Способ поддержания кровли Советский патент 1992 года по МПК E21D11/00 E21D20/00 

(Л

С

Изобретение относится к горной промети и обеспечивает повышение надежности поддержания кровли путем нанесения синтетического клея (СК) на зеркальную поверхность (П) необрушивающегося слоя. С этой целью перед нанесением СК бурят один ряд шпуров в верхней части купола обрушения под углом к плоскости напластования пород, устанавливают и закрепляют в них анкеры. Причем СК наносят на наклонную П в месте вывала крепи и затем на обнажаемую П крепи у груди забоя после выемки полезного ископаемого. Затвердевший СК и анкер предотвращают вывалы породы в очистное пространство. 3 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке пластов полезных ископаемых, преимущественно угля, с легкообруша- ющимися кровлями.

Известен способ поддержания кровли в лавах, заключающийся в нанесении синтетического клея на поверхности легкообру- шающихся пород в месте вывала кровли и затем на обаженную поверхность кровли у груди забоя после выемки полезного ископаемого. Синтетический затвердевший клей предотвращает вывалы породы в очистное пространство.

Известно, что слои пород с зеркальными поверхностями не обладают связью между собой. Адгезия синтетического клея и зеркальной поверхности пород значительно меньше, чем с неровными и шероховатыми поверхностями.

Исследованиями на моделях из эквивалентных материалов установлено, что наибольшая реакция возникает в скрепляющем слое на высоте от пласта, равной ширине захвата комбайна.

Поэтому применение рассматриваемого способа поддержания кровли не всегда может предотвратить обрушение кровли в условиях, когда поверхность необрушающе- гося слоя кровли зеркальная и, особенно, при ее расположении на высоте, равной ширине захвата комбайна.

Таким образом, недостаток известного способа заключается в низкой его надежности из-за недостаточной связи скрепленного клеем массива пород с необрушающимся слоем с зеркальной поверхностью. Для повышения надежности поддержания кровли необходимо усилить связь скрепленного массива пород с вышерас/юложенным не обрушающимся слоем кровли.

х| о

0

VI

VI

Как показывает практика, эффективная связь упрочненных пород с необрушаю- щимся слоем может быть достигнута с помощью анкеров, закрепленных в шпурах, пробуренных наклонно к плоскости на- пластования пород, закрепленных одним своим концом в необрушающемся слое породы.

Цель изобретения - повышение надежности поддержания кровли при недостаточ- ной адгезии скрепляющего слоя из синтетических смол и необрушающегося слоя породы, в частности слоя с зеркальной поверхностью.

Поставленная цель достигается тем, что в способе поддержания кровли в лавах, заключающемся в нанесении синтетического клея на поверхность легкообрушающихся пород в месте вывалэ кровли и затем на обнаженную поверхность кровли у груди за- боя вслед за выемкой угля, перед нанесением синтетического клея бурят один ряд шпуров в верхней части купола обрушения под углом к плоскости напластования пород, устанавливают и закрепляют в них ан- керы, после чего синтетический клей наносят на наклонную поверхность в месте вывала кровли и затем на обнажаемую поверхность кровли у груди забоя после выемки полезного ископаемого.

Способ заключается в следующем.

Перед нанесением синтетического клея бурят один ряд шпуров в верхней части купола обрушения, под углом к плоскости на- пластования пород устанавливают и закрепляют в них анкеры, после чего синтетический клей наносят на наклонную поверхность в месте вывала кровли и затем на обнажаемую поверхность кровли у груди забоя после выемки полезного ископаемого. Синтетический затвердевший клей и анкеры предотвращают вывалы породы в очистное пространство.

На чертеже приведена схема предложенного способа поддержания кровли.

