Способ управления горным давлением Советский патент 1989 года по МПК E21C41/04 E21F5/00 

1

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для снижения концентрации напряжений впереди забоев выработок.

Цель изобретения - повьш1ение эф- 5 фективности и расширение области применения способа управления горным давлением за счет уменьшения концентрации напряжений впереди забоя.

На фиг.1 показана схема выемочного столба на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1 на фиг.З - разрез В-Б на фиг. 1 (расположение скважин с искусственио созданными трещинами в них, с параметрами 1 и if относительно зоны концентрации напряжений).

Способ заключается в следующем.

При подготовке выемочного стоба проводят выработки J и 2 впереди очистного забоя, за зоной опорного давления в почве пласта 3 параллельно очистному забою и почве пласта бурят скважины А и формируют в противоположных стенках скважины на всей ее длине трещины с глубиной ветви

К I

1

с

4

vJir

K-f (Acos M SinV-VA co5V sit. J IT jtt.углом между плоскостью трещины и вертикалью

arccos

4-(1+/) 4 (1-А)

(С

If

г

ё н л где К ,„ - сопротивление породы росту трещины, коэффициент концентрации напряженийJ

средняя плотность вышележащих пород, ускорение свободного падения, М/С j глубина от поверхности до проводимой горной выработки. Mi . коэффициент бокового распора.

Скважина с искусственно созданной трещиной 5 расположена вне зоны концентрации горного давления, эпюра которой представлена кривой 6. При под- вигании очистного забоя 7 скважина с трещиной займет положение поочеред но 8, 9, 10 и 11. При подходе .зоны концентрации напряжений к скважине с трещиной 5 последняя.займет положе- вне 8о В.йомент входа скважины в зону 6 произойдет некоторый скачкооб- разньй рост трещины, на что будет ис пользована часть энергии, накопленной в массиве пород в зоне 6. Поэтому Г благодаря реализации части этой энергии напряженность пород в зоне 6 уменьшится. При дальнейшем подви- гании забоя 7 скважина 5 попадает в участок зоны 6 с большей напряженностью пород, положение 9, в котором

большая напряженность обеспечивает I

достаточньм количеством энергии дальнейший рост трещины. Рост трещины сопровождается уменьшением напряжен0

50

5

0

35

ности пород, при прорастании ветви трещины до (0,6-0,8)1 напряженность пород уменьшается .с до уН и кривая 6 эпюры концентрации горного давления займет положение 12. В этом случае дальнейшее прорастание трещины прекращается, положения 10 и 11 и напряженность массива не меняется. Так как прорастание трещины возмож- . но только на величину (0,6-0,8)1, то скважины удаляют от почвы пласта на расстояние

b l-cosi + (0,6-0,8)1,

где 1 cosv проекция ветви трещины на вертикальную плоскость.

Величина удаления скважин друг от друга составляет 31 и принята из условия взаимоЕщияния полностью сформированных трещин. При расстоянии между скважинари, равном 31, проек- 1ДИИ сформированных соседних трещин на плоскость контакта 3 сопрягаются.

Формула изобретения

Способ,управления горным давле нием, включающий проведение подготовительных выработок по полезному ископаемому, бурение скважин в породы почвы впереди очистного забоя, формирование в противоположных стенках скважины трещины с глубиной ветви

К.„п1

40

е4|- Ч-1

с

k у Н(А 5i V- vA cflsV s«tt

и углом между плоскостью трещины вертикалью

«

и

1(/ arccos

4-(И-/)

5

0

5

где К - К 8 Н Л о т л и ч

4 (1-Л) сопротивление породы росту трещины, коэффициент концентрации напряжений;

средняя плотность вьш1еле- жащих пород, ускорение, свободного падения, м/с ;

глубина от поверхности до проводимой горной вьфабот7 ки. Mi

коэффициент бокового рас- 1 пора,;

а ю щ и и с я тем, что

с целью повышения э4)фективности управления горным давлением за счет

уменьшения величины опорного давления впереди очистного забоя, скважины бурят из подготовительной выработки впереди очистного забоя за зоной опорного давления параллельно линии очистного забоя и плоскости контакта полезного ископаемого с породами почвы на расстоянии от ука1454969

занной плоскости, равном l. + + (0,6-0,8)1, а друг от друга указанные скважины бурят на расстоянии сопряжения проекций сформированных соседних трещин на плоскость контакта полезного ископаемого и пород кровли, причем трещины формируют по всей длине скважины.

Изобретение относится к горному делу и м.б. использовано для снижения концентрации напряжений впереди забоев выработки. Цель изобретения - повышение эффективности управления горным давлением за счет уменьшения опорного давления впереди очистного забоя. Проводят подготовительные выработки по полезному ископаемому, из которых бурят скважины (С) впереди очистного забоя за зоной опорного давления в почве пласта па раллельно очистному забою. В противоположных стенках С на всей ее длине формируют трещины (Т) с глубиной ветви l 4-K4/ff-5-K -7 + +sinV-(A cos2v+sinH ) у между плоскостью Т и вертикалью v arccosf 4-()3:f4.(i-A2)J}r/t де KIC сопротивление породы росту Т, Н/м - коэф. концентрации напряжений; - средняя плотность вьшеле- жащих пород, g - ускорение свободного падения, м/с И - глубина от поверхности до проводимой горной выработки, м; Д- коэф. бокового распора. При этом С с искусственно созданной Т расположена вне зоны концентрации горного давления и рост Т до (0,6-0,8)1 сопровождается уменьшением напряженности пород до определенного значения. Удаляют С от почвы пласта на расстояние -cosy - +(0,6-0,8)1, где 1-cos V- проекция ветви Т на вертикальную плоскость, а друг от друга С бурят на расстоянии сопряжения проекций сформированных соседних Т на плоскость контакта полезного ископаемого и пород кровли. 3 ил. (Л ел

Ч

т

Фиг. 2

5-Б

8