Приложение 1. ФЕДЕРАЛЬНЫЕ НОРМЫ И ПРАВИЛА В ОБЛАСТИ ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ "ИНСТРУКЦИЯ ПО РАСЧЕТУ И ПРИМЕНЕНИЮ АНКЕРНОЙ КРЕПИ НА УГОЛЬНЫХ ШАХТАХ" | ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

В настоящей Инструкции использованы следующие термины:

анкерная крепь - система закрепленных в скважинах (шпурах) металлических (распорных, клиновых, винтовых с закреплением химическими растворами и смесями на цементной основе), железобетонных, деревянных или полимерных стержней (штанг), расположенных определенным образом в кровле и боках выработки и предназначенных вместе с поддерживающими элементами (опорными шайбами или подхватами) для упрочнения массива пород и повышения устойчивости обнажений;

анкер первого уровня (нижнего уровня) - цельный металлический, железобетонный, полимерный или деревянный стержень (анкер), закрепленный в шпуре (скважине) длиной, не превышающей высоту выработки;

анкер глубокого заложения (верхнего уровня, второго уровня) - анкер, превышающий длину анкера первого уровня;

выработка, пройденная "вприсечку" - горная выработка, пройденная вплотную к выработанному пространству или отделяемая от него целиком угля шириной 0,8 - 1,5 м;

горная выработка - полость в земной коре, образуемая в результате извлечения горных пород;

горное давление - давление окружающей среды на искусственное подземное сооружение или отдельно рассматриваемую часть горного массива, развивающееся в результате горных работ;

давление на крепь - силовое воздействие пород на крепь горных выработок;

двухуровневая схема крепи - совместное применение анкеров первого уровня и анкеров глубокого заложения;

жесткая крепь - крепь, деформации которой определяются только упругими деформациями составляющих ее элементов;

зона опорного давления - часть массива пород в пределах влияния очистных работ, в котором напряжения больше, чем в нетронутом массиве;

зона повышенного горного давления (далее - ПГД) - часть угольного массива и боковых пород, испытывающая повышенные напряжения, передаваемые краевыми частями, отдельными оставленными целиками или другими концентраторами, расположенными на смежном пласте (пластах);

зона проявления повышенного горного давления (далее - ППГД) - зона, в которой реализовалось повышенное горное давление в виде увеличения смещений кровли, боков и почвы горных выработок, отжимания и разрушения боков и кровли горных выработок, деформации крепи;

крепь - инженерная конструкция в горной выработке, взаимодействующая с породами и предназначенная для сохранения формы и размеров ее поперечного сечения, в соответствии с требованиями правил безопасности;

несущая способность анкера - предельная нагрузка в жестком режиме (заводская характеристика);

опорное давление - добавочное к весу толщи пород давление, оказываемое зависающими породами на часть массива за пределами выработанного пространства;

опорная плита - индивидуальный опорный элемент, не связывающий анкеры в рядах в единую систему;

податливая крепь - крепь, конструкция которой допускает уменьшение сечения выработки при сохранении несущей способности;

предохранительный целик - целик, оставленный для предотвращения вредного влияния горных разработок на охраняемые объекты;

пролет горной выработки (сопряжения) - ширина основания свода естественного равновесия;

проявление горного давления - деформирование и разрушение горных пород и крепи под действием горного давления;

протяженная горная выработка - горная выработка, длина которой на порядок и более больше ее ширины;

работа крепи (сопротивление крепи) - силовое противодействие крепи горному давлению;

сопротивление анкерной крепи - среднеарифметическая нагрузка со стороны кровли на анкерную крепь, кН/м2;

сопряжение горных выработок - узел соединения двух или более одиночных горных выработок;

смещение пород - смещение пород, вызванное проведением выработки и последующими условиями ее поддержания. Различают смещения кровли, боков и почвы выработки;

смещения кровли выработки - уменьшение высоты выработки вследствие опускания пород кровли, вызванное горным давлением;

целик - отдельная часть залежи полезного ископаемого, оставленная в процессе разработки месторождений по тем или иным причинам не извлеченной или временно не извлекаемой.

