СУБР тестирует новую анкерную крепь от КузГТУ

В прошлом году КузГТУ подписал соглашение о сотрудничестве с горнодобывающей компанией «Севуралбокситруда» (АО «СУБР»). Тогда же партнёры заключили договор на выполнение опытно-промышленных испытаний анкерной крепи глубокого заложения с предварительным натяжением. Курирует работу директор института промышленной и экологической безопасности, профессор кафедры горных машин и комплексов Виктор Прокопьевич Тациенко. В состав рабочей группы института промышленной и экологической безопасности входят: Бубнов Константин Александрович – старший научный сотрудник, заместитель директора по НИР; Царев Дмитрий Викторович – научный сотрудник, Заволокина Елена Александровна – научный сотрудник.

Виктор Прокопьевич когда-то и сам трудился на предприятии в должности технического директора, а сегодня ему вновь выпала возможность тесно взаимодействовать с АО «СУБР». Комплексный проект по внедрению инновационной технологии установки канатных анкеров с предварительным натяжением повышает надёжность крепления горных выработок и безопасность шахтёров.

Крепь анкерная с предварительным натяжением состоит из следующих элементов: канатный анкер, шайба, втулка, цанговый зажим. Канатный анкер снабжается на конце «рыболовным» крючком (якорь) – пружинной проволокой, удерживающей анкер в шпуре. Канатный анкер имеет уширение («луковицы») диаметром 23 мм через 1,0 м по длине стержня. Цанговые зажимы применяются для фиксации шайбы и предварительного натяжения канатных анкеров. Клинья зажима снабжены прочными насечками для лучшего захвата анкера. Каждый клин состоит из трех сегментов, скрепленных кольцом для фиксации клиньев и обеспечения начального сцепления. Втулка применяется для плотного прилегания цангового зажима к шайбе.

Предварительное натяжение крепи анкерной осуществляется с помощью гидравлического натяжителя для канатных анкеров с приводом от гидравлического насоса.

Установка анкеров глубокого заложения с предварительным натяжением осуществляется в следующем порядке: в заранее отбуренный шпур устанавливается канатный анкер, далее в устьевую часть шпура устанавливается трубка для нагнетания полимерного состава на глубину 0,5–1,0 м, устье шпура герметизируется и после этого начинается нагнетание двухкомпонентной, быстро отвердевающей смолой. Смола проникает во все трещины и щели, при этом не только фиксирует анкер, но и укрепляет окружающий массив пород, повышая их несущую способность даже при слабых горных условиях.

После застывания смолы на хвостовик анкера устанавливаются шайба, втулка и цанговый зажим. Далее на хвост анкера устанавливается гидравлический натяжитель и осуществляется натяжение анкера. С помощью гидравлического натяжителя анкеры сразу натягиваются до 30–50 % от их расчётной несущей способности. Это позволяет сразу проверить надёжность крепления, что исключает «отвинчивание» или ослабление, как это бывает с обычными крепёжными системами.

Таким образом, преимущества разработанной технологии заключаются в том, что канатный анкер можно применять в любых условиях – от горно-капитальных выработок до добычных забоев. Смола обеспечивает полное сцепление с породами, а благодаря натяжению с использованием гидравлического зажима повышается уверенность в надёжности анкера. Для реализации технологии требуются гидравлический натяжитель и смола, доступная по цене. А по сравнению с предыдущими аналогами, канатный анкер стал легче: вес 1 метра анкера составляет 1 килограмм (другие – около 3,5 килограмм).

В феврале этого года на шахте «Кальинская» начались опытно-промышленные испытания новой крепи от КузГТУ. В ней закрепили два сопряжения, на одном установили 12 анкеров, на другом – 6. Всего будет установлено 60 анкеров.

По словам Виктора Прокопьевича, технология проста и понятна для шахтёров. В рамках соглашения кальинским горнякам продемонстрировали полный цикл работы: бурение, установку, закачку смолы и натяжение. Испытания крепи будут длиться год. Кроме этого, учёные вуза берутся решить проблему крепления проходческих забоев с сыпучей кровлей и внедрить технологию получения тепла из шахтной воды.