Способ укрепления откосов высоких уступов ломаного профиля от осыпания

Способ укрепления откосов высоких уступов ломаного профиля от осыпания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для поддержания или укрепления склонных к осыпанию уступов карьера в период его эксплуатации.

Известен способ укрепления карьерных откосов. Способ укрепления заключается в следующем. С верхней бермы уступа пробуривают две наклонные скважины: одну до выхода на поверхность откоса уступа, вторую за пределами поверхности скольжения. В месте пересечения скважин устанавливают ролик. С нижней бермы уступа бурят скважину перпендикулярно наклонной скважине, пробуренной за пределами поверхности скольжения до пересечения с нею. В месте пересечения скважин также устанавливают ролик. Через скважины пропускают канат, протягивая его через ролики, при этом один конец его выводят на поверхность нижней бермы уступа, а другой - на поверхность откоса уступа. Концы каната соединяют с металлическими плитами, производят натяжение каната. Работы по установке и натяжению каната проводят до подхода работ к предельному контуру карьера на нижнем уступе (Патент РФ №2049916, заявка №4847225/03, заявлено 03.07.90, опубликовано 10.12.95, бюл. №34).

Данный способ в принципе позволяет увеличить устойчивость уступа в целом, но не применим для укрепления всей поверхности откоса от осыпания и вывалов блоков породы. На карьерах с высокими уступами ломаного профиля из-за ограниченности берм будет недостаточно места для пробуривания первой наклонной скважины, а при расположении поверхности скольжения за пределами уступа - невозможно пробурить и вторую. Предлагаемое бурение скважин и расположение роликов в местах пересечения этих скважин, а также техническая сложность в протягивании канатов через ролики делает практическое применение затруднительным, особенно для высоких 35-45-метровых уступов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ, описанный в конструкции покрытия для укрепления карьерных откосов. Способ включает укладку поперечных элементов по откосу уступа на тросах, жестко закрепленных за якоря на верхней берме уступа. Способ реализуется следующим образом: на верхней площадке откоса анкерами закрепляют троса, укладывают их на откосе; на тросах закрепляют поперечины, состоящие из отдельных звеньев, шарнирно связанных друг с другом; потом на откос наносится бетонное покрытие (Авт. свид. СССР №1745817. Покрытие для укрепления карьерных откосов, заявка №4792007/03 от 16.11.89 г., опубликовано 07.07.92 г.).

Данный способ укрепления не применим на карьерах с высокими уступами ломаного профиля. При нанесении бетона на армирующие элементы покрытия (тросы, поперечины, состоящие из звеньев), расположенные на откосе высотой 30 и более метров, возникает сложность с его удержанием. Учитывая, что укрепительные работы проводятся на карьерах с углом откоса уступа 75 градусов и более, применение бетона потребует разработки новой технологии набрызга для высоких уступов и специального оборудования для подачи раствора на поверхность откоса, что приведет к увеличению трудозатрат на эти работы.

Целью изобретения является повышение безопасности работ и снижение трудозатрат на укрепление откосов высоких уступов ломаного профиля.

Поставленная цель достигается тем, что в способе укрепления откосов высоких уступов ломаного профиля от осыпания, включающем укладку поперечных элементов по откосу уступа на тросах, жестко закрепленных за якоря на верхней берме уступа, предварительно с верхней бермы уступа бурят наклонные скважины до выхода на откос уступа, навешивают на откос гибкую сетку, через скважины пропускают тросы, а укладку поперечных элементов ведут с нижней бермы.

Предварительное, с верхней бермы уступа, бурение наклонных скважин до выхода на откос уступа позволяет более простым и безопасным способом обеспечить закрепление конструкции на откосе уступа.

Навешивание на откос уступа гибкой сетки, которая предохраняет откос от осыпания пород, приводит к безопасности производства работ на нижней берме уступа, так как по технологической схеме отработки карьера на нижней берме находятся горное оборудование и люди, которые осуществляют бурение скважин взрывного блока, зарядку ВВ скважин, маркшейдерскую съемку паспорта буровзрывных работ. Навешенная сетка между откосом уступа и поперечинами предохраняет откос от выветривания и осыпания пород, так как по геологическому строению размеры мелких блоков трещиноватого уступа не превышают размеров ячейки сетки.

Закрепление поперечин (плит) с нижней бермы позволяет повысить безопасность производства работ, так как монтаж поперечин и тросов производят на горизонтальной площадке, а не на высоте откоса уступа. Установка на месте металлоконструкции так, чтобы тросы находились напротив якоря, и затем закрепление их позволяет значительно сократить время на укрепительные работы, а значит, снизить трудозатраты.

