Способ создания защитной подсечки в пологой рудной залежи Советский патент 1989 года по МПК E21C41/06 

1

Изобретение относится к горной промьшшенности и может найти применение при подземной разработке рудных залежей.

Цель изобретения - повышение безопасности работ за счет повышения устойчивости очистных выработок путем увеличения бокового распора в зоне

очистных работ при сплошной выемке уды слоями с закладкой выработанного пространства твердеющими слоями.

На чертеже показана схема создания защитной подсечки в пологой рудной залежи, разрез по пологому рудному телу.

3 1456574 Схема содержит рудное тело 1, конШ

такт 2 руды с налегающими породами кровли, контакт 3 руды с подстилающими породами почвы, верхняя опере- жаидая вьфаботка 4 по кровле рудного тела, нижняя опережающая выработка 5 по почве рудного тела, разрезной штрек 6 верхней опережаетцей выработки, разрезной штрек 7 нижней опережающей выработки, ослабляющие скважины 8, разгрузочные скважины 9, плоскость 10 ослабления, разуплотненная площадь 11 опорной поверхности целика, очиЬтной слой 12, закладочный массив 13.

Способ осуществляется следующим образом.

Пологое рудное тело 1 отрабатывают очистными слоями 12 в сплошном поряд-20 ке в направлении снизу вверх с заполнением вьфаботанного пространства закладочным массивом 13. Для снижения вертикальных сжимающих напряжений в зоне очистных работ и для создания опорных нагрузок в целике впереди фронта очистных работ по контактам 2 и 3 руды и вмещаюш 1Х пород создают защитную подсечку путем образования выработок 4 и 5 через целик(не обозначен) .

Из удаленной от вьфаботанного пространства подготовительной вьфа- ботки (не обозначена) в средней части мощности руды навстречу фронту очистных работ пробуривают наблюдательную скважину (не обозначена) до контакта с вьфаботанным пространством, заполненным закладочным массиПосле образования опережающей вы работки 4 по контакту 2 рудного тел 1 с налегающими породами кровли, из крайнего в направлении ведения горн работ разрезного штрека 6 вниз, под углом сдвижения к направлению действ максимальных сжимающих напряжений в сторону нетронутого рудного массива пробуривают ряд сближенных параллел ных ослабляющих скважин 8 так, что до контакта 3 руды с подстилающими породами почвы остается расстояние равное половине высоты разрезаного

15 штреки 7.

Скважины 8 бурят под углом е6 (45° - Ср/2) к направлению действи сжимающих напряжений, вырабатываемы опорным давлением, где (f - угол вну реннего трения в руде. Разрезной штрек 6 закладывают. Начинают прох ку разрезного штрека 7 опережающей выработки 5 у контакта 3 рудного т ла 1 с подстилающими породами почвы

25 Ближний к верхней опережающей вьфа ботке 4 разрезной штрек 7 нижней о режающей выработке 5 проходит чере целик по отношению к верхней опере жающей вьфаботке 4, а также по отн

30 шению к концам ослабляющих скважин Разрезной штрек 7 проходит так, чт ширина площади опорной поверхности целика между боком штрека 7 и конц ослабляющей скважины 8 составляет более чем 5/6 от общей ширины опор поверхности целика. Из штрека 7 ниж ней опережающей вьфаботки 5 в цели параллельно его опорной поверхност и перпендикулярно к направлению де

вом 13 и образованным очистными слоя-40 ствия опорной нагрузки пробуривают

ми 12. В этой скважине устанавливают наблюдательную станцию (не обозначена) , состоящую из кондуктора, являющегося неподвижной точкой отсчета и устанавливаемого в устье скважины, и репера, устанавливаемого в конце скважины, у контакта рудного тела 1 с закладочным массивом 13. По увеличению расстояния между кондуктором и репером определяют величину бокового разуплотнения разгруженного опережающими выработками 4 и 5 рудного тела 1 в зоне очистных работ, т.е. церед заполненной закладочным.массивом 13 выработанной полостью.

f

Опережакнцие вьфаботки 4 и 5 обра- syioT путем-последовательной проходки и закладки разрезных штреков 6 и 7.

ряды сближенных параллельных разгр зочных скважин 9 до сопряжения с о лабляющими скважинами 8 и формируют э разуплотненную площадь 11 опорной по 45 верхности целика, на которой прочнос целика на сжатие равна опорному да лению на весь целик.

- Разгрузочные скважины 9 пробури ют в ряду на таком же расстоянии одна от другой, как и в ряду между ослабляющими скважинами 8.

Разрезной штрек 7 нижней опереж щей выработки 5 закладывают. Начин расширять нижнюю опережающую вьфаб ку 5, увеличивая опорное давление целик. Расширение опережающей выра ботки ведут до тех пор, пока в цел ке, под действием пригрузки, не пр изойдет образоваго1в сплошной плос

50

0

После образования опережающей выработки 4 по контакту 2 рудного тела 1 с налегающими породами кровли, из крайнего в направлении ведения горных работ разрезного штрека 6 вниз, под углом сдвижения к направлению действия максимальных сжимающих напряжений в сторону нетронутого рудного массива пробуривают ряд сближенных параллельных ослабляющих скважин 8 так, что до контакта 3 руды с подстилающими породами почвы остается расстояние, равное половине высоты разрезаного

5 штреки 7.

