Понедельник,
24 июня 2019 года
№6 (4675)
Заполярный Вестник
Бесконечная красота Поморья Далее
Гуд кёрлинг! Далее
«Легендарный» матч Далее
Экстрим по душе Далее
Лента новостей
15:00 Любители косплея провели фестиваль GeekOn в Норильске
14:10 Региональный оператор не может вывезти мусор из поселков Таймыра
14:05 На предприятиях Заполярного филиала «Норникеля» зажигают елки
13:25 В Публичной библиотеке начали монтировать выставку «Книга Севера»
13:05 В 2020 году на Таймыре планируется рост налоговых и неналоговых доходов
Все новости
Основа крепкой кровли
ГОРНОЕ ДЕЛО
23 июня 2016 года, 14:20
Фото: Николай ЩИПКО, архив ЦГБ
Текст: Татьяна РЫЧКОВА
Главный критерий при выборе анкерной крепи в рудниках – безопасность при проведении работ по креплению горных выработок в сложных горно-геологических условиях. До сих пор основным видом анкерной крепи при установке в боках и кровле являются железобетонные штанги. Главный недостаток этой технологии – нужно ждать 12 часов, чтобы бетон схватился и набрал необходимую прочность. Это снижает скорость проходки и чревато неприятными последствиями, если не выждать положенное время. Вот почему в мире переходят на передовые технологии: самозакрепляющиеся анкеры и аналоги и анкерные болты Swellex, которые обретают несущую способность сразу же после установки. В этом году все рудники НПР начнут применять самозакрепляющиеся анкеры. Готовится технико-экономическое обоснование применения анкерных болтов Swellex.
Нюансы прочности
Последние три года на рудниках НПР проходили опытно-промышленные испытания самозакрепляющихся анкеров (СЗА) и анкерных болтов Swellex. Об особенностях новых технологий и итогах испытаний нам рассказал Александр Кисель, начальник отдела совершенствования технологии горных работ центра геодинамической безопасности ЗФ.
В его кабинете можно увидеть и классическую железобетонную штангу (ЖБШ), и полимерные анкеры, и анкерные болты Swellex производства компании Atlas Copco, и трубчатые фрикционные анкеры от различных российских производителей. Последние две технологии хоть и отличаются друг от друга, но обе обеспечивают набор несущей способности сразу после установки в горном массиве. Цемент здесь не нужен, ждать 12 часов не требуется, под такой кровлей можно сразу же приступать к буровзрывным работам и монтажу металлической сетки.
Например, базальто-пластиковые анкеры, произведенные в Чебоксарах, и композитные винтовые анкеры бийского завода, обладающие хорошей несущей способностью, не прошли испытания. Зато СЗА компании ООО “УралЭнергоРесурс” после успешно прошедших испытаний были рекомендованы к применению на рудниках НПР для нарезных горных выработок.
Их-то и закупают, комментирует Александр и добавляет:
– Потихоньку уходим от цементного раствора.
Сейчас ЦГБ совместно с рудниками приступают к испытаниям анкеров трубчатых фрикционных с оцинкованным покрытием производства компании ООО “ОКС-Трейд”. Кроме покрытия, их отличительной особенностью является запатентованный профиль. Производитель заявляет, что они лучше защищены от коррозии и сохраняют несущую способность, что и предстоит выяснить при испытаниях в богатых и медистых рудах Талнаха. Здесь, особенно в условиях повышенной обводненности, начинается интенсивная коррозия металла, поясняет Александр Кисель. Это и произошло с анкерными болтами Swellex без защитного покрытия, установленными в богатой руде. Поэтому специалисты рекомендовали использование такого анкера только в нарезных горных выработках – на короткий период эксплуатации.
Анкеры Swellex с битумным покрытием также показали низкую коррозийную устойчивость. Успешные испытания в подготовительных горных выработках прошли Swellex с пластиковым покрытием, надежно защищающим от агрессивной среды. Все три вида рекомендованы к применению на рудниках НПР с учетом времени стояния. С пластиковым покрытием во всех нарезных и подготовительных выработках. В стандартном исполнении – только в нарезных выработках. За счет высокой несущей способности рассматривается вопрос увеличения сетки штангования (расстояния между такими анкерами). В актах испытаний, подписанных представителями ЦГБ, рудников “Октябрьский” и “Таймырский”, горного управления, отмечены достоинства анкеров Swellex: скорость возведения – 60 секунд на установку одного анкера несущей способностью в 16 тонн, надежный контакт с неровной поверхностью шпура, отсутствие затрат на цемент (включая доставку и хранение), сохранение несущей способности после цикла буровзрывных работ и длительной эксплуатации горной выработки. Отмечены и недостатки. Например, анкерные болты в горной массе не улавливаются на конвейерах в местах установки магнитных уловителей.
 
