Способ повышения устойчивости выработок Советский патент 1991 года по МПК E21D11/00 

Изобретение относится к горному делу.

Целью изобретения является устранение асимметричности давления пород на контур выработки.

Способ осуществляется следующим образом.

Вокруг пройденной выработки образуется зона пониженных напряжений, описываемая двумя полуэллипсами. Породы, входящие в эту зону, формируют нагрузку на крепь выработки. Наибольшие напряжения, а значит, и нагрузка, развиты по большой оси полуэллипсов. Большая ось полуэллипсов является их осью симметрии, В результате выполнения в массиве пород, вмещающем выработку разгрузочных щелей одинаковой длины с восстающей и падающей сторон выработки с отставанием м от проходческого забоя, форма зоны пониженных напряжений, списываемая двумя полуэллипсами, не изменится, изменяются только ее размеры При сохранении точки пересечения большой и малой осей полуэллипсов на том же месте, что и без выполнения разгрузочных щелей. Но в то же время имеет место эффект разгрузки крепи выработки от высоких напряжений. Возникает зона разгрузки шириной, равной длине проекции разгрузочных щелей на малую ось полуэллипсов и равной длине малой оси полуэллипсов. Но, так как имеет место отклонение большой оси полуэллипсов от нормали к напластованию в стооону восстания на

,. . ОС,

угол sin при падении пласта отличном от горизонтального, то большая

ю

SD

сл

ел оо

31

ось полуэллипсов пересекает верхняк крепи не в точке С, а в точке М. Следовательно, максимальная нагрузка пркладывается к крепи асимметрично.

Все крепи рассчитываются,на работу с симметрично прикладываемой нагрузкой. Только при выцолнении этого условия крепь обеспечивает паспортну несущую способность.

При асимметричности приложения нагрузки величина несущей способности крепи снижается на 15-20%, а так как крепь выбирается из условия соответствия паспортной несущей способное- ти крепи реальному давлению пород, то оказывается, что соответствие это нарушается. Соответственно этому крепь деформируется, а следовательно возрастают затраты на поддержание вы работки или же приходится переходить на другой тип крепи с более высокой несущей способностью, что увеличивает затраты на проведение выработки.

Для устранения асимметричности на грузки перемещают большую ось полуэллипсов в сторону восстания пласта на длину,

(| + 0,4 sin 2rf.ctg (V-sin I

м,

oi

X sin ( sin j),

т.е. чтобы эта ось пересекала верхняк крепи в точке С. Для выполнения этого условия увеличиваются длины зоны разгрузки с восстающей стороны на величину

2(| ± 0,4 sin 2 X-ctg (q;,sin p)

//, ч х sin (( sin г), м.

Предлагаемый способ повышения устойчивости крепи выработок осуществляют в следующем порядке. Рассчитав для конкретных горно-геологических условий по любой из известных методик длину зоны разгрузки, производят

расчет приращения длины зоны разгрузки с восстающей стороны по формуле

2{| + 0,4-sin 2o6ctg ((fJ sin x

/,, X sin (tp1 sin ) ,

где h - высота выработки, м;

Ы. - угол падения пласта, град; (f/ - угол полных сдвижений пород

по восстанию.

После этого во время проведения выработки выполняют в массиве зочные щели (например, бурят скважины, бурят шпуры, нарезают щели врубовой машиной) с учетом условия превышения длины зоны разгрузки с восстающей стороны на величину

2(| + 0,4 sin 2tf-ctg (ty sin))

Od sin ((f sin ),

м

длины зоны разгрузки с падающей стороны .

Формула изобретения

Способ повышения устойчивости выработок, включающий образование зоны разгрузки вокруг выработок путем выполнения в массиве разгрузочных щелей, о тличающийся тем, что, с целью устранения асимметричности давления пород на контур выработки, длину зоны разгрузки с восстающей стороны выработок выполняют больше длины зоны разгрузки со стороны по падению ьа величину

-J

2( ± 0,4-sin 2tf.ctg (У-sin ))x К sin (ty sin ),

где h - высота выработки, м;

0 - угол падения пласта, град; ty - угол полных сдвижений пород по восстанию, град.

Изобретение относится к горному делу и позволяет устранить асимметричность давления пород на контур выработки при ее креплении. Для этого вокруг выработок образуют зону разгрузки путем выполнения в массиве разгрузочных щелей. Длину зоны разгрузки с восстающей стороны выработок выполняют больше длины зоны разгрузки со стороны по падению на величину: 2{h/2 + 0,4 sin 2 y-ctg ( xsin pi/2) sin (ty sin ftY2), м где h - высота выработки, м; 0i - угол падения пласта, град - угол полных сдвижений njpofl по восстанию, град. & @