Разработка анкерной крепи на основе минеральных закрепителей

Юрченко, Василий Алексеевич

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Разработка анкерной крепи на основе минеральных закрепителей
ВАК РФ 25.00.22, Геотехнология(подземная, открытая и строительная)

Автореферат диссертации по теме "Разработка анкерной крепи на основе минеральных закрепителей"

На правах рукописи

ЮРЧЕНКО Василий Алексеевич

РАЗРАБОТКА АНКЕРНОЙ КРЕПИ НА ОСНОВЕ МИНЕРАЛЬНЫХ ЗАКРЕПИТЕЛЕЙ

Специальность 25.00.22. -«Геотехнология (подземная, открытая и строительная)»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Новосибирск 2004 г.

Работа выполнена в Институте горного дела Сибирского отделения Российской

академии наук.

Научный руководитель: - доктор технических наук

КЛИШИИ Владимир Иванович

Официальные оппоненты: - доктор технических наук

УСКОВ Владимир Александрович

Ведущая организация: - Институт угля и углехимии СО РАН

(г. Кемерово)

Защита диссертации состоится 25 июня 2004 г. в 1100 часов на заседании диссертационного совета Д 003.019.01 при Институте горного дела Сибирского отделения Российской академии наук (630091, г. Новосибирск, Красный проспект,

доктор технических наук ТАЦИЕНКО Виктор Прокопьевич

54).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИГД СО РАН.

Автореферат разослан " <?/ " иССЪс^_2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

А.И. Федулов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. При подземной разработке полезных ископаемых анкерные крепи являются экономически выгодными для крепления подготовительных горных выработок различного технологического назначения как самостоятельно, так и в сочетании с рамными крепями. Применение такого вида крепления позволяет не только снизить затраты, но и значительно увеличить темпы проведения горных выработок. По сравнению с рамными конструкциями крепей, анкерные крепи имеют ряд преимуществ: повышают безопасность ведения горных работ; обладают возможностью полной механизации процесса крепления; требуют меньшего расхода крепежных материалов и меньших затрат на их доставку; позволяют уменьшить сечение горной выработки и ее аэродинамическое сопротивление.

Основными элементами анкерной крепи являются анкер (стержень) и закрепляющее его устройство или материал. До 80-х годов прошлого столетия наибольшее распространение в нашей стране получили анкерные крепи с закреплением анкеров в забойной части шпура с помощью различных механических замков (точечное закрепление). С появлением удобных в эксплуатации химических составов на основе быстротвердеющих синтетических смол и минеральных закрепителей, позволяющих обеспечить закрепление анкера по всей длине или значительной его части (сплошное закрепление), наибольшее распространение из них получили сталеполимерные анкеры.

В условиях Кузбасса анкерная крепь в большинстве своем используется для крепления подготовительных выработок, срок службы которых колеблется в широких пределах - от нескольких месяцев до 20 и более лет. Однако вопросы длительного нагружения подобных конструкций и реологических свойств материалов не исследовались. Кроме того, закрепление сталеполимерных анкеров в обводненных скважинах затруднено, а значительное повышение температуры в выработке приводит к снижению прочности закрепляющей втулки анкера и аварийной ситуации в выработке. Опасны также токсичные вещества, выделяющиеся при химической реакции в момент закрепления анкеров и в процессе их эксплуатации.

Этим объясняется интенсивный поиск материалов закрепителя, в том, числе на минеральной основе, и новых конструкций анкерного стержня позволяющих избежать указанных недостатков. Поэтому, диссертационная работа, направленная на обоснование параметров и разработку анкерной крепи, использующей в качестве закрепляющих материалов новые расширяющиеся бы-стротвердеющие цементные составы является актуальной и своевременной научной задачей, решение которой позволяет улучшить условия труда и снизить затраты на крепление и поддержание выработок в работоспособном состоянии.

Целью работы является разработка, и обоснование параметров анкерной крепи на основе минеральных закрепителей.

Идея работы заключается в использовании экологически безопасного способа анкерного крепления на базе минеральных закрепителей с расширяющимися цементами.

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА

Задачи исследований:

- изучить изменения физико-механических свойств минеральных смесей и обосновать их состав, обеспечивающие необходимую несущую способность анкерной крепи;

- разработать новые конструкции несущих стержней;

- исследовать в лабораторных и шахтных условиях закономерности изменения силовых параметров анкерной крепи;

- разработать нормативные документы по применению анкерной крепи на минеральном закрепителе для горнодобывающих предприятий.

Методы исследований. Для решения поставленных задач использовались анализ и обобщение результатов предыдущих исследований и практического применения анкерного крепления, экспериментальные испытания в лабораторных и шахтных условиях новых типов анкеров с минеральными закрепителями.

Научные положения, защищаемые автором.

1. Закрепление анкера в шпуре достигается применением закрепителя анкеров минерального патронированного (ЗАМП), изготовленного на основе расширяющейся смеси глиноземистого шлака, портландцемента, гипса и активатора твердения в виде кальцинированной соды, полученной совместным помолом до конечной удельной поверхности 5300-5600 см2/г;

2. Минимальное время установки анкера обеспечивается использованием арматурного анкерного стержня с заострением в виде 4-х угольной пирамиды с углом при вершине - 30°, разрушающего при поступательном движении и вращении нетканую оболочку ЗАМП;

3. Несущей способности анкера определяется временем предварительного затворения ЗАМП в воде, которая после его выдержки в шнуре 20 мин составляет 40-50 кН при смещениях 4,5-7,0 мм, и после 40 мин - 80-100 кН при смещении до 10 мм.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций диссертации обоснована: достаточным объемом экспериментальных данных при исследовании физико-химических свойств минеральных смесей (360 опытов); стендовыми испытаниями анкерной крепи в условиях нагружения, соответствующих реальным; натурными исследованиями несущей способности анкеров на минеральных закрепителях в шахтных условиях.

Личный вклад автора состоит в научном обобщении средств анкерного крепления; экспериментальных исследованиях новых составов минерального закрепителя; обосновании и разработке конструкции анкерного силового элемента; разработке методик и проведении стендовых и натурных экспериментов при исследовании силовых и деформационных параметров анкерного крепления; обработке и интерпретации полученных данных.

Научная новизна:

- для условий длительной эксплуатации горных выработок обоснована анкерная крепь на основе использования в качестве материала минеральных закрепителей, состоящих из расширяющегося портландцемента, глиноземного шлака, гипса и активатора твердения для закрепления анкера в шпуре;

- разработана анкерная крепь, позволяющая обеспечить закрепление стержня минеральной смесью в скважине с минимальным временем установки;

- определена несущая способность анкера и установлено время затворе-ния ЗАМП в воде, влияющее на прочность закрепления анкера в шпуре.

Практическое значение работы. Результаты исследований позволяют обеспечить повышение надежности функционирования шахт и рудников, улучшение условий труда и снижение затрат на крепление и поддержание выработок в работоспособном состоянии. Выявлены и разработаны новые типы минеральных закрепителей и анкерных крепей.

Внедрение результатов и рекомендаций работы.

Научные результаты положены в основу нормативных документов: Технические условия на анкерные крепления АСМ-1 (ТУ 3142-001-47210319-2001) и АСМ-2 (ТУ 3142-002-47210319-2001) и закрепитель анкеров минеральный патронированный (ТУ 5738-02-00284635-2001). Разработаны новые типы анкеров с минеральными закрепителями, которые защищены авторскими свидетельствами и по результатам эксплуатационных испытаний в шахте рекомендованы межведомственной комиссией для применения на предприятиях угольной и горнорудной промышленности. В ЗАО «СибТрансУголь» создано производство по выпуску крепей типа АСМ и минерального патронированного закрепителя анкеров.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на технических советах в ЗАО «СибТрансУголь», ЗАО «Междуреченскуголь» (2000 -2003 гг); Международных конференциях «Динамика и прочность горных машин» (Новосибирск, 2001,2003 гг.), «Неделя горняка» (Москва, 2003,2004 гг).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 9 печатных работах, включая 5 патентов РФ.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, изложенных на 135 страницах машинописного текста, содержит 24 рисунка, 26 таблиц, список литературы из 92 наименований работ отечественных и зарубежных авторов и приложений.

