Спосіб зниження водоприпливу у гірничу виробку із застосуванням комбінованого рамно-анкерного кріплення

Abstract

Мета. Удосконалення способу зниження водоприпливу у гірничу виробку із застосуванням комбінованого рамно-анкерного кріплення для забезпечення стійкості гірничої виробки, гідроізоляції і захисту від обвалення розмоклих приконтурних порід всередину виробки. Методика. При вирішенні задачі про фільтрацію води в деформованому масиві використовувався розроблений авторами раніше метод вивчення стану шаруватого породного масиву з гірничою виробкою при наявності в її околі обводнених шарів, а також метод скінченних елементів. Результати. За допомогою чисельних методів розраховано та отримано данні щодо напружень і водоприпливів, на підставі яких було розроблено спосіб зниження водоприпливу у гірничу виробку із застосуванням комбінованого рамно-анкерного кріплення. Обґрунтовано застосування рамно-анкерного кріплення як в сприятливих умовах, слабо обводнених вміщуючих порід, у виробках з невеликим водоприпливом, так і за умов сильно обводнених порід, у виробках із водоприпливом більше 10 м3/год. Отже рамно-анкерне кріплення можна розглядати як другу лінію захисту, яка повинна застосовуватися за наявності водоносних порід. Наукова новизна. Вперше розроблено спосіб зниження водоприпливу у гірничу виробку із застосуванням комбінованого рамно-анкерного кріплення, а саме, сталевих рам і сіток затягування у доповнення до сталево-полімерних анкерів, який забезпечує стійкість гірничої виробки, гідроізоляцію і захист від обвалення розмоклих приконтурних порід всередину виробки. Практична значимість. Застосування запропонованого способу дозволить отримати значний економічний ефект за рахунок зниження витрат на відкачування води та ремонтні роботи по відновленню виробки після аварійних водоприпливів та при переході з рамного на анкерне кріплення.

Purpose. Improvement of the method of reducing water inflows into mine workings with using of combined frame-roof bolting to ensure the stability of the mine workings, waterproofing and protection against the collapse of wet contour rocks inside the mine workings. Methods. When solving the problem of water filtration in deformed rock, the method of studying the state of a layered rock massif with a mine working in the presence of water-saturated layers in its vicinity, which was developed by the authors, as well as the finite element method were used. Findings. With the help of numerical methods, stress fields and water inflows were calculated, on the basis of which the method of reducing water inflows into mine workings with using of combined frame-roof bolting was developed. The use of frame-roof bolting is substantiated both in favourable conditions, in poorly watered host rocks in mine workings with small water inflows, and in conditions of strongly watered rocks, in mine workings with water inflows of more than 10 m3/h. Therefore, frame-roof bolting can be considered as the second line of defense, which should be used in the presence of water-bearing rocks. Originality. For the first time, a method of reducing water inflows into mine workings with using of combined frame-roof bolting, namely steel frames and nets together with steel-polymer rock bolts, was developed to ensure the stability of mine workings, waterproofing and protection against the collapse of wet contour rocks inside mine workings. Practical implications. Application of the proposed method will make it possible to obtain a significant economic effect due to the reduction of costs for water pumping and repair work to restore mine workings after emergency water inflows and when changing the frame to the roof bolting.