COMPARISON OF THE BARREL-NUT-WEDGE AND THE COLLET GRIP SYSTEMS OF DEEP-SET CABLE BOLTS IN UNDERGROUND MINE SUPPORT

Аннотация

The paper addresses a pressing issue, i.e. enhancing the structural elements in rock bolt support of underground mine workings of various types. It compares the elements and equipment used in competing cable bolt designs with the barrel-nut-wedge and the collet grip systems, focusing on ease of manufacturing and operational reliability in underground mine support and when suspending and fixing stationary equipment. The optimal ratios of geometric parameters and the choice of materials are suggested for components of the barrel-nut-wedge assemblies, which is important for the large-scale production of the cable bolts. A comparison and correlation of tentative economic indicators was made for the options of using a cable bolt with the barrel-nut-wedge and the collet grip systems, which proved the savings in material and labor costs. The advantages of using the barrel-nut-wedge grip system in the cable support systems have been justified and confirmed both theoretically and in practice.

Ключевые слова

Rock bolting, deep-set cable bolt, flexible bolt, collet grip, underground mine support, hydraulic tensioner, bulbs.

Список литературы

1. Голавинский В.Н., Ломакин А.Ю., Карасев В.А. Опытно-конструкторское внедрение (ОПИ) активных и комбинированных (пассивных) типов крепления на участках развития опорного давления в горных выработках АО «ТНК «Казхром» // Уголь. 2025;(6):62-68. DOI: 10.18796/0041-5790-2025-6-62-68. Golavinskiy V.N., Lomakin A.Yu., Karasev V.A. Pilot implementation of active and combined (passive) types of rock support in the bearing pressure areas in mine workings of TNC Kazchrome JSC. Ugol'. 2025;(6):62-68. (In Russ.). DOI: 10.18796/0041-5790-2025-6-62-68.
2. ГОСТ 31559 – 2012. Крепи анкерные. Общие технические условия.
3. Еременко В.А. Разработка и обоснование параметров системы анкерного крепления междукамерного целика большого сечения и протяженности // Горный журнал. 2020;(1):67-72. Yeremenko V.A. Rock bolting design and justification for rib pillars of large cross-section and extension. Gornyj zhurnal. 2020;(1):67-72. (In Russ.).
4. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Инструкция по расчету и применению анкерной крепи на угольных шахтах». М., 2021.
5. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности в угольных шахтах». М., 2021.
6. Повышение эффективности анкерного крепления горных выработок путем применения «активных» методов управления состоянием массива горных пород / Е.А. Разумов, С.И. Калинин, В.Г. Венгер и др. // Горный журнал. 2021;(1):27-30. Razumov E.A., Kalinin S.I., Wenger V.G. et al. Enhancement of rock bolt performance through "active" ground control. Gornyj zhurnal. 2021;(1):27-30. (In Russ.).
7. Нестандартные способы крепления конвейерного транспорта / И.В. Стампольский, А.Н. Ходосевич, В.А. Самматов и др. // Уголь. 2025;(11):71-75. DOI: 10.18796/0041-5790-2025-11-71-75. Stampolskij I.V., Khodosevich A.N., Sammatov V.A., Lomakin A.Yu., Karasev V.A. Non-standard methods of fastening conveyor transport. Ugol'. 2025;(11):71-75. (In Russ.). DOI: 10.18796/0041-5790-2025-11-71-75.
8. Самматов В.А. Карасев В.А. Технологические решения, повышающие устойчивость крепления горных пород // Уголь 2025;(5): 22-26. https://ugolinfo.ru/Jour/052025.pdf. Sammatov V.A., Karasev V.A. Technological solutions that enhance rock stability. Ugol'. 2025;(5):22-26. https://ugolinfo.ru/Jour/052025.pdf.(In Russ.).
9. Федянин А.С. Стратегия организации контроля и управления технико-производственными рисками горнодобывающих предприятий // Горный журнал. 2022;(1):11-15. Fedyanin A.S. Production and technical risk assessment and management strategy in the mining industry. Gornyj zhurnal. 2022;(1):11-15. (In Russ.).
10. Charlie C. Li. Principles of rockbolting design. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2017;(9):396-414.
11. Hoek E., Kaiser P.K., Bawden W.F. Support of Underground Excavations in Hard Rock. AA Balkema, Rotterdam, 1995, 225 p.
12. D. Jean Hutchinson, Mark S. Diederichs. Cablebolting in underground mines. Published by BiTech Publishers Ltd, 1996, 406 p.
13. Копейкин И.С., Лягов А.В., Исмаков Р.А. Особенности работы цанговых механизмов в пакерных системах при повторных посадках в скважине // Нефтегазовое дело. 2021;19(6):174-183. Kopeikin I.S., Lyagov A.V., Ismakov R.A. Operation features of collet mechanisms in packer systems during repeated landing in a well. Neftegazovoe delo. 2021;19(6):174-183. (In Russ.).
14. Патент на полезную модель № RU205737U1 Российская Федерация. Гибкий анкер / Ф.А. Анисимов / Патентообладатель Анисимов Федор Александрович. 2020132098; заявл. 28.09.2020, опубл. 04.08.2021 Бюл. № 22.
15. Создание заделок канатной штанги, выполненных в виде вантового соединения // В.Н. Ивановский, А.А. Сабиров, А.В. Деговцев и др. // Территория «Нефтегаз». 2019:(7-8):50-55. Ivanovskiy V.N., Sabirov A.A., Degovtsov A.V. et al. The creation of the rope rod clamp made in the form of a cable-stayed connection. Territoriya Neftegaz. 2019:(7-8):50-55. (In Russ.).