Закрепление на откосе гибкой сетки путем прижатия ее поперечинами с помощью закрепленных к ним тросов путем их натяжения и жесткого крепление за якоря, установленные на верхней берме, предохраняет откос от вывалов крупных кусков пород, что обеспечивает безопасность работ, так как находящееся на нижней берме горное оборудование и люди согласно технологической схеме отработки карьера не подвергаются опасности попасть под вывал, способный привести к гибели людей и серьезному повреждению горного оборудования.

На фиг.1 представлен разрез уступа ломаного профиля. На фиг.2 показан вид сверху уступа с элементами конструкции для реализации способа, где

1 - уступ;

2 - буровой станок;

3 - якорь (свая), труба сечением 220×5 мм;

4 - наклонные скважины;

5 - гибкая сетка, например сетка "рабица", 1 слой, сечением 2×40 мм;

6 - троса, сечением 30,5 мм;

7 - поперечины, швеллер 300×100 мм;

8 - соединение троса с поперечиной.

Пример конкретной реализации

В настоящее время на карьере ведутся горные работы. Необходимость укрепления откоса уступа обусловлена наличием в нем трещиноватых и выветривающихся пород, ослабляющих прочностные свойства уступа. Необходимо поддержать уступ и тем самым предотвратить его дальнейшую деформацию.

Принимались следующие исходные данные: высота уступа - переменная, 35-45 м, угол откоса уступа - 75-90 град, учитывались нагрузки от транспорта.

Работы по укреплению уступа осуществляются следующим образом.

В самом начале проводят подготовительные работы: механизированным способом производят зачистку берм и оборку откоса уступа. После проведения механизированной оборки отдельные оставшиеся нависы, "козырьки", убираются вручную бригадой проходчиков горных склонов и проводят зачистку полотна бермы механизированным транспортом с применением специальной техники.

На верхней берме уступа 1, в трех метрах от нижней бровки, устанавливают буровой станок 2 и бурят скважину под якорь (сваю) 3 глубиной 4-5 метра. Устанавливают якорь 3 и бетонируют его. Отступив от нижней бровки на длину бурового станка 2, перпендикулярно верхней бровке уступа 1, на той же берме бурят три наклонные скважины 4 через один метр до выхода на откос уступа. Для задания угла бурения наклонных скважин 4 откос уступа 1 предварительно делят по высоте на равные участки.

Через 3-5 метров вдоль нижней бровки на уступе 1, в 3-х метрах от нижней бровки, устанавливают буровой станок 2 и бурят скважину под второй якорь 3 (той же глубиной) и устанавливают его. Аналогичным образом осуществляют бурение второго куста наклонных скважин. Навешивают на откос уступа 1 гибкую сетку 5, например сетку "рабица".

С верхней бермы в наклонные скважины 4 пропускают тросы 6, один конец которых выводят на откос уступа 1 и опускают на нижележащую берму. На нижележащей берме закрепляют тросы 6 к поперечинам 7 (на расстоянии от концов поперечин, соответствующих равномерному распределению нагрузок по откосу) при помощи сварки 8. Поперечины 7 размещают на откосе уступа 1, натягивают тросы 6 до их полного прижатия к поверхности и неподвижности и закрепляют за якоря 3, используя сварку. Якоря на верхней площадке уступа позволяют менее трудоемким способом, без дополнительных специальных технических средств, обеспечить закрепление удерживающих элементов. Происходит удержание и гибкой сетки, которая находится под поперечинами. Количество секций определяется протяженностью укрепляемого участка согласно фактическому положению уступа.

В результате реализации способа на уступе получается зафиксированная конструкция. Предложенный способ позволяет наиболее эффективно укреплять откос уступа в период эксплуатации карьера путем снижения трудозатрат, обойтись меньшим количеством материала на укрепление, а вследствие этого удешевить процесс поддержания уступа, обеспечив безопасность производства укрепительных работ и горных работ по отработке карьера.

Способ укрепления откосов от осыпания, включающий укладку поперечных элементов по откосу уступа на тросах, жестко закрепленных за установленные на верхней берме уступа якоря, отличающийся тем, что для обеспечения укрепления откосов с высокими уступами ломаного профиля после установки якорей на верхней берме бурят наклонные скважины до выхода на откос уступа, после чего вдоль нижней бровки верхней бермы осуществляют установку следующего якоря и бурение следующего куста наклонных скважин, затем навешивают на откос уступа сетку и с верхней бермы в пробуренные наклонные скважины пропускают тросы, одни концы которых выводят на откос уступа, опускают их на нижележащую берму и закрепляют к размещенным поверх сетки поперечным элементам, укладку которых ведут начиная с нижней бермы, после чего осуществляют натяжение тросов и закрепление вторых концов тросов к якорям.