В настоящей Инструкции используются следующие условные обозначения и коэффициенты:

A - ширина камеры, м;

B - ширина выработки, м;

- ширина соседней выработки, м;

- расчетная ширина выработки (камеры), которая является основанием свода давления пород кровли, м;

- величина возможного разрушения боков выработки, м;

- расчетная ширина сопряжения, м;

- фактическая ширина выработки, м;

- минимальная ширина неразрушаемого целика, м;

- ширина целика, м;

- ширина энной заходки, м;

- фактическая ширина основной широкой выработки, м;

, - ширина части выработки при проведении двумя заходками, м;

, - ширина парных выработок в проходке, м;

- фактическая ширина пересекающейся выработки, м;

C - расстояние между рядами анкеров, м;

- расстояние между рядами анкеров усиления, м;

- расстояние между рядами анкеров в боках выработки, м;

- принятое по технологическим условиям расстояние между рядами анкеров, м;

- расстояние между рядами анкеров нижнего уровня, м;

- шаг установки анкеров, допустимый по условию устойчивости контура кровли, м;

- расстояние между подвесками подвесной монорельсовой дороги (далее - ПМД), м;

- расстояние между рядами канатных анкеров верхнего уровня, м;

- расстояние между канатными анкерами в рядах, м;

- диаметр ампулы, мм;

- диаметр стержня анкера, мм;

- диаметр скважины (шпура), мм;

D - диаметр скважин, м;

f - коэффициент крепости пород по шкале М.М. Протодьяконова;

h - высота выработки, м;

- дальность влияния по нормали от отрабатываемого пласта при подработке, м;

- дальность влияния по нормали от отрабатываемого пласта при надработке, м;

- высота камеры, м;

- мощность непосредственной кровли, м;

- расстояние от оси пласта до нижней выработки, м;

- мощность пласта с учетом пробуренной скважины, м;

- расстояние от отработанного пласта в кровлю по нормали до уровня расположения выработки на подработанном пласте, м;

- расстояние от оси пласта до верхней выработки, м;

- высота зоны интенсивной трещиноватости, м;

- мощность угольной пачки, м;

- высота свода естественного равновесия пород над выработкой, м;

- мощность нижнего слоя кровли, м;

- мощность обрушившейся толщи пород, м;

H - глубина ведения горных работ, м;

- расчетная глубина для выработок и сопряжений, м;

k - коэффициент концентрации давления для выработок, пройденных в массиве угля вне зоны опорного давления или при ширине целика более 0,1H, но не менее 30 м;

- коэффициент, учитывающий степень связывания и упрочнения пород за счет принимаемой длины закрепления стержня анкера в скважине скрепляющим составом;

- коэффициент снижения сопротивления пород сжатию за счет воздействия влаги;

- коэффициент, учитывающий влияние других смежных параллельных выработок;

- коэффициент взаимовлияния сопрягающихся выработок;

- коэффициент влияния других смежных выработок, расположенных относительно участков сопряжений на расстояниях менее допустимых ;

- коэффициент влияния гидрообработки на смещение кровли выработки, закрепленной анкерной крепью;

- коэффициент, учитывающий влияние на кровлю динамических нагрузок, возникающих при перевозке грузов;

- коэффициент запаса;

- коэффициент, характеризующий долю смещений пород кровли в общих смещениях пород на сопряжении;

- коэффициент, учитывающий обрушаемость основной кровли;

- коэффициент, учитывающий отличие напряженного состояния массива по сравнению с напряженным состоянием, вызванным собственным весом пород до поверхности;

- коэффициент увеличения напряжений в боках выработок и сопряжений при расположении их в зоне влияния опорного давления от очистных работ;

- коэффициент, учитывающий влияние податливых искусственных ограждений;