Есть отличия в установке СЗА и Swellex. У СЗА диаметр больше, чем у шпура. Анкер забивается в шпур и за счет упругих свойств металла, работая на растяжение, удерживает закрепляемые породы от расслоения, сдвижения и обрушения. Swellex по диаметру, наоборот, меньше шпура и представляют собой тонкостенные трубки, сжатые благодаря гофрированной форме. С помощью небольшого портативного насоса в них подается вода под давлением 240 бар, и анкеры раскрываются, принимая форму шпура (образуя уплотненный свод горной выработки).
 
Swellex и СЗА испытывали на рудниках “Октябрьский” и “Таймырский” во всех рудах – богатой, медистой, вкрапленной. Сейчас установили Swellex без защитного покрытия на шахте “Известняков”, чтобы посмотреть, как они себя поведут в обводненных породах с присутствием сероводорода.
Крепление по технологии Swellex дороже, но несущая способность у них выше, чем у СЗА, сравнивает Александр. По результатам испытаний СЗА будут ставить только в выработки со сроком эксплуатации не более полугода. После этого у них снижается несущая способность – по причинам усталостных свойств металла и изменения механических свойств пород на контакте поверхности шпура и анкера (разрушение стенок шпура и разупрочнение массива). С анкерными болтами Swellex этого не происходит, там металл принимает полностью форму шпура, образуя устойчивую систему “порода-крепь”.
Новая технология – шаг вперед
Главные инженеры рудников “Таймырский” и “Октябрьский” Антон Иванов и Геннадий Ерлыков только что вернулись из поездки в Канаду – на шахту Craighton Mine в Садбери. Изучали опыт иностранных коллег, уже почти 30 лет использующих технологию Swellex. Одной из задач, поставленных руководством ЗФ ГМК “Норильский никель” по выбору анкерной крепи, является безопасность при проведении работ по креплению в сложных горно-геологических условиях, а канадское предприятие обладает аналогичными талнахским рудникам геологическими характеристиками.
На Craighton Mine кровлю выработки полностью крепят Swellex, а для крепления бортов используют самозакрепляющиеся анкеры. Норильчан приятно удивил универсальный автоматизированный комплекс Boltec, который может крепить и Swellex, и СЗА, и сетку, которая прижимается этими анкерами к контуру горной выработки. Наряд по бурению и креплению анкеров может выполнять один человек, производительность за одну 10-часовую смену достигает 100–120 штук. Стоит Boltec как обычная буровая установка, а функциональность шире. Воображение поразил и завод по производству Swellex, где одну линию с производством 1 миллион штук в год обслуживают три человека.
Исключение закупа цемента и доставки его в шахту, применение менее дорогостоящего оборудования – насоса высокого давления для раскрытия анкера – доводы в пользу технологии Swellex. Кроме того, их минимальная заявленная несущая способность, 12 тонн (у ЖБШ 7 тонн), позволит сократить ряд стандартной выработки с 9 штук до 4–5. Правда, сами Swellex стоят дороже СЗА.
– В июле-августе начнется переход на другой вид крепи без применения цементного раствора – самозакрепляющиеся анкеры. Они, во-первых, дешевле, у них заявленная несущая способность больше, чем у ЖБШ, – рассказывает Антон Иванов. – Там применяется совсем другой вид крепления: используется молоток, точнее, на молоток буровой машины ставится переходник, который их забивает.
– Безопасны и СЗА, и Swellex, – подытоживают наши собеседники. – Остается экономически просчитать себестоимость: как она ляжет на одну тонну руды. Думаю, если мы для начала перейдем хотя бы на самозакрепляющиеся анкеры, это будет большой шаг вперед. И не только потому, что увеличится скорость проходки, главное – безопасность.
Решения о переходе на новые виды крепи принимаются на основе несчастных случаев, произошедших в последнее время. Подводят не сами ЖБШ, а технология возведения железобетонных штанг. Нужно выжидать время для набора несущей прочности, а при менталитете наших людей они могут на это не обращать внимания, могут отправиться работать под свежезакрепленной частью горной выработки. А с СЗА массив закреплен сразу и обеспечена безопасность людей, работающих под ним.
Будут покупать
“Заполярный вестник” обратился к заместителю директора ЗФ по горному производству Алексею Былкову с просьбой сообщить, сколько ЗСА и на какую сумму закуплено для рудников НПР и когда и где планируется внедрение СЗА и анкеров Swellex. Ответ таков:
– Крепление СЗА будет производиться одновременно на всех рудниках с начала первых поставок (ориентировочно с июля). На второе полугодие 2016-го закуплено на все шесть рудников 358 063 комплекта СЗА для крепления нарезных выработок со сроком эксплуатации не более шести месяцев: на рудник “Октябрьский” – 65 700 штук, “Таймырский” – 58 752, “Комсомольский” – 156 600,  “Заполярный” – 17 625, “Маяк” – 34 254, “Кайерканский” – 25 732.
Базовая цена за один комплект варьируется от 343 до 427 рублей, в зависимости от характера исполнения (стандартного либо антикоррозийного).
Для уточнения области применения и коррозийной стойкости в обводненных породах в феврале 2016 года было установлено 40 анкеров Swellex Spartan-12 в стандартном исполнении на шахте “Известняков” рудника “Кайерканский”. На сегодня продолжаются наблюдения за состоянием крепи. В закуп на 2017 год данные анкеры пока не включены. Ведется технико-экономическое обоснование их применения, так как стоимость анкера Swellex значительно выше стоимости СЗА.
 