Автор выражает глубокую признательность сотрудникам лаборатории подземной разработки угольных месторождений ИГД СО РАН и ЗАО «Сиб-ТрансУголь» за оказанную помощь и содействие при выполнении работы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность диссертационной работы, сформулирована цель работы, перечислены основные результаты, выносимые на защиту, и описана структура диссертации.

Первая глава содержит анализ применения анкерного крепления горных выработок на угольных шахтах. Широкое промышленное применение анкерной крепи на шахтах Кузбасса началось в 70-х годах прошлого столетия после организации крупномасштабного производства металлических замковых анкеров распорного типа ШК-1м, АК-8у и АКМ. На протяжении 20-ти лет такими анкерами ежегодно крепили свыше км пластовых выработок с небольшой

площадью сечения и малым сроком службы. По мере увеличения ширины выработок до 4-5-4,5 м и увеличения глубины горных работ до 30(К400 м объемы анкерного крепления стали неуклонно сокращаться из-за снижения устойчивости выработок и непредсказуемого режима работы металлических замковых анкеров в относительно слабых породах. По этой причине к концу 80-х гг. полностью прекратилась практика их применения в качестве основного средства крепления выработок.

В мировой горной практике широкое распространение получили сталепо-лимерные анкеры с ампулами на основе полиэфирных смол, которые обеспечивают устойчивое состояние выработок большого поперечного сечения, проводимых на глубине свыше 600 м от поверхности. Учитывая положительный опыт их применения, в Кузбассе созданы совместные с иностранными фирмами предприятия ООО «Фозрок-ТПС» и ЗАО «Карбо-ЦАКК» по производству отечественных ампул типа АП-1 и АКЦ-1 из местного сырья и импортных материалов, что послужило основой для дальнейшего развития анкерного крепления на шахтах бассейна. В настоящее время доля выработок закрепленных сталепо-лимерной анкерной крепью на отдельных шахтах составляет 60-98% от общей протяженности проводимых по пластам различной мощности выработок, включая наклонные стволы, уклоны, монтажные камеры, конвейерные и вентиляционные штреки шириной 5,5-^9,5 м.

Большой вклад в решение проблемы разработки анкерного крепления внесли В.Е.Ануфриев, ЛАБорисов, Р.П.Журавлев, ААКрамаджян, Л.М.Коновалов, В.Г.Лаврик, В.Н.Рева, МАРозенбаум, С.Б.Стажевский, В.П.Тациенко, Н.И.Мельников, В.АУсков, А.П.Широков и др.

Накопленный опыт показал, что сталеполимерные анкеры более надежны в эксплуатации и технологичны в установке, обладают высокой несущей способностью, но имеют ограниченный срок службы и высокую стоимость. Кроме того, полимерные ампулы пожароопасные и токсичны, что требует выполнения специальных мер по обеспечению безопасных санитарно-гигиенических условий работы с ними. Термостойкость закрепляющей втулки не превышает 300 -350°С.

Отмеченные недостатки сталеполимерных анкеров стимулируют разработку новых типов анкерного крепления на основе неорганических вяжущих составов для закрепления анкеров в скважинах диаметром 28-^43 мм.

Во второй главе описаны результаты исследований свойств сырья для создания минерального закрепителя анкеров и представлены результаты проведенных лабораторных исследований. Большинство известных отечественных и зарубежных расширяющихся цементов предназначены для общестроительной практики изготовления растворов и бетонов, при которой растворная и бетонная композиции не должны быстро схватываться, т.к. требуется время для их транспортирования и укладки. Время начала схватывания таких цементов не менее 30-^-45 мин. Для крепления же анкеров в угольных шахтах схватывание и твердение цемента должно проходить в более короткий промежуток времени, аналогичный достигнутому при применении сталеполимерных анкеров (не более Из сказанного следует, что обычные цементные вяжущие не

могут быть применены для крепления анкеров при современных быстрых темпах проходки горных выработок.

В состав расширяющихся цементов входят портландцементы, как источники образования гидрата окиси калия Са(ОН)2, глиноземистые шлаки и химические активаторы твердения и расширения. Для регулирования реологических и других характеристик минеральных смесей в качестве добавок используются органические вещества (сульфато-спиртовая барда, карбамид, метил целлюлоза, ПАВ и др.). Основным и наиболее освоенным промышленным способом получения расширяющего компонента, содержащего алюминаты кальция, является получение глиноземистого клинкера либо методом спекания (Франция, Польша, Япония и др.), либо получения его в доменной печи при плавке чугуна из бокситов (Россия). Последний способ получения расширяющейся добавки самый низкий по себестоимости.

Исходя из территориальной близости расположения Пашийского метал-лургическо-цементного завода (ПНЦЗ) на нем были отобраны пробы из различных мест шламового поля для изучения состава сырья. Химический анализ позволил установить, что взятые пробы в зависимости от места их отбора имеют различное содержание кремнезема (БЮг) и извести(СаО) и по стандарту СТП 028-327-013-88 шлак соответствует сортам А, В и С.

Для экспериментальных работ по разработке рецептуры минеральных быстротвердеющих смесей были изучены и установлены химические составы природного гипса Залардинского и Ергачинского гипсовых рудников, а также цемента Тонкинского, Красноярского, Горнозаводского и Искитимского цементных заводов.

Для определения механической прочности и линейного расширения опытных составов, твердеющих минеральных смесей из цементного теста было испытано более двухсот образцов, из которых определены три состава (композиции № 1, 2, 3), имеющие наилучшие физико-механические показатели по скорости твердения, набору прочности и линейному расширению. Их отличие определяется сортом шлака, а общим является следующий базовый состав: портландцемент Красноярского цементного завода - 54%; глиноземистый шлак - 30%; гипс - 16%; кальцинированная сода- 1,5% (сверх 100%).

3600 4500 5350 5640 6710

Бу. см2/г

— ив— Экспериментальная —— Теоретическая

Рис.1. Зависимость прочности минеральной смеси на сжатие от тонкости помола

Перед испытаниями смеси измельчались и проводились исследования влияния тонкости помола на их прочностные характеристики (рис. 1). Оптимальной тонкостью помола минеральной смеси следует считать удельную поверхность в пределах 5300+5600 см2/г. Такая смесь при 30-минутном твердении имеет прочность на сжатие 100 кг/см2 и выше, а линейное расширение остается на достаточно высоком уровне (1,7+1,8%). Минеральный закрепитель не токсичен, не пожароопасен и соответствует государственным санитарно-эпидемиологическим правилам и нормативам; термостойкость минеральной смеси более 1000°С.

В третьей главе рассмотрены конструкции анкерных крепей, разработанных на минеральных закрепителях. Минеральные закрепители, упакованные в нетканую оболочку, получили название ЗАМП (закрепитель анкеров минеральный патронированный) (рис. 2). Упаковка по форме выполнена в виде цилиндра из водопроницаемого нетканого материала толщиной 0,4-0,5 мм, диаметром 23 мм и длиной 350 мм. Нетканая оболочка хорошо фильтрует воду при затворении патрона перед установкой в скважину.

Рис. 2. Конструкция патронированного закрепителя

Оптимальное время предварительного замачивания патронов приведено в табл. 1.

Таблица I

Зависимость водосодержания ЗАМП от времени замачивания патронов

Масса сухих патронов, г

202 210 210

Масса патронов в зависимости от времени замачивания, сек

236 248 24$

250

253

254

Волонасышение патронов, %

17,0 18,0 18,0

24,0

25,0 25,0

В результате выполненных научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ были созданы, адаптированные к закрепителю ЗАМП, анкеры АСМ-1 и АСМ-2 (рис. 3), устанавливаемые в скважины диаметром 2830 мм, состоящие из стального стержня различных видов стандартной арматуры. Отличительной особенностью каждого из них являются узловые части наконечников. В первой конструкции (рис. За) грузонесущий стержень 1 выполнен с наконечником в виде пирамиды с заостренным концом 2.

