Способ обрушения покрывающих пород Советский патент 1988 года по МПК E21C41/06 

(Л

Изобретение относится к горному делу. Цель - расширение области применения способа и снижение затрат на обрушение покрывающих пород при ведении очистных работ массовым обрушением полезного ископаемого путем учета ориентации главньк нормальных напряжений в массиве. Для этого в покрывающих породах формируют гори

-.t:

1У

-

у-.- .-.bifrX--,

зонтальные плоскости 3 ослабления. Если .- наименьшее сжимающее напряжение имеет вертикальное направление в породном массиве, то горизонтальные скважины 2 бурят с расстоянием в ряду, обеспечивающим последующую стойку скважины 2 гидроразрывом до подхода очистных работ к ним. Если наименьшее сжимакщее напряжение имеет горизонтальное направление, то скважины 2 бурят с расстоянием, обеспечивающим их сбойку взрывом зарядов ВВ с массовым обрушением полезного ископаемого. После этого бурят один ряд паt

Изобретение относится к горному делу, в частности к способам частич- ного принудительного обрушения устойчивых покрывающих пород при разработ- ке мощных наклонньсх месторождений системами с массовым обрушением.

Цель изобретения - расширение |области применения способа и снижение затрат на обрушение покрывающих пород при ведении очистных работ мас- 1 совым обрушением полезного ископаемо- ;го путем учета ориентации главных нормальных напряжений в массиве.

На 1 фиг. 1 показана схема прости- рания месторождения, разрез вкрест, I и по горизонтальной плоскости ослаб- :ления; на фиг. 2 - схема простирания месторождения, разрез вкрест и по вертикальной щтоскости ослабления; на фиг, 3 - схема простирания место- :рождения После принудительного обрушения объемного породного элемента, разрез вкрест.

Способ осуществляют следующим образом.

Наклонное месторо:ждение отрабатывается сплошным фронтом по простиранию с этажной или подэтажной схемой подготовки. Определяют распре- деление главных нормальных напряжений объемного тензора в породах висячего бока данного месторож,;ения до глубины в массив 30-40 м. Величину и прост- раственную ориентацию искомых напря- жений находят любым известным методом, например методами разгрузки, ультразвука и др.

раллельных скважин. Если наименьшие сжимающие напряжения имеют в породном массиве горизонтальное направление, то скважины -бурят с расстоянием по сетке взрывных скважин. Если указанные напряжения имеют вертикальное направление, то расстояние между скважинами должно обеспечивать гидроразрыв между ними. Таким образом взрывом зарядов ВВ в скважинах 5 или гидроразрывом с обрушением пород на отбитое полезное ископаемое создают вертикальную плоскость ослабления. 3 ил.

Заблаговременно и не позднее того, когда фронт очистной выемки подойдет к штреку 1 на величину подвижки забоя за одну отбойку массовым взрывом зарядов ВВ (фиг. 1), бурят один ряд параллельньк скважин 2 в горизонтальной плоскости в породы висячего бока. Если наименьшее сжимающее напряжение имеет вертикальное направление в породном массиве, то скважины 2 бурят с расстоянием в ряду 1, обеспечивающим последующую сбойку скважин гидравлическим разрыво м.

Величину 1 определяют из приближенной зависимости

йУ 0,33 c,R (с + 0,33 ср,

где дУа, - приращение обьема рабочей жидкости гидроразрыва в зоне фильтрации, C,C,Cj- расчетные коэффициенты, учитывающие напряженное состояние массива горных пород, а также проницаемость, пористость и другие параметры;

R - радиус трещины гидроразрыва, образованной в массиве горных пород из одиночной скважины, м.

Ввиду-того, что в способе производят сбойку трещиной гидроразрыва параллельных скважин, искомое расстояние скважинами находят по формуле:

тр

М.

Таким образом/ гидроразрывом или взрывом в висячем боку залежи образуют горизонтальр{ую плоскость 3 ослабления на глубину в массив не менее расстояния в плане между штреками 1 и 4 смежных подэтажей.

Если наименьшее сжимаю1Ц е напряжение имеет горизонтальное направление в породном массиве, то скважины бурят с расстоянием в ряду 1, обеспечивающим их надежную сбойку взрывом зарядов ВВ. Величину 1 определяют по расчетному методу для режима щадящего взрывания, где для создания трещины между осями двух скважин (расстояние между ними 1) рассматривается как сложная функция от тангенциальной составляющей взрывной волны напряжения бц, в фазе растяжения 1 f( бу)Одновременно с этими операциями или позднее, но до подхода фронта очистной выемки к штреку 4 на расстояние В, из штрека 4 в вертикальной плоскости бурят один ряд параллельньп скважин 5 (фиг. 2). Если наименьшие сжимающие напряжения имеют в породном массиве горизонтальное направление, то скважины 5 бурят с рзсстЪянием 1 по сетке взрывных скважин; если указанные напряжения имеют вертиапьное направление - с расстоянием 1 , обеспечивающим гидроразрыв между скважиными. Вертикальную плоскость 6 ослабления глубиной не менее высоты подэтажа образуют гидроразрывом сразу же после бурения скважин и взрывом скважинных зарядов одновременно с массовым взрывом полезного ископаемого в секции А,

В итоге в висячем боку залежи создают две пересекаюпшеся плоскости .3 и 6 ослабления, расположенные перпендикулярно одна к другой и выделяющие в массиве объемный породный элемент 7, с минимальными размерами вкрест простирания L и Ь„ и длиной

.5 .

114734

по простиранию, равной длине фронта отбойки за один массовый взрыв. Создание плоскостей 3 и 6 ослабления подготавливает обрушение породного элемента 7, произвэдимое массовьгм взрывом в секции А (фиг, 3). Отбитое полезное ископаемое вьтускают под прикрытием породного элемента 7, Q пока он не займет свое конечное положение на днище участка.

Формула изобретения

Способ обрушения покрывающих по15 род, включающий бурение вертикальных скважин в породы висячего бока, формирования вертикальных плоскостей ослабления пород через указанные скважины взрыванием зарядов ВВ и об20 рушение пород висячего бока на отбитое полезное ископаемое, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения способа и снижения затрат на обрушение покры25 вающих пород при ведении очистных работ массовым обрущением полезного ископаемого путем учета ориентации главных нормальных напряжений в массиве, дополнительно формируют гори30 зонтальные плоскости ослабления в покрываюрдих породах, причем при вертикальной ориентации минимальных сжимакяцих напряжений горизонтальные плоскости ослабления создают бурением

„.- горизонтальных скважин и гидрораз- 35

рывом пород через эти скважины до

подхода очистных работ к ним, после чего создают вертикальную плоскость ослабления пород взрывом зарядов в

Q скважинах одновременно с массовым обрушением полезного ископаемого, а при горизонтальной ориентации минимальных сжимающих напряжений вертикальную плоскость ослабления создают

4g гидроразрывом пород через скважины, после чего горизонтальную плоскость ослабления формируют взрывом зарядов ВВ в горизонтальных скважинах одновременно с массовым обрушением полезного ископаемого.

50

/ 2

Г t;;-: - .V-V ,.-

Фиг.З