Soporte de Arco de Acero y Anclaje de Roca en Términos de la Estabilidad de la Galería Detrás del Frente de Extracción

El sistema de frente largo es un sistema de extracción comúnmente utilizado en la minería de carbón en muchos países, incluido Polonia. Uno de los métodos para reducir los costos de extracción es el uso dual de la galería. En primer lugar, la galería sirve como la salida, y durante la explotación del segundo panel de carbón, funciona como la entrada. Tal situación requiere el mantenimiento de la carretera detrás del frente de extracción, que típicamente es complicado, debido a las cargas significativas relacionadas con el estrés en el soporte y su deformación considerable. El diseño del soporte para este tipo de carretera debe tener en cuenta el impacto dual de la presión de explotación y la influencia de la zona colapsada detrás del frente de extracción. Este artículo presenta los resultados de la investigación in situ realizada en dos carreteras detrás del frente de extracción. En ambas carreteras, se examinó la efectividad de marcos de arco de acero diseñados especialmente y patrones de anclaje de roca para minimizar las deformaciones de la carretera y mantener su funcionalidad. El proyecto de investigación se compuso de varias etapas. Inicialmente, se realizaron estudios mineros y de laboratorio para determinar los parámetros geomecánicos de las rocas. Posteriormente, se llevaron a cabo pronósticos de estabilidad de excavación y funcionalidad basados en los indicadores empíricos de los autores. Luego, se realizaron análisis numéricos para diseñar esquemas de soporte (arcos de acero y anclajes de roca) en ambas carreteras. Se diseñó un sistema de monitoreo totalmente automatizado con registradores de datos programados para verificar el comportamiento de una masa rocosa específica y los elementos de soporte. La carga en el soporte de arco de acero se midió con la ayuda de celdas de carga, mientras que la carga en el soporte de anclaje de roca se realizó con la ayuda de tornillos de medición. Detrás del frente de extracción, también se monitorearon las cargas en las cestas de madera colocadas desde el lado del goaf. Además, la estación de medición estaba equipada con extensómetros para monitorear el movimiento de las capas del techo y medidores de estrés para determinar los cambios en el estrés de la masa rocosa. También se utilizaron métodos de escaneo láser o métodos de topografía tradicionales para verificar los esquemas de soporte a través de mediciones de convergencia de la carretera. Los resultados obtenidos nos permitieron sacar conclusiones sobre la optimización de los esquemas de soporte y dar recomendaciones para la aplicación práctica de refuerzos específicos en excavaciones mantenidas detrás del frente de extracción.