Усилие от кровли на стержень 1 передается через опорную шайбу 3, удерживаемой гайкой 4. Конструкция второго анкерного стержня отличается наличием опорного элемента 5 (рис. 36), выполненного в виде винтового профиля.

Рис.3 Анкеры: а- АСМ-1;б-АСМ-2 Рис. 4. Общий вид анкерной крепи

Технологией возведения сталеминеральных анкеров предусматривается за-творение в воде и ввод в скважину требуемого количества патронов (рис. 4). Предполагается производить следующую последовательность: анкерный стержень осевой подачей проталкивает патронированный закрепитель в забойную часть скважины, а затем при совмещении осевой подачи и вращательного движения разрушают нетканую оболочку патрона, перемешивают состав смеси 1 гранями пирамиды 2, и лопастями шнека 3, а винтовая поверхность 4 стержня 5 перемещает состав смеси вдоль шпура. После начала твердения закрепителя на стержень 5 устанавливается опорная шайба 6, поджимаемая гайкой 7.

В четвертой главе изложены результаты стендовых испытаний силовых параметров анкерных крепей на минеральных закрепителях. Лабораторные испытания анкерной крепи на минеральных закрепителях проводились на стендовой установке в ИУУ СО РАН, общий вид которой показан на рис. 5. Силовой частью установки является пресс ИП-100, включающий корпус - цилиндр 1, плунжер с опорной плитой 2, две стойки 3, с жестко закрепленной на них траверсой 4. Дополнительно на фундаменте пресса укреплены четыре швеллера 5, которые в верхней части соединены с квадратной силовой рамой 6. В центре этой конструкции установлена струбцина 7, нижний торец которой опирается на плиту 2 пресса, а ее верхняя часть свободно проходит через раму 6. Рама удерживает струбцину от боковых смещений во время ее подъема. Внутри струбцины 7 подвешен на поперечной оси 8 разъемный корпус — имитатор буровой скважины 9 под анкер. Корпус — имитатор сделан разъемным, что позволяло после испытаний исследовать скважину в продольном «разрезе».

Рис. 5 Стенд для испытания анкерных крепей: а - положение перед нагружени-ем; б- положение искусственной скважины при монтаже анкера в скважине

Испытания анкерной крепи производились в следующей последовательности. Подготовленный к испытаниям корпус-имитатор 9 поворотом вокруг оси 8 (рис. 56) на 15-20° выводится нижней частью из струбцины для доступа к отверстию скважины. После чего в скважину вставляли необходимое количество патронированной смеси и с помощью колонкового электропривода, одновременно вращая и делая осевую подачу, вводили в скважину стальной анкерный стержень 10. С установленным анкером корпус - имитатор 9 вновь поворотом на оси 8 возвращали в исходное положение, при этом концевая часть анкерного стержня входила в прорезь А траверсы 4 (рис. 5а). Затем на резьбовую часть анкера ставили шайбу и навинчивали гайку до упора шайбы в нижнюю часть траверсы. Силовое нагружение анкера производилось включением насосной станции пресса и регулируемой подачей масла под плунжер с плитой.

После включения насоса струбцина 7, с закрепленной в ней корпусом -имитатором 9, начинали перемещение вверх, а хвостовая часть анкера, закрепленная в прорези А траверсы 4, оставалась неподвижной. Регулируя расход насоса и давление, подаваемое в цилиндр пресса, изменялись такие параметры как

скорость нагружения и величина усилия воздействия на анкер. Параметры на-гружения и перемещения анкерного стержня фиксировали соответствующие датчики, и после усиления их сигналов записывались регистрирующей аппаратурой.

Для закрепления анкеров в искусственной скважине применялись лучшие образцы минеральных смесей (композиции № 1, 2,3), имеющие наилучшие физико-механические показатели по скорости твердения, набору прочности и линейному расширению. Исследования параметров закрепления анкеров (скорости нагружения и величины усилия воздействия на анкер) проводились при варьировании:

продолжительности замачивания

времени ожидания отвердения состава (1 ожид = 0, 5, 10, 15, 30 мин; 1 час; сутки);

длительности перерыва пагружения после предварительного распора — 0,5,10,15,30 мин; 1 час; сутки).

Из практики монтажа анкерных крепей в горных выработках предварительное натяжение анкерного стержня во время проведения стендовых исследований было принято равным 20 кН.

По результатам стендовых испытаний анкерных крепей типа АСМ-1 и АСМ-2 построены графические зависимости, характеризующие несущую способность этих анкеров от многофакторных вариаций с закрепляющими составами. На рис. 6 приведены графики несущей способности анкерной крепи АСМ-1, стальной стержень которой закреплялся двумя патронами композиции № 1 с временем предварительного замачивания ^м = 4 сек и различным временем ожидания твердения последних.

Принятые условные обозначения на графиках № А Б (в) (г) (д): № А - номер графика; Б — номер композиции; (в) - время замачивания композиции {Х^м, сек); (г) - время ожидания твердения закрепителя после установки анкера в шпуре (^щ, мин); (д)- продолжительность перерыва после предварительного нагружения.

Максимальная несущая способность анкерной крепи не превысила 80 кН. Рост нагружения сопровождался высокой податливостью (41) анкерного стержня. Самую низкую несущую способность имел анкер, нагружаемый с постоянной скоростью без перерыва после достижения на стержне анкера предварительного нагружения

Результаты исследования несущей способности анкерных крепей АСМ-1, закрепленных минеральной композицией № 3 представлены на рис. 7. Предварительное время замачивания патронированных закрепителей составляло для графиков 1, 2, 3,4 (рис. 7а) ^ —1 сек; для графиков 5, 6, 7 (рис. 76) = 5 сек. В этих условиях крепь АСМ-1 резко набирает несущую способность при весьма малой (до 6 мм) податливости. Максимальная величина нагружения не превышала 125 кН, а минимальная величина удержания анкерного стержня в скважине составила 73 кН. Результаты испытаний анкеров АСМ-1 на минеральной композиции № 3, показали, что они повысили несущую способность на 30+40%. Наилучшим временем предварительного замачивания минеральной композиции № 3 является

Максимальная несущая способность анкера АСМ-2, закрепленного минеральной композицией № 3, при ^ = до 10 сек достигла 125 кН, после чего

несущая способность начала несколько снижаться, а податливость возрастать (рис. 8). Для графиков 1 и 2 время предварительного замачивания составляло 7 сек, для графика 3 — = 5 сек. Графики 1 и 2 показывают высокую интенсивность нарастания несущей способности анкеров. Податливость после достижения нагрузки выше 120 кН не превышала 11 мм. На графике 3 указанная величина нагружения произошла после просадки анкера на 23 мм.

Рис. 8. Нагрузочные характеристики анкеров АСМ-2 с ампулами композиции № 3

Последующие эксперименты показали стабильную работу анкеров АСМ-2, закрепленных минеральной композицией № 3 с предварительным временем замачивания Хщи = 7сек; временем ожидания отвердения после установки в шпуре анкера ^„д = 5 мин и при продолжительности перерыва после предварительного нагружения При сравнении несущей способности рассматриваемых анкеров установлено, что анкер АСМ-2 совершает работу (717 кН-мм) большую, чем АСМ-1 (665 кНмм).

В табл. 2 приведены среднеквадратические отклонения и коэффициент вариации совершаемой работы при нагружении сравниваемых анкеров.

