Способ крепления горной выработки Советский патент 1987 года по МПК E21D11/14 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для обеспечения устойчивости выработок при влиянии развития очистных работ на пластах мощностью до 2,5-3,0 м, 5

Целью изобретения является повышение устойчивости выработки при

влиянии очистных работ.

I

Па фиг, 1 изображена схема уста- JQ ловки крепи усиления при фронтальной надработке полевого штрека; на фиг о 2 - выкспировка из плана горных работ при фронтальной надработке полевого штрека; на фиг. 3 - выкопи- if ровка из плана горных работ при поддержании центрального уклона в условиях влияния развития очистных работ в смежном столбе; на фиг. 4 - разрез А-А на фиг. 3 (схема установки крепи 20 усиления в центральном уклоне в момент влияния развития очистных работ).

При проходке полевого штрека 1 определяют приведенную прочность пород 25 кровли 2 и пород почвы 3 по методике ВНИМИ

Прочность пород кровли 2 равна 40 МПа, пород -почвы 3-70 Ша. Затем в полевом штреке 1 устанавливают ста-30 циопариую арочную крепь 4 из спецпрофиля СВП-27. Кровлю 2 и бока 5 закрывают деревянной затяжкой 6 и забуто- вывают закрепное пространство 7 породой от проходки выработки, Б кровле 5 2 штрека 1 на расстоянии 15 м залегает пласт угля 8 мощностью 1,2 м. Пласт 8 отрабатывают лавой 9 по восстанию длиной 200 Мо При подходе лавы 9 к штреку 1 на расстояние длины 40 зоны опорного давления, равной в данных условиях 65 м, в штреке 1 на участке 10 длиной 330 м, подверженному влиянию надработки, устанавливают крепь 11 усиления под углом 15 ° по 45 отношеншо нормали 12 к напластованию, причем эту крепь 11 усиления наклоняют в сторону надрабатывающей лавы 9, так как породы кровли 2 менее прочные,

чем породы почвы 3. Распорное усилие 50 к эффект по сравнению с в крепи 11 усиления создают из расчета 260 кН/м . При прохождении надрабатывающей лавы 9 над штреком 1 максимальная нормальная компонента напряжений б поворачивается на угол 55 около 15° по часовой стрелке (фиг. 1) и возрастает в 2-3 раза по абсолютной величине. В результате этого развиваются смещения в кровле 2 и почве 3 в

виде выдавливающихся в пол ка складок, ось которых о вана -под углом 75 к гори под углом 15° к нормали к ванию. Именно под этим уг новлена крепь 11 усиления вующая образованию складки раняющая штрек от чрезмерн в момент его надработки.

Натурные эксперименты, кие расчеты и результаты ф моделирования свидетельств что угол поворота тензора зависит от ряда факторов. более значимыми из них явл залегания пород и направле ния надрабатывающей лавы. но, что отклонение главной компоненты напряжений все дит относительно нормали к ванию в сторону, совпадающ жением лавы Величина угла зависит от следующего обс Если влияющая лава движет ны восстания, угол отклон к 10-15°.

Если лава движется со дения , отклонение составля 25-30°. При горизонтальном пород или надработке укло ток и квершлагов угол откл вен примерно 20°.

В случае установки сог собу крепей усиления с ра лием или продольной прочн рядка 40-60 т обеспечивае ние дополнительных смещен цессе надработки выработк за, что позволяет обеспеч ность сечения в эксплуата состоянии без проведения Вертикальное расположение усиления, как показала пр случае фронтальной надраб боток не дает никаких рез

Таким образом, за счет затрат на ремонт выработо надработки обеспечивается

способом в пределах 60-80 метр).

Влияние развития очист очень часто испытывают ма ные штреки и основные укл ботки после сдачи шихты в цию. При расположении укл мер, в предварительно разг горного давления зоне и б

к эффект по сравнению с

виде выдавливающихся в полость штрека складок, ось которых ориентирована -под углом 75 к горизонту или под углом 15° к нормали к напластованию. Именно под этим углом уста- ; новлена крепь 11 усиления, препятствующая образованию складки и предохраняющая штрек от чрезмерных смещений в момент его надработки.

