Способ проходки горных выработок Советский патент 1990 года по МПК E21C41/18 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при проведении горных выработок буровзрывным способом.

Цель изобретения - расширение области применения способа на условия с преобладающим действием горизонтальных напряжений.

Нафиг.1 изображено относительное положение забоев малого и большого сечений, проходимых по направлению максимального главного растягивающего напряжений

сч на фиг.2 - оптимальное соотношение между размерами передовой и проектной выработок в отсутствие горизонтальных напряжений; на фиг.З - то же, в условиях действия растягивающих напряжений, на фиг.4 очередность взрывания шпуров в передовой выработке; на фиг.5 - реализация способа при наличии горизонтальных напряжений сжатия.

На чертеже цифрами и буквами обозначены массив 1 горных пород, оконтуриваю- щие шпуры 2 первого комплекта, передовая выработка 3, компенсационные шпуры 4 первого комплекта, врубовые шпуры 5, шпуры 6 второго комплекта, выработка 7 проектного сечения, сечения Sa, Si передовой .выработки; величины ai стГ +1 действующих вертикальных и горизонтальных напряжений, ширина Lp, IP зоны разгрузки; угол а наклона стенок передовой выработки.

Os О

ю ю ю ч

В способе используют искусственное изменение направления приложения результирующих сил за счет придания стенкам выработки определенных наклонов.

Для компенсации действия горизонтальных напряжений используют изменение направления приложения главных вертикальных напряжений сп и одного из горизонтальных напряжений, например

af + 1 а&.

При трапециевидной форме выработки

на ее стенках напряжения ai исй уравновешены, что следует из уравнения

- 2

(71 cosa: -n- stna.

откуда а arctg

2СТ1

(цифрой 2 учтена

0-3 по обеим стенкам выракомпенсация оз ботки).

В связи с этим взрывание шпуров по контуру трапециевидной выработки с указанным углом наклона с опережением на время релаксации напряжений, взрывание врубовых и отбойных шпуров первого комплекта в момент возникновения упругих на- пряжений непосредственно после их взрыва создает условия одноосного (или близкого к этому) сжатия для шпуров первого комплекта, что существенно повышает эффективность действия взрыва.

Отбойка породы (руды) в сечении проектируемой выработки при условии, когда отношение ее сечения к сечению передовой

/Ln 2 выработки не будет превышать j J

также будет происходить в условиях отсутствия горизонтальных напряжений, что обеспечит высокую устойчивость проводимой выработки.

Способ осуществляют следующим образом.

Перед началом проходческих работ в массиве 1 одним из известных способов, например методом разгрузки, определяют - величину и направление действия главных напряжений СП : ai ; а + i , а также размеры зоны разгрузки, и коэффициент концентрации напряжений Lp, р и Кк.н.. Выработку проходят по направлению,напряжения с наибольшим значением,

Далее перпендикулярно направлению

оконтуривают площадь Si 1,4/10-Lpx хКк.н.-1/м передовой выработки 3 меньшего, чем проектируемая выработка, сечения, в виде трапеции с углом наклона стенок

выработки а arctg

Причем в

2g| . СП +1

первую очередь взрывают оконтуривающие шпуры 2. В зависимости от диаметра и уровня действующих напряжений расстояние между оконтуривающими шпурами 2 может быть сокращено до пробивного, но при этом половину шпуров (через один) используют в качестве компенсационных 4. Через время

Тр релаксаций напряжений производят взрывание врубовых шпуров 5, а затем в принятой последовательности - остальных шпуров первого комплекта. После того как передовая выработка 3 будет пройдена на

длину более чем 2 Lp, бурят и взрывают шпуры второго комплекта 6 и оформляют таким образом проектное сечение выработки 7 при соблюдении условия, что отношение площади расширенной выработки к

площади передовой выработки не превыша(Г

ет

Формула изобретения Способ проходки горных выработок, включающий оценку напряженного состояния массива, образование передовой выработки меньшего сечения бурением и взрыванием шпуров длиной более удвоен- ного значения длины зоны разгрузки и последующее расширение выработки до проектного сечения, отличающийся Тем, что, с целью расширения области применения способа на условия с преоб- падающим действием горизонтальных напряжений, оценку напряженного состояния массива осуществляют по величине и направлению действия главных горизонтальных напряжений, проходку выработки производят по направлению напряжения с наибольшим значением, при этом передовую выработку проходят трапециевидной формы с углом наклона боковых стенок относительно основания

/ 2ai

а arctg (

а +

т)

где (71 - вертикальное напряжение; (jf + i - горизонтальное напряжение, ортогональное направлению проходки, а расширение выработки выполняют до размеров, при которых отношение площади се- нения расширяемой выработки к площади сечения передовой выработки не менее отношения

(Lp/lp)2,

где Lp и IP - ширина зоны разгрузки от выработок соответственно проектируемого сечения и сечения передовой выработки, причем взрывание шпуров сначала осуществляют по

контуру передовой выработки, затем через интервал, равный времени релаксации напряжений, - во врубе, после чего взрывают остальные шпуры передовой выработки.

Изобретение относится к проведению выработок буровзрывным способом. Цель - расширение области применения способа на условия с преобладающим действием горизонтальных напряжений. Производят оценку напряженного состояния массива по величине и направлению действия главных горизонтальных напряжений. Образуют передовую выработку /ПВ/ меньшего сечения бурением и взрыванием шнуров длиной не меньше удвоенного значения длины зоны разгрузки. При этом ПВ проходят трапециевидной формы с углом наклона боковых стенок к основанию, рассчитываемым в зависимости от вертикальных и горизонтальных напряжений. При этом проходят ПВ по направлению напряжения с наибольшим значением. Расширение выработки выполняют до размеров, при которых отношение площади сечения расширенной выработки к площади сечения ПВ не превышает отношения ширины зоны разгрузки выработки проектируемого сечения к ширине зоны разгрузки ПВ. Взрывание шпуров сначала осуществляют по контуру ПВ, затем через интервал, равный времени релаксации напряжений во врубе. После этого взрывают остальные шпуры ПВ. В последнюю очередь производят расширение выработки до проектного сечения. 5 ил.

Фиг.г

(f

&2 LP

Фиг. 5

фие.4

л

4

Фие.5