Способ управления горным давлением Советский патент 1992 года по МПК E21C41/16 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при управлении горным давлением при подземной разработке пологопадающих рудных месторождений.

Известен способ управления горным давлением, включающий поддержание налегающих пород рудными и искусственными целиками из твердеющей закладки, а также обрушение пород и отработку выемочного участка камерами с использованием перераспределения горного давления на искусственные целики, при этом в центре

выемочного участка оставляют массивный рудный целик и после отработки всего участка производят закладку камер, расположенных по обе стороны от него, затем осуществляют выемку массивного целика

1.

Недостатком этого способа является недостаточная надежность работы закладочного массива, связанная с тем, что зоны обрушений пород получают дополнительное развитие при отработке массивного рудного целика с обрушением пород кровли, и при наличии вышележащих водонос Ч

ON СО О

СП

ел

ных горизонтов есть опасность затопления горных выработок.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является способ управления горным давлением, включающий разделение выемочного участка на параллельные полосы - первичные и вторичные, которые отрабатываются через одну, выемку первичных полос ведут блоками - по камерно-целиковой схеме с расположением блоков поперек полос, причем, сначала отрабатывают блоки (камеры) первой стадии с закладкой их твердеющими смесями, а затем - блоки второй стадии, которые наполовину высоты заполняют гидрозакладкой, а в оставшуюся часть об- рушают породы кровли с заполнением образовавшегося пространства по купол свода обрушения и инъектируют обрушенные породы твердеющими смесями, а выработанное пространство полос второй стадии на высоту залежи заполняют породами кровли, которую разрушают с опережением очистных работ в этих полосах 2.

Однако для данного способа также характерна недостаточная надежность работы закладочного массива, выражающаяся в том, что образуемый над искусственно возводимым целиком первичной полосы породный целик имеет разрывной характер (обращенных пород над камерами второй стадии), что приводит к возрастанию нагрузок как на целики из твердеющей закладки, так и на породные. Кроме того, весьма существенным недостатком способа является обнажение инъектированных пород камер второй стадии при обработке с обрушением пород кровли вторичных полос. Это может привести к обрушениям инъектированных пород камер второй стадии в выработанное пространство вторичных полос, что может привести к потере поддерживающей функции заложенных камер второй стадии и тоже резкому увеличению нагрузки на целики из твердеющей закладки. К тому же заполнение камер второй стадии пород кровли по купол свода обрушений образуемого пространства характеризуется большой трудоемкостью.

Цель изобретения - повышение надежности работы закладочного массива за счет исключения образования обнажений массива гидравлической закладки в процессе вы- емки вторичных полос и снижения затрат на обрушение пород кровли в блоках первичных полос.

Поставленная цель достигается тем, что в способе управления горным давления, включающем закладку выработанного пространства твердеющими смесями и гидрозакладку с обрушением на нее пород кровли и инъектирование обрушенных пород твердеющими смесями при отработке запасов

первичными и вторичными полосами и выемке руды в первичных полосах вертикальными блоками, а во вторичных полосах всплошную с обрушением налегающих пород, согласно изобретению, закладку верти0 кальных блоков на границе с вторичными полосами осуществляют всплошную твердеющими смесями, закладку твердеющими смесями и гидрозакладкой с обрушением на нее пород кровли выработанного простран5 ства вертикальных блоков внутри первичных полос осуществляют в шахматном порядке, формируют при обрушении пород кровли над блоками с гидрозакладкой полости с площадью поперечного сечения мень0 шей, чем площадь блока.

В качестве наиболее оптимального варианта полости, образуемые после обрушения пород кровли, в сечении имеют размеры в 2,5-3 раза меньше, чем очистные блоки, и

5 их центр совпадают с вертикальной осью блоков.

Отработка вертикальных блоков на границах полос всплошную при последующем взрывании руды во вторичных Полосах дает

0 возможность получить упроченный слой бе- тонозакладки, что повышает несущую способность искусственного массива первичных полос. Отработка блоков внутри первичных полос в шахматном порядке с

5 твердеющей закладкой и гидрозакладкой с последующим обрушением пород кровли и подачей в них твердеющих смесей до контакта с покрывающими породами с образованием в них плоскостей позволяет при

0 более низких затратах на формирование закладочного массива первичных полос повысить безопасность работ за счет увеличения несущей способности этих полос.

