые, предел прочности на одноосное сжатие 40—100 МПа. Шпуры бурили установкой СБУ-1 и перфоратором ПР-25. В качест¬ве ВВ использовали угленит Э-6. Расчетные параметры способа поддержания «крепь — охрана» приведены в таблице. В процессе испытаний размеры приконтурного целика и зоны разрушенных пород контролировали с помощью прибора РВШ-4, усилие раскрепления анкера в массиве пород измеряли прибором ПАК конструкции ДонУГИ. Эффективность способа оценивали по результатам инструментальных наблюдений за смещениями массива на замерных стан-циях, оборудованных контурными и глубинными реперами. В процессе промышленных испытаний установлено, что разработанная конструкция анкера надежно раскрепляется в массиве горных пород, несущая способность его 40—60 кН. Ширина зоны разгрузки и размер приконтурного породного целика равны соответственно 1 —1,4 и 1,1 —1,6 м, что совпадает с расчетными параметрами. Использование этого спо-соба позволяет повысить устойчивость вмещающего выработку массива, снижая смещения контура в 2—3 раза. С целью расширения области применения способов разгрузки вмещающего породного массива для повышения устойчивости выработок Донецким политехническим институтом предложен новый способ проведения сопряжений горных выработок. Сущность его заключается в том. что в основной, ранее пройденной выработке до проведения сопрягающейся устанавливается крепь усиления с предварительным распором, а сопрягающуюся выработ¬ку проводят со взрывощелевой разгрузкой. После образования зоны неупругих деформаций вокруг сопряжения стойки усиливающей крепи удаляют. Предложенный способ позволяет в 2—3 раза снизить смещения пород кровли и боков на сопряже¬ниях и практически ликвидировать пучение пород почвы. Лабораторные и аналитические исследования позволили обосновать параметры способа: необходимую несущую способность усиливающей крепи, длину и угол наклона разгрузочных шпуров, массу камуфлетного заряда ВВ. Проверка расчетных параметров способа в условиях гор. 740 м шахты имени Г. Г. Капустина ПО Лисичанскуголь показала его высокую эффективность. На экспериментальных участках смещения кровли были меньше в 1,2—2,2 раза, боков — в 1,2—1,8 и почвы — в 2—6 раз, чем на контрольном участке, расположенном в аналогичных горно-геологических условиях. В настоящее время в институте ведутся работы по расширению области применения способа под¬держания горных выработок «крепь — охрана» и обоснованию возможности его использования как на протяженных участках выработок, так и на их сопряжениях.