_ _ Таблица 2

Наименование показателей Тип анкера

ЛСМ-2 АСМ-1

Средняя работа (А), кН-мм (площадь под графиками) 717 655

Среднеквадратическое отклонение 63 188

Коэффициент вариации, % 9 29

В отличие от анкеров АСМ-1, анкеры АСМ-2 показали стабилыгую работу при взаимодействии с композициями № 1, 2 и 3. После предварительного

распора прочность закрепления анкера резко возрастает (на уровне 30—40 кН), что выше полученной при креплении сталеполимерными анкерами. Во время лабораторных экспериментов установлено влияние на прочность закрепления анкеров следующих факторов: продолжительности замачивания патронированных смесей (1эаМ); времени ожидания отвердения с о с т а тельности перерыва в нагружении после предварительного распора (t„). Увеличение 1дЖИД и ведет к увеличению интенсивности нагружения и прочности закрепления анкеров.

В пятой главе приведены результаты шахтных испытаний анкерных крепей на минеральных закрепителях. Опытная партия анкерных крепей АСМ-1 и АСМ-2 с патронированными закрепителями ЗАМП прошла испытания в вентиляционном штреке № 0-3-1-20 ОАО «Шахта им. В.И. Ленина». Проходка штрека велась по пласту III мощностью около 9 м, залегающего под углом 7-13°. Непосредственная кровля пласта мощностью до 10 м была представлена алевролитом средней устойчивости с прочностью на сжатие 38 МПа, основная кровля - песчаник мощностью м и прочностью на сжатие 120 МПа. Се-

чение штрека имело трапециевидную форму (ширина по почве выработке 4,0 м и высота 2,6 — 3,0 м). Верхняк из швеллера № 8 длиной 3,5 м крепился тремя анкерами.

Температура воздуха в выработке в период установки анкера +15° С, температура пород в районе шпура +13°С и температура воды в емкости, в которой проводилось замачивание патронов +13,5°С. Всего было установлено 66 анкеров (по 33 каждого типа) и закреплено 22 м вентиляционного штрека.

В период эксплуатационных испытаний проводились хронометражные наблюдения за продолжительностью выполнения операции по возведению анкерных крепей АСМ-1 и АСМ-2 с двумя патронами ЗАМП (табл. 3).

Таблица 3

Результаты хронометражных наблюдений

Операции

тип крепи

Минимальное время, с

АСМ-1

АСМ-2

Максимальное время, с

АСМ-1

АСМ-2

Среднее время, с

АСМ-1

АСМ-2

% от общего времени_

АСМ-1

АСМ-2

Замачивание патрона

6,0

6,5

Досылка патронов в скважину и их уплотнение Установка анкета_

Завинчивание

гайки_

Общее среднее время выполнения операций-

35 (3 шт.)

35 (2 шт.)

146

149*

146

48,1

63,2 14,1

133,4

48,1

65,4 14,4

133,4

36,0

47,4 10,6

100

36,0

47,3 10,3

100

♦данное значение получено при установке анкера с тремя патронами ЗАМП.

Среднее время бурения шпура глубиной 2,0 м составило 327сек (5 мин 27 сек), максимальное - 5 мин 54 сек. По данным хронометража, технологический процесс установки подхвата с тремя анкерами длится в течение 18 минут без технологических перерывов, за это время анкер набирает прочность не менее 40 кН.

Определение сопротивления анкеров АСМ-1 и АСМ-2 извлечению проводились с помощью прибора ПКА-1. Замеры показали, что через 30 мин после установки анкера сопротивление составляло не менее 45 кН, а после 24 часов -65 кН. Для определения смещения горных пород кровли выработки, закрепленных опытными образцами анкерной крепи, были установлены реперные станции.

Время замачивания патронов для обеспечения установки крепи изменялось от 7 до 14 сек, при среднем 9 сек. Усредненные величины смещений анкерных крепей в начальный период представлены на рис. 9.

Графики отражают несущую способность анкерной крепи, устанавливаемой по следующей технологической схеме. Патронированный закрепитель предварительно замачивался в воде при температуре 15°С, после чего анкерным стержнем досылался в забойную часть скважины. Осевая подача анкерного стержня производилась при одновременном его вращении с частотой п = 600 об/мин. После монтажной досылки анкерного стержня делалась технологическая пзуза - время, необходимое для схватывания закрепителя. Шахтные исследования показали, что минимальное время начала схватывания составляет 10+20 мин.

Предварительную несущую способность анкерных крепей характеризуют участки кривых оа и оа', соответственно для анкерной крепи АСМ-1 и АСМ-2. На участке ас1 и а'с!1, податливость крепи резко возрастает без видимого роста сопротивления натружению. Поэтому нагружения в точках а и были приостановлены и продолжились через 20 мин после ожидания вторичного отвердения закрепителя. Участки вторичного нагружения анкерных крепей характеризуются кривыми ёс и ё'с1. На указанных участках крепи круто набирали несущую способность, имея при этом незначительную податливость (менее Змм). В точках с и нагружения стальных конструкций анкеров в целях их сохранности были прекращены.

Таким образом, через 20 мин несущая способность анкерных крепей достигает не менее 40 кН, а через 40 мин выходит на максимальную несущую способность, равную предельной прочности стального анкерного стержня. В дальнейшем, за более чем полугодовой период наблюдений на опытном участке вентиляционного штрека с анкерными крепями АСМ-1 и АСМ-2 расслоений пород кровли и образования трещин не наблюдалось.

Использование анкерного крепления на основе минеральных закрепителей обеспечивает длительный срок службы горных выработок, в том числе в обводненных условиях, возможность закрепления без выделения токсичных веществ и способствует сохранности выработок в аварийных ситуациях при значительном повышении температуры в выработках и в массиве горных пород.

• Текущее рабочее состояние (АСМ-2) у = 6хг -- 89 х + 392

Период предварительного нагружения (ACM-1) у = 0,0005х6 + 0,0022х5 + 0,232х' - 3,3722х3 = 15,91 х2 - 16,161 х + 8,5387

Период предварительного нагружения (АСМ-2) у = 0,0035х6 -0,1172х5 + 1,5976х*- 10,929х3 + 36,477х -38,947х + 15,517

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является научно-квалификационной работой, в которой изложены научно обоснованные технические и технологические разработки, имеющие существенное значение для экономики, заключающиеся в креплении горных выработок на угольных шахтах и рудниках анкерами на минеральном закрепителе и обеспечивающие повышение надежности, улучшение условий труда и снижение затрат на крепление и содержание выработок.

Основные научные и практические результаты выполненных исследований заключаются в следующем.

1. Объем применения сталеполимерных анкерных крепей на отдельных шахтах составляет 60-98% от общей протяженности проводимых горных выработок. Сталеполимерные крепи, обладая рядом положительных качеств, имеют и потребительские недостатки: закрепляющие втулки, сформированные из различных полимерных составов, являются горючими и токсичными; их термостойкость не превышает 300-350°С; закрепляющие втулки, сформированные из некоторых видов полимерных материалов, начинают терять прочность на год эксплуатации.

Анкерная крепь на основе минеральных закрепителей обеспечивает длительный срок службы горных выработок, в том числе в обводненных условиях, возможность закрепления без выделения токсичных веществ и способствует сохранности выработок в аварийных ситуациях при значительном (до 1000°С) повышении температуры в выработках и в массиве горных пород.

2. Обоснована возможность использования для изготовления минерального закрепителя анкеров расширяющихся портландцементов цементных заводов сибирского региона. Установлено влияние глиноземного шлака на физико-механические свойства закрепителя. Наиболее высокие значения прочности (в 1,3 раза) и линейного расширения в начальный период обеспечивается использованием в составе смеси шлака с содержанием

3. Выполнен поиск многокомпозиционных материалов минеральных закрепителей и получен опытным путем оптимальный состав, включающий 50-52% портландцемента, 30% глиноземного шлака, 16"И8% гипса и другие химические добавки. Лабораторными исследованиями установлено, что максимальная активизация твердения и расширения цементной смеси происходит при измельчении входящих компонентов до тонкости помола с удельной поверхностью 5300-5600 см2/г и содержании кальцинированной с ^аз СОз) в пределах

4. Обоснованы и предложены конструкции анкерных стержней из арматуры винтового профиля в виде угольной пирамиды с углом при вершине 30°, что обеспечивает разрушение нетканой оболочки, используемой для упаковки смеси, активное перемешивание ее компонентов до однородного состава и равномерное плотное распределение по всей длине закрепляемого участка скважины.