Это достигается тем, что уменьшается

5 изрезанность зонами обрушений в покрывающих рудное тело породах над первичными полосами: так, если в прототипе при равных параметрах камер 50% площади покрывающих пород разрушено для заполне0 ния камер второй стадии по купол свода обрушения, то в предлагаемом решении всего лишь 14% площади разрушено для заполнения блоков с гидрозакладкой по кровлю рудного тела (при параметрах блока 15x15 м), ширине полосы 135 м), т.е. в каком5 то приближении можно говорить о единой несущей породной части поддерживающего толщу вышележащих пород целика на податливом основании из заложенных блоков первичных полос.

Горное давление от покрывающих руд- з тело пород воспринимается как блока- , заполненными твердеющей закладкой, : и блоками с гидрозакладкой и обрушен- ми иньектированными породами, причем л увеличении величины оседаний величи- отпора от блоков с комбинированной за- эдкой увеличивается, увеличивается :же боковой подпор на блоки с твердею- й закладкой, что повышает их несущую 10 эсобность. Отсюда можно сделать вывод общем повышении несущей способности эвичных полос при предложенном спосо- управления горным давлением. Полости, эазуемые после обрушения пород кров- 15 должны иметь в сечении размеры 2,5-3 ja меньше, чем очистные блоки.

Площадь сечения полости, образуемой л отбойке пород кровли, значительно ньше. чем площадь блока: так, если пло- 20 дь блока сечением 15x15 м составляет м2, то чесение полости 9x9 м всего 81м2. результате проведенных исследований ло установлено, что это соотношение тжно быть равным 2,5-3, так как при 25 еныиении соотношения резко будет гньшаться поддерживающая способность юженных блоков, а при увеличении соот- иения параболически увеличивается вы- а образуемых над блоками полостей, что 30 5ывает целый ряд технологических трудней.

Таким образом, такая конструкция первой полосы позволяет активно включить 1есущую функцию заложенные блоки с 35 .розакладкой и обрушенными породами, акже за счет бокового paqnopa повысить чность блоков с твердеющей закладкой, им образом увеличить общую несущую собность первичных полос.40

На фиг,1 приведен порядок ведения ра- (разрезА-А на фиг.2); на фиг.2 - верти- ьное сечение залежи (разрез Б-Б на -.1).

Способ осуществляют следующим об- 45 ом.

Выемочный участок разделяют на поло- первичной 1 и вторичной отработки 2. юсы первой очереди разбавляют в плане свадраты со стороной 12-15 м, являющи- 50

горизонтальными сечениями выемоч- единиц - вертикальных блоков, угикальные блоки 3, примыкающие к вто- ным полосам, отрабатывают с последу- ей закладкой их твердеющими смесями. 55 пгикальные блоки, расположенные внут- первичных полос, отрабатывают в шах- гном порядке как с твердеющей падкой 4, так и с комбинированной 5. 1 комбинированной закладке вначале

блок заполняют гидрозакладкой б (примерно до половины), а затем обрушенными породами кровли 7, в которые пода ют твердеющие смеси до уровня контакта рудного тела с покрывающими породами. Полость 8, образуемая в результате обрушения пород кровли, в сечении уменьшают по сравнению с вертикальными блоками в 2,5- 3 раза.

Таким образом, породный массив в кровле получается увеличенной площади с более высокими несущими характеристиками. Породы кровли обрушают лишь для заполнения блоков до покрывающих пород. После гидрозакладки рекомендуется по мере возможности частично заполнять блоки пустой породой, получаемой при проходке выработок вышележащего вентзакладочно- го горизонта, а оставшуюся часть - обрушением пород кровли

Вторичные полосы, как и в прототипе, для разгрузки от опорного давления зоны очистных работ, отрабатывают с предварительным обрушением пород кровли с опережением от границы отбойки руды на 25-30 м. Отбиваемая руда 9 выпускается под обрушенными породами кровли 10.