Параметры расположения шпуров для закрепления анкеров: длина 1-1,5 м: угол наклона шпуров к плоскости напластования 45-60°; расстояние между шпурами 2-3 м, выбираются из условия закрепления части анкера в необрушающемся слое, с учетом несущей способности анкера, скрепляющего слоя из синтетического клея, требования минимума затрат. При таких параметрах обеспечивается надежность прикрепления скрепляющего слоя из синтетического клея к необрушающимся породам кровли, так как согласно данным исследования реакция скрепляющего слоя составляет незначительную часть веса удерживаемых пород

(5-20%), что не превышает 1 т на 1 м длины скрепляющего слоя, а несущая способность анкера достигает 10 т и больше, т.е. возможное расстояние между анкерами 5-10 м. Но уже при расстоянии между анкерами, превышающем в 2-3 раза высоту удерживаемых пород, возможно разрушение скрепляющего слоя, поэтому расстояние между анкерами не должно превышать 2 м при высоте вывалов до 1 и 3 м при большой высоте.

Диапазон углов наклона 45-60° и длина шпуров 1-1,5 м выбраны исходя из необходимости расположения их по возможности круче к напластованию пород и закрепления части анкера длиной 0,5 м в необрушающемся слое пород при условии пересечения анкером удерживаемых пород и скрепляющего слоя из синтетического клея.

Пример. Предложенный способ опробован в14 западной бис лаве пласта К7 шахты. Пласт К7 мощностью 1,1 м с углом падения 8-15°. В непосредственной кровле расположен аргиллит мощностью 1-1,2 м и далее алевролит мощностью 8 м. Выемка угля в лаве осуществлялась комбайном 1К- 101 с шириной захвата 0,8 м; лава закреплена гидравлическими стойками под металлические верхняки. В качестве специальной крепи применялись посадочные стойки Спутник.

В верхней части лавы на участке длиной 30 м кровля обрушалась при выемке угля комбайном. Способ поддержания кровли синтетическим клеем, который успешно применялся в 14 вост. лаве пласта К7 на отдельных участках, 14 зап. бис лавы, где необрушающийся слой кровли имел зеркальную поверхность, кровля обрушалась. Поэтому был опробован предлагаемый способ поддержания кровли.

На участке длиной 10 м ниже ниши аргиллит был разбит трещинами через 0,8-1,2 м вдоль лавы и через 0,2-0,8 м по направлению ее подвигания, т.е. на крупные блоки, которые обрушались после выемки угля комбайном. Необрушающийся слой кровли на рассматриваемом участке имел зеркальную поверхность.

В этих условиях кровлю поддерживали по предложенному способу. Описание работ приведено ниже.

В верхней части купола обрушения пробурили 6 шпуров длиной 1 м каждый под углом 45° к плоскости напластования и на расстоянии 2 м один от другого. В шпуры вставили металлические анкеры длиной 1 м и диаметром 20 мм и закрепили в шпурах полиуретановыми составами, полное время отверждения которых 2 ч. Сразу после установки анкеров путем набрызга создали скрепляющий слой из синтетического клея на наклонной поверхности кровли над пла; стом угля. Был использован состав, мас. смола КФ-СОМТ 70; поливинилацетатная дисперсия - 27; щавелевая кислота 3 На- брызг осуществляли установкой, состоящей из двух баллонов емкостью по 0,04 м3, шлангов и трехсопловой форсунки. Компоненты подавались к соплам форсунки раздельно и разбрызгивались, смешивались в воздухе сжатым воздухом, подведенным к третьему соплу форсунки. Давление сжатого воздуха 0,5-0,6 МПа. Всего было израсходовано 200 л синтетического клея описанного выше состава. Толщина отвержденного слоя составила 20 мм. Прочность отвержденного клея после 6 ч составила 2,4 МПа.

После выемки угля комбайном кровля не обрушилась. С целью профилактики раз- рушения нижнего слоя кровли при дальнейшей выемке угля на вновь об-наженную поверхность кровли был нанесен синтетический клей. Толщина отвержденного слоя составила 5-7 мм.

Таким образом, дополнительное применение анкеров увеличивает надежность способа поддержания кровли путем нанесения синтетического клея, позволило удержать кровлю от обрушения на участке, где необрушающийся слой кровли имел зеркальную поверхность

( г

Формула изобретения

3 Способ поп.1.отл. ичающийся тем, что шпуры для нагнетания синтетического клея бурят в один ряд в нижней части купола обрушения под углом 0-5° к плоскости напластования.

3