5. Стендовыми исследованиями в искусственной скважине установлены нагрузочные характеристики анкерной крепи, закрепленной минеральной смесью, упакованной в нетканую водопроницаемую оболочку в виде патрона, который предварительно перед установкой в шпур затворяется в воде. Время за-творения определяет интенсивность набора несущей способности анкера, которая после его выдержки в шпуре в течение 20 мин составляет 40-50 кН при смещениях 4,5-=-7 ММ, а после 40 мин 80+1Ш к!р и смещении до 10 мм.

6. Шахтными экспериментами подтверждена рациональность упаковки минеральной смеси в виде патрона из нетканого водопроницаемого материала толщиной 0,4-Ю,5 ММ, диаметром 23 мм и длиной 350 мм. Такой патрон обеспечивает необходимую фильтрацию воды и насыщение смеси, легко разрушается в забое пирамидальным наконечником анкера, смесь хорошо перемешивается. Несущая способность анкерной крепи через 10 мин достигает величины не менее 20 кН, через 40 мин - более 100 кН.

Установлено, что время операций по установке анкера с минеральным заполнителем не превышает заложенного в технологию проведения и крепления горной выработки сталеполимерными анкерами и не сдерживает темпов ее проходки, а трудоемкость возведения крепи и санитарно-гигиенические условия соответствуют требованиям нормативных документов. Несущая способность анкерных крепей сопоставима со сталеполимерными. Технологическая

схема установки анкерной крепи позволяет закреплять подхват (верхняк) на трех анкерах в течение 16,6 мин, на четырех - в течение 20 мин и рационально совмещать эти операции с другими работами в выработке.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах.

1. Магдыч В.И. Системы анкерного крепления с минеральной основой/Ма-гдыч В.И., Новосадов В.К., Утиралов О.А., Юрченко В.А. // ТЭК и ресурсы Кузбасса. Кемерово, 2001.- № 4.

2. Магдыч В.И. Анкерная сталеминеральная крепь типа АСМ/ Магдыч В.И., Некрасов В.В., Утиралов О.А., Юрченко В.А. /М.: Уголь, 2003 - № 1.

3. Магдыч В.И. Региональная экономическая политика / Магдыч В.И., Юрченко В.А. //Труды II межд.конф. «Динамика и прочность горных машин»- ИГД СО РАН, Новосибирск, 2003, т. I., С. 37- 40.

4. Юрченко В.А. Обоснование параметров и разработка анкерной крепи на основе минеральных закрепителей / Юрченко В.А., Утиралов О.А., Магдыч В.И. - Препринт № 46. - Новосибирск: ИГД СО РАН, 2004, - 50 с.

5. Свидетельство на ПМ № 22970. Анкер / Магдыч В.И., Новосадов В.К., Утиралов ОА, Юрченко В.А. - Опубл. в БИ, 2002, № 13.

6. Свидетельство на ПМ № 22971. Анкер / Магдыч В.И., Новосадов В.К., Утиралов О.А., Юрченко В.А.- Опубл. в БИ, 2002, № 13.

7. Патент РФ № 2205959. Закрепитель анкеров минеральный патронированный и способ его получения / Магдыч В.И., Новосадов В.К., Утиралов О.А., Юрченко В.А. - Опубл. в БИ, 2003, № 16.

8. Патент РФ № 2204536. Способ получения расширяющейся цементной смеси / Магдыч В.И., Новосадов В.К., Спицин В.А., Утиралов О.А., Юр-ченко В.А. - Опубл. в БИ, 2003, № 14.

9. Патент РФ № 2205960. Анкерная крепь / Магдыч В.И., Новосадов В.К., Утиралов О.А., Юрченко В.А. - Опубл. в БИ, 2003, № 16.

ЛР № 020909 от 01 09 99 Подписано к печати 13 05 2004 Формат 60x84/16 Объем 1 печ л Тираж 100 экз Заказ № 28

Институт горного дела СО РАН 630091, Новосибирск, Красный проспект, 54

11130 4

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Юрченко, Василий Алексеевич

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ ПРИМЕНЕНИЯ АНКЕРНОГО КРЕПЛЕНИЯ В

ГОРНЫХ ВЫРАБОТКАХ.

1.1 Взаимодействие анкерной крепи с горными породами.

1.2 Область применения анкерной крепи в угольных шахтах.

1.3 Анализ развития конструкций анкерных крепей.

1.4 Цель и задачи исследований.

Выводы

2, ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ СЫРЬЯ, ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА СОСТАВА

МИНЕРАЛЬНОГО ЗАКРЕПИТЕЛЯ АНКЕРОВ.

2.1 Тенденция разработки безусадочных цементов и минеральных закрепителей анкеров.

2.2 Отбор проб, исследование химического и минералогического составов глинистых шлаков, сравнительный анализ портландцементов и природного гипса.

2.3 Исследования гранулометрии, влажности и энергоемкости измельчения шлаков.

2.4 Методика, приборы и оборудование для предварительной подготовки сырья и физико-механических испытаний минеральных смесей.

2,5Исследование влияния химического состава глиноземистого шлака на физико-механические свойства минеральных закрепителей анкеров.

2.6 Исследование физико-механических свойств минеральных смесей на основе гипсо-глиноземистого цемента (ГГРЦ).

2.7Исследование влияния химических добавок, тонкости измельчения, температуры и цементно - водного соотношения на физико-механические свойства твердеющих составов.

Выводы

3. РАЗРАБОТКА АНКЕРНОЙ КРЕПИ НА МИНЕРАЛЬНОМ ЗАКРЕПИТЕЛЕ.

3.1 Разработка технологии производства минеральных закрепителей в патронированном виде.

3.2 Разработка несущих конструкций анкерных стержней

АСМ-1, АСМ-2).

3.3 Разработка технологии закрепления анкеров при ведении горных работ.

Выводы

4. СТЕНДОВЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СИЛОВЫХ ПАРАМЕТРОВ АНКЕРНЫХ КРЕПЕЙ НА МИНЕРАЛЬНЫХ ЗАКРЕПИТЕЛЯХ.

4.1 Оборудование и приборы для испытаний анкеров.

4.2 Определение необходимого количества испытаний.

4.3 Выбор критериев оценки работоспособности системы «анкер - закрепляющая втулка - искусственная скважина» в зависимости от управляемых факторов.

4.4 Последовательность проведения лабораторных экспериментов на стенде,.

4.5 Результаты лабораторных исследований силовых параметров анкерных крепей на минеральных закрепителях.:.

Выводы

5. ШАХТНЫЕ ИСПЫТАНИЯ АНКЕРОВ НА МИНЕРАЛЬНЫХ ЗАКРЕПИТЕЛЯХ.

5.1 Выбор места проведения шахтных экспериментов.

5.2 Результаты шахтных экспериментов.

Выводы

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Разработка анкерной крепи на основе минеральных закрепителей"

Анкерное крепление широко применяется в горнодобывающей промышленности и подземном строительстве. При подземной разработке полезных ископаемых, оно является экономически выгодным для крепления капитальных, подготовительных и очистных горных выработок (независимо от формы поперечного сечения и срока службы) как самостоятельно, так и в сочетании с рамными крепями. Применение такого вида крепления позволяет не только снизить затраты на крепление, но и значительно увеличить темпы проведения горных выработок. По сравнению с подпорными конструкциями, анкерное крепление имеет ряд преимуществ: повышает безопасность ведения горных работ; обладает возможностью полной механизации процесса крепления; требует меньшего расхода крепежных материалов и меньших затрат на их доставку; позволяет уменьшить сечение горной выработки и аэродинамическое сопротивление.

