Анализ известных в отечественной и зарубежной практике технологических разработок в области крепления и поддержания выработок показывает, что одним из перспективных направлений является применение анкерных систем, позволяющих достичь высоких темпов проведения выработок, снижение травматизма, обеспечить высокие технико-экономические показатели эксплуатации выработок. Так на шахтах Англии около 90% объема проводимых выработок закрепляется с применением ан-керных систем в «чистом» виде, что обеспечивает снижение доли затрат на их про-ведение в себестоимости 1 тонны угля с 37–42% при металлоарочной крепи до 14–15% при анкерной с увеличением темпов проходки до 650–680 м в месяц. При этом почти полностью исключается их ремонт. В плане использования положительного зарубежного опыта применения ан-керных систем на шахтах Украины Минуглепромом разработана целевая программа «Анкер», предусматривающая внедрение эффективных конструкций и передовых технологий возведения анкерной крепи. За время существования программы «Ан-кер» (с 1997 г.) практически созданы все условия для ее успешной реализации. Соз-дано специализированное предприятие «Карбоспецполимеркрепь» по производству анкерной крепи и средств ее закрепления. Налажены контакты с зарубежными парт-нерами по поставке высокопроизводительных средств бурения. Вместе с тем, объемы применения анкерных систем на шахтах Украины на се-годняшний день весьма незначительны и составляют несколько километров. Такое положение связано с осторожным отношением технического руководства шахт к широкому применению анкерных систем и объясняется рядом объективных причин.

    Во-первых, относительно высокая стоимость материалов и работ, связанных с установкой анкерной крепи. Так, например, полная стоимость установки одного ан-кера, по данным «Карбоспецполимеркрепи» составляет около 100 гривен. При этом стоимость связующего состава составляет 20–30 гривен. Общие затраты на крепле-ние 1 м выработки анкерной крепью достигают 1500–2000 гривен.

    Во-вторых, для обеспечения высоких темпов проведения выработок необхо-димо использовать несколько единиц бурового оборудования, обеспечивающего ус-тановку анкерной крепи по всему периметру выработки совместно с ее проведением.

    В-третьих, основная причина, сдерживающая широкое применение анкерной крепи – отсутствие общепризнанной методики расчета параметров анкерной крепи, отражающей реальные геомеханические процессы, происходящие в породном мас-сиве в окрестности выработок.

    По действующим в настоящее время нормативным документам параметры анкерной крепи горных выработок рассчитываются исходя из нормативной нагрузки на 1 м2 поверхности выработки, величина которой определяется на основании стати-стической зависимости между нагрузкой на крепь и смещением пород на контуре выработки [1, 2]. Плотность (количество анкеров на 1 м2 поверхности выработки) установки анкерной крепи определяется путем деления величины нормативной на-грузки, скорректированной эмпирическими коэффициентами, отражающими кон-кретные горно-геологические условия, на несущую способность анкера. Такой методический подход к определению параметров анкерной крепи осно-вывается на использовании ее в качестве чисто силового элемента, когда реализуют-ся схемы работы: «сшивка» или «подшивка». Смещение пород в этом случае являет-ся результатом их расслоения.

    В глубоких шахтах деформирование пород контура выработок связано с обра-зованием зоны разрушенных пород (ЗРП), которая составляет 3–10 м [3]. В таких ус-ловиях применение анкерных систем с расположением анкеров в радиальном на-правлении не является эффективным, так как зона влияния анкера ограничивается размером фрагментов разрушенных пород [4]. Результаты шахтных испытаний же-сткой анкерной крепи, устанавливаемой в качестве усиления рамной крепи (6 анке-ров под каждую раму), в радиальном направлении показывают, что обрыв анкеров происходит при смещении контура выработки на 200 мм [5]. Это объясняется тем, что размер области пород, укрепляемых жестким анкером намного меньше расстоя-ния между анкерами и разрушенные породы обыгрывают анкерную крепь. Поэтому для использования жесткой анкерной крепи как армирующего элемента, в условиях образования вокруг выработки ЗРП, необходима разработка новой концепции ее применения с учетом особенностей поведения пород внутри ЗРП. Так как объектом армирования являются разрушенные породы под термином «армировка» следует по-нимать связывание с помощью анкерной крепи отдельных фрагментов разрушенных пород в определенные группы, формирующие грузонесущую оболочку вокруг выра-ботки. Результаты лабораторных испытаний моделей породных оболочек с различ-ными схемами их армировки показали, что наиболее эффективным является про-странственное расположение анкерной крепи, позволяющее наряду с увеличением зоны влияния отдельного анкера создать максимальное препятствие перемещению разрушенных пород в полость выработки [6].

     Выше изложенное позволяет сделать заключение о том, что для широкого применения анкерных систем на шахтах Украины необходимо в первую очередь разработать методические положения по обоснованию параметров анкерной крепи, учитывающие характер геомеханических процессов, определяющих состояние вы-работок. Необходимо четко определить условия эффективного применения анкер-ных систем в «чистом» виде и в сочетании с рамными крепями, в качестве силовых или армирующих элементов. Наряду с этим необходима разработка дешевых вяжу-щих составов, основанных на материалах производимых в Украине и поиск альтер-нативных способов закрепления анкерной крепи.