СПОСОБ ОХРАНЫ ПОДГОТОВИТЕЛЬНОЙ ВЫРАБОТКИ Российский патент 2007 года по МПК E21D11/00 

Изобретение относится к области горного дела и, в частности, к охране подготовительных выработок от горного давления.

Существуют методы охраны горных выработок путем оставления целиков, возведения бутовых полос, бутокостров (АС №996731, E21C 41/04, БИ №6, 1983), с помощью тумб из блоков с П-образными вырезами (АС №983275, E21D 11/00, БИ №1, 1983), податливых тумб из железобетонных блоков с деревянными или полимерными прокладками, путем взрывания веерно-скважинных зарядов из специальных ниш (АС №983273, E21C 41/04, БИ №47, 1982).

Недостатки этих способов состоят в том, что оставление целиков повышает потери полезного ископаемого в недрах, создает технологически трудный транспортный узел в сопряжении лавы со штреком из-за необходимости монтажа конвейеров по просеку и в печи; высокая трудоемкость возведения бутовых полос; способы не устраняют давления зависающей в выработанном пространстве консоли над горной выработкой.

Наиболее близким к предлагаемому является способ возведения пилонов и обрушение зависающей консоли с помощью параллельных скважинных зарядов (Мухин А.В. Скипочка С.И. Кияшко Ю.И. "Об охране выемочных штреков в условиях метаморфизованных пород." Уголь Украины, 1996, с.18-19).

Недостаток этого способа состоит в том, что обрушение зависающей консоли взрывным способом приводит к нарушению устойчивости выработки, сравнительно высокая трудоемкость работ по сооружению пилонов.

В задачу настоящего изобретения входило создание способа охраны подготовительной выработки, обеспечивающего высокую устойчивость крепи и приконтурного массива при непрерывной работе очистного и подготовительного забоев.

Поставленная задача решалась таким образом, что в способе охраны подготовительной выработки, включающем возведение бутокостров, бурение и заряжание шпуров в непосредственной кровле, обрушение зависающей консоли, заряжание шпуров производят невзрывчатым разрушающим средством НРС-1, причем расстояние между зарядами определяется из формулы

2l=P·d(R_p+K_c·R),

где l - глубина трещины в породе с каждой стороны заряда м;

Р - давление на приконтурный массив, создаваемое с помощью НРС-1, МПа;

d - диаметр шпура, м;

R_P - предел прочности породы на растяжение, МПа;

К_с - коэффициент, учитывающий значение нагрузки, приводящей к появлению в породе пластических деформаций;

R - предел прочности породы на одноосное сжатие, МПа.

На фиг.1 представлено поперечное сечение охраняемого штрека и сопряжение лавы с бутокострами и шпуровыми зарядами.

На фиг.2 представлен план охраняемой выработки и бутокостры, обрушенная часть лавы со шпурами, заряженными НРС-1.

Осуществляется способ следующим образом: еще в процессе выемки полезного ископаемого можно бурить шпуры 1 в лаве 2 и заряжать невзрывчатым разрушающим веществом НРС-1 в ампулах. По мере подвигания очистного забоя НРС-1 набирает необходимую прочность и создает сплошную трещину вдоль откаточного штрека 3 в непосредственной кровле. Одновременно с набором прочности НРС-1 возводят бутокостры 4. По образованной трещине происходит обрушение зависающей консоли 5, тем самым уменьшается нагрузка на откаточный штрек, с другой стороны исключается влияние взрывных работ на устойчивость крепи и приконтурный массив. При этом уменьшается нагрузка также на бутокостры. Таким образом, в целом повышается устойчивость подготовительной выработки и ее сопряжения с очистным забоем, обеспечивается длительный эксплуатационный режим откаточного штрека.

Работы по разгрузке приконтурного массива от воздействия пород зависающей консоли проводятся параллельно и не влияют на продолжительность процессов проходки и добычи полезного ископаемого, способствуют повышению безопасности работ в безостановочном режиме. Способ применим при разработке угольных и других пластовых месторождений.

Изобретение относится к области горного дела и, в частности, к охране подготовительных выработок от горного давления, обеспечивающего высокую устойчивость крепи и приконтурного массива при непрерывной работе очистного и подготовительного забоев. Способ заключается в возведении бутокостров, в обрушении зависающей консоли с помощью шпуровых зарядов НРС-1, т.е. безвзрывным способом. Расстояние между шпурами определяется из аналитической формулы с учетом мощности применяемого безвзрывного вещества, диаметра шпуров, предела прочности пород непосредственной кровли на сжатие и растяжение. 2 ил.

Способ охраны подготовительной выработки, включающий возведение бутокостров, бурение и заряжание шпуров в непосредственной кровле, обрушение зависающей консоли, отличающийся тем, что заряжание шпуров производят невзрывчатым разрушающим средством НРС-1, причем расстояние между зарядами определяется из формулы

2l=P·d(R_p+K_c·R),

где l - глубина трещины в породе с каждой стороны заряда, м;

Р - давление на приконтурный массив, создаваемое с помощью НРС-1, МПа;

d - диаметр шпура, м;

R_p - предел прочности породы на растяжение, МПа;

К_с - коэффициент, учитывающий значение нагрузки, приводящей к появлению в породе пластических деформаций;

R - предел прочности породы на одноосное сжатие, МПа.