Технология СЗА
Самозакрепляющийся анкер – инновационное решение задачи крепления горных выработок. Это трубчатый анкер из специальной стали с профилем в форме буквы С, в комплекте с шайбой, который устанавливается в шпур меньшего диаметра, чем диаметр трубки, что вызывает передачу нагрузки со стали на горную породу.
 Конструкция анкерной крепи СЗА защищена патентом на полезную модель и позволяет применять ее в составе усиленной комбинированной крепи в сложных горно-геологических условиях, характеризующихся слабой устойчивостью горных пород, повышенным водопритоком, высоким горным давлением.
В настоящее время на многих подземных рудниках Урала, Якутии, Кольского полуострова проведены опытно-промышленные испытания СЗА производства “УралЭнергоРесурс” и модификаций. Разработаны технические решения для крепления выработок в сложных горно-геологических условиях. Изучаются процессы взаимодействия крепи с породами и рудничной атмосферой. Исследования направлены на повышение прочности элементов крепи: изучается механизм работы опорного узла, прочностные и деформационные свойства стержня анкера в зависимости от соотношения диаметров шпура и анкера, механизм передачи и восприятия нагрузок на элементы анкерной и комбинированной крепи на основе СЗА.
 
Технология Swellex
Анкерная крепь Swellex изобретена компанией Atlas Copco в начале 80-х годов прошлого века. Широко применяется по всему миру на горнодобывающих предприятиях Европы, США, Канады, Австралии. В России впервые масштабно задействована при строительстве олимпийских объектов в Сочи в сложных горно-геологических условиях и применяется уже на нескольких горнорудных предприятиях Урала, Забайкальского края, Кольского полуострова и Чукотки.
Основные отличия анкерной технологии Swellex от ЖБШ: высокая скорость установки, на 100 процентов качественно закрепленный свод горной выработки, простота и универсальность использования. Анкером Swellex, как показала 30-летняя практика, можно крепить все типы горных пород, вследствие этого может быть увеличена скорость проходки. Два вида контроля – на стадии производства и на стадии эксплуатации – дают любому горнорудному предприятию гарантию безопасного ведения работ.
 Atlas Copco совместно со специалистами технического департамента и Заполярного филиала “Норильского никеля” в 2012 году начали опытно-промышленные испытания технологии крепления горных выработок анкерами Swellex на рудниках “Октябрьский” и “Таймырский”. Последний этап проведен на руднике “Кайерканский”, в шахте “Известняков”, в начале 2016 года.
Всего было установлено около 2500 штук анкеров Swellex – как с пластиковым антикоррозийным покрытием, так и без него. Испытания прошли успешно.
До сих пор на рудниках НПР основным видом анкерной крепи являлись железобетонные штанги
Анкер Swellex установлен в шпур. В него под большим давлением подается вода
Александр Кисель: “Потихоньку уходим от цементного раствора”
0

Читайте также в этом номере:

Инвесторы оценили масштаб (Лариса СТЕЦЕВИЧ)
Вторая волна капстроя (Лариса СТЕЦЕВИЧ)
Невидимый фундамент (Мария ГРИГОРЬЕВА)
Что прожито, останется (Лариса ФЕДИШИНА)
Тот, кто рулит под землей (Екатерина БАРКОВА)
Место под солнцем (Виктор ЦАРЕВ)
Игры в хорошей компании (Ольга ПОЛЯНСКАЯ)
Возвращение эскимо (Мария ГРИГОРЬЕВА)
Забег во благо (Владислав ШУКШИН)
Он обещал и вернулся (Владислав ШУКШИН)
Само не отремонтируется (Ольга ЛИТВИНЕНКО)
Вышли на ринг (Владислав ШУКШИН)
Чистый город зовет (Татьяна ЕРМОЛАЕВА)
Спасибо за здоровье (Татьяна ЕРМОЛАЕВА)
Дали имя (Татьяна ЕРМОЛАЕВА)
Горсправка
Поиск
Таймырский телеграф
Норильск