Основными элементами анкерной крепи являются анкер (стержень) и закрепляющее его устройство или материал. До 80-х годов прошлого столетия наибольшее распространение в нашей стране получили анкерные крепи с закреплением анкеров в забойной части шпура с помощью различных механических замков (точечное закрепление). С появлением надежных и удобных в эксплуатации химических составов на основе быст-ротвердеющих синтетических смол и минеральных закрепителей, позволяющих обеспечить закрепление анкера по всей длине или значительной его части (сплошное закрепление), наибольшее распространение из них получили сталеполимерные анкера.

Анкерное крепление в России, в частности в Кузбассе, развивается быстрыми темпами и становится основным способом крепления шахтных выработок [1]. По данным авторов [2,3] в Южном Кузбассе в 2001г. анкерной крепью закреплено более 80% горных выработок. В большинстве своем она используется для крепления подготовительных выработок, срок службы которых колеблется в широких пределах - от нескольких месяцев до 20 лет и более. Однако вопросы длительного нагружения подобных конструкций не исследовались. Кроме того, закрепление сталеполимерных анкеров в обводненных скважинах затруднено, а повышение температуры в забое приводит к выгоранию закрепителя анкера и обрушению всей выработки. Опасны также выделяющиеся при химической реакции в момент закрепления анкеров токсичные вещества. Альтернативными закрепителями являются цементные смеси, содержащие добавки, улучшающие тиксо-тропию, регулирующие время схватывания и прочность [3,4].

Этим объясняется интенсивный поиск материала закрепителя на минеральной основе, позволяющий избежать указанных недостатков и разработать адаптивные к нему конструкции анкерного стержня. В связи с вышеизложенным, настоящая работа направлена на обоснование параметров и разработку анкерной крепи, использующей в качестве закрепляющих материалов новые расширяющиеся быстротвердеющие цементные составы.

Задачи исследований:

- разработать новые конструкции несущих стержней;

Научные положения, защищаемые автором.

3. Несущей способности анкера определяется временем предварительного затворения ЗАМП в воде, которая после его выдержки в шпуре 20 мин составляет 40-50 кН при смещениях 4,5-7,0 мм, и после 40 мин - 80100 кН при смещении до 10 мм.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций диссертации обоснована: достаточным объемом экспериментальных данных при исследовании физико-химических свойств минеральных смесей (360 опытов); стендовыми испытаниями анкерной крепи в условиях нагруже-ния, соответствующих реальным; натурными исследованиями несущей способности анкеров на минеральных закрепителях в шахтных условиях.

Научная новизна:

- определена несущая способность анкера и установлено время за-творения ЗАМП в воде, влияющее на прочность закрепления анкера в шпуре.

Внедрение результатов и рекомендаций работы.

Научные результаты положены в основу нормативных документов: Технические условия на анкерные крепления АСМ-1 (ТУ 3142-00147210319-2001) и АСМ-2 (ТУ 3142-002-47210319-2001) и закрепитель анкеров минеральный патронированный (ТУ 5738-02-00284635-2001). Разработаны новые типы анкеров с минеральными закрепителями, которые защищены авторскими свидетельствами и по результатам эксплуатационных испытаний в шахте рекомендованы межведомственной комиссией для применения на предприятиях угольной и горнорудной промышленности. В ЗАО «СибТрансУголь» создано производство по выпуску крепей типа АСМ и минерального патронированного закрепителя анкеров.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на технических советах в ЗАО «СибТрансУголь», ЗАО «Междуреченскуголь» (2000 - 2003 гг); Международных конференциях «Динамика и прочность горных машин» (Новосибирск, 2001, 2003 гг.), «Неделя горняка» (Москва, 2003, 2004 гг).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 9 печатных работах, включая 5 патентов РФ.

Заключение Диссертация по теме "Геотехнология(подземная, открытая и строительная)", Юрченко, Василий Алексеевич

Выводы

1 .Нетканный материал для упаковки минерального закрепителя в патронированном виде минерального закрепителя должен иметь толщину не менее 0,4 - 0,5 мм. Время замачивания в воде патронированного закрепителя в нетканой оболочке до полного насыщения смеси составляет 8. 12 с.

2. Разрушение нетканой оболочки патрона в скважине и эффективное перемешивание затворенных в воде его компонентов, возможно применением новой конструкции анкерного стержня из арматуры винтового профиля с заостренным концом в виде п-угольной пирамиды или с заостренным концом в виде п -угольной пирамиды и дополнительным элементом - 0,5 винтового двухза-ходного шнека.

3. Расчетная длительность технологического цикла монтажа подхвата, закрепляемого на трех анкерах - 16,6 мин, а на четырех анкерах - 20 мин.

4. СТЕНДОВЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СИЛОВЫХ ПАРАМЕТРОВ АНКЕРНЫХ КРЕПЕЙ НА МИНЕРАЛЬНЫХ ЗАКРЕПИТЕЛЯХ

4.1 Оборудование и приборы для испытаний анкеров

Оборудование для исследования силовых параметров закрепления анкеров в скважине приведено в таблице 4.1.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Выполнен анализ применения анкерного крепления горных выработок на угольных шахтах, который показал, что в последние годы в мировой горной практике широкое распространение получили сталеполимер-ные анкеры с ампулами на основе полимерных смол. Доля выработок такими анкерными крепями на отдельных шахтах составляет 60-98% от общей протяженности. Эти крепи обладают рядом недостатков: прочность закрепляющей втулки сформированной в шахтных условиях начинает снижаться на 2-й год эксплуатации; термостойкость не превышает 300350° С; пожароопасность (полимерная втулка горюча); токсичность. Использование анкерного крепления на основе минеральных закрепителей обеспечивает длительный срок службы горных выработок, в том числе в обводненных условиях, возможность закрепления без выделения токсичных веществ и способствует сохранности выработок в аварийных ситуациях при повышении температуры в выработках и в массиве горных пород.

2. Обоснована возможность использования для изготовления минерального закрепителя анкеров расширяющихся портландцементов заводов Сибирского региона: Красноярского, Тонкинского, Горнозаводского и Ис-китимского. Установлено влияние глиноземного шлака на физико - механические свойства закрепителя. Наиболее высокие значения прочности (в 1,3 раза) и линейного расширения в начальный период обеспечивается использованием в составе смеси шлака с содержанием SiC>2 £ 8,5% и СаО ^ 43%.

3. Выполнен поиск многокомпозиционных материалов минеральных закрепителей и предложен опытным путем оптимальный состав, включающий 50-52% портландцемента, 30% глиноземного шлака, 16. 18% гипса и химические добавки. Лабораторными исследованиями установлено, что максимальная активизация твердения и расширения цементной смеси происходит при измельчении входящих компонентов до тонкости помола с удельной поверхностью 5300.5600 см2 /г и содержании кальцинированной соды (Na2 СОз) в пределах 1. .1,8%.

4. Обоснованы и предложены конструкции анкерных стержней из арматурных стержней, закрепленных в виде 4х- угольной пирамиды, которые обеспечивают активное перемешивание компонентов закрепителя до однородного состава и равномерное плотное распределение его по всей длине закрепляемого участка скважины.

5. Стендовыми исследованиями в искусственной скважине установлены нагрузочные характеристики анкерной крепи, закрепленной минеральной смесью в нетканую водопроницаемую оболочку в виде патрона, который предварительно перед установкой в шпур затворяется в воде, время затворения определяет интенсивность набора несущей способности анкера, которая после его выдержки в шпуре 20 мин составляет 40-50 кН при смещениях 4,5-7 мм, и после 40 мин - 80-100 кН при смещении до 10 мм.

