Способ крепления горных выработок Советский патент 1991 года по МПК E21D11/10 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при креплении капитальных горных выработок.

Цель изобретения - повышение эффективности поддержания выработок, а также снижение расхода материалов.

На чертеже показана схема осуществления способа возведения крепи горной выработки.

На схеме показаны выработка 1, податливая крепь 2, границы 3 зоны неупругих деформаций (ЗНД), нагнетательные скважины 4, камуфлетные заряды взрывчатого вещества (ВВ) 5, грузонесущая зона -б, демпфирующая зона 7, дополнительные скрепляющие элементы 8.

Способ осуществляется следующим образом.

По мере проведения выработки 1 производят ее крепление податливыми рамами крепи 2 с тампонажем закрепного пространства. При проведении выработки 1 вокруг нее за счет действия сил горного давления образуется ЗНД. Работы по упрочнению вмещающего массива начинают после того, как ЗНД достигнет толщины, при которой может быть сформирована грузонесущая зона 6, толщина которой обеспечивает устойчивость выработки 1; в зависимости от горно-геологических и горнотехнических условий поддержания потребная толщина грузонесущей зоны 6 составляет 1,0-2,5 м.

о

00

-N ел о

Ov

Контроль за степенью развития ЗНД вокруг выработки 1 осуществляют с помощью осмотров внутренней поверхности контрольных скважин. В качестве контрольных можно использовать отдельные скважины 4 из их комплектов (кроме того, можно использовать зависимость между величиной смещения в узлах податливости, которую устанавливают в результате наблюдений за проявлением горного давления).

После завершения развития ЗНД вокруг выработки 1 до потребных размеров начинают бурение нагнетательных скважин 4. Длину нагнетательных скважин 4 принимают больше толщины ЗНД на величину, соответствующую длине камуфлетного заряда ВВ 5. Затем в скважину 4 вводят инъектор (не показан) и производят тампонирование вмещающих пород в пределах ЗНД. В зависимости от принятой сетки нагнетательных скважин 4 нагнетание прекращают либо при появлении скрепляющего состава на поверхности выработки 1, либо при его появлении в нагнетательных скважинах 4 соседнего ряда, являющегося при этом контрольным. После окончания процесса нагнетания на участке проектной длины производят формирование демпфирующей зоны 7, в нагнетательные скважины 4 вводят камуфлетные заряды ВВ 5, которые досылают до дна скважин (остальное пространство нагнетательных скважин 4 может быть заполнено забойкой из скрепляющего состава, используемого при нагнетании); одновременно на время ведения взрывных работ ликвидируют податливость рам крепи 2 установкой дополнительных скрепляющих элементов 8; после этого взрывают камуфлетные заряды В В 5.

При взрыве зарядов ВВ 5 у границы грузонесущей зоны 6 образуется система полостей, трещин, которая является демпфирующей зоной 7 по отношению к грузонесущей зоне 6 (после твердения в ней скрепляющего раствора).

Одновременно происходит уплотнение пород в грузонесущей зоне б, которое способствует более интенсивному проникновению скрепляющего состава в трещины ЗНД (в которой формируют грузонесущую зону 6) и повышает прочность массива в пределах грузонесущей зоны (за счет обжатия пород этой зоны на рамах крепи 2). Ликвидация податливости крепи на время ведения взрывных работ обеспечивает затем работу крепи в податливом режиме - в противном случае величина податливости вследствие динамического воздействия камуфлетного

взрывания полностью или частично может сократиться.

При воздействии горного давления демпфирующая зона 7 подвергается уплотпению, при этом воздействие горного давления на грузонесущую зону 6 начинает сказываться только по истечении времени, потребного на соответствующее уплотнение демпфирующей зоны 7. После того, как

породы грузонесущей зоны 6 наберут достаточную прочность, часть рам крепи можно демонтировать и использовать повторно.

Пример. Проходят рельсовый квершлаг (крепь податливая кольцевая из СВП27). Диаметр в свету 3,8 и в проходке 4,5 м, вмещающие породы алевролиты, По мере проведения выработки производят установку рам податливой крепи 2. Закрепное пространство тампонируют скрепляющими

составами на водоцементной основе. С от- стаЁанием от забоя выработки на 80-90 м (скорость подвигания выработки - 40 м/мес) производят работы по нагнетанию укрепляющего состава на водоцементной основе в

приконтурный массив в ЗНД. Нагнетательные скважины бурят на глубину 2,2 м (диаметр скважин 42 мм), в качестве ВВ используют аммонит ПЖВ-20, два патрона на шпур. Число скважин принимают с расчетом, чтобы их забои располагались на расстоянии 1,5-2,0 м друг от друга. С учетом этого число скважин составляет 16 шт. (оптимальное потребное число скважин уточняется путем наблюдений за проявлениями

горного давления на экспериментальных участках).

Скважины 4 в выработке 1 бурят на участках длиной 10-15 м, расстояние между рядами скважин 1,5-2,0 м. Нагнетание

скрепляющего состава ведут начиная с нижних скважин 4 в веере и прекращают при появлении скрепляющего состава в скважинах 4 соседних вееров. После окончания нагнетания в скважины вводят камуфлетные

заряды ВВ5. Перед взрывани- ем камуфлетных зарядов ВВ5 рамы податливой крепи 2 в пределах укрепляемого участка усиливают дополнительными скрепляющими элементами 8. После выполнения взрывных работ на укрепляемом участке начинают в таком же порядке работы на следующем участке.

Формула изобретения

1. Способ крепления горных выработок, включающий возведение крепи, тампонаж закрепного пространства твердеющим раствором, формирование вокруг выработки зоны неупругих деформаций, бурение скважин в приконтурный трещиноватый массив

с последующим нагнетанием в него скрепляющего раствора и ведение затем за пределами упрочняемой зоны до момента затвердения раствора камуфлетного взрывания с созданием таким образом внешней демпферной, а после твердения раствора и грузонесущей внутренней зон, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности поддержания выработок, крепление выработки осуществляют подат

ливой крепью, а на период ведения камуфлетного взрывания упомянутой крепи придают жесткий режим работы путем ликвидации податливости.

2. Способ по п.1,отличающийся тем, что, с целью снижения расхода материалов, трещиноватую зону вокруг выработки создают за счет воздействия сил горного давления.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при креплении капитальных горных выработок. Целью изобретения является повышение эффективности поддержания выработок, а также снижение расхода материалов. По мере проведения выработки ее крепят податливой крепью с тампонажем закрепного пространства. За счет действия горного давления вокруг выработки создают трещиноватую зону неупругих деформаций (ЗНД). После формирования ЗНД за пределы ее границы бурят нагнетательные скважины, через которые осуществляют тампонирование трещиноватых пород ЗНД скрепляющим раствором, осуществляют камуфлетное взрывание за границами ЗНД до твердения тампонажного раствора. На время ведения взрывных работ податливость крепи ликвидируют, придавая последний жесткий режим работы. Таким образом, создают внешнюю демпфирующую зону и внутреннюю грузонесущую. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. СО