Способ охраны горной выработки Советский патент 1991 года по МПК E21D11/10 

Изобретение относится к горной промышленности и может найти применение при эксплуатации подземных горных выработок в сложных горно-геомеханических условиях преимущественно для охраны капитальных и подготовительных выработок, расположенных в рудном массиве, при отработке глубоких, удароопасных залежей с закладкой выработанного пространства твердеющей смесью

Цель изобретения - повышение устойчивости выработки и снижение затрат

на ее охрану в зоне влияния очистного забоя.

На чертеже показана схема охраняемой выработки, поперечный разрез.

На схеме позицией 1 обозначена разгрузочная полость, 2 - внутренняя концентрическая зона трещиноватости (внешний контур породной оболочки), 3 расширяемая часть разгрузочной полости путем отбойки горных пород, 4 камуфлетные скважины. 5 - податливый материал. 6 - охраняемая выработка. 7 - внутренний коно

vj Ю

О О

тур породной оболочки, 8 - породная оболочка, ограниченная внутренней границей концентрической зоны 2 трещиноватости и внутренним кон гуром породной оболочки 7.

Способ осуществляют следующим образом.

Определяют характер распределения главных максимальных напряжений (7иакс для тех горнотехнических условий месторождения, в которых будет эксплуатироваться выработка 6. При склонности горных пород к формированию концентрических зон нару- шенности вокруг выработок определяют расстояние между зонами, характерное для месторождения, а также выявляют геотехнические условия, в которых естественного трещинообразования не происходит, Это могут быть участки более прочных или менее нарушенных горных пород. В первую очередь применение способа целесообряз- но именно для таких участков.

Затем определяют проектное положение выработки 6. Вприсечку к проектному контуру выработки 6 образуют разгрузочную полость 1 от проектного контура 7 выработки б до проектной внутренней границы зоны 2 трещиноватости в направлении действия максимальных напряжений Смак . При этом создают условия для формирования внешнего контура породной оболичкг - гоны 2 треииноаатости.

Размеры поперечного сечения полости 1 целесообразно выполнять меньшими, чем поперечное сечение охраняемой выработки о, чтобы ьз проходка вызывала меньшее возмущение массива горных пород и, соответственно, геньшееих разрушение в период до « ормирован. Я породной оболочки 8

За гем полость 1 расширяют в направлении, перпендикулярном ориентировке Омакс , чем ослабляют горные породы в ее окрестности, при этом р иирени 1 полости 1 ествляют отбойкой гооных пород Образовании расширяемых час. ей 3 полости 1 осуществляют таким оЬразом, чтобы оказалась подсеченной внутренняя граница зоны J. трещиноватости. Одновременно с расширением полости 1 осуществляют при- грузку района расположения выработки путем перераспределения горного давления за перемещения очистного фронта В результате осуществления OFсозременно этих дьух операций появляется наведенная зона 2 трещиноватости - внешний контур породной оболочки 8, что можно зафиксировать по наблюдательной скважине Затем производят заполнение образованных полостей 1 и 3 податливым матесирлоч 5. на

пример твердеющей закладкой. После этого осуществляют проходку охраняемой выработки 6, формируя внутренний контур 7 породной оболочки 8.

Для ускорения процесса формирования зоны трещиноватости расширение полости 1 можно осуществлять взрыванием камуф- . летных скважин 4, забуренных под предварительно определенным углом сдвига горных пород:

а 5+Ј

к направлению действия максимальных напряжений Омакс, где р - угол внутреннего трения горных пород.

При расширении полости 1 в обе стороны с помощью рядов камуфлетных скважин 4 допускается в качестве податливого материала 5 использовать горную массу, отбиваемую при формировании внутреннего контура 7 породной оболочки 8.

П р и м е р. На руднике горные работы ведут на глубинах 1 км и более. Транспортные выработки, расположенные в зоне опорного давления, подвергаются интенсивному разрушению в статических и динамических формах, Для поддержания выработок в этих условиях обычно применяют металлическую арочную крепь.

Предварительными комплексными измерениями, выполненными на руднике, определено, что ориентировка максимальных напряжений в зоне опорного давления субвертикальна, вокруг выработок расстояние между зонами трещиноватости, если они образуются, составляет 1,5-2,5 м (0,25-0,5 от максимального размера поперечного сечения выработки).

