СПОСОБ СОЗДАНИЯ ПОСАДОЧНОЙ ЩЕЛИ НА СОПРЯЖЕНИЯХ ЛАВЫ С ПОДВОДЯЩИМИ ШТРЕКАМИ Российский патент 1995 года по МПК E21C41/16 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной добыче полезных ископаемых.

Известно, что эффективность добычных работ определяется устойчивостью кровли в призабойном пространстве лав и особенно на их сопряжениях с оконтуривающими штреками там, где имеются наибольшие обнаженные площади. Указанные моменты осложняются при отработке запасов в условиях труднообрушаемой кровли, где в силу зависания породной консоли из-за прочных сил сцеплений в породах нагрузки на крепи очистных забоев в районе сопряжений зачастую превышают допустимые. Возникающее при этом опорное давление способствует развитию опасного отжима угля с груди забоя и требует возведения дополнительного, усиливающего крепления штреков впереди лавы, которое помимо повышенных материальных и трудовых затрат создает стесненные условия для установленного оборудования и неудобства в его обслуживании.

Эффективным способом поддержания сопряжений лав с оконтуривающими штреками является своевременная посадка зависающей консоли основной крепи на данных участках. Своевременная посадка кровли в заданных местах может быть произведена с помощью посадочной щели, создающей ослабленную зону в месте формирования щели, по которой и обрезается подработанная породная консоль. Известен способ создания ослабленной зоны в породах кровли очистных забоев методом опережающего торпедирования взрыванием зарядов ПВ в пробуренных скважинах [1] Данный способ дорогостоящий и малоэффективный, поскольку в данном случае не происходит сплошной линии разрыва связей между частицами породы, а достигается только их некоторое разупрочнение, зависящее от точности выдерживания расстояния между скважинами. Выдержать заданное расстояние при бурении наклонных скважин практически невозможно в связи с неизбежным отклонением бурового става. Поэтому и невозможно получить сплошную разрыхленную зону. Она, как правило, разрывается монолитными, непроработанными участками, снижающими эффективность способа.

Известен более прогрессивный метод создания ослабленных зон путем формирования их с помощью сплошной посадочной щелью, сооружаемой с помощью буровзрывных работ (2), когда кровля выработки прорывается серией шпуров. Данный метод находит применение при охране подготовительных выработок с целью их повторного использования, при создании условий отбойки пород в сторону выработанного пространства (3) или проведением БВР в специальной выработке, пройденной вприсечку параллельно охраняемой. Проведение взрывных работ на сопряжениях лав, участках, насыщенных оборудованием, кабельным хозяйством, конвейерной линией и с повышенными нагрузками на крепь подготовительных выработок не представляется возможным. Предварительное создание посадочных щелей буровзрывным способом в период подготовки выемочных столбов сопряжено с дополнительными затратами на перекрепление и поддержание участков выработки с разрушенной кровлей.

В этой связи изыскание способов создания посадочных щелей в стесненных условиях сопряжений очистных забоев с подготовительными штреками имеет важное практическое значение.

Поставленная цель достигается бурением серии наклонных и вертикальных сближенных скважин вдоль пролета выработки с расстоянием между центрами скважин, не превышающего их диаметра.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что он предусматривает полный разрыв связей между частицами породы в местах создания посадочной щели и максимального ослабления подработанной консоли пород в местах ее напряженного состояния.

На фиг. 1 показано расположение щелей относительно линии очистного забоя; на фиг. 2 расположение вертикальных и наклонных скважин.

В подводящих выработках 1 впереди линии очистного забоя 2 на расстоянии, определяемом напряженным состоянием породной консоли, по наличию отжима угля с груди забоя и согласованным с шагом передвижки крепи сопряжения 3 в промежутках между верхняками штрековой крепи создается ослабленная зона 4 путем бурения серии наклонных и вертикальных сближенных скважин 5, 6 вдоль пролета выработки на глубину, равной мощности интенсивно смещающейся консоли, величина которой может быть определена с помощью глубинных реперов. Расстояние между центрами шпуров или скважин в сериях не должно превышать их диаметра.

Наклонные скважины в сторону лавы бурятся с таким расчетом, чтобы общая ширина ослабленной зоны была не менее двух пролетов выработки. При этом условии, по данным практики, обеспечивается надежная опора из формирующегося угольного целика 7 в приконтурной части выработки, способная совместно со штрековой крепью выполнить роль посадочного "ножа" или обеспечить устойчивое поддержание смещающихся пород кровли без разрушения крепи со стороны очистного забоя. Верхний предел этого параметра не ограничивается и устанавливается по условиям бурения. Минимальная величина посадочной щели может быть скорректирована по данным практики в каждом конкретном случае в зависимости от качества посадки кровли и устойчивости угольного целика со стороны лавы.

После окончания бурения серии наклонных, параллельных шпуров, бурится серия вертикальных (очередность выполнения операций не имеет значения). Вертикальные шпуры или скважины закладываются на линии посадочной щели, заданной наклонными скважинами для создания общего прямолинейного разреза. С приближением к устьям наклонных скважин, вертикальные забуриваются в устьевые части ранее пробуренных скважин с продолжением линии разреза на их концах до смыкания с линией, созданной серией наклонных скважин.

При этом не исключается, что достаточным для обрушения породной консоли в районе сопряжений будет бурение серии только наклонных или вертикальных сближенных скважин.

Для удобства в проведении буровых работ рекомендуются составные штанги. Бурение скважин производится легкими буровыми станками типа БВУ-1, ШЛБС, СРП-2 или ручными сверлами.

Способ создания посадочной щели на сопряжениях лавы с подводящими штреками относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной добыче пластовых месторождений. При осуществлении способа в подводящих выработках впереди очистного забоя на расстоянии, определяемом из расчета возможности прохода крепью сопряжений заданного места обрушения кровли к моменту развития отжима угля с груди забоя в районе сопряжений, в промежутках между верхняками штрековой крепи создается ослабленная зона путем бурения серии восходящих сближенных скважин вдоль пролета выработки на глубину, равной мощности и смещающейся консоли, с расстояниями между их центрами не более диаметра скважины. 2 ил.

СПОСОБ СОЗДАНИЯ ПОСАДОЧНОЙ ЩЕЛИ НА СОПРЯЖЕНИЯХ ЛАВЫ С ПОДВОДЯЩИМИ ШТРЕКАМИ, включающий бурение наклонных и вертикальных скважин вдоль пролета выработок, отличающийся тем, что скважины бурят сближенными с расстоянием между их центрами не более диаметра скважины.