Контроль за качеством возведения анкерной крепи
Установленная крепь должна строго соответствовать параметрам, заданным в паспорте крепления, главными некоторых являются длина и диаметр анкеров, сетка их расположения, прочность закрепления в скважине и вeличина натяжения. Соответствие проектных параметров фактическим лучше всего может быть достигнуто при механизированном возведении крепи и постоянном контроле за установкой и работой анкеров.
При получении очередной партии элементов анкерной крепи необходимо произвести выборочную проверку качества ее изготовления, соответствие фактических размеров проектным, элементов замков анкеров, состояние резьбовых соединений, деформационные свойства стержней анкеров и опорных элементов. Рекомендуется проверять не менее 5% от общего числа анкеров из каждой полученной партии. При обнаружении дефектов необходимо предъявить рекламацию заводу-изготовителю крепи. Применение материалов железобетонной анкерной крепи: цемента и заполнителя недопустимо без наличия на них сертификата.
При бурении скважин необходимо точно выдерживать их диаметр, предусмотренный паспортом крепления, который должен соответствовать диаметру замка устанавливаемого анкера. Для этого необходимо пользоваться буровыми коронками заданного диаметра. Для контроля размеров замков анкеров и буровых коронок применяют контрольные шаблоны. Замеры фактического диаметра скважины в зоне закрепления замка производят специальными приборами, принцип действия которых основан на радиальном перемещении опорных элементов до соприкосновения со стенками скважины за счет осевого перемещения стержня, на одном конце которого установлен конусный наконечник, а другой снабжен шкалой. В России применяют приборы для замера диаметра скважины типа ИКДШ, ППВС, ПИШ-1 и др. Для контроля за прочностью закрепления замков металлических анкеров и стержней железобетонных и сталеполимерных анкеров в отечественной и зарубежной практике применяют приборы типа вытягивателей. Они представляют собой домкраты, с помощью которых измеряют смещение анкеров под действием приложенной нагрузки. В нашей стране широкое применение получили вытягиватели ПКА конструкции КузНИУИ и УВШ-5/15 конструкции НИПИГОРМАШа.
Прибор ПКА массой 11 кг работает по принципу винтового домкрата. Максимальное тяговое усилие 110 кН. Нагрузка определяется по показаниям манометра.
Вытягиватель УВШ-5/15 (рис. 43) (развивает усилие 150 кН, ход поршня 50 мм, масса 9,2 кг) работает от привода маслонасоса, развивающего давление до 18 МПа с которым он связан высоконапорным шлангом. Вытягиватель представляет собой гидроцилиндр с полым штоком, сквозь который пропущена тяга, имеющая на одном конце резьбовую нарезку; а на другом — рукоятку.
При испытании анкера на прочность закрепления вытягиватель закрепляется тягой за его стержень и подвешивается за соседние анкеры предохранительными цепями. Нагрузка на анкер определяется по манометру маслонасоса, а скольжение по шкале на штоке вытягивателя. Точность показаний ±350 Н.
Проверку прочности закрепления производят вытягиванием контрольных, анкеров. Показателем прочности закрепления является скольжение в метрах при приращении нагрузки на = 1 Н. Этот показатель зависит от типа и конструкции анкеров. Для металлических анкеров клинощелевого типа показатель прочности закрепления находится в пределах 11—17 мкм/Н, для анкеров распорного типа 15—23 мкм/Н, для железобетонных и сталеполимерных анкеров 2,5—5 мкм/Н.
Для контроля натяжения анкеров используют динамометры различных конструкций, которые устанавливают между опорной плиткой и натяжной гайкой. Известны тензометрические, магнитоупругие, гидравлические, пружинные, шариковые динамометры и динамометры с фотоупругим диском. Наибольшее распространение получили гидравлические динамометры типа. ДА-2 (рис. 43, б) и пружинные динамометры типа ДНА-1 конструкции ИГД им. А; А. Скочинского. Данные динамометры предназначены только для выборочных контрольных измерений и не могут служить средством проверки натяжения каждого анкера. Для периодической контрольной проверки натяжения анкеров; служат динамометрические ключи, с помощью которых производят заме крутящего момента затяжки гаек. Для определения натяжения анкеров по величинам крутящего момента пользуются экспериментальными значениями соотношений, представленными в табл. 11.
Широко применяются динамометрические ключи М-40 конструкции НИПИГОРМАШа (рис. 44) . Ключ состоит из патрона, корпуса, рычага, оттариванной пружины, редуктора, шкалы и рукоятки. Предел измерений шкалы ключа 0—400 Нм, масса 5 кг. Более 200 динамометрических ключей М-40 эксплуатируются на шахтах и рудниках.
Для постоянного контроля натяжения каждого анкера служат упругие прокладки, пружинные шайбы и опорные плитки, обладающие упругой деформацией. Сравнительно широко в США распространен динамометр, состоящий из упругой резиновой прокладки, зажатой между двумя стальными дисками, и имеющий центральное отверстие для прохода стержня анкера. При затягивании гайки прокладка концентрически расширяется. Измерение длины ее окружности калиброванной скобой позволяет судить о величине натяжения анкера.
В ФРГ для контроля натяжения анкеров используют пружинные прокладки. В России применяют пружинные шайбы; размещенные между опорной плиткой и гайкой. Несомкнутые концы шайбы указывают на недостаточное натяжение стержня анкера. Термически обработанные пружинное шайбы размером 24х9х9 и 27х10х10 мм из стали 65Г имеют сопротивление, сжатию 20—40 кН, а их деформация составляет 2—3 мм.
Перспективным является способ контроля натяжения анкеров по деформации опорных плиток. При этом гайка затягивается до тех пор, пока опорная плитка не прогнется до заданной величины.
Однако у применяемых в России России опорных плиток деформация необратима (плитка треста Эстонсланец), или мала по величине (плитка СУБРа и плоская плитка). Для оценки расслоения пород и установления необходимой длины анкеров применяют оптические приборы для осмотра стенок скважин. В России выпускают приборы марок РВП и ПРК-2М конструкций КузНИУИ. Аналогичные конструкции применяют и за рубежом. Контроль за устойчивостью заанкерованных пород может осуществляться различными способами; визуальным (осмотром выработок и простукиванием пород) наблюдением за деформированием контрольных стоек или за сигнальными устройствами, укрепленными на контурных концах реперов, замки которых закрепляют в практически не смещающейся зоне породного массива; измерениями величины и скорости смещения пород на контуре выработки; замерами изменения акустической или электрической проницаемости укрепленной толщи пород или интенсивности шумов в массиве, вызванных деформированием пород.