СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ КРОВЛЕЙ Российский патент 2005 года по МПК E21D19/00 

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано для управления горным давлением при подземной разработке пологих пластов полезных ископаемых.

Известен способ управления труднообрушаемой кровлей при разработке калийных и угольных пластов с труднообрушаемыми кровлями, в частности при селективной выемке полезного ископаемого с частичной закладкой выработанного пространства бутовыми полосами, который характеризуется, тем что в способе управления труднообрушаемой кровлей, заключающемся в частичной закладке выработанного пространства боковыми и центральной бутовыми полосами, центральную бутовую полосу закладывают участками параллельно линии очистного забоя по мере подвигания лавы через расстояние h, равное установившемуся шагу обрушения пород основной кровли, с длиной бутовой полосы до L/5 и шириной не менее h|5, где L - длина очистного забоя. Таким образом, возводимые параллельные бутовые полосы будут играть роль «подушек», снимающих динамику обрушений и одновременно способствующих созданию блоков обрушаемой основной кровли уменьшенных размеров. При этом обрушение кровли будет происходить регулярно по мере отрицательных последствий для работы лавы, повысится безопасность горных работ, патент 2177546, кл. Е 21 С 41/18.

Недостатком данного способа является высокая трудоемкость его реализации, что связано с необходимостью в закладке больших объемов пород в выработанном пространстве на всю мощность пласта, при этом во многих случаях работы выполняются вручную.

Известен способ управления кровлей на сопряжениях лав с подготовительными выработками, заключающийся в поддержании кровли на сопряжениях лав с подготовительными выработками механизированными крепями сопряжения, состоящих из сдвоенных секций, которые разгружают, передвигают в направлении подвигания лавы и устанавливают в рабочее положение. На перекрытия секций крепи сопряжений после их разгрузки укладывают пневмобаллоны, в которые после установки секций механизированной крепи сопряжения в рабочее положение нагнетают сжатый воздух до распора пневмобаллонов между перекрытиями секций крепи сопряжений и кровлей выработки. При отработке пластов с неустойчивыми породами кровли и креплении выработки рамной крепью пневмобаллоны располагают между верхняками крепи выработки, см. патент 2157453, кл. Е 21 D 23/00.

Однако данный способ имеет ограниченную область применения на сопряжениях лав с подготовительными выработками, так как оставлять механизированную крепь с пневмобаллонами в выработанном пространстве исключено из-за большой стоимости крепи.

Известен способ управления кровлей, взятый в качестве прототипа, предусматривающий выкладку в выработанном пространстве бутовых полос из породы (см. Ю.Ф. Васючков. ГОРНОЕ ДЕЛО, Москва, «Недра», 1990, стр.178).

Недостатком данного способа является высокая трудоемкость его реализации, что связано с необходимостью в закладке больших объемов пород в выработанном пространстве на всю мощность пласта, при этом во многих случаях работы выполняются вручную.

Техническим результатом является устранение указанных недостатков, т.е. уменьшение трудоемкости и снижение затрат на возведения бутовых полос из пород в пространстве, выработанном.

Технический результат достигается тем, что в способе управления кровлей, включающем возведение в выработанном пространстве бутовых полос из породы шириной 2-3 m с расстояниями между ними 2,5-5,0 m, согласно изобретению, на бутовые полосы устанавливают пневмобаллоны, при этом минимальную ширину бутовых полос принимают более ширины пневмобаллона, а высоту бутовых полос определяют из выражения

h≥m-а-ε_пр (м),

где h - высота бутовой полосы, м:

m - мощность пласта, м:

а - максимальная высота пневмобаллона в рабочем состоянии,

а_пp - предельно допустимая величина свободного (без контакта с пневмобаллонами) опускания пород кровли над бутовой полосой с пневмобаллонами, при превышении которой происходят опасные разрушения пород кровли, м.

Изобретение поясняется чертежом, на котором показано взаимное расположение пневмобаллона и бутовой полосы.

Способ осуществляется следующим образом.

В выработанном пространстве очистного забоя между кровлей 1 и почвой пласта 2 осуществляют выкладку бутовой полосы 3 из породы. Ширину бутовых полос принимают, как правило, равной (2-3)m, а расстояние между бутовыми полосами принимают (2,5-5)m. На бутовые полосы укладывают пневмобаллоны 4, при этом минимальную ширину бутовых полос а_min принимают более ширины пневмобаллона b, (высоту бутовых полос h определяют из выражения

h≥m-а-ε_пр (м),

где h - высота бутовой полосы, м;

m - мощность пласта, м;

а - максимальная высота пневмобаллона в рабочем состоянии, м;

а_пp - предельно допустимая величина свободной (без контакта с пневмобаллонами) опускания пород кровли над бутовой полосой с пневмобаллонами, при превышении которой происходят опасные разрушения пород кровли, м.

ε_пр - определяется для конкретных горно-геологических и горно-технических условий путем проведения лабораторных, аналитических или шахтных исследований.

Способ управления кровлей, заключающийся в возведении бутовой полосы в сочетании с пневмобаллонами, позволит плавное опускание пород кровли в выработанном пространстве и снизить нагрузки на призабойное пространство очистного забоя.

Данный способ позволит уменьшить трудоемкость и снизить затраты на возведения бутовых полос в выработанном пространстве очистных выработок (лав, камер, заходок и др.)

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано для управления горным давлением при подземной разработке пологих пластов полезных ископаемых. Обеспечивает уменьшение трудоемкости и снижение затрат на возведение бутовых полос из пород в выработанном пространстве. Способ включает возведение в выработанном пространстве бутовых полос из породы шириной 2-3 m с расстояниями между ними 2,5-5,0 m. На бутовые полосы устанавливают пневмобаллоны. Минимальную ширину бутовых полос принимают более ширины пневмобаллона, а высоту бутовых полос определяют из выражения h≥m-а-ε_пр (м), где h - высота бутовой полосы, м; m - мощность пласта, м; а - максимальная высота пневмобаллона в рабочем состоянием; ε_пр - предельно допустимая величина свободного опускания пород кровли над бутовой полосой с пневмобаллонами, м. 1 ил.

Способ управления кровлей, включающий возведение в выработанном пространстве бутовых полос из породы шириной 2-3 м, с расстояниями между ними 2,5-5,0 м, отличающийся тем, что на бутовые полосы устанавливают пневмобаллоны, при этом минимальную ширину бутовых полос принимают более ширины пневмобаллона, а высоту бутовых полос определяют из выражения

h≥m-а-ε_пр,

где h - высота бутовой полосы, м;

m - мощность пласта, м;

а - максимальная высота пневмобаллона в рабочем состоянии, м;

ε_пр- предельно допустимая величина свободного опускания пород кровли

над бутовой полосой с пневмобаллонами, м.