Способ разгрузки горной выработки от напряжений Советский патент 1983 года по МПК E21D11/00 

./ i

2, Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целыр со1фащения объема буровзрывных работ, для ведения последних осуществляют проходгку буровых камер, располагаемых по обе стороны от горной выработки в шахгматном порадке.

3. Способ по пп. 1и2, отличающийся тем, что каждую зону, разгруженных пород вьшолняют с шири--ной ее поперечного сечения, в три-пять раз большей диаметра выработки, и располагают на расстоянии от вьфаботкн, равном двум-трем ее диаметрам.

1. СПОСОБ РАЗГРУЗКИ ГОРНОЙ ВЫРАБОТКИ ОТ НАПРЯЖЕНИЙ, включающий бурение и в ыванне скважин в горном tAaccoBQ с образованию в нем пластообразных зон разрушенных пород, располагающихся в пжхгкостях, не пересекающихся с выработкой, отличающийся тем, что, с-цепью повышения эффективности разгрузки, каждую зону разрушенных nqiofl выполняют за пределами проекции горной Bb a6oiv. jffl на эту плоскостей

Изобретение относится к rojiHOMy де. лу, а именно к способам защиты горных выработок от разрушений под действием горного давления. Известны способы разгрузки горны выработок от напряжений, включающие бурение и взрывание скважин в горном массиве с образованием в нем зон разрушенных пород L-lJ .t Нэдостатком этих способов является концентрация сил горного давления выработки с помощью образованных зон разрушенных пород. Это приводит к увеличению нагрузки на епь выработки разрушению крепи. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ включающий бурение и взрывание скважин в горном массиве, с образованием в нем ппастообразных зон разрушенных 1юрод, располагающихся в плоскостях не пересекающихся с выработкой 2 . Недостатком известного способа является концентрация напряжений горного давления в горном массиве вблизи выработки и на контуре выработки после раоходования запаса податливости в защитны зонах разрушенных пород, заполненных наполнителем. Это приводит к возрастанию нагрузки на крепь и разрушению ее. Целью изобретения является повышени эффективности разгрузки горной выработки. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу разгрузки горной выработки от напряжений, включающему бурение и взрывание скважин в горно массиве с образованием в нем.пластообразных зон разрушенных пород, располагающих в плоскостях не пересекающих- L ся с выработкой, каждую зону разруш& ния пород 4выполн51ют за луределами проек ции горной выработки на эту плоскость, причем дпя ведения буровых работ осу ществляют проходку буровых камер, раополагаемых по обе стороны от вырабо-гки в шахматном порядке, а каждую зону разрушенных пород вьшблняют с шириной ее поперечного сечения, в три-пять раз большей диаметра выработки, и располагают на расстоянии от выработки, равном двум-трем ее диаметрам. На фиг. 1 представлен горный массив, вмещающий выработку и зощл разрушенных пород, вертикальный разрез{ на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1| на фиг. 3 - раэрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение В-В на фиг. 1; на фиг, 5 - сечение Г-Гна фиг, 1; на фиг. 6 - сечение Д-Д на фкг. Ij на фиг. 7 - разрез Б-Е на фиг,8| на фиг. 8 разрез Ж-Ж на фиг. 7; на фиг. 9 - проекция на горизонтальную плоскость системы ограниченных вдоль выработки зон разрушенных пород, обра;зовашсых взрыванием вееров скважин, пробуренных из буровых камер, расположенных по обе стороны горной выработки в шахматном порядке. Способ осуществляют следуюгпим офазом. Предварительно составляют проект на выполнение пластообрааных зон разрушенных пород в горном массиве, ов ружающем горную выработку 1. В проекте предписывается количество и расзиоложение в выработке вееров скважин 2, количество скважин в каждом веере, направление и длина каждой скважины. В проекте указывается для каждой скважины, начало и конец интервала 2, заполняемого взрывчатым веществом, с целью вьшолнения взрывом пластообра ных зон разрушенных пород 4-6 (фиг,1). Местоположение Ш1тервалов 3 для каждой из зон, например 4 (аналогично 5 и 6), выбирают таким образом, чтобы их середины были расположены в одной из плоскостей, например 7 (аналогияно 8 и 9), не пересекающихся с горлюй выработкой 1. Более того, расположение интервалов 5 должно быть за пределами плошади проекции Ю (аналогично 11 и 12) горной выработки 1 на плоскость 7 (аналогично 8 и 9) (фиг. 1, 4. 