6. Шахтными экспериментами подтверждена рациональность упаковки минеральной смеси в виде патрона из нетканого водопроницаемого материала толщиной 0,4.0,5 мм с линейными размерами патрона: диаметр 23мм и длина 350 мм. Установлено, что время операций установки анкера не превышает заложенное в технологию проведение и крепление горной выработки и не сдерживает темпов проходки; трудоемкость возведения крепи и санитарно-гигиенические условия соответствуют требованиям нормативных документов. Несущая способность анкерных крепей сопоставима со сталеполимерными. Технологическая схема установки анкерной крепи позволяет закреплять подхват (верхняк) на трех анкерах в течение 16,6 мин, а на четырех - 20 минут и рационально совмещать эти операции с другими работами в выработке.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Юрченко, Василий Алексеевич, Б.м.

1. Ануфриев В.Е., Косьминов Е.А., Ибряшкин В.Я. и др. Перспективы развития технологии крепления выработки анкерными крепями. -Кемерово, КузбассвузиздатД999.

2. Лаврик ВТ., Ногих С.Р., Кушнеров Ю.П. и др. Прогресс технологии и техники угледобычи.- Кемерово, Кузбасвузиздат, 2000, С.156-164

3. Юрченко В.А., Утиралов О.А., Магдыч В.И., HeiqjacoB В.В. Анкерная сталеполимерная крепь типа АСМ // Уголь. 2003. - №1. -С.14-16.

4. Мельников Н.И. Проведение и крепление горных выработок.-М.:Недра,1972. С. 17-25.

5. Заславский Ю.З., Дружко Е.Б. Новые виды крепи горных выработок.-М.:Недра, 1989. 295.

6. Мельников Н.И, Анкерная крепь.- М.:Недра,1980. С. 15-22.

7. Фрегер Г.Е., Джигрин А.В., Тациенко В.П. Спирально-армированные композитные анкера.- М., 2001. С.6-30.

8. Временная инструкция по применению в горных выработках анкерной крепи с закреплением быстротвердеющими химическими составами.- М.: ИГД им. А.А.Скочинского, 1972.

9. Горбачев Т.Ф., Штумфф Г.Г., Стрыгин Б.И. Применение анкерной крепи в подготовительных выработках.- Новосибирск: Наука, 1972. -110с.

10. Широков А.П. Состояние и перспективы применения анкерной крепи в угольных шахтах Кузбасса.// Уголь. -1990. №2. - С.15-19.

11. А. с. 658289 СССР, МКИ 9Б 293 П. Клинощелевой анкер // Изобретение. -1977.

12. А. с. 90 416 08 СССР, МКИ 7.43.133П. Распорный анкер // Изобретение. 1982.

13. А. с. 1073472 СССР, МКИ 1 ОБ 169 П. Распорный анкер для крепления горных выработок // Изобретение. 1984.

14. А. с. 1186542 СССР, МКИ 11 43 140 П. Распорный замок анкерной крепи /Широков А.П. и др.// Изобретение.

15. А. с. 2693214 СССР, МКИ 4Б 199П. Железобетонный анкер // Изобретение. 1983.

16. А. с. 907266 СССР, МКИ 4.43.124П.Железобетонный податливый анкер // Изобретение. 1988.

17. Гелескул М.Н., Мельников Н.И., Трушин B.C. Опыт применения анкерной крепи на угольных шахтах // ЦНИЭИуголь. 1971. - 20с.

18. Широков А.П., Писляков Б.Г. Расчет и выбор крепи сопряжений горных выработок.- М.: Недра, 1978. С. 50-70.

19. Булычев Н.С., Амусин Б.З., Оловянный А.Г. Расчет крепи капитальных горных выработок.-М,: Недра, 1974. 320с.

20. Дик Я.Г. Применение анкерной крепи в выработках, подверженных влиянию очистных работ // Проектирование и строительство угольных предприятий. ~ 1969. № 9. - С.17-21.

21. Пат. 207550 ГДР, МКИ А180П. Патрон с искусственной смолой для закрепления анкеров преимущественно в слабых породах. РЖ.ГЖ. // Изобретение. 1985.

22. Отраслевая инструкция по применению металлических, сборных, железобетонных и анкерных крепей в подготовительных выработках угольных и сланцевых шахт. М.: ИГД им. А.А.Скочинского, 1973.

23. Косенко Н.И. Применение анкерной крепи на руднике «Советский» // Шахтное строительство. 1962.- № 6. - С. 23-24.

24. Мельников Н.И., Трушин B.C. Использование анкерной крепи за рубежом // ЦНИЭИуголь. -1969.

25. Васильев В.В. Полимерные композиции в горном деле.- М.:Наука, 1986. С.32-52.

26. АнуфриевВ.Е., Стажевский С.Е., Кашин Ю.Н. и др., Способы закрепления анкеров минеральными заполнителями // Наукоемкие технологии угледобычи и утлепереработки. Доклады Международной научно-практической конференции. - Кемерово: 1998.

27. Мельников Н.И. Совершенствование и опыт применения анкернойкрепи // ЦНИЭИуголь. 1977.

28. Широков А. П., Давыдов В. В., Дзауров М. А. Армополимерная анкерная крепь. Уголь Украины. - 1977. - №12. - 8 - 12с.

29. Пат. 4303354 США, МКИ 8 Б 320 П. Анкерные болты, закрепляемые синтетической смолой. РЖ.ГД.// Изобретение. 1982.

30. А. с. 1809094 СССР, МКИ 8 Б 320 П. Трубчатый анкер. / Илюшин

31. A.П., Подмарев К.Ш., Оганесян Р.Л. и др.// Изобретение. 1993.

32. Патент РФ №2065969, МКИ 8 Б 320 ПТрубчатый анкер / Раевский

33. B.Г., Гридин Ю.А. и др.// Изобретение. 1996.

34. Патент РФ № 2046191, МКИ 8 Б 320 П.Трубчатый анкер / Раевский В.Г., Гридин Ю.А., Шеин Ю.Г. и др.// Изобретение. 1995.

35. А.с. 1740681 РФ, МКИ 8 Б 320 ПРазжимной трубчатый анкер и способ его изготовления / Черненко А.Р., Корнет Э.А., Костогрыз В .И// Изобретение. 1992.

36. А.с. 1712624 РФ, МКИ 8 Б 320 П. Трубчатый анкер / Штеле В.И.// Изобретение. -1992.

37. А.с. 1666751 РФ, МКИ 8 Б 320 П. Трубчатый анкер фрикционного действия / Штеле В.И.// Изобретение. 1991.

38. А.с. 1714153 РФ, МКИ 8 Б 320 П. Трубчатый анкер фрикционного действия / Штеле В.И.// Изобретение. 1992.

39. А.с. 1731959 РФ, МКИ 8 Б 320 П. Трубчатый анкер фрикционного типа / Жиронкин А.Ф.// Изобретение. 1992.

40. Патент РФ № 2071564, МКИ 8 Б 320 П. Анкерная крепь / Бочаров В.М., Бочарова Т.В., Волков В.В. и др.// Изобретение. -1997.

41. Патент 905124 США, МКИ 2 Б 224П. Способ крепления выработок // Изобретение. 1980.

42. А. с. 1032193 СССР, МКИ 4 Б 380П. Анкерная крепь. РЖ.ГД.// Изобретение. -1984.

43. Патент РФ № 2077675, МКИ 8 Б 320П. Распорный анкер. / Ануфриев В.Е., Бабаянц А. А., Ялевский В. Д.// Изобретение -1997,

44. А.с. 1749472 РФ, МКИ 8 Б 320П. Распорный анкер/ Хмара И.Е., Горланов А.А., Авраменко В.И.// Изобретение. 1992.

45. А.с. 1789721 РФ, МКИ 8 Б 320П. Распорный анкер / Судариков Е.А., Вареха Ж.П., Пономарев Б.Я. и др.// Изобретение. 1993.

46. А. с. 1033254 СССР, МКИ 2Б 228. Современные направления в развитии анкерных крепей / Садохин А.Н. РЖ. ГД.// Изобретение. -1985.