- максимальное значение коэффициента увеличения напряжений в боках выработок и сопряжений при расположении их в зоне влияния опорного давления от очистных работ;

- коэффициент пригрузки;

- коэффициент пригрузки нижнего слоя кровли;

- коэффициент влияния способа проведения выработок;

- коэффициент разрыхления пород;

- коэффициент разгрузки канатных анкеров верхнего уровня анкерами нижнего уровня;

- коэффициент, учитывающий нарушенность массива пород поверхностями без сцепления либо с малой связностью;

- коэффициент свода;

- коэффициент влияния разгрузочных скважин на величину смещения кровли;

- коэффициент, величина которого зависит от количества несущих тележек, попадающих на два смежных рельса относительно точки подвеса;

- коэффициент трещинообразования;

- коэффициент упрочнения пород за счет анкерования;

- коэффициент формы;

- коэффициент, учитывающий отличие ширины проводимой выработки от B = 5 м;

- коэффициент влияния размеров сопряжения;

- коэффициент концентрации давления в месте закрепления нижнего слоя;

- коэффициент взаимовлияния соседних выработок;

- коэффициент, учитывающий влияние площади сечения сопряжения в свету до осадки;

- коэффициент влияния времени на смещения пород;

- коэффициент влияния времени в зоне остаточного горного давления;

- коэффициент влияния времени поддержания выработки между отработкой первого и второго очистного забоев;

- коэффициент влияния угла падения пород и направления проходки выработки относительно простирания пород;

- коэффициент влияния набрызг-бетонной крепи на снижение смещений пород в выработке;

- коэффициент направления смещений пород, при определении смещений со стороны почвы или кровли;

- коэффициент концентрации напряжений в боках от проходки выработок и сопряжений;

- коэффициент увеличения напряжений в боках выработок и сопряжений от других выработок;

- коэффициент, учитывающий влияние места расположения присечной выработки относительно границы выработанного пространства;

- коэффициент закрепления кровли на опорах;

- коэффициент пригрузки вышележащих пород;

- коэффициент влияния опорного давления от ранее отработанных камер;

- коэффициент влияния трещиноватости пород в зависимости от типа кровли;

- коэффициент увеличения прочности пород за счет анкерования;

K - коэффициент смещений пород от влияния кромки пласта;

- коэффициент изменения смещений пород при надработке;

- коэффициент увеличения смещений пород от целика для выработок, расположенных под его кромкой;

- коэффициент изменения смещений пород при подработке;

- коэффициент увеличения смещений пород от целика для выработок, расположенных над его кромкой;

- коэффициент увеличения смещений пород на участках выработок, расположенных под центром целика;

- коэффициент увеличения смещений пород на участках выработок, расположенных над центром целика;

- коэффициент, учитывающий увеличение смещений пород в выработках в зонах ППГД или их снижение в зонах разгрузки для выработок, расположенных в надработанном массиве;

- коэффициент, учитывающий увеличение смещений пород в выработках в зонах ППГД или их снижение в зонах разгрузки, для выработок, расположенных в подработанном массиве;

- коэффициент упрочнения пород;

- коэффициент, учитывающий увеличение смещений пород в выработках в зонах ППГД или их снижение в зонах разгрузки;

- коэффициент изменения смещений в зоне влияния неразрушаемого целика;

- коэффициент размерности, МПа;

- коэффициент концентрации давления в месте закрепления нижнего слоя кровли;

l - расстояние до влияющей выработки, м;

- длина анкера, м;

- длина анкера, устанавливаемого в бока выработки, м;

- длина анкеров первого уровня, м;

- активная длина нижнего анкера без выступающей части, м;

- длина устанавливаемых ампул, м;

- длина анкера, устанавливаемого при проходке, м;

- длина анкеров подвески монорельсовой дороги, м;

- длина анкера усиления, м;

- длина боковых канатных анкеров, м;

