Технология возведения анкерной (штанговой) крепи

Анкерную крепь применяют для крепления капитальных, подготовительных, вскрывающих, прослеживающих выработок, камер и прочих выработок вне зависимости от угла падения пород, мощности напластований, проведенных по устойчивым породам (f > 3). Анкерную крепь не применяют в слабых глинистых, сыпучих сильно перемятых породах, в зоне геологических нарушений и т.п. (СНиП Н-94–80).

Анкерная крепь возводится как временная, так и постоянная, в виде самостоятельной, а также в сочетании с металлической сеткой, набрызгбетоном и с металлическими или деревянными подхватами. Её возведение включает работы по бурению шпуров, установке анкеров. Бурение шпуров под анкеры производится электросверлами, телескопическими перфораторами и бурильными установками. Для бурения шпуров и установки анкеров применяют серийные машины МАП-1, НА-4, УВШ-5/15, ПА-1. Новокузнецким заводом выпущены новые бурильные установки УБШ-214, УБШ-2115, УБШ-308 для бурения шпуров в породах с f = 8÷14.

Передвижная машина МАП-1 конструкции ЦНИИподземмаша предназначена для бурения шпуров под анкеры в выработках высотой 1,8÷3 м в породах с f = 3÷8. Электрическое сверло машины смонтировано на распорной винтовой стойке. Установка на пневмоколесном ходу. Бурение с промывкой. Гайки закручивают гайковертом с электроприводом на базе ручного электросверла. Глубина шпуров 1,8÷2,5 м.

Переносной станок ПА-1 предназначен для бурения шпуров в выработках высотой от 1,8 до 2,8 м в породах с f < 4. Станок состоит из ручного электросверла с принудительной подачей, распорной винтовой стойки и шланга для бурового шлама. Конструкция стойки позволяет менять ее длину.

Навесное оборудование НА-4 конструкции ЦНИИподземмаша монтируется на комбайнах ЧПП-2, ПК-9р и представляет собой гидравлический двухшпиндельный вращатель.

Перед началом крепления забой приводится в безопасное состояние: нависшие куски породы обираются, кровля остукивается для выявления отслоившихся плит. Расположение, глубина и диаметр шпуров должны строго соответствовать паспорту крепления. Глубина шпуров на 5–7 см больше длины анкера при применении опорных плит и на 10–15 см – подхватов. После закрепления анкеров производится их натяжение; металлических – сразу после установки и вяжущих – после установленного срока затвердения закрепляющих составов.

Деревянные и металлические клинощелевые анкеры закрепляют в шпуре ударами по выступающему в выработку концу анкера. После закрепления надевают опорные плитки, сетку или подхваты (согласно паспорту крепления) и закручивают гайку. При применении железобетонных анкеров бетон готовят состава 1:2 (цемент-песок) при водоцементном отношении 0,40:0,45.

Процесс установки железобетонных анкеров состоит из следующих операций: приготовление бетона, заполнение им шпура и введение в него армирующего стержня.

Для заполнения шпуров бетоном используются пневмонагнетатели различных конструкций типа ПН-1, разработанного НИПИгормашем.

Во время установки анкеров один из рабочих занят заполнением скважин бетоном с помощью нагнетательной трубы, а второй регулирует подачу сжатого воздуха трехходовым краном. После заполнения шпура бетоном вручную или с помощью бурильной машины, снабженной насадкой, вводится армирующий стержень. Сетка или подхваты, если они предусмотрены проектом, навешиваются после того, как бетон наберет необходимую прочность (это может производиться через сутки).

Сталеполимерные анкеры выполнены из стального стержня, закрепленного в замковой части шпура синтетическим составом. Технология установки таких анкеров заключается в следующем. В шпур вводят стеклянную или полиэтиленовую или даже бумажную ампулу со смолой, химическим стабилизатором, наполнителем и катализатором. Затем в шпур вводят и вращают в течение нескольких секунд стержень с заостренным концом для разрушения оболочки ампулы. В результате этого происходит смешивание смолы с катализатором. Полученная смесь обволакивает стержень и, затвердевая вокруг него, надежно сцепляется со стенками шпура. На установку такого анкера затрачивается 3÷5 мин.

В отдельных случаях крепление производится в сочетании рамной крепи с анкерным креплением.