Способ управления труднообрушаемой кровлей Советский патент 1989 года по МПК E21C41/04 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке угольных пластов с трудно- обрушаемой кровлей.

Цель изобретения - повышение эффективности управления труднообру- шаемой кровлей за счет обеспечения заданного шага ее обрушения.

На фиг.1 приведена схема определения длины щели для первичного обрушения труднообрушаемой кровли; на фиг.2 - то же, для последующих обрушений (1 - угольный пласт, 2 - непосредственная кровля, 3 - трудно- обрушаемг.я основная кровля, 4 - скважина и 5 - щель); на фиг.3 - расположение скважин в пределах выемочного столба; на фиг.4 - схема образования щели изнутри каждой скважины.

Способ реализуется следующим образом.

В породы труднообруишемой кровли 3 бурят скважины 4 в плоскости, параллельной напластованию. Расстояние

со

00

с

31504

между скважинами соответствует заданному шагу обрушения основной кровли, который определяется по известным формулам с учетом характеристик кровли и мехкрепей. Затем породы кровли через скважины обрабатывают растворами химически или поверхностно-активных веществ. Далее изнутри каждой скважины по ее образующим на- резают щель на всю длину той части скважины, которая расположена в расчетной области кровли. При этом щели формируют на длину Д.1 и на расстоянии от ближайшей вершины щели до средней линии труднообрушаемой кровли, которые определяют из соотношений - для первичного обрушения пород основной кровли

М - 243 За 3

I 3

cos X

х I - arccos J II

Г

1 ff 1Т- °Ч 5

1 Г24| 5 За I 3

i§ili§:.hie-

1§:5з а 1с Л

с

п П

.с + L где а --

при этом из полученных трех решении выбирается наименьшее ненулевое значение параметра ul,

Дня последующих обрушений основной кровли

М с

де 1 - расстояние от средней линии основной кровли до ближней вершины щели, м; 2с - мощность нижнего слоя труднообрушаемых пород, м; |U - коэффициент Пуассона пород

основной кровли; ul - длина щели, м

k - трещиностойкость пород

основной кровли, МН/м ,

- средний объемный вес вышележащих пород,

- расстояние от дневной поверхности до верхней границы нижнего слоя труднообру- щаемых пород, м;

- шаг обру1чения основной кровли , м;

- давление вышележащих пород,

- давление пород основной кровли мощностью 2с, Н/м .

Задавая необходимый в данных горно-геологических и горно-технических условиях шаг обрушения основной кровли, по указанным уравнениям определяют пространственное положение и размеры щели, которую требуется нарезать в породах основной кровли. Параметры 1( , Д1 обеспечивают расположение щели в наиболее напряженной области кровли и определяют критическую длину этой искусственной трещины, необходимую для ее развития в этих условиях, что приводит к обрушению пород кровли с заданным шагом.

Формула изобретения

Способ управления труднообрушаемой кровлей, включающий бурение скважин в породы труднообрушаемой кровли пласта, формирование в каждой из них щели, герметизацию скважины и нагнетание в нее жидкости, отличающийся тем, что, с делью повьш1ения эффективности управления труднообрушаемой кровлей за счет обеспечения заданного шага ее обрушения, скважины в породы труднообрушаемой кровли бурят в плоскости, параллельной напластованию, а щели нарезают по образующим скважины, при этом щели формируют на длину Д1 и на расстоянии от ближайшей вершины щели до средней линии труднообрушаемой кровли 1, которые определяют из соотношения - для первичного обрушения кровли

2(uc Г2лГз , ,

Л1, - т- -г- COS j : arccos

iSJIlflhlc. 1 ,1 (yH) J J

а4з

15

1.

2|VJc За

„- cos 0-0 arccos «

а

, ,1 -с.1. )

г-

при этом из полученных трех решений Л1 выбирают наименьшее ненулевое, а для последующих обрушений . кровли

3 М С

kl

(Ч-Ч,) ; )j

1504338

0

2с - мощность нижнего слоя труднообрушаемых пород, м; - коэффициент Пуассона пород основной кровли;

Kjj. - трещиностойкость пород основной кровли, Ш/м j ) - средний объемный вес выше- лежаошх пород, Н/м,

Н - расстояние от дневной поверхности до верхней границы нижнего слоя труднообру- шаемых пород, м;

L - шаг обрушения основной кровли , м;

q - давление вышележащих пород, Н/м

q. - давление пород основной кров2

ли мощностью 2С, Н/м .

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке угольных пластов с труднообрушаемой кровлей. Цель - повышение эффективности управления труднообрушаемой кровлей за счет обеспечения заданного шага ее обрушения. В породы труднообрушаемой кровли бурят скважины в плоскости, параллельной напластованию. В каждой скважине по ее образующим нарезают щели. Последние формируют на длину ΔL и на расстоянии от ближайшей вершины щели до средней линии труднообрушаемой кровли L₁, которые определяют из соотношений для первичного обрушения пород основной кровли. Из полученных трех решений выбирают наименьшее ненулевое значение параметра ΔL. Задавая необходимый в данных горно-геологических и горно-технических условиях шаг обрушения основной кровли, определяют пространственное положение и размеры щели, которую требуется нарезать в породах основной кровли. Параметры L₁ и ΔL обеспечивают расположение щели в наиболее напряженной области кровли и определяют критическую длину этой искусственной трещины. 4 ил.

срие 1

фиг. 2

Гrj

срие.З

-Щ

(