Способ разгрузки породного массива в сопряжениях горных выработок Советский патент 1989 года по МПК E21D5/00 

Изобретение относится к горному делу и касается способов создания локальных зон разгрузки массива в сопряжениях горных выработок.

Целью изобретения является повышение эффективности способа за счет достижения большого разгрузочного эффекта.

На фиг.1 изображена схема реализации способа, разрез по оси ствола; на фиг.2 - разрез А-А на ф;а.1; на фиг.З - схема для расчета расстояний между центрами смежных скважин.

Способ включает проведение вблизи сопряжения выработки (ствола)

с выработкой (.околоствольного двора) 2 технолоп-гческой выработки 3, ссТоружение разгрузочной щели с контуром 4 и ее закладку. Разгрузочную щель образуют бурением рассредоточенных скважин 5 и скважин 6 меньшего диаметра в промезкутках между скважинами 5. В месте пересечения ствола 1 с разгрузочной щелью образуют осадочный шов 7. Скважины 6 заполняют расширяющейся смесью, а закладку щр-ч осуществляют горной массой скважин 5-, полученной в результате разрушения в области 8 дополнительных напряжений межскважинных целиков 9

ю

JOfA

при расширении смеси, причем расстоя- кие между центрами смежных скважин 5 и 6 обеспечивают в пределах

„2 ,е . :а. + а.

25

.-(.,

где W - линия наименьшего сопротивления в разрушаемом объекте, м;; 0 Ъ - расстояние между центрами пустой и заполненной расширяющейся смесью скважин,

,

d и d,j - диаметры рустой и запоя-

ненной расширяющейся

смесью скважин, м.

Разгрузку предлагаемым способом прилагающего к сопрягающимся выработкам 1 и 2 массива осуществляют 20

следующим образом.

Для разгрузки массива вокруг выработки 2, например, околоствольно- го двора, сопрягающегося с вертикальным стволом 1, в пределах проектного контура 4 сооружаемой разгрузочной щели проводится техническая выработка 3 и бурят скважины 5 и 6, .Устанавливают в крепи и армировке ствола , осадочный шов 7, Скважины 6 запол- 30 няют расширяющейся смесью, что позволяет при расширении последней ускорить сооружение разгрузочной щели за счет сокращения времени на разруще- ние целиков между скважинами 5 и 6. 35 Это осуществляется созданием расширяющейся смесью в процессе ее расширения области 8 дополнительного ряжения в массиве вокруг скважины 6 (дополнительного к напряжению в 0 массиве, образующуюся под воздействием естественного горного давления , которая воздействует на массив и разрушает его по линии наименьшего сопротивления, т.е. будет 45 разрушать межскважинные целики 9. Причем скважины 6, заполняемые расширяющейся смесью, бурят диаметром меньше диаметра пустых скважин 5, так как затраты на бурение скважин мень- 50 шего диаметра и расход расширяющейся рмеси будет меньше.

Расстояние между центрами скважин 5 и 6 определяется следующим образом. Разрушение межскважинного целика 9 под воздействием горного давления и области 8 дополнительных напряжений Массива будет оЬуществляться, при

рассмотрении в поперечном сечении скважин 5 и 6, в форме трапеции АВСД, Площадь поперечного сечения межскважинного целика 9 равна

(1)

где S ц - пдощаДь поперечного сечення межскважинного целика 9, м ; STJ,- площадь трапеции АВСД, S J, и - площадь поперечного сечения соответственно пустой и заполненной расширяющейся .-. смесью скважины, м. Дня того чтобы происходила плавная разгрузка массива, что исключает разрушение крепи выработок околоствольного двора, надо осуп ествить пол ную закладку разгрузочной щели. Поэтому в предлагаемом способе локальных зон разгрузки массива необходимо полностью закладьшать полости пустых скважин 5. Закладка полости : пустых скважин 5 осуществляется горной массой, сосредоточенной в меж- скважинных целиках 9, которые разрушаются под воздействием горного давления и области 8 дополнительных напряжений состояния массива. Однако для полной закладки полости скважин 5 необходимо, чтобы объем горной массы, сос1)едоточенной в межскважин- ных целиках 9, соответствовал или был больше объема полости скважины 5, т. е.

Вц- S, или (- 5---- С-д2 / / и d, - s - (-д- + -В--)& -3. (2)

Отсюда получаем, что

(Г А

(

2d +

dt

d, + d.

