S&T (Super Tehnology)

Механизм взаимодействия анкерной крепи с окружающими породами заключается в следующем. Сшитые анкерами в подошве выработки породные слои вначале работают аналогично составной строительной балке. Сопротивление изгибу такой балки намного больше по сравнению с суммарным сопротивлением отдельно работающих слоев. Чем меньше деформации изгиба сшитых породных слоев, тем меньше степень их расслоения и ожидаемого разрушения пород. Кроме того, установленными анкерами породы почвы в подошве выработки разделены на участки примерно секторной формы (в представлении на плоском разрезе).

При наличии таких участков механизм разрушений сшитых породных слоев будет существенно иной, чем при отсутствии анкерной крепи. В каждом сшитом, но уже разрушенном породном слое в плоскости напластования наблюдается чередование блоков разной длины.

В частности, вблизи каждого анкера, закрепленного по всей длине химической смолой, блочность пород оказывается большей, а в промежутках между анкерами меньшей. Блоки каждого слоя, образно говоря, нанизанные на анкер, в объемном представлении являются по сути крупными искусственными блоками, которые своими весьма шероховатыми поверхностями плотно соприкасаются с породными фрагментами большей степени разрушения (с блоками или кусками меньших размеров).

По ширине выработки в ее средней части анкеры обычно устанавливают так, чтобы расстояния между ними на контуре почвы были меньшими, а по мере удаления в глубину подстилающей толщи они увеличивались. При выдавливании пород почвы более мелкие их фрагменты перемещаются быстрее и заклиниваются в «горловине» между крупными искусственными блоками. В целом в разрушенных породах, заранее сшитых или скрепленных анкерной крепью, увеличивается боковой распор и возрастает их остаточная несущая способность, а следовательно, уменьшается высота выдавливания пород почвы в поддерживаемой выработке.

Выдавливание пород почвы или их складкообразование распространяется в глубину от подошвы выработки примерно до 0,7 - 1,0 её ширины. Самый лучший вариант - это скрепление или упрочнение породных слоев почвы на всю глубину складкообразования. Однако устанавливать анкеры длиной примерно более 2,5-3 м технологически трудно, а экономически нецелесообразно.

Согласно практике работы шахт анкерной крепью можно почти полностью предотвратить выдавливание пород почвы только в относительно благоприятных условиях, а именно: мощность выдавливающихся пород не более примерно 2,0-2,5 м; породы малопластичные, природно и техногенно не обводнены; ниже выдавливающихся пород залегают прочные породы, которые противостоят складкообразованию (выдавливанию); анкеры по всей длине шпуров закреплены смолами, при этом концы анкеров заглублены примерно на 0,3-0,5 м в подстилающие прочные породы. Если в выработке по высоте будет такое выдавливание, что можно обойтись без подрывки пород почвы, тогда верхние хвостовики анкеров (вместе с опорными плитами) есть смысл заглублять несколько ниже контура обнаженной подошвы выработки.

Нецелесообразно упрочнять анкерной крепью породы почвы, если в подошве выработки залегают достаточно слабые породы (прочностью не более 25-30 МПа), мелкослоистые, трещиноватые, при увлажнении (выветривании) или увеличении горного давления они легко переходят во вязкопластическое состояние. Нет смысла также упрочнять породы почвы анкерной крепью, если в поддерживаемой выработке (имеющей анкерную крепь) все равно придется вести подрывку пород почвы. В таких случаях часто проще и экономичнее произвести подрывку пород почвы ныне применяемыми высокопроизводительными машинами. После подрывки пород почвы, как известно, ухудшаются условия работы постоянной рамной крепи (разрушаются основания под опорами рам), а поэтому не исключено перекрепление выработки с заменой крепи. Относительно малое использование анкерной крепи для уменьшения выдавливания пород почвы связано ещё и с некоторыми другими технологическими причинами: бурение шпуров в породах почвы выработок пока сопряжено с большими затратами времени, с заштыбовыванием бурового инструмента, трудностями очистки шпуров от буровой мелочи и т.д.