Натурные эксперименты, аналитические расчеты и результаты физического моделирования свидетельствуют о том, что угол поворота тензора напряжений зависит от ряда факторов. Однако наиболее значимыми из них являются угол залегания пород и направление движения надрабатывающей лавы. Установлено, что отклонение главной нормальной компоненты напряжений всегда происходит относительно нормали к напластованию в сторону, совпадающую с дви-; жением лавы Величина угла отклонения зависит от следующего обстоятельства Если влияющая лава движется .со стороны восстания, угол отклонения близок к 10-15°.

Если лава движется со стороны падения , отклонение составляет около 25-30°. При горизонтальном залегании пород или надработке уклонных выработок и квершлагов угол отклонения равен примерно 20°.

В случае установки согласно способу крепей усиления с распорным уси лием или продольной прочностью порядка 40-60 т обеспечивается снижение дополнительных смещений в процессе надработки выработки в 2-3 раза, что позволяет обеспечить сохранность сечения в эксплуатационном состоянии без проведения ремонта. Вертикальное расположение крепей усиления, как показала практика, в случае фронтальной надработки выработок не дает никаких результатов.

Таким образом, за счет снижения затрат на ремонт выработок после их надработки обеспечивается экономичесизвестным

способом в пределах 60-80 руб (ног. метр).

Влияние развития очистных работ очень часто испытывают магистральные штреки и основные уклонные выработки после сдачи шихты в эксплуатацию. При расположении уклона, например, в предварительно разгруженной от горного давления зоне и бесцеликовом

I

развитии очистных работ выработка теряет устойчивость из-за исчезновения зоны разгрузки

На фиг. 3 приведен типичный пример влияния развития очистных работ на центральный уклон. Уклон 13 расположен в почве пласта в зоне 14 разгрузки. Прочность пород кровли равна 60 Ш1а, пород почвы 40 МПа. Перед отработкой 1-й западной лавы 15 в уклоне 13 устанавливают крепь 11 усиления и наклоняют ее по отношению к нормали 12 к напластова- нию под углом 20 в сторону, протн- воположнуто 1-и западной лаве 15 (фиг. 4). После отработки 1-й -западной лавы I5 крепь 11 усиления убирают, а перед началом отработки 1-й восточной лавы I6.вновь устанавлит

12816794

вают,- но с наклоном в сторону, противоположную 1-й восточной лаве 16.

Формула изобретения

Способ крепления горной выработки, включающий определение прочности пород кровли и почвы, стационарной крепи и крепи усиления,

отличающийся тем, что, с целью повьшения устойчивости выработки при влиянии очистных работ, крепь усиления устанавливают под углом 10-30° относительно нормали иапластования, при этом при прочности пород кровли, меньшей прочности пород почвы, крепь усиления наклонят ют в сторону влияния очистных работ, а при прочности пород кровли вьппе

прочности пород почвы крепь усиления наклоняют в противоположную сторону.

10

/jj

I:---j;-. . z

ЗЗОм

10

j

Сриг.2

(риг.З

Изобретение относится к горному делу и позволяет повысить устойчивость выработки при влиянии очистных работ. При проходке полевого штрека определяют приведенную прочность пород (ПП) кровли и почвы. Затем в штреке устанавливают стационарную арочную крепь и крепь усиления (КУ) под углом 10-30° к нормали напластования. Если ПП кровли меньше Ш1 почвы, то КУ наклоняют в сторону влияния очистных работ. Если ПП кровли вьпие ПП почвы, то КУ наклоняют в, противоположную сторону. Такая установка КУ препятствует образованию складки и предотвращает штрек от чрезмерных смещений в момент его над- работки. Это позволяет обеспечить сохранность сечения без проведения ремонта. При этом КУ после отработки одной западной лавы убирают, а перед началом отработки восточной лавы вновь устанавливают. 4 ил. (Л ю 00 00

.-- ir

:МЖ2

-1. - -

. . . .

;.; .-fj2.- ..:....-;;.

Редактор Г, Волкова

«.гЛ

Составитель Ло Березкина

Техред м.Ходанич Корректор 0. Луговая

Заказ 7232/25 Тира 455 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР,

по делам изобретений и открытий J13035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4