Скважины 8 бурят под углом е6 (45° - Ср/2) к направлению действия сжимающих напряжений, вырабатываемых опорным давлением, где (f - угол внутреннего трения в руде. Разрезной штрек 6 закладывают. Начинают проходку разрезного штрека 7 опережающей выработки 5 у контакта 3 рудного тела 1 с подстилающими породами почвы.

5 Ближний к верхней опережающей вьфа- ботке 4 разрезной штрек 7 нижней опережающей выработке 5 проходит через целик по отношению к верхней опережающей вьфаботке 4, а также по отно0 шению к концам ослабляющих скважин 8. Разрезной штрек 7 проходит так, что ширина площади опорной поверхности целика между боком штрека 7 и концом ослабляющей скважины 8 составляет не более чем 5/6 от общей ширины опорной поверхности целика. Из штрека 7 нижней опережающей вьфаботки 5 в целик параллельно его опорной поверхности и перпендикулярно к направлению дей0 ствия опорной нагрузки пробуривают

ряды сближенных параллельных разгрузочных скважин 9 до сопряжения с ослабляющими скважинами 8 и формируют этим разуплотненную площадь 11 опорной по- 5 верхности целика, на которой прочность целика на сжатие равна опорному давлению на весь целик.

- Разгрузочные скважины 9 пробуривают в ряду на таком же расстоянии одна от другой, как и в ряду между ослабляющими скважинами 8.

Разрезной штрек 7 нижней опережающей выработки 5 закладывают. Начинают расширять нижнюю опережающую вьфабот- ку 5, увеличивая опорное давление на целик. Расширение опережающей выработки ведут до тех пор, пока в целике, под действием пригрузки, не произойдет образоваго1в сплошной плос0

1

кости 10 ослабления, раздавливание целика на разуплотненной площади 11 его опорной поверхности и сдвиг по плоскости 10 ослабления. Процесс сдвига и раздавливания фиксируют с помощью глубинных реперов (не показано) , устанавливаемых в вертикальной измерительной скважине в средней части целика перед и после плоскости to ослабления, Уменьшение расстояния между реперами свидетельствуют о развитии процессов раздавливания и сдвига. ,

Под действием пригрузки первоначально в целике в виде трещин сдвига развивается сплошная плоскость 10 ослабления между ослабляющими скважинами 8. При появлении трещин сдвига часть пригрузки, которая приходится на опорную поверхность целика, пересеченную ослабляющими скважинами 8, передается на разуплотненную площадь 11 опорной поверхности целика. Под действием сосредоточенной таким образом пригрузки осуществляют раздавливание разуплотненной разгрузочными скважинами 9 части целика. Так как прочность руды при сдвиге в 6 раз меньше, чем при сжатии, в целике под действием пригрузки сначала появляется сплошная плоскость 10 ослабления. При появлении плоскости 10 ослаблени пригрузка перемещается на разуплотненную часть опорной поверхности целика. Так как прочность руды при сжатии в 6 раз больше чем при сдвиге, а ширина площади раздавливаемой разуплотненной опорной поверхности целика составляет 1/6 от общей ширины целика, пригрузки, созданной на всей ширине целика, становится достаточно,, чтобы раздавить целик на разуплотненной площади 11. Одновременно с раздавливанием в целике происходит сдвиг по плоскости 10 ослаблеьшя.

Прекращение уменьшения расстояния между реперами в наблюдательной скважине свидетельствует о прекращении процессов раздавливания и сдвига.

После раздавливания и сдвига расширение нижней опережающей выработки 7 останавливают. При раздавливании разуплотненной части целика налегающий массив горных пород смещается вниз и стремится сдвинуть рудное тело 1 по горизонтали, т.е. поперек к направлению действия максимальных сжимающих напряжений. При этом в раз746

груженном опережак111у1ми выработками 4 и 5 рудном теле 1 в зоне очистных работ создается боковой распор. Та- КИМ образом сжимают рудное тело 1 между закладочным массивом 13, образованным при очистной выемке, и ослабляющей плоскостью 10 целика. Очи- ртной слой 12 образуют в рудном теле

1, подвергнутом боковому сжатию. Рудное тело 1 при обнажении его очист- ньм слоем 12 сохраняет устойчивость. Степенью разуплотнения целика на площади опорной поверхности задают

величину подвижки в направлении действия максимальных сжимающих напряжений, сдвига по плоскости ослабления и величину бокового распора. Объем пустотности в разуплотненной части

целика создают разгрузочными скважинами 9 таким, чтобы при его полном смыкании в процессе раздавливания обеспечить подвижку в напрввлении действия максимальных сжимающих направлений, которая сопровождается боковым сдвигом на величину, равную величине бокового разуплотнения руды в зоне очистных работ.