5 и 6). В проекте также указьшают порядок взрыва заряженных скважин 2, Возможны вариантЫ| в которых проектируют вспомогательные горизонтальные 13 и вертикальные 14 го ные выработки и буровые камеры 15, и которых бурят веера скважин 2. В таком варианте в несколько раз снижаетс расход скважин на образование зон 4 - 6 (фиг. 7 и 8). Согласно проекта из выработки 1 бу рят скважины 2, заполняют их взрывчатым веществом на интервалах 3 и взрываются. Под действием взрыва породы в области интервалов 3 разрущают ся и таким образом осуществляется вы полнение в горном массиве пластообраз зон разрушенных пород 4-6, расположен ных в непересекающихся .с горной выра- 25 боткой плоскостях 7-9. При этом кажда из зон, например 4 (аналогично 5 и 6) расположена в плоскости 7 (аналогично 8 и 9) за пределами проекции 10 (аналогично 8, 11 и 12), горной выработки 1 на эту же плоскость 7 (аналогично 8 и 9) .В варианте с буровыми камерами 15 бурение вееров скважин 2 осуществляется в плоскостях 7-9, чем достигается более полное использование скважин и значительное уменьшение объемов бурения. При этом буровые камеры 15 могут быть расположены вдоль выработки по обе ее стороны в шахматно порядке (фиг. 9)у а зоны 4-6 могут быть непрерьшными (фиг. 2 и 8) или ограниченными (фиг. 9) вдоль выработки. Возможны также варианты, в которых зоны разрушенных пород 4-6 заполнены твердеющим или податливым материалом, например различными глинами или цесчаноглинистыми смесями. Возможен также вариант, в котором краевые облаоти 15 дластообразных зон 4-6 имеют .мощность в 1, 3-1, 7 раза большую, че центральные области зон 4-6. Увеличение мощности краевых областей 16 зон 4-6 достигается увеличением интервала или увеличением удельной энергоемкости взрывчатого вещества. Наиболее эффективными являются зоHbi.4-6 длина Li которых в поперечном сечении в 3-5 раз больше ширины . выработки 1. Это обусловлено необходимостью перераспределения действий сил горного давления на более удаленные от выработки участки горного массива, В результате вьшолнения зон 4-6 в. гор - ном массиве возле вьфаботки 1 (сог ласно изобретению) достигается изменение направления действия сил горного дав ления в обе стороны от выработки. При этом увеличивается нагрузка на породы горного массива более удаленные от выг работки 1, уменьшается нагрузка на породы горного массива вблизи выработ К1€ 1 и на крепь (не показана). Оптимальное расстояние Ь з между зоной 4-6 и проекцией выработки 1О-12 равно (2: :3)L2.. Это положение подтверждается эксп&риментальными исследованиями, котортлми установлено увеличение нормальных напряжений на берегах трещины, выпохьненной в образце и заполненной эпоксидной смолой, при сжатии образца. Этими исследованиями установлено увеличение скорости смещения, вышележащей над трещиной части образца вдоль трещины, а такжэ увеличение касательных к трещине напряжений в этой же части образца Это свидетельствует о том, что при наличии над выработкой зон разрушенных пород будут увеличены в горном массиве на1 ряжения в площадках, расположенных паграллельно плоскостям, в которых расположены зоны, и под этими плоскостями. Это увеличение напряжений произойдет за счет снижения напряжений в горном массиве вблизи выработки. Увеличение мощности краевых облаотей 16 каждой зоны 4-6 позволит иэбежать разрушений массива вдоль плоокостей 7-9, так как в дальнейшем может возникн -ть необходимость проходки дополнительных выработок в горном массиве вблизи выработки 1. Применение предложенного способа позволяет заранее перераспределить давление в массиве и снизить его воздействие на контур горной выработки и предохранить выработку от полного или частичного разрушения.

1046S23

/)-

| Х-Ь/4.

It f/ V-tx

/+4 tx;/-tx

//г.

ШЩ||1.

фиг.З

В-5

Фиг.

Г-Г

Фиг. 5

jL.

«

J 2

ТЕ

Фиг.в