Для охраны транспортного штрека шириной 5 м и высотой 3,5-4 м, расположенного у почвы рудного тела в рудном массиве, по одному из вариантов предлагаемого способа выполняют следующее. До проходки

транспортного штрека под ним, вприсечку к проектному контуру выработки проходят вырез шириной 5 м, высотой 3 м таким образом, чтобы выработка и полость расположились соосно вдоль направления действия максимальных напряжений. Вырез проходят буровзрывным способом. Для бурения шпуров используют буровые машины Каводрилл - 555 Д. Меди-БОР. Бумер 127. Отгрузку горной массы осуществляют само.одными машинами ЛХД-912. 915 или КСС- М6, М9. Диаметр шпуров 42-56 мм. После проходки полости 1 в ее кровлю с помощью буровог j станка КС-50 буоят несколько кон- тпольныхсквожин глубиной до 10м диамет- JM 59-76 мм длг определения затем

внутренней границы зоны трещиноватости. В борт полости, обращенной по восстанию залежи, бурят ряд скважин A fS 42-56 мм, глубиной 2 м, наклоненных под углом 60- 70° к вертикали, расположенный примерно по контакту рудного тела. Борт полости, обращенный по падению залежи, обуривают на глубину 2 м, подготавливая его к расширению. В период увеличения опорного давления, обусловленного перемещением очистного фронта и определяемого по активизации динамических разрушений в подготовительных выработках, производят камуфлетное взрывание ряда скважин и отбойкой горных пород формируют расширяемую часть полости. После уборки горной массы производят периодические измерения методом электрометрии по контрольным скважинам. Зафиксировав по результатам электрометрических измерений начало процесса трещинообразования в верхней части породной оболочки, производят заполнение объема полости и ее расширенной части твердеющей смесью, для ЧРГП используют закладочные скважины, забуренные из выработок вентзакладочного горизонта (не показаны). После набора закладкой 5 нормативной прочности (на высоту 2,5 м - не менее 10 кгс/см2. верхние 0,5 м - не менее 40-50 кгс/см2 - для передвижения самоходного оборудования) по обычной технологии проходят транспортный штрек, формируя внутренний контуи породной оболочки. Внутренний контур породной оболочки в процессе формирования крепят временной комбинированной крепью, представляющей собой железобетонные штанги глубиной 1.8-2,0 м, устанавливаемые по сетке 0,7 х 0.7-1.0 х 1.0 м, и набрызг- бетон толщиной 20 мм. С отставанием от

груди забоя 10-15 м толщина набрызг-бето- на доводится до 50 мм, т.е. временная крепь переводится в постоянную.

Формула изобретения

1. Способ охраны горной выработки, включающий проходку выработки, формирование вокруг нее зоны трещиноватости, образование вприсечку к

выработке разгрузочной полости, ориентированной относительно линии действия главных напряжений, и заполнение ее податливым материалом, отличающийся тем, что. с целью повышения устойчивости

выработки и снижения затрат на ее охрану в зоне влияния очистного забоя, разгрузочную полость образуют до проходки выработки вприсечку с ее контуром в направлении действия максимальных главных напряжений до внутренней границы зоны трещиноватости, при этом полость сначала образуют размером меньше поперечного сечения выработки, а затем расширяют перпендикулярно линии действия

максимальных напряжений и подсекают зону трещиноватости, формирование которой производят одновременным расширением полости и перемещением очистного забоя.

2. Способ по п.1,отличающийся тем. что, с целью ускорения процесса формирования зоны трещиноватости, определяют угол сдвига горных пород, а расширение полости осуществляют путем

бурения скважин, заряжания их ВВ и его взрывания, при этом скважины ориентируют под углом сдвига горных пород к линии действия максимальных напряжений, а их забои совмещают с внутренней границей

зоны трещиноватости.

wM i M I M I

б

«&/tc

Изобретение относится к горнорудной пром-сти и м.б. использовано при сооружении капитальных и подготовительных выработок, расположенных в рудном массиве, при отработке глубоких, удароопасных залежей с закладкой выработанного пространства твердеющей смесью. Цель - повышение устойчивости выработки и снижение затрат на ее охрану в зоне влияния опасного забоя. До проходки охраняемой выработки определяют направление действия максимальных напряжений и по этой линии под контуром выработки вприсечку к ней образуют разгрузочную полость до внутренней границы ожидаемой зоны трещиноватости. Первоначально размеры полости меньше поперечного сечения выработки. Затем ее расширяют перпендикулярно линии действия максимальных напряжений и подсекают ее ожидаемую зону трещиноватости. Одновременно с расширением осуществляют пригрузку пути перемещения опасного забоя. После формирования зоны трещиноватости полость заполняют податливым материалом и осуществляют проходку выработки. Для ускорения процесса формирования зоны трещиноватости расширение полости можно осуществлять путем взрывания скважин, ориентированных к линии действия максимальных напряжений под углом сдвига пород. Забои скважин располагают на внутренней границе зоны трещиноватости. 1 з.п. ф-лы. 1 ил.

t t t t t t t t t«