47. А.С. 1682584 РФ, МКИ 8 Б 320П. Железобетонный анкер / Велико-сельский О. Л., Карагодов В. А., Генкин Б .ЯЛ Изобретение. -1991.

48. А.С. 1693256 РФ, МКИ 8 Б 320П. Устройство для закрепления горных пород / Кошумов Б.Х., Аманжолов Э.А.// Изобретение. 1991,

49. А.С. 1652596 РФ, МКИ 8 Б 320П. Железобетонный анкер / Смирнов В.А., Белоусов А.П., Мухин Н.А. и др.// Изобретение. -1991.

50. Патент РФ 2015336, МКИ 8 Б 320П. Винтовой анкер / Погудин Ю.М., Гейнц В.Е., Радионов Ю.А. и др.// Изобретение. -1994.

51. Патент РФ 2004816, МКИ 8 Б 320П. Анкер / Турушев Н.И.// Изобретение. 1993.

52. Патент РФ 2047778, МКИ 8 Б 320П. Анкер / Турушев Н.И.// Изобретение. -1995.

53. Патент РФ 2112883, МКИ 8 Б 320П. Анкер для крепления горных выработок / Погудин Ю.М., Долоткин Ю.Н., Шурко В.И. и др.// Изобретение. -1998.

54. Инкапсулированные цементные смеси, используемые для крепления кровельных болтов и анкерных соединений.// Техническая информация о продукции фирмы «Фосрок». 1998.

55. Вареха Ж.П., Любимчикова О.А. Особенности применения цементных ампул АПД при анкеровании горных пород // Уголь. 2002. -№2.- 17 с.

56. Широков А.П., Найдов М.И., Петров А.Й. Анкерная крепь в Кузбассе. М.: 1990.-216 с.

57. А. с. 33213 НРБ, МКИ ЗБ 296 П. Состав для анкерного упрочнения пород и угольных пластов. РЖ.ГД.// Изобретение. 1984.

58. А. с. 1036418 СССР, МКИ 7Б 478. Анкерование слоистых пород и требования к решению этой проблемы.// Изобретение. 1985.

59. Анкерная крепь. Справочник, М.: «Недра», 1990. 208 с.5S.Candlot С, Bulletin Societe d' Encouragement pour 1' 1 ndustrie Nationale, v.5 (1890), p. 682.

60. Michaelis W, Tonindustrie-Zietung (Goslar), v. 16,1892, p.105.

61. Lerck W, Ashton F. W., Bogue R.H., Sulfoaluminates of calcium/ Res.Nat. Bur. Standarts, L. (1929), p.p. 715-31.

62. Jones F.F. The guaternay systems C-A-C-S-H at 25° C. Trans Faraday Sos.,vol 103 (1936) p.p. 285- 287.

63. Lossier Henri. Non- Shrinking Cements. Le Genie Civil (Paris, France) v. 109 (1936) p.p. 285-287.63 .Britich Patent, № 47491. «Expansive Cements» 1937.

64. Скрамтаев Б.Г., Москвин B.M. Условия образования и действия сульфоалюмината кальция (цементные бациллы)// Бюллетень Академии наук СССР. Техническое отделение. 1937.

65. Михайлов В.В. Элементы теории структуры бетона. М.: Стройиз-дат,-1941.-120 с.

66. Патент № 68445 СССР. Способ изготовления цемента (расширяющегося) / Михайлов В.В.// Изобретение. 1947.

67. Shenker F.A., Shann T.A.( assigned to Kaspar Winkler and Co) U.S. Patent № 2,465,278, Mar.22 (1949), p.5.

68. Klein A. Expansive Cements. US Patent №3,155, 526 №3 (1964), p.4

69. TonakoT, WatenbeJ. Laboratory Preparation of Expansive Ce-mentSemento Gijutsi nempo (Tokio,Japan),v9 (1995),p.pl 13-117.

70. Fukuda N. Sulfoaluminous Cements. Buii. Chem. Sos. Japan, 34(1961), p. 138.

71. Tadao Nichi, Tamotsu Harada, Goshim Koh. General Behavior of Mortar and Concrete Made of Expansive Cement with Calcium Sulfoaluminous Cement Clinker. Supplementary Paper (Full Text), № IV-85, Presented to v ISCC, Japan, 89 p.p. (1969).

72. Лин Шу-Сю, Цзяньчжу Цайляо-Гунье, -1959, № 3,стр.34 (на китайском языке).

73. Лейрих В.Э., Веприк И.Б., Прохоров В.Х. Способы получения безусадочного на основе портландцемента и расширяющиеся компоненты. Английский патент №1,083,727.

74. Keil F., Gille F. Gipsdehnung und Gipstreiben von Zementen mit Hochofenschlake, ZKG (1949), S, 148-152 13. Schrifttunsstellen.

75. Goria C., Appiano M. Un movo cemento di miscela sulfoaluminapuz-zolanico. Cemento (1950), 47, p. 1112 (1949), p.7.

76. Abrends J. Supplement to Cements- Wapno- Gips (Warsaw, Poland), №3, 1953, p.p. 1-5.

77. Bickenbach H. Bauplanung und Bautechnik. Leipsig (1951), №2, S 351.

78. Михайлов B.B., Литвер С.Л. Расширяющийся и напрягающий цементы и самонапряженные железобетонные конструкции. М.: Стройиздат,1974.

79. Кузнецова Т.В. Новые направления в химии и технологии специальных цементов. XX Всероссийское (IV Международное) совещание начальников лабораторий цементных заводов.- СПб.: Издательство ЦПО «Информатизация образования», 2002.- 213с.

80. Андреев В.В., Касьянова Г.Н. -Цемент, №2,2001г., С.46-47.

81. РД 00158758-202-99. «Инструкции по приготовлению и применению облегченных тампонажных растворов с алюмосодержащими микросферами».

82. Бурлов Ю.А., Бурлов И.Ю. // Цемент, 2001, № 1, С.20-22.

83. Якимченко Я.Б., Билобран Б.С. // Цемент, 2001, № 4, С. 32-35.

84. Астреева О.М. Информационное сообщение МПСМ СССР «Ускоренный метод расчета минеральных составов клинкера и шлака», 1957.

85. Дешко Ю.И., Крамер М.Б., Крыхтин Г.С. Измельчение материаловв цементной промышленности.- М.: Издательство литературы по строительству, 1966, с.269.

86. Аннотация по НИР № 1 1.32-0-4-91-Р.// Сорокин Ю.В., Школьник Я.Ш., Демин Б.Л., Мясник А.А. // НИИчермет, 1992.

87. Спицын В.В., Дудаледова Т.Г., Головин А.Я., Кузнецова Т.Я. // Цемент, 2000, №4, С 27-30.

88. Отчет НИИцемента «Изучение свойств высокоглиноземистых шлаков различного химико- минералогического состава Паший-ского металлургическо- цементного завода» // Кравченко И.В., Кузнецова Т.В.и др. 1961.

89. Магдыч В.И., Новосадов В.К., Юрченко В.А., Утиралов О.А. Анкер. Ав. св. на П.М. №22970,22970,2002.

90. Магдыч В.И., Новосадов В.К., Юрченко В.А., Утиралов О.А. Анкер. Ав. св. на П.М. №22970,22971., 2002.

91. Юрченко В.А., Магдыч В.И., Новосадов В.К., УтираловО.А. Анкерная крепь. Патент РФ № 2205960,2003.

92. Магдыч В .И., Новосадов В.К., Юрченко В.А., Утиралов О.А. Закрепитель анкеров минеральный тампонированный и способ его получения. Патент РФ № 2205959,2003.

Информация о работе

Юрченко, Василий Алексеевич
кандидата технических наук
Б.м., 0
ВАК 25.00.22

Диссертация

Разработка анкерной крепи на основе минеральных закрепителей - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы