Способ защиты рудных массивов от проявлений горного давления Советский патент 1992 года по МПК E21C41/16 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке месторождений полезных ископаемых в условиях горного давления.

Известен способ управления напряженно-деформированным состоянием массива горных пород, заключающийся в образовании буровзрывным способом щели с параллельными стенками и длиной, равной длине отрабатываемого участка. Недостаток спос- ба заключается в том, что относительно небольшая длина щели ведет к нарушению состояния взрывных скважин, удаленных от щели, а позднее и вблизи щели, из-за быстрого уплотнения рудной массы под напором обрушаемых пород.

Наиболее близким техническим решением является способ защиты массива от проявления горного давления, заключающийся в образовании щели, сужающейся на глубину, и длиной, соответствующей длине отрабатываемого блока. Недостатком способа является то, что щель в данном способе защищает от разрушения скважины и массив в непосредстбенной близости от нее.

Целью изобретения является повышение эффективности защиты и обеспечения безопасности работ.

Поставленная цель достигается тем, что в способе, включающем формирование в

J

сс

ч: ь ч:

массиве вертикальной разгрузочной щели ступенчатой формы, расширяющейся по высоте под углом 3-5° в каждой ступени, заполнение щели отбитой рудой с размером кусков, равным 0,3-0,5 ширины щели, образование днища, измерение действующих в массиве напряжений и управление горным давлением при достижении напряжений критической величины путем частичного выпуска из щели отбитой руды, щель проходят за пределы отрабатываемого блока.

Проходка разгрузочной щели за пределы отрабатываемого блока позволяет создать защитную зону, ограниченную нисходящими с торца щели лучами, направленными к плоскости щели, под углом внутреннего трения пород. Указанный отличительный признак служит достижению поставленной цели - повышению эффективности защиты массива от разрушения в условиях горного давления и обеспечения безопасности работающих на горизонте, что обуславливает соответствие технического решения критерию новизна.

На фиг.1 изображен разрез А-А месторождения по высоте этажами; на фиг.2 - план (В-В) расположения щели в рудном теле.

Способ осуществляют следующим образом. При подготовке к выемке месторождения 1 после проведения этажных выработок 2 и 3 на горизонтах откатки и подэтажных буровых выработках 4 и 5, в контуре разгрузочной щели 6, оформляют известными приемами буровзрывных работ разгрузочную щель 7, располагая ее под щелью 8 ранее отработанного этажа, и удлиняют ее за пределы 9 блока 10 по простиранию и в глубину месторождения на расстояние L, обеспечивающее снятие напряжений, возникающих при проявлении горного давления. Снятие напряжений обеспечивается встречным сопротивлением пород от растягивающих до скалывающих напряжений под углом их внутреннего трения. Один луч располагается в плоскости щели 7, другой луч 11 сдвигается в глубину месторождения на расстояние L, перекрывающее защищаемый блок 10.

Щель образуют в пределах этажа ступенями, суженными под углом 3-5° от бурового горизонта до горизонта подсечки (почва буровой выработки 4) и от подсечки до выпускных дучек 12 (ниже горизонта откатки 2). Разгрузочную щель заполняют крупными фракциями отбитой руды, образованными при формировании щели секционным взрыванием. Параметры секционного взрывания выбирают из условия образования полости и выпуска из нее мелкой фракции и при последующем взрывании получения крупнокусковой руды. Дальнейшие подготовительно-нарезные и

буровые работы выполняют по принятой технологии ведения горных работ (см. авт. Ms 1582733). При ведении горных работ осуществляют постоянный контроль за напряженным состоянием горного массива путем

установки в массиве датчиков регистрации сейсмоакустической эмиссии и аппаратуры Прогноз М. Данная аппаратура работает в автоматическом режиме регистрации акустических сигналов. При возрастании напряжений сжатия в рудном массиве до критических значений взрывают скважины 13, пробуренные параллельно разгрузочной щели, частично выпускают руду на доставоч- ную выработку 14 или подготовленный горизонт откатки, если в блоке 10 к этому времени подготовлены выработки выпуска. Длину щели за пределами блока определяют из выражения:

