Способ проходки вертикальной выработки Советский патент 1992 года по МПК E21D1/00 

Изобретение относится к горному делу, а именно к способам проведения вертикальных горных выработок, и может найти применение в шахтном и гидротехническом строительстве.

Известен способ проходки вертикальных стволов, включающий бурение передовой и периферийных, расположенных по контуры выработки, скважин и последующее расширение передовой скважины до проектного контура выработки (авт.св. № 88479, кл Е 21 D 1/00, 1950).

Недостатком известного способа является высокая энергоемкость разрушения пород, что снижает скорость проходки выработок. Это объясняется тем, что прикладываемые к горным породам разрушающие

усилия имеют незначительную область воздействия на массив, которая определяется его физико-механическими и другими свойствами.

Цель изобретения - снижение энергоемкости разрушения пород и повышение темпов проходки выработки.

Поставленная цель достигается тем, что способ, включ4ющий бурение передовой и периферийных, расположенных по контуру выработки, скважин и последующе. расширение передовой скважины до проектного контура выработки, предусматривает рас- шир ение скважины до проектного контура выработки путем заполнения периферийных скважин нетвердеющим раствором, обработки заполненных раствором и

XI

О vj

00

герметично закрытых скважин импульсной нагрузкой до нарушения сплошности пород и последующего разрушения нарушенных горных пород ударным инструментом. При этом нарушенные породы разрушают начиная от передовой скважины с образованием вокруг нее ссыпной воронки для спуска разрушенных пород. Обрабатывать заполненные раствором скважины импульсной нагрузкой и разрушать нарушенные породы можно одним и тем же ударным инструментом. Для регулирования спуска разрушенных пород в передовой скважине устанавливают надувные элементы с подводами и отводами рабочего агента.

На фиг.1 изображена обработка заполненных раствором скважин малого диаметра виброактивной нагрузкой посредством ударного инструмента: на фиг.2 - разрушение нарушенных горных пород в забое выработки с образованием ссыпной воронки для спуска разрушенных пород по передовой скважине; на фиг.З - вид А на фиг. 1.

Предложенный способ проходки выработки осуществляют следующим образом.

В забое 1 горной выработки посредством бурового комбайна проводят передовую скважину 2, как правило, по оси выработки до пересечения ее с откаточной выработкой 3 нижнего горизонта. Затем с забоя 1 выработки бурят скважины 4 малого диаметра. Скважины 4 бурят вокруг передовой скважины 2 по концентрическим окружностям с расстоянием между скважинами, равным или несколько меньше диаметра зоны развития трещин, появляющихся при обработке скважин виброактивной нагрузкой. После этого скважины 4 заполняют нетвердеющим раствором 5, например глинистым, и обрабатывают виброактивной нагрузкой. Для этого в выработке устанавливают под- .весной распирающийся манипулятор б с ударным инструментом 7, например гидро- или пневмоударником/Скважины 4 обрабатывают виброактивной нагрузкой путем установки рабочего органа ударного инструмента 7 в устье скважин и включения его в работу. Нарушение массива осуществляется за счет появления импульсной нагрузки в нетвердеющем растворе 5, разрыва массива трещинами, проникновения раствора в трещины, внедрения рабочего органа ударного инструмента в скважину с одновременной ее герметизацией при ударе. После обработки скважин 4 виброактивной нагрузкой разрушают нарушенные трещинами горные породы ударными инструментами 7, от передовой скважины 2 к периметру выработки, с образованием вокруг скважины ссыпной воронки для спуска

разрушенных пород. Для регулирования спуска разрушенных пород по передовой скважине 2 в ней устанавливают подвесные надувные элементы 8 с подводами и отводами рабочего агента, например сжатого воздуха.

Подвесными надувными элементами 8 и подвесным распирающимся манипулятором 6 управляют с рабочей площадки б

0 проходческого полка 10, на котором установлены механизмы подъема и опускания надувных элементов 8 и манипулятора 6. По мере отработки одной заходки подвесной манипулятор 6 и надувные элементы 8 опу5 скаются на вторую заходку, и проходка выработки повторяется. Скважины 4 можно бурить и обрабатывать виброактивной нагрузкой на глубину, кратную нескольким заходам подвесного манипулятора б, и тогда

0 проведение выработки осуществляется в два цикла: с бурением скважин и их обработкой и без бурения скважин, Проходческий полок 10 перемещают по выработке в цикле ее крепления временной или постоян5 ной крепью.

Осуществление предложенного способа проходки выработки базируется на применение буровых комбайнов, пневмо- баллонов, гидроударников, предохрани0 тельных проходческих полков. В качестве манипуляторов можно использовать стреловое оборудование экскаваторов.

Предложенный способ проходки выработки в сравнении с прототипом позволяет

5 расширить область эффективного применения гидроударных при проходке вертикальных выработок и снизить энергоемкость разрушения пород.

Формула изобретения

0 1. Способ проходки вертикальной выработки, включающий бурение передовой и периферийных, расположенных по контуру выработки скважин и последующее расширение передовой скважины до проектного

5 контура выработки, отличающийся тем, что, с целью снижения энергоемкости разрушения пород и повышения темпов проходки выработки, расширение скважины до проектного контура выработки осуществля0 ют посредством заполнения периферийных скважин нетвердеющим раствором, обработкой заполненных раствором и герметично закрытых скважин импульсной нагрузкой до нарушения сплошности пород и последу5 ющим разрушением нарушенных горных пород ударным инструментом, при этом разрушение нарушенных пород осуществляют, начиная от передовой скважины с образованием вокруг нее ссыпной воронки для спуска разрушенных пород.

2. Способ по п.1,отличающийся тем, что обработку заполненных раствором скважин импульсной нагрузкой и разрушение нарушенных пород осуществляют одним и тем же ударным инструментом.

3. Способ попп.1 и2,отличающий- с я тем, что, с целью регулирования спуска разрушенных пород, в передовой скважине устанавливают надувные элементы с подводами и отводами рабочего агента.

Способ проходки вертикальной выработки. Использование: при проходке вертикальных горных выработок, в частности при строительстве и реконструкции шахт. Сущность изобретения: способ проходки включает бурение передовой скважины и ее последующее расширение до проектного контура выработки, которое проводится посредством бурения скважин малого диаметра, заполнения их нетвердеющим раствором, обработкой заполнения раствором и герметично закрытых скважин виброактивной нагрузкой до нарушения сплошности пород и последующим разрушением нарушенных пород ударным инструментом, при этом разрушение нарушенных пород осуществляют, начиная от передовой скважины с образованием вокруг нее ссыпной воронки для спуска разрушенных пород. Обработка заполненных раствором скважин виброактивной нагрузкой и разрушение нарушенных пород осуществляют одним и тем же ударным инструментом, а в передовой скважине устанавливают надувные элементы с подводами рабочего агента для регулирования спуска разрушенных пород. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. СО с

TTxZ/ZTi

W

Редактор Т.Федотов

Составитель Н.Кононова / /Г/ ffll/2.3

Техред М.МоргенталКорректор Л.Филь