Способ управления горным давлением Советский патент 1988 года по МПК E21C41/06 

Изобретение относится к горному делу и подземному строительству и предназначено для обеспечения надежного поддержания кровли выработок и подземных сооружений, заданного режима управления деформацией (напряженным состоянием) и сдвижением зме- тающих пород при подземной разработке полезных ископаемых,

Целью изобретения является снижение затрат на управление горным давлением за счет сокращения потерь полезного ископаемого в опорных элементах.

На фиг, 1 дана схема формирования опорных элементов S ви,ц в плане | на фиг. 2 - проекция на вертикальнут-о плоскость.

Способ заключается в следующем, В опережающ-ей горной выработке ил в выработанном пространстве с некото рьм отставанием от фронта очистньк работ в массиве налегающей толщи пород залежи 1 оконтуривают опорный эл мент 2 на высоту не менее вынимаемой мощности выработанного птзостранства 3 в данном месте; верхнюю часть этого элемента подсекают до отделения от массива принудительньп-- путем отрезной щелью 4 НИИ используют условия ослабления взаимодействия слоев по контакту оконтуренньш таким образом элемент 2 переме1цают на почву 5 выработанного пространствад гермет зируют зазор б между выработанным пространством и образованной полос .тью 7о Образованную в результате перемещения опорного элемента полость 7 заполняют через герметизированньгл зазор по его контуру или через специально пробуренные скваясины 8 закладочным материалом с заданными свойствами Конструктивное исполнение узла контактирования опорного элемента с почвой зависит от свойств пород и состояния почвы, а та:кже угла падения залежи При слабой, легко деформируемой почве опорньй элемект устанавливают и бетонируют в приямке глубиной до OjS-ljO Mj, выполняемом соосно опорному элементу При прочной почве опорньй элемент устанавливают на бетонную подушку,, укрепляют анкерами или применяют их комбинацию При этом для улз чшения сцепления бетона с почвой производят специальную подготовку последней (зачнстку, рифление и ТопЛ

5

5

0

5

0

5

0

5

Форму и размеры опорного элемента устанавливают с учетом свойств пород кровли, выемочной мощности залежи и технических во;;можностей их оформления,

С точки зрени i использования известных технических средств (установки кольцевого бурения KR-E4 и KRE6-S фирмы Зальцгиттер А,Г,) и условий работы под нагрузкой эффективными являются onopHbie элементы цилиндрической формы.

Число и взаимное расположение опор ных элементов определяются в каждом конкретном случае с учетом горного давления, которое передается на них при данном состоянии горных работ и ожидаемых в рззультате их развития последствий, размеров устойчивых пролетов и площадай обнажений кровли,показателей физико-механических с войств и трещинной структуры вмешающих пород,; в том числе и тех, из которых оформляются опорные элементы.

Опорные элементы могут быть ориентированы по рядам, располагаться в шахматном порядке или произвольно по площади выработанного пространства, сообразуясь со структурой и свойства ми вмещающих пород. При большой выемочной мощности залежи опорные эле- мекты могут располагаться группами, причем могут быть приняты дополнительные меры по повьшению прочности и устойчивости элементов путем взаимной обвязки их., а при необходимости и заполнения внутреннего пространства между ними породой, твердеющим ма териалом и т„г,и

Выбор режима управления податливостью опорных элементов производят с учетом принятой системы разработки, порядка отработки залежейj их размеров и взг.нмного расположения, глубины oTpa6cTKHj литологической структуры и нарушенности налегающего породного массива и свойств слагающих пород, условиями и требо- ваниями предъявляемыг 1и к сохранности подрабатываемой толщин и земной поверхности.

Указанные режимы управления кровлей могут быть реализова ш в применяемых системах разработки залежей малой и средней мощности и до определенно О предела мощных пластов но с 6 тьшим зкономическим эффектом за счет искпючания потерь з рудных

31397607

целиках как столбчатых, так и ленточных, и резкого сокращения объемов закладочных работ. Вместе с тем на основе использования принципов формирования опорных целиков из массива горных пород могут быть предложены новые системы разработки, обес- печиваклцие повышение эффективности эксплуатации не только залежей, отрабатываемых в один слой, но и слоями.

Заданные деформация и смещение кровли создают посредством подбора и изиенения под нагрузкой физико- механических свойств материала, которым заполняют полости, образовавшиеся в массиве горных пород после выхода из него опорных элементов.

Соответствующим подбором материала 10 этих опорных узлов можно задавать жесткую частично и полностью податливую систему налегающие породы - ,опорные Элементы, причем процесс

Процессы по оконтуриванию и переме- податливости легко поддается управ- щению опорного элемента, а также за- 15 лению во;времени и пространстве в полнению полости могут быть осущест- естественном (выдавливание материала влены комплексом машин с дистанцион- опорного узла под нагрузкой) или ным или автоматическим управлением; принудительном (выпуск материала) которые в дальнейшем могут быть пере- режимах при полном выдавливании или ведены на принципы робототехники. 20 вьшуске материала-заполнителя из полости опорные элементы занимают исходное положение, входя в полости, образованные в массиве, кровля опус кается на почву, передавая на нее вес 25 подработанной породной толщи, тем самым обеспечивается разгрузка от необходимости может быть вьшолнено до- горного давления прилегакщего к вы- полнительное укрепление элемента и работанному пространству массива гор- обсадка его после оионтуривания ных пород.

В случае недостаточной прочности пород 1-ши высокой трещиноватости массива производится упрочнение участков его, предназначенных под опорные элементы, штангами, инекцированием цементного раствора, смол и т.п. При

Заданные деформация и смещение кровли создают посредством подбора и изиенения под нагрузкой физико- механических свойств материала, которым заполняют полости, образовавшиеся в массиве горных пород после выхода из него опорных элементов.

л л л л л

г

л/АЛ

.л л . л

А л л лА д

ve. 2