книги / Методология проектирования строительства подземных сооружений
..pdfРис. 5.25 б. Крепь на экспериментальном участие с набрызг-бетоном и анкерами АД-1 конструкции ДонУГИ (длиной 2 м), протяженность-15 м 1 - анкер АД-1 конструкции ДонУГИ (длиной - 2 м); 2 - датчик-сигнализатор; 3 - набрызг-бетон толщиной 5-6 см; 4 - металлическая сетка; 5 - металлическая арка из СВП-27
На экспериментальном участке с набрызг-бетоном и уп рочнением пород исследуется взаимодействие набрызгбетона и упрочненной оболочкой пород, а также определя ются параметры упрочнения. Участок разбивается на два пятнадцатиметровых подучастка. На первом из них после установки арочной крепи наносится слой набрызг-бетона толщиной 5 - 6 см и через каждые 5 метров в кровле выра ботки устанавливаются датчики-сигнализаторы, настроенные на величину сигнальных смещений UA = 55 м (рис. 5.26).
При реализации сигнальных смещений производится уси ление крепи упрочнением горных пород на глубину 1,5 м. Для этого по периметру выработки в радиальном направле нии бурят цементационные шпуры диаметром 42 мм, распо ложенные в шахматном порядке. Плотность шпуров - 1 шпур на 2,5 - 4 м2 поверхности выработки. В эти шпуры устанав-
Рис 5.26. Крепь на экспериментальном участке с набрызг-бетоном, про тяженность 30 м 1 - датчик-сигнализатор; 2 - металлическая арка из СВП-27; 3 - набрызг-бетон толщиной 5-6 см; 4 - металлическая сетка
ливаются инъекторы или анкера-инъекторы и нагнетается упрочняющий цементный раствор состава В:Ц = 2:1. Нагне тание раствора в шпуры выполняется последовательно, на чиная с нижних шпуров и заканчивая верхними. Давление нагнетания увеличивается ступенями от 0,2 МПа вблизи контура выработки до 0,6 МПа в глубине массива.
На втором подучастке предполагается следующая техно логическая последовательность возведения конструктивных элементов комбинированной крепи. После установки ^ароч ной крепи без затяжки аналогично предыдущему участку бурятся шпуры диаметром 42 мм длиной 1,5 м с плотностью один шпур на 2,5 - 4,0 м2 поверхности выработки. С отстава нием в 3 5 заходок по периметру выработки наносится слой набрызг:бетона толщиной 50 мм и через 1 5 - 2 0 суток производится нагнетание упрочняющего цементного раство
ра через анкера-инъекторы. Конструкция крепи аналогична предыдущему подучастку (рис. 5.27). На участке устанавли ваются две глубинные реперные станции.
Рис. 5.27. Крепь на экспериментальном участке с набрызг-бетоном и уп рочнением вмещающих пород, протяженность-30 м 1 - инъекторы для глу бинного упрочнения (длиной 1,5 м, протяженность участка -1 5 м, длиной 1,4 м, протяженность участка - 15 м); 2 - датчик-сигнализатор; 3 - набрызг-бетон тол щиной 5 - 6 см; 4 - металлическая сетка; 5 - металлическая арка из СВП-27; 6 - упрочненная зона пород
На экспериментальном участке с упрочнением пород оп ределяется эффективность упрочнения пород как элемента усиления крепи регулируемого сопротивления. После закре пления участка базовой крепью через каждые 5 метров в кровлю выработки устанавливается датчик-сигнализатор, настроенный на величину сигнальных смещений UA = 234 мм. Общая протяженность участка 50 метров. При реализа ции сигнальных смещений на половине участка выполняется тампонаж закрепного пространства и последующее упроч нение пород на глубину 2,5 м цементационным раствором. На второй половине участка породы не упрочняются так как
Рис. 5.28. Крепь на экспериментальном участке с упрочнением пород, протяженность - 50 м а) 1 - датчик-сигнализатор; 2 - металлическая арка из СВП-27; 3 - ж/б затяжка (по ж/б затяжке наносится слой набрызг-бетона толщи ной 1-2 см) б) 1 - иньекгоры для глубинного упрочнения (глубина упрочнения- 2,5 м); 2 - датчик-сигнализатор; 3 - тампонажный спой; 4 - ж/б затяжка (по ж/б затяжке наносится слой набрызг-бетона толщиной 1-2 см); 5 - металлическая арка из СВП-27; 6 - упрочненная зона пород; 7 - трубки для тампонажа закрепного пространства
Рис 5.29. Базовый вариант крепи регулируемого сопротивления на экс периментальных участках: В - пролет выработки, м; Lp - расчетная глубина установки анкеров; LQ - глубина шпура с учетом перебура; 1-анкер АД-1; 2 - металлическая сетка; 3 - металлическая податливая крепь из СВП-27; 4 - ж/б затяжка
Это позволило производить установку, а, следовательно, и настройку датчика на любую глубину выбуренного шпура. Датчик был настроен на величину смещений, критических для данного базового варианта крепи — 300 мм.
