Источник: статья о проходческих комбайнах
http://www.rmtltd.com/pdfs/altounyan et al aachen 01 bolter miners.pdf
Использование анкерных болтов для поддержки кровли при прямоугольном сечении выработки является ключевым требованием систем высокой производительности добычи. Современные систем анкерования основаны на укрепления окружающие породы с использованием смолы-герметика. Первостепенное значение имеет развитие полиэфирной смолы для болтов анкерной системы, которые устанавливаются автоматически легко и быстро, и относительно безопасно. Анкерные системы крепи, разработанные с помощью специального оборудования, которое используют столб герметика, дают возможность использовать очень высокий уровень поддержки породы кровли. Это делает их пригодными для использования в сложных условиях.
Эффективная поддержки со стороны этих систем зависит от того, чтобы была связь анкер-смола-порода, а это в свою очередь, зависит от таких факторов, как профиль поверхности анкера, размер отверстия и степень забура шпура, а также системные свойства материала. В Великобритании анкерные системы разработаны на высоком техническом уровне в соответствии с мониторингом безопасности и используются для поддержки горных пород при проходке штреков. Акерные системы Великобритании аналогичны системам Германии, в настоящее время используют британский стандарт (BS7861).
Использование анкерных систем для поддержания кровли при прямоугольной форме сечения выработки успешно использовались для глубин более 1000 метров. Укрепление кровли требует конкретного участка, в зависимости от размер сечения выработки и условий горного давления. С точки зрения необходимости увеличения длины анкеров, скорее всего, это потребуется с увеличением глубины шахты, из-за связанного с этим увеличения горного двления, но единственным надежным средством для определения оптимальной длины анкеров являются процедуры, основанные на измерениях и проверках моделирования. Измерение напряжений и свойств горных пород можно использовать в качестве исходных данных для компьютерного моделирования, что дает возможность использовать посредством измерений в точке деформации пород и нагрузки на анкера для проверки модели.
Хотя численное моделирование использовалось в механике горных пород с 1970 года, но только после недавних технических разработок стало возможным точно моделировать поведение угольных пластов шахт и оценивать степень деформации и требования к их поддержке. Моделирование пакетов, которые имитирующих разрушения горных пород, напряжение, размягчение и деформацию теперь доступны. Не менее важным является технология, которая была разработана с целью собрать реальные данные о подземных породах, напряжениях и деформациях, как для ввода данных и верификации модели.
RMT(технология шахтных крепей) теперь использует эти передовые измерения в моделирования, как важный инструмент при системном проектирвании анкеров для угольных шахт по всему миру. Они особенно ценны для оптимизации установленной модели, содержащей большое количество арматурных элементов, в том числе и тросовых анкеров.
Установка на комбайн буровой подсистемы приносит значительные преимущества, но в результате это усложняет конструкцию всей системы комбайна из-за ограничений позиционирования. Лучшая ориентация для штанги анкерной крепи в прямоугольном сечении выработки в вертикальном положении. На рисунках 2 и 3 показаны контуры напряжения сдвига, сгенерированные компьютерной моделью для системы при бурении слоя горизонтально. Основные напраяжения в кровле это сдвиговые деформации, развивающиеся из каждого угла и пересекающиеся ближе к центру. Также сдвиг формируется на границе между слабыми и сильными слоями пород недалеко от верхней части анкеров. Оба вертикальные (рис. 2) и угловые анкера (рис. 3) являются эффективным средством укрепления нижней части боковой стенки. При этом боковые анкера обеспечивают возможность сдерживать горное напряжение значительно меньшую чем анкера для верхней части по двум причинам: угол внешнего анкера на боковых местах от области, требующей наибольшего закрепления, склоняет их через деформации слоя пласта. В отличие от вертикальной плоскости на анкера, лежащие в перекрещивающейся зоне верхнего и бокового слоев напряжение действует по нормали к плоскости сдвига непосредственно над выработкой, которая максимизирует усиления эффекта.
Рисунок 1 - Компьютерная модель с вертикальной и горизонтальной установкой анкеров
Рисунок 2 - Компьютерная модель с наклонной установкой анкеров