Способ охраны подготовительной выработки и устройство для его осуществления Советский патент 1991 года по МПК E21D11/00 

фиг.5

Изобретение относится к горной промышленности и может быть предназначено для использования при бесцеликовых способах поддержания пластовых подготовительных выработок в рабочем состоянии в течение всего срока их эксплуатации, преимущественно пройденных в условиях крутых пластов.

Цель изобретения - расширение области применения тумб на крутых и самовозгораемых угольных пластах.

На фиг.1 показан железобетонный блок, вид сбоку; на фиг.2-тоже, вид сверху; ,на фиг.З - то же, общий вид; на фиг.4 - железобетонная тумба со стойкой, общий вид; на фиг.5 - железобетонная тумба в сборе, общий вид; на фиг.6 - схема установки железобетонных тумб сбоку охраняемой подготовительной выработки; на фиг,7 - разрез А-А на фиг.б.

Устройство для охраны подготовительной выработки состоит из отдельных блоков 1, податливых прокладок 2 и стойки 3. Блоки 1, уложенные один на другой с чередованием между ними податливых прокладок 2, образуют тумбы 4, которые установлены в ряд на месте отработанной части пласта параллельно охраняемой подготовительной выработке и соединены между собой стойкой 3. Блоки 1 представляют собой плиты прямоугольной формы с П-образными вырезами 5, выполненными с двух взаимно противоположных сторон. Блоки 1 могут быть изготовлены, например, из бетона, из железобетона и из других синтетических или природных материалов. Податливые прокладки 2 имеют такую же форму, что и блоки 1, только в несколько раз тоньше, а их прочность примерно в десять раз меньше прочности блоков 1. Податливые прокладки 2 мо(ут быть изготовлены из дерева, древес- но-стружечной плиты и других материалов. Выполненные в блоках 1 П-образные вырезы 5 после сборки блоков 1 в тумбу 4 образуют П-образный паз О. Тумбы 4, установленные в ряд П-образными пазами 6 друг к другу, образуют замкнутую полость 7, в которой находится стойка 3. Стойка 3 может быть, например, деревянной, металлической, железобетонной или из других подобных материалов.

Способ охраны и подготовительной выработки осуществляют следующим образом,

По мере подвигания очистного забоя в отработанном пространстве пласта начинают установку устройства параллельно охраняемой подготовительной выработке, для этого из блоков 1 и податлиаых прокладок 2 на стойке 3 собирают первую тумбу 4. Это

выполняют с таким расчетом, чтобы сторона блоков 1 и податливых прокладок 2, имеющих П-образный вырез 5, были ориентированы параллельно падению пласта. При

укладке в тумбу 4 всех блоков 1 между контуром боковых пород кровли и последним блоком 1 остается зазор, который заклинивают несколькими прокладками 2. В образо- ванный из П-образных вырезов 5,

0 имеющихся в каждом блоке 1 и во всех податливых прокладках 2, П-образный паз 6 сбоку тумбы 4, плотно вставляют и расклинивают стойку 3, которая входит в П-образный паз 6 только на половину своей

5 ширины, а остальная половина свободно из него выступает. Затем начинают сборку последующей тумбы 4, для этого блок 1 кладут на почву и плотно подвигают его к уже расклиненной предыдущей тумбе 4 с таким рас0 четом, чтобы П-образный вырез 5 сочленился со свободно выступающей частью стойки 3. Дальше на уложенный блок 1 в таком же порядке кладется податливая прокладка 2, а на нее следующий блок 1 и в

5 такой последовательности до тех пор, пока у контура кровли не останется небольшой зазор, который затем заклинивается двумя- тремя податливыми прокладками 2. При сочленении стойки 3 с П-образным вырезом 5

0 устанавливаемого блока 1 он плотно смыкается со стойкой 3 и это предотвращает его произвольное движение в сторону падения пласта, поэтому во время установки тумбы 4 и до момента ее полной расклинки нет

5 необходимости со стороны падения пласта устанавливать предохранительную стойку. Кроме того, в период интенсивного сдвижения контура пород кровли относительно контура пород почвы, когда блоки 1 в тумбе

0 4 под действием собственного веса и веса обрушенных пород стремятся сдвигаться один относительно другого в сторону падения пласта, стойка 3 предотвращает такое перемещение блоков 1, так как при таком

5 ориентировании тумб 4 в пространстве относительно падения пласта стойка 3 способствует возникновению в канале 7 реактивного момента, удерживающего блоки 1 от произвольного перемещения один

0 относительно другого с помощью П-образных вырезов 5, Если тумбы 4 ориентированы сторонами с П-образным пазом 6 перпендикулярно линии падения пласта, то даже соединение тумб 4 между собой стойкой 3 не

5 способствует повышению их устойчивости, так как по направлению действия поперечной силы, опрокидывающей тумбу 4 и сдвигающей блоки 1 в тумЬе 4 один относительно другого, между стойкой 3 и всеми П-образными вырезами 5 нет кинематической связи, в результате чего стойка 3 и тумба А под действием поперечной силы наклоняются в сторону падения пласта как две отдельные системы. Кроме того, отсутствие в таком положении кинематической связи между стойкой 3 и П-образными вырезами 5 может способствовать уменьшению трудоемкости установки тумбы 4, только в случае возведения их по направлению восстания пласта, т.е. когда последую- щей тумбу 4 собирают над предыдущей и таким образом удерживают ее элементы от произвольного движения в сторону падения пласта. Если производить установку тумб 4 по направлению падения пласта, то обеспе- чить уменьшение трудоемкости возведения тумб 4 невозможно, так как ниже возводимой тумбы 4 нет опоры, которая бы удерживала укладываемые блоки 1 от самопроизвольного движения их в сторону паде- ния пласта.