Таким образом, в отработанной части залежи горное давление перераспределяется через породный массив на искусственные целики внутри и по краям первичных полос и укрепляемые твердеющими смесями обрушенные породы кровли блоков с гидрозакладкой, расположенные в шахматном порядке внутри первичных полос,

Пример. Залежь вкрапленных руд залегает на глубине 500 метров, средняя ее мощность 40 метров. На большей своей площади залежь подработана выемкой сплошных руд средней мощность 35 метров, что будет способствовать применению систем с обрушением при выемке вторичных полос. Ширину полос первой очереди принимают 135 метров. Ширину полос второй очереди не менее 100 м. Для разгрузки от горного давления зоны очистных работ во вторичных полосах производят принудительное обрушение пород кровли с опережением от границы отбойки руды на 25-30 м. Ширину первичной полосы разбивают на 9 очистных вертикальных блоков сечением 15x15 м.

При отработке блоков с заполнением их до половины высоты гидрозакладкой для заполнения их породами в центре вертикальной оси формируют взрыванием пород кровли полость сечением 9x9 метров. Для заполнения оставшегося объема блоков породами необходимо их обрушзть на высоту 42-37 м при коэффициенте разрыхления

1,35-1,5 м и при площади поперечного сечения 9x9 - 81 м2.

Подача твердеющих смесей в обрушенные породы блоков с гидрозакладкой способствует повышению их несущей способности и оформлению первичной полосы в единый несущий целик.

Формула изобретения 1. Способ управления горным давлением, включающий закладку выработанного пространства твердеющими смесями и гидрозакладку с обрушением на нее пород кровли и иньектирование обрушенных пород твердеющими смесями при отработке запасов первичными и вторичными полосами и выемке руды в первичных полосах вертикальными блоками, а во вторичных полосах всплошную с обрушением налегающих пород, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работ закладочного массива за счет исключения обра0

5

зования обнажений массива гидравлич ской закладки в процессе выемки втори ных полос и снижения затрат на обрушем пород кровли в блоках первичных поло закладку твердеющими смесями вертикал ных блоков на границе с вторичными пол сами осуществляют всплошную, заклад твердеющими смесями и гидрозакладкой обрушением на нее пород кровли выраб тайного пространства вертикальных блоке внутри первичных полос осуществляют шахматном порядке, причем при обруш нии пород кровли над блоками с гидроза) ладкой формируют полосы с площады поперечного сечения, меньшей площади пс перечного сечения блока.

2. Способ поп.1,отличающийс

тем, что полости над блоками с гидрозакла/

кой формируют на продолжении вертикал

ной оси блока сечением 1в 2,5-3 раз

меньше, чем поперечное сечение блока.

Изобретение относится к подземной разработке пологопадающих рудных месторождений. Цель- повышение надежности в работе закладочного массива за счет исключения образования обнажений массива гидравлической закладки в процессе выемки вторичных полос и снижения затрат на обрушение пород кровли в блоках первичных полос. Выемочный участок разделяют на полосы первичной и вторичный отработок. Полосы первой очереди разбивают в плане на квадраты - горизонтальные сечения выемочных единиц - вертикальных блоков. Вертикальные блоки, примыкающие к вторичным полосам, отрабатывают с последующей закладкой их твердеющими смесями. Вертикальные блоки, расположенные внутри первичных полос, отрабатывают в шахматном порядке как с твердеющей закладкой, так и с комбинированной. При комбинированной закладке вначале блок заполняют гидрозакладкой, а затем обрушенными породами кровли, в которые подают твердеющие смеси до уровня контакта рудного тела с покрывающими породами. Полость, образуемую в результате обрушения пород кровли, в сечении уменьшают по сравнению с вертикальными блоками в 2,5- 3 раза. Вторичные полосы для разгрузки от опорного давления зоны очистных работ отрабатывают с предварительным обрушением пород кровли с опережением от границы отбойки руды. Отбиваемая руда выпускается под обрушенными породами кровли, 1 з.п. ф-лы, 2 ил. СО с

i

Б

Фиг.1

.::. CM I - . . - . Э ;..:.. Ј