Способ охраны горных выработок Советский патент 1986 года по МПК E21D11/00 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для охраны одиночных горных выработок, проводимых комбайном избирательного типа.

Цель изобретения - повышение устойчивости выработки.

Сущность предложенного способа заключается в следующем.

Из общих положений механики гор- ных пород известно, что деформации упругого восстановления протекают практически мгновенно. Запаздывани деформаций упругого последействия определяется свойствами материала и временем, в течение которого он находился в состоянии трехосного сжатия. Для горных пород, по которым проводятся выработки комбайнами избирательного типа и характеризукнцих ся коэффициентом крепости f 6, порядок времени может исчисляться минутами. Следовательно, процесс выемки горной массы в пределах проектного сечения выработки и вьшолне ния разгрузочных полостей должен рассматриваться как единый. Только в этом случае процесс перераспределния напряжений будет способствовать повышению устойчивости выработки.

Деформирование пород, вмещающих выработку, при отсутствии разгрузочных полостей протекает в сторону выработки. Образование разгрузочных полостей изменит направление деформирования в сторону полостей в том случае, если они располагаются в области выработки, влияние на которую будет существенным. На основании анализа опыта проведения полевых выработок вблизи выбросоопа ных песчаников можно приходить к выводу, что это рас.стояние составляет не менее 0,25 - 0,30 максш.аль ного размера выработки В . Сле- довательно, разгрузочная полость должна выходить за проектный контур Не менее чем на 0,3 8, .

Деформации обратной ползучести слоистых горных пород максимальны в направлении, перпендикулярном плоскости наслоений, и минимальны в направлении слоистости. Для того, чтобы породы, вмещающие выработку, максимально деформировались в на- правлении разгрузочной полости, а не в сторону выработки, разгрузочная полость в стенках выработки долясна

ориентироваться в направлении восстановления - падения пластообраз- ного (слоистого) массива.

Форма выработки во многом обуславливает величину деформаций обратной ползучести. При наиболее распространенной арочной форме максимальными будут деформации со стороны подошвы выработок, минимальны - со стороны кровли. Это положение делает необходимым определять такое расположение разгрузочной полости по высоте выработки, при котором деформации обратной ползучести, перпендикулярные плоскости разгрузочной полости, будут равновелики и сверху вниз, и снизу вверх.

Определять плоскость равновеликих деформаций для конкретных условий можно только с помощью моделирования на высокопластичных материалах.

Наличие разгрузочных полостей достаточно надежно позволяет охранять вьфаботки в период интенсивного протекания деформаций обратной ползучести. Затем наступает (в связи с существенным завершением перераспределения напряжений) значительно более продолжительный по времени процесс протекания деформаций обратной ползучести, которые приведут к ухудшению состояния выработки, если разгрузочные полости не углубить. Период времени, через который необ- кодимо производить углубление, для различных горно-геологических условий будет существенно различным и из опыта охраны выработок для конкретных условий шахт достаточно хо- рощо известен. Чаще всего он составляет 2-3 месяца. Углубление может быть произведено, в частности, буровзрывным способом и должно выполняться на таком расстоянии от забоя, на которое подвинулась выработка за это период Ефемени. В дальнейшем оно производится постоянно по мере подви гания выработки.

Область, в которой происходит наиболее существенное перераспределение напряжений при проведении одиночной выработки, находится в пределах расстояния, равного максимальному размеру выработки В,. . Величина углубления (Цг) определяется из соотношения

L,, 0,3 в,,,, 0,7 В,,, .