I - l-i cos fti cos g(1 -ctg + CM- LoO sin (q + ip,, - 901 ctg fr0 wsin (a + MB -901

О)

где щ - длина щели за пределами блока, м; LI - ширина зоны защиты на рабочем горизонте за пределами рудного тела со сто- роны лежачего (Цг) и висячего (Li), боков, м;

(fh - угол внутреннего трения пород, град;

фср средневзвешенный угол внутреннего трения пород и руд в пределах рудного тела, град, который определяют по формуле:

2 (mn + тр ) 2) (гпп + тр)

(2)

40

где плп и тр - горизонтальная мощность

прослоев породы и руды соответственно, м; рр - угол внутреннего трения руды, град;

а- угол падения рудного тела, град;

Loi - расстояние от щели на горизонте до контактов с породами висячего (Loi) или лежачего () боков, м;

М - горизонтальная мощность рудного тела, м.

В качестве примера и для пояснения физической сущности расчетных формул (1- 3) определим длину щели и расстояние, на которое необходимо пройти щель за пределы блока со следующими исходными данными для расчета щели: м, м, , угол падения рудного тела , горизонтальная мощность рудного тела 40 м, м, Li-15 м, м, , рр 47°, м, м.

щ 30 м, (1)

где

2 (16 -42+24 -47). 51(16+24)

45С

При условии

i 40-10 ОЛ щ „ /иг 30 м

tg45

Разработанный способ защиты массива от проявлений горного давления заложен в проект подготовки блока 21 в этаже -140 (-210) м Та шта голье ко го рудоуправления.

Применение предлагаемого способа по сравнению с прототипом позволит обеспе- чить эффективную защиту отрабатываемого участка массива, а также повысить безопасность работающих на подготовительных и эксплуатационных горизонтах.

Формулаизобретения

Способ защиты рудных массивов от проявлений горного давления, включающий

10

15

20

формирование в массиве вертикальной разгрузочной щели ступенчатой формы, расширяющейся по высоте под углом 3-5° в каждой ступени, заполнение щели отбитой рудой с размером кусков, равным 0,3-0,5 ширины щели, образование днища, измерение действующих в массиве напряжений и управление горным давлением при достижении напряжений критической величины путем частичного выпуска из щели отбитой руды, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности защиты и обеспечения безопасности работ на горизонтах, щель проходят за пределы отрабатываемого блока по простиранию и падению рудного тела на расстояние, определяемое линией пересечения плоскостей/ расположенных под углом внутреннего трения пород друг к другу, одна из которых расположена в плоскости щели, а другая является касательной к границам отрабатываемого блока.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при подземной разработке месторождений полезных ископаемых в условиях высокого горного давления. Цель - повышение эффективности защиты и обеспечение безопасности работ на горизонтах. При подготовке к выемке месторождения, после проведения этажных 2, 3 и подэтаж- ных буровых 4, 5 выработок в массиве отра- батываемого блока (ОБ) формируют разгрузочную щель (РЩ) 7. РЩ 7 образуют в пределах этажа ступенями, расширяющимися под углом 3-5° по высоте каждой ступени. РЩ 7 заполняют отбитой рудой с размером кусков, равным 0,3-0,5 ширины РЩ 7, образованной при формировании РЩ 7 секционным взрыванием. РЩ 7 проходят за пределы ОБ по простиранию и падению рудного тела на расстояние, определяемое линией пересечения плоскостей 11, расположенных под углом внутреннего трения пород друг к другу. При этом одна из плоскостей совпадает с плоскостью РЩ 7, а другая является касательной к границам ОБ. При возрастании напряжений в рудном массиве до критических значений взрывают скважины 13, пробуренные параллельно РЩ 7, и частично выпускают руду на выработку 14.2 ил.

W

Фиг.2