Способ охраны подготовительной выработки Советский патент 1992 года по МПК E21D13/02 

//777л/////////.

ti

.

/77////XS/4////.

f/XS/A/////Y7/7//

А,, Ч

7

/////

/ /

Изобретение относится к горному делу, а именно к охране подготовительных выработок угольных шахт, и может быть использовано при поддержании пластовых выработок в условиях высокого горного давления.

Известен способ охраны подготовительных горных выработок, включающий ослабление пласта путем выбуривания скважин с опережением линии влияния опорного давления очистного забоя и расстоянием между скважинами, которое принимают таким, чтобы обеспечить разрушение целиков между скважинами под действием опорного давления очистного забоя.

Недостатком данного способа является его невысокая надежность в устойчивости краевой части массива, поскольку после разрушения целиков между скважинами происходит усиленная деформация пласта, осадка кровли выработки и, как следствие, разрушение ее крепи.

Известен также способ охраны подготовительных горных выработок, включающий бурение по пласту разгрузочных скважин и размещение в них отрезков леса.

Недостатком этого способа является низкая устойчивость почвы выработки, поскольку лес в скважинах сдерживает деформации целика между скважинами, что препятствует разгрузке краевой части массива и создает зоны повышенного давления под этими целиками и, как следствие, ведет к вспучиванию почвы выработки, кроме того, для осуществления способа необходимы большие затраты качественного леса.

Цель изобретения - повышение устойчивости подготовительных горных выработок, а также снижение затрат на их поддержание.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе охраны подготовительных горных выработок, включающем бурение по пласту разгрузочных скважин большого диаметра, между скважинами оставляют целик шириной, равной удвоенной ширине зоны пониженных напряжений вокруг скважины, образующейся на момент начала влияния опорного давления очистного забоя, а скважины располагают на таком расстоянии от почвы пласта, чтобы верхний слой почвы попадал в зону пониженных напряжений вокруг скважин, .

На чертеже показана схема осуществления предлагаемого способа, где 1 - стенка подготовительной выработки; 2 - разгрузочные скважины; 3 - зона пониженных напряжений вокруг скважины; 4 - почва выработки.

Способ заключается в следующем.

В бока (стенки) 1 выработки до начала влияния опорного давления очистного забоя по пласту угля бурят горизонтальные скважины 2 большого диаметра. Между

скважинами оставляют целик, ширина которого В .равна удвоенной ширине I зоны 3 пониженных напряжений вокруг скважины на момент начала влияния опорного давления очистного забоя (В 21). Скважины располагают на высоте h от почвы 4 выработки таким образом, чтобы верхний слой почвы в боках выработки попадал в зону пониженного давления, т.е. h а.

В результате развития деформаций пород во времени и пространстве вокруг скважин, как и вокруг любой выработки, образуется зона деформированных пород, которую называют зоной пониженных напряжений или зоной неупругих деформаций. Поскольку ширина целика В 21, то до начала влияния опорного давления очистного забоя, зоны пониженных напряжений от двух соседних скважин пересекутся, и весь целик между скважинами будет испытывать

пониженные напряжения. Следовательно, на почву пласта в боках выработки не будет передаваться опорное давление очистного забоя и тем самым повысится устойчивость почвы выработки. При этом целики между

скважинами хотя и будут деформированы, но и будут обладать достаточно высокой остаточной несущей способностью и предотвратят осадку кровли выработки, поскольку они не будут полностью разрушены.

Поскольку скважины пробурены на высоте h а от почвы пласта, в верхнем слое почвы пласта в боках выработки создаются зоны пониженных напряжений, что исключает выдавливание пород почвы в выработку.

Размеры зоны пониженных напряжений можно определить одним из известных способов, например:

(Pg-g)-r -nt,

#v1 1 }

а-(Р/ --дУгм-|-т) ч

где Ра и Pft- напряжения, действующие соответственно параллельно и по нормали к напластованию;

g - несущая способность крепи;

в, 01 - предельные напряжения сдвига соответственно параллельно и по нормали к напластованию;

п - коэффициент интенсивности смещения пород;

t - время, прошедшее с момента бурения скважин.

Таким образом, предложенный способ позволяет повысить устойчивость почвы выработки и снизить затраты на поддержание выработок. Проведенные испытания этого способа показали, что он позволяет снизить пучение почвы в 2-3 раза.

Формула изобретения Способ охраны подготовительной выработки, включающий бурение в стенках выработки по пласту разгрузочных скважин большого диаметра с целиками между ними, отличающийся тем, что, с целью

снижения затрат на поддержание выработки за счет повышения ее устойчивости в зоне влияния опорного давления, целики оставляют шириной, равной удвоенной величине зоны пониженных напряжений вокруг скважин, формирующейся к началу влияния опорного давления, при этом скважины располагают от почвы пласта на рас- стоянии. меньшем, чем величина расстояния от контура скважины до границы зоны пониженных напряжений вокруг них.

Изобретение относится к горному делу. им.б. использовано для поддержания выра/ ХХХ/ХХХХ/УУУ У/, боток (В). Цель - снижение затрат на поддержание В за счет повышения их устойчивости в зоне влияния опорного давления. При проведении В 1 в ее стенках по пласту угля бурят скважины (С) 2 большого диаметра с оставлением между ними целиков. Ширину целиков принимают равной удвоенной величине зоны 3 пониженных напряжений между С 2, которая образуется на момент начала влияния опорного давления. От почвы 4 пласта С 2 располагают на таком расстоянии, чтобы верхний слой почвы попадал в зону 3. В результате развития деформации пород зоны 3 двух соседних С 2 пересекутся, что снижает давление на почву В 1. Сами целики, хотя и будут деформированы, но, обладая достаточной остаточной несущей способностью, предотвращают осадку кровли В 1. 1 ил. (Л С

Редактор М.Келемеш

Техред М.Моргентал

Заказ 1262ТиражПодписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва; Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Корректор М.Кучерявая