Поддерживающий ленточный целик Советский патент 1990 года по МПК E21C41/22 

Изобретениех)тносится к горной промышленности и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых системами разработки с закладкой выработанного пространства твердеющими смесями.

Цель изобретения - повышение устойчивости горной выработки за счет податливости в верхней части целика.

На фиг. 1 показан целик, план, разрез по почве рудного тела; на фиг. 2 - разрез

А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Ь на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1; целик в аксонометрической проекции.

Поддерживающий л : точный целик, расположенный в рудном теле 1, разделен по длине на нечетные 2 и четные 3 секции, контактирующие друг с другом по плоскостям 4, образованным между границами закладочных массивов первой 5 и второй 6 очередей. В основании целика по его оси расположена горная выработка 7, контактирующая с полстилающими породами 8. Над целиком и закладочными массивами первой 5 и второй 6 очередей расположены налегающие породы 9. В нижней части целика расположен блок 10, выполненный в виде пятигранной призмы с наклонными гранями II и 12, которые могут иметь различный угол наклона, как показано на фиг. 4. Верхняя часть целика в нечетных 2 секциях содержит два блока 13 и 14, контактирующие между собой по плоскости 15. Блок 13 выполнен в форме трехгранной призмы и имеет вертикальную грань 16, граничащую с закладочным массивом первой 5 очереди и грань 17, граничащую с налегающими породами 9. Блок 13 выполнен в виде четырехгранной призмы, которая снабжена вертикальной гранью 18, граничащей с закладочным массивом второй 6 очереди и гранью 19, граничащей с налегающими породами 9. Верхняя часть целика в четных 3 секциях содержит два блока 20 и 21, выполненные в форме четырехгранных призм, которые контактируют друг с другом по плоскости 22, сопряженной с вершиной 23 нижнего 10 пятигранной формы. Наклонные грани 15, 22, блоков 10, 13, 14, 20, 21 в целике выполнены под углом, равным углу сдвижения горных пород 1, 9. В наиболее предпочтительном варианте выполнения целика вершины контактирующих блоков 10, 13, 14,20,21 в нечетных 2 и четных 3 секциях смещены в сторону закладочного массива, образованного в первую очередь 5.

Целик возводят между закладочными массивами первой 5 и второй 6 очередей в следующей последовательности технологических операций. Вначале по почве рудного тела 1 с прихватом подстилающих пород 8 проходят горную выработку 7 и производят выемку руды 1 из нижнего очистного слоя, из которого под углом, равным граничному углу сдвижения, в проектной плоскости расположения наклонной грани 11 пятигранного блока 10 и в проектных границах образования нечетных секций 2 бурят ряд скважин до контакта с налегающими породами 9. В скважины закладывают заряды ВВ и взрывают их, в результате чего образуют ослабляющую плоскость 15. Очистными работами формируют вертикальную грань 16, в проектных границах образования нечетных 2 секций, и возводят закладочный массив первой 5 очереди. Аналогичным путем формируют наклонную грань 12 пятигранного блока 10. Очистными работами формируют грань 18 и возводят закладочный массив второй очереди 6. При этом во время заверщения формирования вертикальной грани 18 блока 14 образуют опорную площадку 19. После набора необходимой прочности закладочного массива второй очереди 6 (в пределах 3-4 МПа) забуривают веерные ряды скважин (не показано) из выработки 7 по границам нечетных секций 2. В веерных

5

скважинах размещают заряды ВВ и камуф- летируют только ту часть этих скважин, которые расположены выше наклонных граней 11 и 12 пятигранного блока 10, в результате чего формируют торцовые грани трехгран- ного 13 и четырехгранного 14 блоков, т. е. ослабляющую плоскость 4. Такую последовательность операций повторяют при формирования нечетных секций 2.

Формирование четных секций 3 отличается от формирования нечетных секций 2 тем что операции по образованию податливости целика и его блоков ведут после того, как уже сформированы ослабляющие плоскости 4, ограничивающие четные секции 3 по длине. Поэтому податливость блоков 20, 21 в четных секциях создают в две стадии. Первую стадию податливости блоков 20, 2 образуют путем формирования в четной секции 3 ослабляющих плоскостей, нижние поверхности которых одновременно являются наклонными

0 гранями И и 12 пятигранного блока 10. После формирования вертикальной грани целика, контактирующей с закладочным массивом первой очереди 5, нагрузка от налегающих пород 9 уплотняет разрыхленную массу в зоне ослабляющей плоскости, что соответствует угловому прогибу верхней части четной секции 3. После формирования вертикальной грани 18 пригрузка от налегающих пород 9 поворчивает верхнюю часть четной 3 секции в сторону очистного пространства. После возведения закладочного массива второй очереди 6 в четной секции 3 создают в целике податливость второй ступени путем разделения верхней части целика на четырехгранные блоки 20, 21, путем забу- ривания вертикального ряда скважин из выработки 7 и формирования продольной ослабляющей плоскости 22 между блоками 20 и 21. Такое формирование целика повышает его податливость, за счет создания податливых блоков в верхней части целика.