Кроме датчика-сигнализатора были установлены глубин ная реперная и контурная станции. Назначение датчикасигнализатора заключается в предупреждении о реализации критических смещений закрепленной кровли; глубинной реперной в определении послойного сдвижения пород кровли внутрь выработки; реперной - в подтверждении точ ности результатов глубинной станции.
Наблюдения за смещениями кровли выработки на замер ных станциях проводились в течение 240 суток. За время наблюдения смещения кровли составили в первые 40 суток 262 мм. В это время было произведено усиление крепи анке рами АД - 1 и дальнейшие смещения при совместной работе базовой крепи и крепи усиления составили 12 мм.
Одновременно с прове дением наблюдений на экспериментальных участ ках был произведен ви зуальный контроль за состоянием этих вырабо ток, закрепленных крепью по проекту (металлическая арка с железо-бетонной затяжкой). Эта крепь на некоторых участках де формировалась до полной потери своей несущей способности. Причем, ме роприятия по восстанов лению несущей' способ ности включали в себя перекрепление этих участ ков с выпуском породы и установку рам большего профиля. Таким образом, применение анкерной крепи в сочетании с рам ной на эксперименталь ных участках в качестве базового варианта КРС оказало не только упроч няющее воздействие на по родный массив и умень шило смещения породного контура выработки, но и позволило предусмотреть варианты усиления крепи без проведения дополни тельных трудоемких работ (вариант перекрепления).
Графики смещения кровли выработки во време ставлены на рис. 5.31.
Рнс. 530. Датчик-снгналн-затор конструкции МГГУ 1 - шайба лепе стковая D 45 мм под диаметр шпура D 42 мм; 2 - штанга (арматурный стержень; 3 - опорная шайба; 4 - об жимной резиновый патрубок
по замерным станциям пред-
Режимы работы базового варианта рамно-анкерной крепи: А - самостоятель ной анкерной, В - анкерной совместно с рамной
Как видно из графиков смещения кровли выработки на экспериментальном участке носят затухающий характер. Наиболее интенсивные смещения происходили в первые 3040 суток после проведения выработок. За это время реализо вался больший процент общей величины смещений. Однако оставшиеся деформации могут влиять на работоспособность (режим податливости) крепи, т.е. потерю несущей способно сти элементов крепи под действием собственного веса по родной мелочи в результате малых смещений. Этими остав шимися деформациями, проявляющимися в малых смещени ях кровли, вызвана потеря несущей способности проектной кровли на сопоставительном участке, поэтому на экспери ментальных участках предусмотрены варианты усиления рамно-анкерной крепи посредством переустановки извле каемых анкеров АД-1.
На рис. 5.32 представлены смещения породного массива в зависимости от расстояния до контура выработки. В данном случае наблюдается качественная картина затухания смеще ний массива с удалением от контура выработки. Это свиде тельствует о том, что в данном случае вокруг выработки не образовалась зона полного разрушения пород и массив де-
348
формируется на запредельной стадии с частичным разруше нием. На контрольном же участке вокруг выработки обра зовалась зона полного разрушения пород, результатом чего является потеря ею несущей способности. Таким образом, установленные на экспериментальном участке анкеры, уп рочняя массив, препятствуют полному разрушению и повы шают устойчивость выработок в сложным геомеханических условиях.
Рис 5.32. График смещений глубинных реперов 1 - показания на 34 супси; 2 - показания на 85 сутки; 3 - показания на 240 сутки
Как показали дальнейшие инструментальные наблюдения, смещения кровли выработки практически затухли и за сле дующие 6 месяцев составили 12 мм в режиме совместной податливости рамной и анкерной крепи. Таким образом, критические смещения для крепи регулируемого сопротив ления (базового варианта) и,ф = 300 м реализованы не бы ли.
Визуальное состояние крепи регулируемого сопротивле ния на 2 и 3 экспериментальных участках хорошее, прорыва, провисания сетки и выпадения анкеров не наблюдается.
