Технология анкерного крепления горной выработки при переходе геологического нарушения

Abstract

Участки пересечения горными выработками зон геологических нарушений опасны по обрушению пород кровли и прорывам воды и газа. Для укрепления массива и обеспечения устойчивости выработки предлагается использовать усиленные схемы анкерного крепления. В статье приведены результаты численного моделирования напряженного состояния горных пород вокруг выработки с рамной и анкерной крепью в зоне влияния геологического нарушения. Показано, что применение анкерной крепи в зоне тектонического нарушения значительно сокращает область повышенной разнокомпонентности и зону неупругих деформаций вокруг выработки. Полученные распределения геомеханических параметров обуславливают снижение проницаемости пород кровли и ограничение фильтрации воды и газа в выработку. Применение усиленных конструкций анкерной крепи позволяет сохранить в устойчивом состоянии даже трещиноватый, разделенный на блоки массив. Разработан способ двухэтапного усиления анкерной крепи при переходе геологического нарушения, применение которого обеспечивает постепенное повышение монолитности вмещающих пород, значительное уменьшение опасности обрушения пород кровли и прорывов воды и газа, способствует повышению устойчивости горной выработки в зоне тектонического нарушения.

Ділянки перетину гірничими виробками зон геологічних порушень небезпечні за обваленням порід покрівлі та проривами води і газу. Для зміцнення масиву і забезпечення стійкості виробки пропонується використовувати посилені схеми анкерного кріплення. У статті наведені результати чисельного моделювання напруженого стану гірських порід навколо виробки з рамним і анкерним кріпленням в зоні впливу геологічного порушення. Показано, що застосування анкерного кріплення в зоні тектонічного порушення значно скорочує область підвищеної різнокомпонентності і зону непружних деформацій навколо виробки. Отримані розподіли геомеханічних параметрів обумовлюють зниження проникності порід покрівлі і обмеження фільтрації води та газу в виробку. Застосування посилених конструкцій анкерного кріплення дозволяє зберегти в стійкому стані навіть тріщинуватий, розділений на блоки масив. Розроблено спосіб двохетапного посилення анкерного кріплення при переході геологічного порушення, застосування якого забезпечує поступове підвищення монолітності приконтурних порід, значне зменшення небезпеки обвалення порід покрівлі та проривів води і газу, сприяє підвищенню стійкості гірничої виробки в зоні тектонічного порушення.

Areas of intersection of mine workings and zones of geological fault are dangerous for roof rocks fall, water and gas inrush. To strengthen the rock and ensure the stability of the mine working, it is proposed to use reinforced anchoring schemes. The results of the numerical simulation of the rocks stress state around the mine with the frame and anchor support in zone of geological fault influence are given in this article. It is shown, that the use of the roof bolting in the zone of tectonic disturbance significantly reduces the region of high variability of components of the principal stress tensor and the zone of inelastic deformations around the mine working. The obtained distributions of geomechanical parameters condition a decrease in the permeability of the roof rocks and a restriction of the water and gas filtration into the mine. The use of reinforced anchoring schemes allows to preserve even a fractured, block-divided rock in a stable state. A method for two-stage reinforcement of the roof bolting during the transition of a geological fault has been developed. The use of this method ensures a gradual increase in the monolithic nature of the enclosing rocks, a significant reduction in the risk of collapse of the roof rocks and water and gas inrush, contributes to an increase in the stability of mining in the zone of tectonic fault.