Устройство для охраны подготовительной выработки работает следующим образом.

По мере выемки угля в отработанной части пласта и параллельно охраняемой подготовительной выработке возводят околоштрековую полосу, для чего блоки 1 и податливые прокладки 2 собирают в тумбы 4 в таком порядке, что после их сборки П-об- разные вырезы 5 с их боковых сторон образуют на двух взаимно противоположных боках тумбы 4 сплошные П-образные пазы 6, в которые плотно вставляют стойку 3. На выступающую из П-образного паза 6 пред- ыдущей тумбы 4 стойку 3 вставляют П-об- разный вырез 5 каждого блока 1 и каждой податливой прокладки 2. собираемой последующей тумбы 4. После окончания установки последующей тумбы 4, стойка 3 оказывается размещенной в канале 7 между предыдущей и последующей тумбами 4. Под кровлей собранные из блоков 1 тумбы 4 расклинивают несколькими податливыми прокладками. Крепь работает следующим образом.

Образованная из тумб 4 и стоек 3 околоштрековая полоса начинает взаимодействовать с боковыми породами, при этом она сдерживает интенсивность их смещения и предотвращает деформацию охраняемой подготовительной выработки. По мере сближения контура пород кровли и почвы податливые прокладки 2, расположенные между блоками 1, сжимаются, что придает тумбам 4 податливость, при этом стойка 3, находящаяся в замкнутой полости 7, скользя вдоль его стенок, оставаясь без разрушений. Одновременно с этим стойка 3 перекрывает зазор между соседними тумбами 4, что препятствует проникновению воздуха из рабочего пространства выработки в выработанное пространство, а также сдерживает перемещение блоков 1 в тумбе 4 один относительно другого в сторону падения пласта, что повышает ее продольно-поперечную устойчивость при установке на крутых пластах.

Если тумбы 4 не соединены между собой стойкой 3, тогда зазор между тумбами 4 из рабочего пространства выработки в сторону выработанного пространства возника ют утечки свежего потока воздуха, подающегося по охраняемой подготовительной выработке, и для их устранения необходимо заделывать зазоры между тумбами 4 цементным раствором, что требует дополнительных затрат времени и повышает трудоемкость возведения околоштрековой полосы.

Предлагаемое устройство для охраны подготовительной выработки позволяет повысить надежность изоляции выработанного пространства от утечек воздуха и увеличить скорость ее возведения за счет использования стойки одновременно как средства для установки тумбы, повышения ее продольно-поперечной устойчивости и изолирования зазора между тумбами. Кроме того, такая конструкция устройства позволяет, совмещать во времени процессы установки тумбы и изолирования зазора.

Формула изобретения

1.Способ охраны подготовительной выработки, включающий установку стоек вдоль выработки и сборку тумб из блоков с П-образным вырезом, отличающийся тем, что, с целью расширения области при- менния тумб на крутых и самовозгораемых угольных пластах, блоки в тумбах ориентируют сторонами с П-образным вырезом параллельно линии падения пласта, а установку стоек чередуют с установкой тумб.

2.Устройство для охраны подготовительной выработки, включающее в себя стойку и тумбы из блоков с П-образным вырезом для размещения стойки, отличающееся тем, что в блоках выполнены дополнительные П-образные вырезы, причем П-образные вырезы размещены на двух противоположных боковых сторонах блоков, а тумбы ориентированы П-образными вырезами одна к другой с образованием замкнутой полости, в которой размещены стойки.

гч rsa

I

J5

Lj«- . ..... . .-: ......-jy -.-.- Л1

/

I

V

а о со о со

N3

о,

Фиг.6

Изобретение относится к горной пром-сти и предназначено для поддержания пластовых подготовительных выработок (Пв) в рабочем состоянии в течение всего срока их эксплуатации. Цель - расширение области применения тумб (Т) на крутых и самовозгораемых угольных пластах. Вдоль ПВ устанавливают стойки (С) 3. На месте отработанной части пласта параллельно охраняемой ПВ устанавливают Т 4 из блоков 1 с П-образными вырезами 5 с двух взаимно противоположных сторон. Блок 1 в Т 4 ориентируют сторонами с П-обратным вырезом 5 параллельно линии падения пласта. Установку С 3 чередуют с установкой Т 4. При этом блоки 1 П-образными вырезами 5 ориентируют друг к другу с образованием замкнутой полости 7, в которой размещают С 3. При сочленении С 3 с вырезом 5 устанавливаемого блока 1 он плотно смыкается со С 3 и это предотвращает его произвольное движение в сторону падения пласта. Образованная из Т 4 и С 3 околоштрековая полоса начинает взаимодействовать с боковыми породами. При этом она сдерживает интенсивность их смещения и предотвращает деформацию охраняемой ПВ. 2 с.п. ф-лы, 7 ил.

А-А

С С

с с с с

D 3 И D И D