(3)

В то же время радиус облаке т и 8 дополнительных напряжений состояния массива вокруг скважины 6 должен быть таким, чтобы при этом происходило хотя бы соприкосновение области 8 с окружностью поперечного сечения скважины 5 или даде перекрытие областью 8 определенного участка площади поперечного сечения скважнны 5. В противном случае не произойдет разрув шеиие межскважинного целика 9 в сторону пустой скважины 5, так как недостаточна будет величина линии наименьшего сопротивления в разрушаемом объекте. Поэтому

«.ъ-4 -,

расстоянии область пониженных напряжений. Это обеспечивает снижение нагрузок на крепь околоствольных выработок и их сопряжений со стволом, что исключает непроизводственные затраты на ремонтно-восстановительные работы.

Формул.а изобретения

(4)

где W. - радиус области 8 дополнительного напряженного состояния массива (линия наименьшего сопротивления), м.

Согласно (4)

ь . -f.Отсюда расстояние между центрами пустой 5 и заполненной расширяющейся смесью 6 скважин с учетом выражений (З) и (5) должно находиться в пределах

.

W5: Ъ i

Таким образом, по предлагаемому способу создания локальных зон разгрузки массива за короткий промежуто.к времени разрушается весь слой горной Массы, сосредоточенный в межскважин- ных целиках 9, в пределах проектного контура 4 сооружаемой разгрузочной щели под воздействием естественного горного давления и области 8 дополнительного напряжения в массиве и полностью закладьюается полость пустых скважин 5.При этом образуется разгрузочная щель, заложенная горной массой и расширяющейся смесью, при ее сжатии под воздействием горного давления плавно создает в расположенном под и над ней массива на определенном

Способ разгрузки породного масси ва в сопряжениях горных выработок, включающий проведение технологической выработки вблизи сопряжения,

5 сооружение разгрузочной щели и ее закладку, отличающийся тем, что, с цепью повышения эффек- W,(5)тивности способа за счет достижения

большого разгрузочного эффекта, со20 оружение разгрузочной щели осуществляют путем бурения из технологической выработки рассредоточенных скважин и бурения скважин меньшего диаметра в промежутках между ними, при этом

25 скважины меньшего диаметра заполняют расширяющейся смесью, а закладКу разгрузочной щели осуществляют- путем заполнения скважин большего диаметра горной массой, получен30 ной в результате разрушения меж- скважинных целиков при расширении смеси, причем расстояклг между центрами смежных скважин обеспечивают в

пределах:

35

40

Jj 2

,2d

dl

W,b.(fJl.I.g),

45

где W - линия наименьшего сопротивления в разрушаемом объекте, м;

Ъ - расстояние между центрами смежных скважин,м;

d и d- - больший и меньший диаметры смежных скважин, м.

расстоянии область пониженных напряжений. Это обеспечивает снижение нагрузок на крепь околоствольных выработок и их сопряжений со стволом, что исключает непроизводственные затраты на ремонтно-восстановительные работы.

Формул.а изобретения

пределах:

Jj 2

,2d

dl

W,b.(fJl.I.g),

- линия наименьшего сопротивления в разрушаемом объекте, м;

- расстояние между центрами смежных скважин,м;

- больший и меньший диаметры смежных скважин, м.

iy

7 5

i ;

фцаЗ

Изобретение относится к горному делу. Цель - повышение эффективности способа за счет большого разгрузочного эффекта. Технологические выработки проводят вблизи сопряжения. Разгрузочную щель сооружают путем бурения из технологической выработки рассредоточенных скважин. Бурят скважины меньшего диаметра в промежутках между ними. При этом скважины меньшего диаметра заполняют расширяющейся смесью. Закладку разгрузочной щели осуществляют путем заполнения скважин большего диаметра горной массой, полученной в результате разрушения межскважинных целиков при расширении смеси. Расстояние между центрами скважин вычисляют по формуле. Применение способа обеспечивает снижение нагрузок на крепь околоствольных выработок и их сопряжений со стволом. Это исключает непроизводственные затраты на ремонтно-восстановительные работы. 3 ил.

Составитель Л.Черепенкина Редактор М,Бандура Техред АоКравчукКорректор В.Гирняк

Заказ 6903/29

Тираж 449

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Подписное