0 Целик работает следующим образом. При возведении целика создают условия, при которых под нагрузкой от налегающих пород 8 в нечетных 2 секциях начал движение вниз трехгранный блок 13, контактирующий с закладочным массивом первой очереди 5. Эти условия создают за счет того, что площадь верхней грани 17 (контакт руды 1 и налегающих пород 9) блока 13 значительно превышает площадь грани 19 четырехгранного блока 14. На трехгранный блок 13 нагрузка от налегающих пород 9 передается больше, и поэтому именно этот блок 13 смещается вниз на величину, превыщающую ве- . личину смещения блока 14. Это позволяет передать большую часть нагрузки от налегающих пород 9 на закладочный массив пер5 вой очереди нечетной 2 секции. При этом блок 13 вдавливается в закладочный массив первой очереди 5 в меньшей степени, а значит, он и лучше противостоит налегаю0

5

5

0

щим породам 9, чем если бы блок 14 вдавливался в закладочный массив второй очереди 6. Осуществляя такую податливость верхней части нечетных секций 2 максимально разгружают горную выработку 7 от действия на нее нагрузок от налегающих пород 9 и перераспределения напряжений в зоне опорного давления, что позволяет передать часть нагрузки на закладочный массив первой 5 и второй 6 очередей и тем самым повысить устойчивость обнажений в горной выработке 7. В четных секциях 3 после формирования наклонных граней 11 и 12 пятигранного блока 10 и формирования закладочных массивов первой 5 и второй 6 очередей верхняя часть целика представляет собой подвижный блок, который от действия на него нагрузок от налегающих пород 9 начинает изгибаться в пределах мощности ослабленной зоны наклонных граней 11, 12 блока 10, относительно его верщины 23. что обеспечивает меньщую податливость верхней части целика в четных секциях 3, чем в нечетных секциях 2. Такая податливость блока будет происходить до тех пор, пока не будет сформирован закладочный массив второй очереди 6 в четных секциях 3. А после разделения верхней части целика в четных секциях 3 на два четырехгранных блока 20 и 21 продольной ослабляющей плоскостью 22 увеличивают подвижность блоков 20, 21 и передают часть нагрузки от налегающих пород 9 на закладочный массив первой 5 и второй б очереди, что максимально снижает нагрузки на выработку 7 и повышает ее устойчивость. В конечном итоге таким образом по

вышают устойчивость целика на больщих глубинах, уменьшают за счет этого ширину целика, снижая тем самым законсервированные запасы руды в целике, что повышает эффективность добычи руды.

Формула изобретения Поддерживающий ленточный целик, включающий тело целика, боковые стенки со стороны закладочных массивов первой и второй

очередей и горную выработку в теле целика в его основании, отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости горной выработки за счет податливости верхней части целика, контактирующей с налегающими породами, он содержит четные и нечетные секции, нижняя часть которых выполнена в форме пятигранных блоков, а верхняя часть имеет по два блока, при этом в нечетных секциях Один из блоков выполнен в форме трехгранной призмы с вертикальной гранью для

контактирования с закладочным массивом первой очереди, а второй блок выполнен в форме четырехгранной призмы с вертикальной гранью для контактирования с закладочным массивом второй очереди, а в четных

секциях блоки выполнены в форме четырехгранных призм с вертикальными боковыми гранями и образуют между собой плоскость, сопряженную с верщиной пятигранного блока, причем наклонные грани на границе блоков верхней части с пятигранным блоком в

нижней части четных и нечетных секций целика образуют плоскости, выполненные под углом к горизонтали, равным граничному углу сдвижения горных пород.

Изобретение относится к системам разработки полезных ископаемых с закладкой выработанного пространства. Цель - повышение устойчивости горной выработки за счет податливости верхней части целика, контактирующей с налегающими породами (НП). Целик содержит тело целика, боковые стенки со стороны закладочных массивов первой и второй очередей и горную выработку в теле целика в его основании. Целик содержит четные и нечетные секции, нижняя часть которых выполнена в форме пятигранных блоков, а верхняя часть имеет по два блока. В нечетных секциях один из блоков выполнен в форме трехгранной призмы с вертикальной гранью для контактирования с закладочным массивом первой очереди, а другой блок - в форме четырехгранной призмы с вертикальной гранью для контактирования с закладочным массивом второй очереди. В четных секциях блоки выполнены в форме четырехгранных призм с вертикальными боковыми гранями и образуют между собой плоскость, сопряженную с вершиной пятигранного блока. При этом наклонные грани на границе блоков верхней части с пятигранным блоком в нижней части четных и нечетных секций целика образуют плоскости, выполненные под углом к горизонтали, равным граничному углу сдвижения горных пород. На трехгранный блок от НП передается большая нагрузка и он смещается вниз на величину, превышающую величину смещения четырехгранного блока. Это позволяет передать большую часть нагрузки от НП на закладочный массив первой очереди нечетной секции. При этом горная выработка разгружается от действующих на нее нагрузок от НП. 4 ил.

В

; ,1 / /

В

Д-xl

//

о 41/ 4.

«-..

+

// Г

iO 8 7 и Фиг. 2

Б-Б 20,

. iV. / / I

JL IF VV /

I т П -4 - .

-т1 / ч/«

Ю 7 8 23 Фиг.З

17 22 21