- расстояние между сопряжением и соседней выработкой при отсутствии ее влияния, м;

- длина выступающей внутрь выработки части анкера, м;

- расстояние, на которое передовой забой опережает отстающий, м;

- длина заглубления подвешивающих ПМД анкеров над анкерами первого уровня, м;

- длина заходки, м;

- длина канатного анкера, м;

- расстояние от груди забоя до жесткой части перекрытия секции механизированной крепи, м;

- длина участка массива, ослабленного скважинами, м;

- длина участка массива, не нарушенного скважинами, м;

- расстояние от кромки пласта до границы зоны в направлении выработанного пространства при надработке, м;

- расстояние от кромки пласта до границы зоны в направлении массива при надработке, м;

- расстояние до очистных работ, м;

- ширина зоны влияния очистных работ, м;

- ширина зоны остаточного опорного давления, м;

- расстояние от кромки пласта до границы зоны в направлении выработанного пространства при подработке, м;

- расстояние от кромки пласта до границы зоны в направлении массива при подработке, м;

- расстояние, на которое забой проходимой сбойки опережает лаву, м;

- расстояние, на которое забой отстающей выработки опережает сбойку парных выработок, м;

- длина устойчивого пролета кровли, м;

- фактическое расстояние между сопряжением и другими выработками, м;

- ширина целика, м;

- длина анкеров, требуемая по расчетным смещениям кровли в продолжение всего срока службы, м;

- зона максимального опорного давления, м;

- допустимое расстояние отставания от ближнего проходческого забоя при проведении и креплении сбойки парных выработок, м;

- расстояние, на которое передовой проходческий забой опережает другую горную выработку, м;

- минимальное расстояние между несущими тележками, м;

- общая длина участка массива угля, обрабатываемого разгрузочными скважинами, м;

- участок монорельсовой дороги, в пределах которого происходит ее наибольшее нагружение, м;

- активная длина анкеров, м;

m - мощность пласта, м;

- вынимаемая мощность пласта, м;

- мощность несущего слоя, м;

- мощность разрушающихся пород в боках выработки, м;

- мощность слоя, м;

- мощность слоев пород, залегающих в кровле, м;

N - несущая способность, кН;

- несущая способность анкера, кН;

- несущая способность анкерной крепи в боках выработки, м;

- несущая способность анкерной крепи в кровле выработки, м;

- несущая способность анкера нижнего уровня, кН;

- необходимая несущая способность анкеров, служащих для подвешивания ПМД, кН;

- несущая способность канатного анкера, кН;

- несущая способность гидравлических стоек, кН;

- несущая способность подвесок, кН;

- несущая способность блочной деревянно-бетонной тумбы (далее - БДБТ), кН;

- несущая способность тумб или стоек посадочно-защитной крепи, кН;

- нормальная амплитуда нарушения, м;

- несущая способность рамной крепи или стоек усиления, кН;

n - количество анкеров в ряду, необходимое для создания несущего слоя;

- количество закрепляющих подвеску анкеров;

- количество анкеров в рядах боков выработки;

- количество анкеров в рядах кровли выработки;

- требуемое количество тумб или стоек посадочно-защитной крепи;

- количество канатных анкеров в ряду;

- количество кровельных анкеров нижнего уровня в каждом ряду;

- количество тумб;

- требуемое количество анкеров усиления;

- требуемое количество стоек усиления;

- число пробуренных скважин;

P - сопротивление крепи, кН/м2;

- сопротивление анкерной крепи, кН/м2;

- сопротивление анкерной крепи, устанавливаемой в бока выработки, кН/м2;

- сопротивление анкерной крепи, устанавливаемой в кровле выработки, кН/м2;

- удельная нагрузка на анкерную крепь, кН/м2;

- сопротивление анкерной крепи нижнего уровня, кН/м2;

- сопротивление анкерной крепи при проходке, кН/м2;

- сопротивление анкерной крепи усиления, кН/м2;

