Способ управления труднообрушаемой кровлей Советский патент 1991 года по МПК E21C41/18 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при управлении труднообрушаемой кровлей.

Цель изобретения - повышение безопасности горных работ за счет повышения надежности обрушения труднообрушаемой кровли.

На фиг. 1 показан вертикальный разрез выемочного участка (разрез А-А на фиг. 2); на фиг. 2 - разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 3 - разрез В-В на фиг. 1.

На фиг, 1-3 показаны очистная выработка 1, зона опорного давления 2, образующаяся впереди очистной выработки 1, скважины 3 пустые и 4, заполненные разрушающей композициейs расширяющейся nps: твердении с последующим ослаблением горной массы между скважинами 3 и 4, оконтуривающие выработки 5 и 6S из которых бурят ве- еры 7 скважин 3 и 4 в труднообруша- емую кровлю 8, непосредственная кровля 9, угольный пласт 10.

Способ управления труднообрушаемой кровлей осуществляют следующим образом. Вне зоны опорного давления 2 от очистной выработки 1, находящейся в угольном пласте 10, в труднообрушае- мую кровлю 8 из выработок 5 и 6 через

непосредственную кровлю 9 бурят вертикальные вееры 7 скважин 3 и 4 параллельно линии очистного забоя„ Бурение скважин 3 и 4 вне зоны опорно- го давления 2 исключает деформацию и разрушение скважин 3 и 4 до их использования. Если же их бурить в зоне опорного давления 2, то, во-первых, бурить в напряженный массив трудо- емко, а, во-вторых, практически сразу же после обуривания скважины будут разрушены и деформированы до их использования. Расстояние между вертикальными веерами 7 скважин 3 и 4 при- нимают в зависимости шага обрушения труднообрушаемой кровли 8, которое определяют для каждого конкретного условия в зависимости от прочностных и структурных характеристик, мощ- ности труднообрушаемой кровли 8. .Скважины 3 оставляют пустыми,а скважины 4 заполняют разрушающей композицией, представляющей собой вещество, которое при твердении расширя- ется, ослабляет горную массу и оказывает разрушающее воздействие на породы кровли между скважинами 3 и 4, образуя в них трещины. В качестве такого вещества может быть применен, например, напрягающий цемент по ТУ-21-20-18-74, состоящий из 70% портландцемента-клинкера, 15% глиноземистого шлака, 15% гипса, который смешивается с 30-32% воды (от массы напрягающего цемента) или расширяющаяся смесь НРС-1.

Расстояние между скважинами 3 и 4 должно быть таким, чтобы под воздействием разрушающей композиции проис- ходило интенсивное трещинообразование во всей горной массе, сосредоточенной между скважинами 3 и 4. Для этого оставляют скважины 3 пустыми. Разрушающая композиция в скважине 4 при твердении, расширяясь по линии наименьшего сопротивления, т.е. в сторону скважин 3, приводит к образованию трещин в горной массе, сосредоточенной между скважинами 3 и 4. Таким об- разом и во всей плоскости веера 7 скважин 3 и 4 ослабляют горный массив Для того, чтобы обеспечить наибольший объем трещинообразования в плоскости веера 7 скважин 3 и 4 необходи- мо, чтобы веера 7 скважины 3 и 4 при полном расширении затвердевшей разрушающей композиции находились вне зоны опорного давления 2, В противном

Q

о

5

случае в зоне опорного давления 2 горный массив будет находиться в сильно напряженном состоянии. Если веера 7 скважин 3 и 4 попадут в эту зону до полного расширения и затвердения разрушающей композиции, то из-за высокого давления ослабление труднообрушаемой кровли 8 будет минимальным по плоскости веера 7, так как пустые скважины 3 будут уже разрушены, а разрушающая композиция не преодолеет давление массива в зоне опорного давления 2„

Определение расстояния от скважин до очистного забоя 1, находящегося постоянно в наступательном движении, при котором необходимо заполнять скважины 4 разрушающей композицией, чтобы последние при полном затвердении и объеме расширения находились еще вне зоны опорного давления 2 осуществляют по формуле

L-W+Von- me,

где lmax ширина передней зоны опорного давления 2 находится как правило в пределах 15-16 м;

V - скорость подвигания очистного забоя определяют в зависимости от типа применяемой техники, технологии и организации работ; t т - время твердения принимают в зависимости от типа применяемой разрушающей композиции.

Труднообрушаемую кровлю 8 отсеченную трещинами по плоскости веера 7 скважин 3 и 4 обрушают за очистной выработкой 1 в выработанное пространство. До заполнения скважин разрушающей композицией по длине скважин с двух сторон в плоскости веера формируют зародышевые трещины - концентраторы напряжений, по обеим сторонам скважин, что повышает качество образования трещин и интенсивность ослабления труднообрушаемой кровли . в плоскости веера.

Формула изобретения

Способ управления труднообрушаемой кровлей, включающий бурение скважин впереди очистного забоя из окон- туривающих выемочный столб выработок, заполнение скважин разрушающей ком5

позицией, разрушающее воздействие указанной композиции на труднообру- шаемые породы кровли и ее обрушение отличающийся тем, что,с целью повышения безопасности горных работ за счет повышения надежности обрушения труднообрушаемой кровли, скважины бурят веерами в вертикальных плоскостях параллельных линии очистного забоя вне зоны опорного давления, заполнение скважин осуществляют невзрывчатой разрушающей композицией через одну скважину при нахождении их от очистного забоя на расстоянии Iel +и t

.-v, v т ЛЛ L

п,в

L

расстояние от очистного забоя до скважины при котором последние необходимо за- поднять разрушающей композицией, м;

0

5

Lmajr

or

ma

18б

ширина передней зоны опорного давления от очистного забоя, м;

скорость подвигания очистного забоя, м/ч (м/сут); время твердения разрушающей композиции, за которое она максимально расширяется, м/ч/м/сут.; разрушающее воздействие на породы кровли осуществляют образованием трещин по плоскостям вееров скважин расширением невзрывчатой разрушающей, композицией, а обрушение пород кровли производят по образовавшимся трещинам, причем до заполнения скважин разрушающей композицией по длине каждой скважины с двух сторон в плоскости веера формируют зародышевые трещины - концентраторы напряжений.

Изобретение относится к управлению кровлей при подземной разработке угольных пластов. Цель - повышение безопасности работ за счет повышения надежности обрушения труднообруf«-, шаемой кровли. Впереди очистного забоя из оконтуривающих выемочный столб выработок бурят веера скважин в вертикальных плоскостях параллельных линии очигтного забоя вне зоны опорного давления. Скважины заполняют невзрывчатой разрушающей композицией через одну скважину при нахождении их от очистного забоя на расстоянииj определяемом по формуле. Разрушающее воздействие на породы кровли осуществляют образованием трещин по плоскостям вееров скважин расширением невзрывчатой разрушающей композицией. Обрушение пород кровли производят по образовавшимся трещинам. До заполнения скважин разрушающей композицией по длине каждой скважины с двух сторон в плоскости веера формируют зародышевые трещины - концен- 1 траторы напряжений. 3 ил.

А-А

В

Н

28 9 ТО 7 7

1111 /

В

Фие.1

5-5

J,

Фиг.г