Способ разгрузки контура горной выработки Советский патент 1985 года по МПК E21D13/02 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при строительстве и эксплуатации шахт и рудников, сооружаемых в крепких однородных скальных породах на различной глубине от поверхности при существовании в массиве больших горизонтальных тектонических напряжений.

Известен способ снижения концентрации сжимаюш,их напряжений в кровле выработки при действии в масеиде горизонтальных тектонических напряжений, превышаюших вертикальные, за счет увеличения ширины выработки. При этом рекомендуется выдерживать соотношение ширины к высоте выработки, равным соотношению в нетронутом массиве горизонтальных и вертикальных напряжений. Напряжения в кровле могут быть снижены в 1,5-2,0 и более раз 1.

Однако применение этого способа обусловливает необходимость увеличения в 1,5- 2,0 и более раз сечение выработки, приводит к резкому удорожанию стоимости проходки выработок. При высоком уровне горизонтальных тектонических напряжений этот способ становится экономически невыгодным, к тому же и нетехнологичным.

Наиболее близким к предлагаемому является способ разгрузки контура горной выработки, включающий проведение выработки с плоской кровлей и создание разрушением по всей длине выработки разгрузочных щелей, заполненных податливым материалом 2.

Недостаток известного способа при условии, когда в массиве действуют лишь гравитационные напряжения, заключается в том, что предусматривается снижение напряжения лишь в боках выработки. При создании щелей в кровле выработок увеличивается концентрация растягивающих напряжений, что приводит к необходимости крепления кровли выработки. Другим недостатком способа является ограниченность его применения. Способ эффективен лишь в сравнительно пластичных и неоднородных осадочных породах угольных месторождений, допускающих создание современными техническими средствами в угольном пласте щелей толщиной 0,1-0,3 м и их последующее плавное смыкание под влиянием вертикальных напряжений без разрушения контура выработки. В однородных крепких скальных породах такой способ разгрузки контура выработки неэффективен вследствие отсутствия слабого пласта, трудностей создания сплошной щели толщиной 0,,3 м, необходимости крепления выработки.

Цель изобретения - снижение затрат на поддержание кровли выработки.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу разгрузки контура горной выработки, включающему проведение выработки с плоской кровлей и создание разрушением по всей длине вь1работки разгрузочных щелей, заполненных податливым материалом, разгрузочные щели создают глубиной, равной 1-2 размерам высоты выработки на контакте кровлн и боков с углом подъема к горизонту, не превышающим угол внутреннего трения разрушенной в разгрузочных щелях породы.

На фиг. 1 показана выработка, поперечный разрез; на фиг. 2 -г выработка, вид в плане; на фиг. 3 - зависимость изменения коэффициента концентрации напряжений от отношения пролета к высоте выработки.

Выработку 1 проходят с плоской кровли обычным способом высотой и шириной а. Щели 2 могут быть созданы в процессе проходки выработки путем бурения рядов скважин и последующего камуфлетиого их взрывания.

Длину щелей t выбирают в зависимости от уровня действующих в массиве горизонтальных тектонических напряжений в пределах одно- двухкратной высоты выработки (h), (). Это соотношение принимают из следующего. Как видно из фиг. 3, уже при отношении пролета выработки к высоте, равном трем коэффициентам концентрации тангенциальных напряжений, Kfj близок к едииице, дальиейшее увеличение отношения % до 5 приводит к снижению коэффициента всего на 10- 20%. Прн отношении пролета выработки к высоте больше 5 отмечается совсем незначительное снижение напряжений на контуре выработки. Образование щелей длиной нетехнологично и экономически нецелесообразно, поскольку дополнительный эффект разгрузки кровли незначителен (не более 100%).

При проведении выработки щели создают на контакте кровли и блоков выработки, по.скольку их создание в блоках не приводит к существенному снижению напряжений в кровле выработки. Щели выполняют под углом к горизонту, что дает еще большую разгрузку кровли выработки, при этом угол наклона принимают равным углу внутреннего трения разгруженных в щели пород, чтобы не происходило их обрущение в проводимую без крепления выработку. Кроме того, это дает возможность использования разрушенной в щели породы в качестве податливого материала. КУЧ )

i. л w

Х

/ / V /V А

X

хч/ч л л:.

S(,X-/ 7УХ70Г1 (.

СПОСОБ РАЗГРУЗКИ КОНТУРА ГОРНОЙ ВЫРАБОТКИ, включающий проведение выработки с плоской кровлей н создание разрушением по всей длине выработки разгрузочных ш,елей, заполненных податливым материалом, отличающийся тем, что, с целью снижения затрат на поддержание кровли выработки, разгрузочные ш,ели создают глубиной, равной 1-2 размерам высоты выработки на контакте кровли и боков с углом подъема к горизонту, не превышаюш,им угол внутреннего трения разрушенной в разгрузочных шелях породы. сл CZ о: ю со 00 00

о

.

2,8 S

I I

2Л 2.0

1,6

I

U 0.8

S

i

125

Отношение пролета к высоте

сг.г

Ч5

, л/л.

Фиг.З