Перед выемкой руды, сосредоточенной в целике, и далее в направлении отработки, впереди фронта очистных работ для создания бокового распора формируют следующую опережаюгцую выработку с оставлением такого же целика. Если предыдущая опережающая выработка была у контакта руды с подсти- породам почвы, то следующую опережающую выработку формируют у контакта руды с налегающими породами

кровли. Следует отметить, что ослабляющие скважины 8 могут быть пробурены в целик как из верхней, так и из нижней опережающих выработки 4 и 5. Также и разуплотненную площадь 11

опорной поверхности целика можно сформировать бурением разгрузочных скважин как из верхней, так и из нижней опережающей выработок 4 и 5, Важно, чтобы целик с одной стороны на

5/6 ширины опорной поверхности был пересечен наклонной плоскостью 10 ослабления, а с другой стороны - разгрузочными скважинами 9, параллельно его опорной поверхности, на 1/6 ширины опорной поверхности и чтобы ослабляющие скважины 8 сопрягались с разгрузочными скважинами 9 в пределах ширины целика. Эффект раздавливания, сдвига и увеличения бокового распора

достигается при любом варианте взаиморасположения плоскости 10 ослабления и разуплотненной площади 11 опорной поверхности целика.

Формула изобретения

Способ создания защитной подсечки в пологой рудной залежи, включающий

рудной залежи, затем из образованных верхних опережающих подсеяных выработо формируют плоскость ослабления буре- нием наклонных ослабляющих скважин под углом сдвижения к направлению действия максимальных сжимаюпщх напряжений в сторону нетронутой рудной залежи, после чего подрезку рудного

подрезку проходкой опережающих парал- Q тела на границе с вмещающими породалельнмх выработок по контакту руды и смещающих пород с формированием целиков, разуплотнение целиков tio опорной поверхности бурением разгрузочных скважлн, пригрузку целиков расшире- ,g нием опережающих выработок и раздавливание их разуплотненных частей, отличающийся тем, что, с целью повышения безопасности работ за счет повышения устойчивости очист- ных выработок путем увеличения бокового распора в зоне очистных работ,подрезку рудного тела на границе с вмещающими породами осуществляют вначале по кровле

ми осуществляют по почве рудной зале жи с формированием целика между кон цами ослабляющих скважин и подсечными выработками, а разуплотненную площадь опорной поверхности целика формируют из образованных нижних опе режающих подсечных выработок бурение разгрузочных скважин перпендикулярно к направлению опорной нагрузки до со пряжения с наклонными ослабляющими скважинами и расширения нижних опере жающих подсечных выработок до величи обнажений, вызвавших деформации сдви га по плоскости ослабления.

6574

J

рудной залежи, затем из образованных верхних опережающих подсеяных выработок формируют плоскость ослабления буре- : нием наклонных ослабляющих скважин под углом сдвижения к направлению действия максимальных сжимаюпщх напряжений в сторону нетронутой рудной залежи, после чего подрезку рудного

тела на границе с вмещающими породами осуществляют по почве рудной залежи с формированием целика между концами ослабляющих скважин и подсечными выработками, а разуплотненную площадь опорной поверхности целика формируют из образованных нижних опережающих подсечных выработок бурением разгрузочных скважин перпендикулярно к направлению опорной нагрузки до сопряжения с наклонными ослабляющими скважинами и расширения нижних опережающих подсечных выработок до величин обнажений, вызвавших деформации сдвига по плоскости ослабления.

Изобретение относится к подземной разработке рудных залежей. Цель - повьшение безопасности работ за счет улучшения устойчивости очистных выработок путем увеличения бокового распора в зоне очистньк работ при сплошной выемке руды слоями с закладкой вьфаботанного пространства твердеющими смесями. Осуществляют подрезку залежи проходкой опережающих параллельных выработок по контакту руды и вмещающих пород с формированием целиков. Подрезку на границе с вмещающими породами осуществляют вначале по кровле рудной залежи, затем из верхних опережакшщх подсечных выработок формируют плоскость ослабления бурением наклонных ослабляющих скважин под углом сдвижения к направлению действия максимальных сжимающих напряжений в сторону нетронутой рудной залежи. Осуществляют разуплотнение целиков по опорной поверхности бурением разгрузочных скважин, пригрузку целиков расширением опережакщих выработок и раздавливание их разуплотненных частей. Подрезку рудного тела на границе с вмещаннцими породами осуществляют по почве рудной залежи, а целики формируют между концами ослабляющих скважин и подсечными выработками. Разуплотненную площадь опорной поверхности целика формируют из образованных нижних подсечных выработок бурением разгрузочных скважин перпендикулярно к направлению опорной нагрузки до сопряжения с наклонными ослабляющими скважинами и расширением нижних подсечных выработок до величины обнажений, вызвавших деформации , сдвига по плоскости ослабления. 1 ил. (Л U сд о СП 4

/.-....и

;: -;.7- -; ::::-.:v;:;/-.7-;.--v:--;-- /;.: ..: ;

т---/ -- :--: .:./ :::.::.

Чг :: :: у- /

13

12