Способ контроля опасных смещений кровли Советский патент 1992 года по МПК E21C39/00 

(Л

С

Использование: сигнализация об опасных смещениях кровли горных выработок при ведении подземных горных работ. Сущность изобретения: в кровле горной выработки бурят шпуры, В забоях шпуров устанавливают анкеры с тягами, выходящими из шпуров. Концы всех тяг соединяют с одной хемилюминесцентной ячейкой, размещенной между устьями шпуров. Хемилюминес- центная ячейка состоит из прозрачного внешнего контейнера и хрупкой внутренней капсулы. В контейнере и капсуле находятся химические реагенты. При смещении кровли хрупкая капсула разрушается и химические реагенты смешиваются, В результате смешивания возникает хемилюминесцент- ное свечение, По моменту возникновения свечения определяют опасные смещения кровли. 2 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для сигнализации опасных смещений кровли в горных выработках при ведении подземных горных работ.

Известен способ, включающий бурение шпура и установку в нем, например, сигнального блока с выпадающими сигнальными стержнями.

Недостатком способа является низкая надежность способа и сложность изготовления и монтажа блока.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ, включающий бурение шпура из выработки в кровлю, закрепление в районе забоя шпура одного конца тяги, закрепление на другом конце тяги хемилюминесцентной ячейки, состоящей из прозрачного (или полупрозрачного)

контейнера и хрупкой капсулы, содержащих соответственно по одному химическому реагенту, создающих хемилюминесцентное свечение при разрушении хрупкой капсулы под воздействием горного давления.

Недостатком способа является то, что с помощью одного датчика контролю подвергается весьма ограниченная площадь кровли горной выработки.

Цель изобретения - повышение эффективности контроля площади кровли горной выработки, Это достигается тем, что согласно способу, включающему бурение шпуров в кровлю выработки, установку в забоях шпура анкера с тягой, выходящей из шпура, установку на поверхности кровли хемилюминесцентной ячейки, соединенной с тягой, регистрацию свечения ячейки, по моменту возникновения которого определяют опасные смещения кровли, хемилюминесцент 1

сл ю ю сл ю

ную ячейку размещают между устьями нескольких контрольных шпуров, причем все выходящие из них тяги соединены с этой ячейкой.

На фиг.1 показано линейное размещение нескольких шпуров, соединенных с одной хемилгоминесцентной ячейкой (а - вид сбоку, б - вид снизу); на фиг.2 - размещение шпуров в форме конверта, вид снизу.

Способ осуществляют следующим образом.

В сложных горногеологических и горнотехнологических условиях при высоком горном давлении и нарушенности горных пород бурят из горной выработки шпуры 1 в кровлю 2. В районе забоя шпуров закрепляется верхний конец проволочных тяг 3 (например, с помощью распирающего якоря 4, с которым связана тяга), на другом конце тяг закреплена хемилюминесцентная ячейка, состоящая из прозрачного упругого внешнего контейнера 5, с которым непосредственно и связаны тяги, и хрупкой внутренней капсулы 6. В капсуле находится один, а в контейнере - второй компонент, которые при смешивании создают холодное хемилюминесцентное свечение. Такими компонентами могут быть соответственно растворы пероксида водорода и бис-(2-нит- рофенил)оксалата.

При активизации смещений горных пород на площади, охватываемой пробуренными шпурами, происходит натяжение какой-либо тяги или всех тяг вместе, хрупкая капсула 6 разрушается, что приводит к смешиванию реагентов и возникновению свечения, которое и является сигналом об опасном смещении кровли, Таким образом значительно увеличивается площадь контролируемой одним датчиком кровли выработки.

В горных выработках, имеющих значительную ширину, дополнительные шпуры бурят так, чтобы охватить всю ширину кровли, т.е. в форме конверта (фиг.2), Воздействие на датчик при активизации смещений горных пород аналогично описанному.

Для контроля всей площади кровли горных выработок группы шпуров, связанные с одной хемилюминесцентной ячейкой, располагаются по всей длине выработки. Таким

образом контролируется вся площадь кровли горной выработки.

Чувствительность датчика, т.е. критическая величина смещения кровли, определяется аналитическими методами или на

основе практических данных. Для угольных месторождений она составляет 10-20 см и более. Допустимая величина смещений кровли 2 (когда датчик не срабатывает) регулируется путем выбора свободного провисания тяги. Для рудных месторождений, где высока вероятность внезапных обрушений, эта величина может быть минимальной. Определение величины критических смещений здесь детально не рассматривается, так как

этот вопрос является предметом многочисленных исследований в геомеханике. Длина шпура t выбирается из условий размещения якоря 4 за пределом активной зоны, где возможны смещения горных пород. В зависимости от горногеологических условий длина шпура может составлять 2-6 м.

Таким образом, за счет объединения нескольких шпуров в звенья, связанные с одним датчиком, увеличивается площадь

контролируемой кровли. За счет размещения звеньев по всей длине выработки контролируется вся площадь кровли. Формула изобретения Способ контроля опасных смещений

кровли, включающий бурение шпуров в кровлю выработки, установку в забоях шпура анкера с тягой, выходящей из шпура, установку на поверхности кровли хемилюминесцентной ячейки, соединенной с тягой,

регистрацию свечения ячейки, по моменту возникновения которого определяют опасные смещения кровли, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности контроля за счет увеличения площади кровли, контролируемой одной ячейкой, хемилю- минесцентную ячейку размещают между устьями нескольких шпуров, а все выходящие из них тяги соединяют с этой ячейкой.

J 5

Фиг.1

Фиг.2.