Способ охраны горных выработок Советский патент 1983 года по МПК E21D11/00 

Изобретение относится к ixjpnoA щж мышпенносги и может быть испопьэовано апя поддержания горных выработок, преимущественно ппастопых (в том числе надрабатываемых и поарабатываемых) в сложных условиях поддержания, особенно в пучащих породах. Известен способ повышения устойчиво ти горных выработок путем бурения paisk грузочных скважин в боках выработки с оставлениектмежскважинного целика 1 . Наиболее бпизким к предлагаемому по технической сущности является способ охраны горных выработок, включающий бурение параллельных между собой разгрузочных скважин в боках выработки по пласту полезного ископаемого с остав лением межскважинных целиков 2 J. Общий недостаток данных способов расположение скважин в одном ряду параллельно почве выработки, что дает эффект только в случае направления плоскости разгрузки перпендикулярно направлению наибольших смещений, а это условие не всегда выполнимо в конкретных условиях отработки пласта полезного ископаемого, особенно при изменении направления ведения очистных работ. Цель изобретения - повыщение устойчивости выработки и увеличение срока ее безремонтного поддержания. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу охраны горных выработок, включающему бурение параллель ных между собой разгрузочных скважин в боках выработки по пласту полезного ископаемого с оставлением межскважинного целика, разгрузочные скважины бурят параллельными рядами и располага ют их попарно в верхнем и нижнем рядах при этом попарные скважины верхнего и нижнего рядов располагают относительно друг друга в шахматном порядке, а скважины промежуточных рядах располагаю по линии, соединяющей противоположньш скважины пар верхнего и нижнего рядов. На чертеже показан продольный разрез выработки, в боках которой находится разгруженный скважинами пласт полез ного ископаемого. На чертеже обозначены участок 1 выработки с разгрузочными скважинами, пласт 2 полезного ископаемого, разгрузочные скважины 3, верхний ряд 4 скважин, нижний ряд 5 скважин, промежуточные ряды б скважин, условные линии 7, соединяющие правые {по чертежу) скваж HI.I пар верхнего ряда с левыми скважинами пар нижтего ряда, такие же услоиные линии 8, соединяющие левые скваж ны пар верхнего ряда с правыми скваж нами пар нижнего ряда, верхний 9 скважин, нижние пары 1О скважин. Способ реализуется следующим обра- , зом. При обнаженном в боках выработки 1 пласте полезного ископаемого 2 размечают ряды будущих скважик и бурят скважины 3-6. Расстояние между рядами выбирают, равным предельному значению межскважинного целика. Предельному значению межскважинного целика соответствуют такие его размеры, при которых напряжения, действующие в целике, превысят критические, и цепик начнет разрушаться раньще, чем массив на контуре выработки. По верхнему ряду 4 и нижнему ряду 5 бурят соответственно верхние 9 и нижние 1О пары скважин с тем же расстоянием между скважинами в паре, что и между рядами скважин. Парные скважины 10 нижнего ряда смещены относительно пар скважин 9 верхнего ряда в щахматном порядке. Скважины в промежуточных рядах располагают по линиям 7 и 8, условно соединяющим устья противоположных пар скважин верхнего и нижнего рядов. Все скважины 3-6 бурят перпендикулярно стенке выработки и параллельно между собой. При подходе очистных работ участок 1 охраняемой выработки, попадая в зону опорного давления, начинает испытывать действие повышенных напряжений. . скольку величина и направление действия максимальных напряжений вне зоны и в зоне опорного давпешю. меняется, то режим работы разгрузочных полостей будет следующий: вне зоны придостижении величины напряжений, равной рначешш, которое соответствует предельному (критическому), в межскважинных цел1жах парных скважин начнется разрушение. При приближении очистного забоя последовательно будут подвергаться разрушению межскважинные целики, расположенные по линии 7, наклонной в противололожную от забоя сторону(условно принято, что забой перемещается вдоль выработки справа налево почертежу).Их разрушению , будет также способствовать то, что ранее были разрущены межскважинные целики пар 9 и 1О. Целики по линии 7 подвергаются действию напряжений, направленных близко к нормали рассматриваемой наклонной линии. Целики по линии 8, наклонной в сторону , поскольку

эга пиния почти совпадает с направпением MBKCHNianbiibix напряжений, будут разрушаться незначительно. При поспедуюшем подвигании павь: направление максимальных напряжений 1Ш рассматриваемом участке выработки переходит к вертикапыюму и дапее изменяется на прот|ь вопопожное, поэтому разрушению будут поспеаоватепьно подвергаться межсква 4 жинные цепики по пинии 8, плоскость которой теперь перпендикулярна к действию максимальных напряжений. I

Таким образом, в любой период под держания выработки вне зоны и в зоне влияния опорного давления действующие напряжения будут близки к нормальным относительно плоскостей разгрузки (межскважннным иепикам). Так постепенно образуются разгрузочные полости в боках

выработки, которые снимают повышенные напряжения вблизи нее, не допуская радрушения пород на контуре. ОспабленныЯ скважинами пласт полезного ископаемого5 при разрушении межскважинных иеликов становится податливым за счет образования полостей и предотвращает вспучивание пород в почве выработки, поскольку максимум действующих напряжений вбпвзв

10 выработки перемещается за разгруже ную область. При этом процесс разрушения межскважинных цепиков во времени весьма длительный, отсюда и разгрузка массива протекает более длительное

15 время, практически весь период воздействия повышенных напряжений -в зоне опорного давления, поэтому процесс опускания пород кровли происходит менее интенсивно, что способствует пошшению

20 устойчивости крепи.

СПОСЮБ ОХРАНЫ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК, включающий бурение параппепьных между собой разгрузочных скважин в боках выработки по ппасту попезного ископаемого с .оставлением межскважинных цепиков, отличающийся тем, что, с цепью повышения устойчивости выработки и увеличения срока ее безремонтного поддержания, раз-. грузочные скважищз бурят параппепьными рядами и располагают их попарно в верхнем и нижнем рядах, при этом попарные . скважины верхнего и нижнего рядов располагают относительно друг друга в шахматном порядке, а скважины в промежуточных рядах располагают по линии, диняющей противоположные скважшш пар (Л верхнего и нижнего рядов. ел to со ел