Способ охраны подготовительных выработок Советский патент 1992 года по МПК E21D13/02 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для охраны подготовительных выработок при разработке пологих угольных пластов средней мощности и мощных (вынимаемых на полную мощность).

Известен способ охраны подготовительных выработок, предусматривающий оставление целиков угля, недостатками которого являются большие потери полезного ископаемого и высокие нагрузки на целик в зоне действия опорного давления, что является причиной пучения почвы в выработку.

Наиболее близким к предлагаемому явг ляется способ охраны подготовительных выработок при разработке тонких и средней мощности пологих угольных пластов, включающий оставление целика угля, который подсекают у почвы пласта на всю ширину.

Однако этот способ не позволяет разгрузить почве пласта от напряжений, действующих по направлению напластования, которые вызывают пучение почвы.

Целью изобретения является повышение эффективности охраны выработок целиками, обеспечивающими минимальные потери в них и предотвращение пучения почвы в выработку.

Поставленная цель достигается тем, что целикуглятиириной не более полутора мощности пласта оставляют между спаренными подготовительными выработками при проходке, а под целиком в почву пласта создают наклонный податливый слой.

VI

сл

CJ 4 VI

На фмг.1 показана схема проведения выработок 1 и 2 с оставлением целика 3 и создание податливого слоя, например, бурением скважин 4, охрана выработки 2 целиком 3 после отработки лавы и погашения выработки 1; на фиг,2 - схема расположения выработок J и 2 и целика 3 в сечении А-А, а также показано размещение податпи- вого слоя А, скважин для микроторпедиро- вания труднообрушаемой кровли 5, анкеров 6 и 7 и металлических гибких подхватов 8; на фиг.З - схема охраны выработки 2 целиком 3 в сечении Б-Б.

Способ осуществляют следующим образом,

Для систем разработки длинными столбами пологих угольных пластов проводят в массиве спаренные выработки 1 и 2, причем выработка 1 служит конвейерным штреком лавы и погашаются позади очистного забоя, а выработка 2 охраняется целиком 3 и служит вентиляционным штреком следующего очистного забоя.

Проявление горного давления для предлагаемого способа проведения и охраны выработок характеризуется следующими закономерностями.

После проведения спаренных горных выработок в пласте вне зоны влияния очистных работ происходит перераспределение напряжений в окружающем массиве. Пласт, перерезанный выработками, разгружается от напряжений, действующих по напластованию, но на контуре выработок возникает концентрация напряжений, действующих по нормали к напластованию.

В кровле выработки сохраняются напряжения, действующие по напластованию пород, дополнительно к которым начинают действовать напряжения, вызванные весом пород над выработкой, л напряжения от бокового давления над контуром выработок. В результате происходит разрушение кровли выработки. Для поддержания кровли используют крепь

в почве выработки имеет место напряженное состояние, аналогичное кровле, с той лишь разницей, что вес пород препятствует поднятию их в выработку, Несмотря на это происходит разрушение почвы от напряжений, действующих по напластованию пород, и проявляется пучение почвы в выработку.

В зоне влияния очистных работ напряженное состояние массива вокруг выработок 1 и 2 возрастает, Наиболее интенсивные нагрузки на целик 3 производит зависание кровли (особенно трудноуправляемой) над выработанным пространством после отработки лавы.

Вследствие этого происходит возрастание пучения почвы.

Для разгрузки почвы выработки от напряжений, действующих по напластованию

пород при проведении выработок 1 и 2 с оставлением между ними целика 3, в почве под ним создают податливый слой 4, например бурением параллельных скважин с оставлением между ними ленточных целиков,

0 разрушаемых горным давлением. Создание податливого слоя производят вне зоны технологических операций проходки.

Выработки 1 и 2 крепят металлическими податливыми рамами. Бока целика поддер5 живают с помощью металлических гибких подхватов 8, закрепленных на анкерах 6 и 7. При разработке пластов с труднообрушаю- щимися кровлями из выработки 2 бурят скважин 5 для гидромикроторпедирования

0

Наклонный податливый слой 4 располагают под целиком 3 и с помощью его создают разгрузку от напряжений, действующих по напластованию в слое почвы, мощность

5 которого принимается не менее половины ширины выработки 2, что соответствует глубине распространения пучения в почве выработки (2).

Таким образом, обеспечивают поддер0 жание выработок 1 и 2, предотвращение пучения в них до подхода очистных работ- фиг.2). После отработки лавы и погашения выработки 1 (фиг.З) под действием опорного давления целик 3 исчерпывает податли5 вость слоя 4 и начинает разрушаться во всем объеме, так как ширина целика состав- , ляет от одной до полутора мощностей пласта (7). В результате образуется плотно уложенная бутовая полоса (из угля), переме0 щение которой в сторону выработки 2 и в выработанное пространство ограничивают гибкие металлические подхваты 8, закрепленные на анкерах б и 7.

Несущая способность бутовой полосы

5 обеспечивает поддержание кровли выработки 2, вместе с тем за счет ее податливости максимум опорного давления перемещается на массив угля.

Таким образом, обеспечивают поддер0 жание выработки 2 и предотвращают пучение почвы в ней на весь срок службы.

Использование предлагаемого способа позволяет исключить возможность проведения выработок в присечку к уже пройден5 ным и использовать выработку повторно из-за резкого снижения пучения почвы. Формула изобретения 1. Способ охраны подготовительных выработок при разработке пологих угольных пластов, включающий оставление целика и

податливого слоя под ним, отличающий- с я тем, что, с целью повышения эффективности охраны выработок целиками, обеспечивающими минимальные потери угля в них и предотвращение пучения почвы в выработку, целик оставляют шириной не более полутора мощностей и поддерживают бока его посредством гибких металлических подхватов, закрепленных на анкерах, установленных в кровлю и почву пласта, а податли вый слой размещают под целиком в почве

2. Способ по п.1,отличающийся тем, что, с целью снижения опорного давления на целик, производят гидроторпедирование трудноуправляемой кровли.

Использование: в горной промышленности и может быть использовано для охраны подготовительных выработок при разработке пологих угольных пластов средней мощности и мощных (вынимаемых на полную мощность). Сущность: оставление целика шириной не более полутора мощностей пласта между спаренными подготовительными выработками, при проходке, а под целиком в почве пласта создают наклонный податливый слой. Создание податливого слоя производят вне зоны технологических операций проходки. При разработке пластов с труднообрушаемой кровлей из выработки бурят скважины для гидромикроторпедирования. 1 з.п. ф-лы, 3 ил, Ё

Г

А-А

фиг. 3