- возведенное сопротивление канатных анкеров, кН/м2;

- ожидаемое удельное давление пород свода на канатную крепь верхнего уровня, кН/м2;

- возведенное сопротивление анкерной крепи нижнего уровня, кН/м2;

- удельное возведенное сопротивление крепи нижнего уровня, кН/м2;

- расчетное удельное сопротивление анкеров верхнего уровня, кН/м2;

- несущая способность комбинированной крепи, кН/м2;

- сопротивление дополнительных анкеров, кН/м2;

- сопротивление крепи усиления, кН/м2;

- расчетное удельное давление пород кровли на анкерную крепь нижнего уровня, кН/м2;

- удельное давление отслоившихся пород нижнего уровня, кН/м2;

- несущая способность органной крепи, кН/м2;

- сопротивление посадочно-защитной крепи, кН/м;

- несущая способность подпорной крепи, кН/м2;

- максимальная статическая нагрузка на одну подвеску, кН;

- ожидаемое давление свода пород на крепь горной выработки (камеры) на 1 погонный метр ее длины, кН/м;

- расчетное удельное давление пород свода на крепь, кН/м2;

- расчетное сопротивление податливых стоек, кН/м2;

- прочность угольной пачки, кН/м2;

- общее сопротивление комбинированной крепи уровней, кН/м2;

- сопротивление анкерной крепи, требуемое по расчетным смещениям кровли в продолжение всего срока службы, кН/м2;

- величина пригрузки, создаваемая перевозимым по ПМД грузом, кН/м2;

- нормативная удельная нагрузка на рамную податливую крепь, кН;

q - количество грузовых тележек, шт.;

- максимально допустимый вес перевозимого груза, приходящийся на отрезок дороги , кН;

- суммарный вес навесного (подъемного) оборудования на участке дороги , кН;

- расчетное сопротивление слоев, пласта и пород в боках на сжатие, МПа;

- минимальное расчетное сопротивление слоев, пласта и пород в боках на сжатие, МПа;

r - эквивалентный радиус выработки, м;

- прочность на сжатие угольного массива в естественном состоянии, МПа;

- прочность подработанных пород, МПа;

- средневзвешенная прочность пород кровли выработки на подработанном пласте, МПа;

- средневзвешенная прочность угля на подработанном пласте, МПа;

- прочность стержня анкера на растяжение, МПа;

- сопротивление пород кровли на одноосное сжатие, МПа;

- минимальное сопротивление пород в боках выработки на одноосное сжатие, МПа;

- средневзвешенное сопротивление угля в массиве разбуренного скважинами, МПа;

- прочность угольного массива на сжатие после гидрообработки, МПа;

- сопротивление на сжатие угля в зоне влияния разгрузочных скважин, МПа;

- расчетное сопротивление пласта сжатию, МПа;

- прочность пород почвы, МПа;

- средневзвешенная прочность на сжатие вмещающих выработку пород, МПа;

- прочность на сжатие угля в массиве, МПа;

- расчетное сопротивление сжатию упрочненных пород, МПа;

- прочность угля на одноосное сжатие, МПа;

- сопротивление сжатию слоев пород, МПа;

- прочность на сжатие угольного массива в сухом состоянии, МПа;

- прочность на сжатие угольного массива при полном влагонасыщении, МПа;

- радиус зоны предельного состояния пород, м;

- максимальное сопротивление пород кровли на одноосное сжатие, МПа;

- минимальное сопротивление пород кровли на одноосное сжатие, МПа;

S - площадь поперечного сечения камеры (выработки), м2;

- площадь заходки, м2;

- площадь устойчивого обнажения пород кровли, м2;

t - срок службы выработки, год;

U - смещение, мм;

- смещение кровли с анкерной крепью, мм;

- смещение кровли выработки, закрепленной анкерной крепью в сочетании с набрызг-бетоном, мм;

- смещение пород боков в горизонтальных и наклонных выработках, мм;

