СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ КРОВЛЕЙ Российский патент 2007 года по МПК E21D11/00 E21C41/16 

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 расстояния 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 подержании кровли на сопряжениях лав с подготовительными выработками механизированными крепями сопряжений, 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 пневммобаллоны 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, включающий возведение в выработанном пространстве бутовых полос из породы шириной (2-3)m с расстояниями между ними (2,5-5,0)m, а на бутовые полосы устанавливают пневмобаллоны, при этом минимальную ширину бутовых полос принимают более ширины пневмобаллона, а высоту бутовых полос определяют из выражения:

h≥m-a-ε_пр (м),

где h - высота бутовой полосы, м;

m - мощность пласта, м;

а - максимальная высота пневмобаллона в рабочем состоянии, м;

ε_пр - 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 (см. патент 2254479, кл. Е 21 С 41/04).

Однако несущая способность такой бутовой полосы незначительна и при опускании пород кровли усадка бутовой полосы будет значительной, а значит, эффективность управления кровлей снижается.

Техническим результатом является повышение эффективности управления кровлей.

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, а на бутовые полосы заданной высоты устанавливают пневмобаллоны, при этом минимальную ширину бутовых полос принимают более ширины пневмобаллона, согласно изобретению, по мере возведения бутовой полосы на нее перпендикулярно ее продольной оси укладывают гибкие связующие элементы на высоте, равной 0,5 ее конечной высоты, длиной, превышающей ширину полосы перпендикулярно ее продольной оси, а после возведения породной полосы на всю высоту к концам связующих элементов прикрепляют ограничительные пластины и стягивают бутовую полосу, затем на полосу укладывают пневмобаллоны длинной стороной перпендикулярно оси бутовой полосы, а по бокам пневмобаллонов, по их длине, укладывают деревянные опоры, высоту которых принимают больше высоты пневмобаллона в сложенном состоянии, а после опускания кровли на деревянные опоры; пневмобаллоны снимают с бутовой полосы, при этом высоту бутовой полосы h_о определяют из соотношения:

h_о=m_о-h_б (м),

где h_о - высота бутовой полосы, м;

m_о - вынимаемая мощность пласта, м;

h_б - высота пневмобаллона в рабочем состоянии, м,

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 показана бутовая полоса с уложенным на ней стягивающим элементом: на фиг.2 показана бутовая полоса со стягивающим элементом и уложенными на бутовой полосе деревянными опорами и пневмобаллонами в загруженном состоянии: на фиг.3 показана бутовая полоса со связующими элементами, деревянными опорами и спущенными пневмобаллонами.

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, a расстояние между бутовыми полосами принимают (2,5-5)m. Вначале выкладывают бутовую полосу высотой примерно равной ½ мощности пласта (m). На бутовую полосу перпендикулярно ее продольной оси укладывают связующие элементы 4, длину которых принимают больше ширины бутовой полосы. Связующие элементы могут быть выполнены гибкими в виде канатов, а также в виде металлических стержней. Далее на связующие элементы, уложенные на бутовой полосе, продолжают укладывать слои пустых пород на высоту h_о, определяемую из выражения:

h_о=m_о-h_б (м),

где h_о - высота бутовой полосы, м; m_о - вынимаемая мощность пласта, м;

h_б - высота пневмобаллона в рабочем состояниии, м, затем к концам связующих элементов прикрепляют ограничивающие пластины 5 и стягивают бутовую полосу (закладочный массив) (В виде пластины можно использовать деревянный горбыль). В качестве стягивающих элементов в зависимости от связующих элементов используются либо хомуты или резьбовое соединение с помощью гайки 6. На бутовые полосы укладывают пневмобаллоны 7, при этом минимальную ширину бутовых полос α_min принимают более длины пневмобаллона, а в пневмобаллоны 7 подают сжатый воздух, распирая их между кровлей 1 и бутовой полосой 3, а с боков пневмобаллонов на породные полосы укладывают деревянные опоры 8, высоту которых h_∂o принимают больше высоты пневмобаллона в сложенном состоянии, а после опускания кровли на деревянные опоры пневмобаллоны снимают с бутовых полос.

Данный способ позволит повысить эффективность управления кровлей.

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано для управления горным давлением при подземной разработке пологих пластов полезных ископаемых. Обеспечивает повышение эффективности управления кровлей. Способ включает возведение в выработанном пространстве бутовых полос из породы шириной 2-3 м с расстояниями между ними 2,5-5,0 м. На бутовые полосы заданной высоты устанавливают пневмобаллоны. Минимальную ширину бутовых полос принимают более ширины пневмобаллона. По мере возведения бутовой полосы на нее укладывают гибкие связующие элементы на высоте, равной 0,5 ее конечной высоты, длиной, превышающей ширину полосы перпендикулярно ее продольной оси. После возведения бутовой полосы на всю высоту к концам связующих элементов прикрепляют ограничительные пластины и стягивают бутовую полосу. Затем на полосу укладывают пневмобаллоны длинной стороной перпендикулярно оси бутовой полосы. По бокам пневмобаллонов, по их длине, укладывают деревянные опоры, высоту которых принимают больше высоты пневмобаллона в сложенном состоянии. После опускания кровли на деревянные опоры пневмобаллоны снимают с бутовой полосы. Высоту бутовых полос определяют из соотношения: h_o=m_o-h_б (м), где h_o - высота бутовой полосы, м, m_о - вынимаемая мощность пласта, м, h_б - высота пневмобаллона в рабочем состоянии, м. 3 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, а на бутовые полосы заданной высоты устанавливают пневмобаллоны, при этом минимальную ширину бутовых полос принимают более ширины пневмобаллона, отличающийся тем, что по мере возведения бутовой полосы на нее укладывают гибкие связующие элементы на высоте, равной 0,5 ее конечной высоты, длиной, превышающей ширину полосы перпендикулярно ее продольной оси, а после возведения бутовой полосы на всю высоту к концам связующих элементов прикрепляют ограничительные пластины и стягивают бутовую полосу, затем на полосу укладывают пневмобаллоны длинной стороной перпендикулярно оси бутовой полосы, а по бокам пневмобаллонов по их длине укладывают деревянные опоры, высоту которых принимают больше высоты пневмобаллона в сложенном состоянии, а после опускания кровли на деревянные опоры пневмобаллоны снимают с бутовой полосы, при этом высоту бутовых полос h_o определяют из соотношения

h_о=m_о-h_б, (м),

где h_o - высота бутовой полосы, м;

m_о - вынимаемая мощность пласта, м;

h_б - высота пневмобаллона в рабочем состоянии, м.