- расчетное смещение кровли проводимой выработки, мм;

- расчетное смещение кровли выработок, проводимых в массиве, затем поддерживаемых на границе с выработанным пространством и погашаемых смежной лавой, мм;

- смещение заанкерованной кровли выработки, расположенной в осадочных породах вне зоны влияния очистных работ, мм;

- расчетное смещение кровли выработок, проводимых в массиве и поддерживаемых в зоне влияния очистных работ с шириной охранного целика менее 0,1H, мм;

- смещения кровли выработки после гидрообработки угольного массива, мм;

- смещения кровли выработки с учетом влияния разгрузочных скважин, мм;

- смещение кровли без влияния разгрузки скважинами, мм;

- смещение пород кровли горной выработки на сопряжениях, в зоне влияния очистных работ, мм;

- расчетное смещение кровли в период влияния опорного давления на протяжении 0,1H м от погашающей лавы, мм;

- смещение пород почвы в горизонтальных и наклонных горных выработках, мм;

- дополнительное смещение кровли горных выработок от влияния погашающей лавы, мм;

- расчетное смещение кровли горной выработки, проводимой и поддерживаемой в массиве вне влияния очистных работ, мм;

- расчетное смещение кровли при проходке выработки, мм;

- расчетное смещение кровли в период влияния погашенной лавы, мм;

- смещение пород кровли при проведении выработки вприсечку к выработанному пространству, мм;

- смещение пород кровли в присечной выработке вне влияния подготавливаемой лавы, мм;

- расчетное смещение кровли вне зоны влияния очистных работ, мм;

- расчетное смещение пород кровли выработки, в зависимости от способа охраны, мм;

- расчетное смещение пород кровли выработки, погашаемой за лавой, мм;

- расчетное смещение пород кровли выработки, проводимой вприсечку к выработанному пространству, мм;

- смещения, компенсируемые подпорной крепью, мм;

- расчетное смещение кровли в монтажных камерах, мм;

- типовое смещение в выработке с анкерной крепью, мм;

- типовое смещение пород кровли, мм;

- типовое смещение пород почвы, мм;

- типовое смещение пород боков, мм;

- расчетное смещение кровли выработок, поддерживаемых в зоне опорного давления при ширине целиков больше 0,05H, но не менее 15 м, мм;

- смещение кровли выработки в зоне влияния очистных работ, мм;

- смещение пород в выработке за период влияния временного опорного давления первой лавы, мм;

- смещение пород позади забоя первой лавы, мм;

- смещение пород в зоне временного опорного давления, мм;

- смещение пород в присечной выработке в зоне влияния временного опорного давления собственной лавы, мм;

- смещение пород в горных выработках, не испытывающих влияния зон ППГД, мм;

- средняя скорость смещений пород в течение двух месяцев после проходки забоя присечной выработки, мм/мес.;

- скорость смещений пород в зоне остаточного опорного давления в выработках с охраной угольными целиками, мм/мес.;

W - влажность горной породы в естественном состоянии, %;

- влажность горной породы при полном влагонасыщении, %;

- расстояние от краевой части пласта до искомой точки, м;

- объемный вес пород, кН/м3;

- объемный вес нижнего слоя кровли, МН/м3;

- толщина набрызг-бетонной крепи, мм;

- безразмерный коэффициент;

- коэффициент, учитывающий процентное содержание песчаников в породах междупластья;

- степень относительной напряженности пород и пласта, расположенных в боках выработки, МПа;

- боковые, относительно выработки, напряжения в массиве, МПа;

- угол внутреннего трения, град.;

- конструктивная податливость анкеров, мм;

- конструктивная податливость крепи усиления, мм;

П - плотности установки анкеров, анк/м2;

- необходимая плотность установки канатных анкеров, анк/м2;

- необходимая плотность установки анкеров нижнего уровня, анк/м2;

- минимальная плотность установки анкеров, анк/м2.