Способ крепления подготовительных выработок в зоне влияния очистных работ Советский патент 1993 года по МПК E21D11/14 

Описание патента на изобретение SU1789713A1

Изобретение относится к горно-добыва- ющей промышленности и может быть использовано при подземной разработке пластовых месторождений полезных ископаемых, при выборе и установке крепи в подготовительных выработках на участках, подверженных влиянию очистных работ.

Известен способ крепления подготовительных выработок, находящихся в зоне влияния очистных работ, заключающийся в определении смещений и расчетной нагрузки на крепь, выборе крепи и ее плотности, а также в выборе крепи усиления в случае, если расчетное смещение превышают кон- структив--:ую податливость основной крепи. Недостатком этого способа является то, что при выборе плотности установки крепи в выработках на участках влияния очистных

работ не учитываются динамические нагрузки, связанные с осадками основной кровли.

Известен также способ крепления горных выработок в зоне влияния очистных работ, при котором элементы усиления крепи устанавливают в местах повышенного опорного давления. Недостатком этого способа является то, что размер участков усиления крепи и интервалы между ними принимают равными, без учета реального напряженного состояния массива. При выборе плотности крепи не учитываются динамические нагрузки на крепь в момент обрушения основной кровли, что имеет большое значение при разработке пластов с труднообрушае- мыми кровлями.

Целью изобретения является повышение безопасности в подготовительной выработке.

vi со

ю

V

СО

Указанная цель достигается тем, что в подготовительной выработке в зоне влияния очистных работ экспериментально устанавливают распределение напряжений в массиве до и после обрушения пород основной кровли и соответствующие размеры зон предельного напряженного состояния массива. По полученным кривым определяют размеры и местоположение участка усиления крепи (участок ab). Исходя из условия, что напряжение в массиве при максимальной длине консоли превышает уровень максимальных напряжений при длине консоли, равной нулю, устанавливают на этом участке выработки дополнительную крепь усиления с переменной плотностью, которую определяют, исходя из величины динамических нагрузок на крепь в момент обрушения основной кровли. Величину динамических нагрузок находят из соотношения

Рдин К Рс татПри этом несущую способность усиления крепи с переменной плотностью увеличивают с минимального значения в начале участка усиления (точка а) у забоя лавы до максимального в точке максимума опорного давления с последующим уменьшением до минимума в конце участка (точка Ь). Предложенный способ позволяет улучшить состояние подготовительных выработок в зоне влияния очистных работ за счет изменения плотности крепи усиления по длине выработки в соответствии с изменением напря- жен-ного состояния угольного пласта при подвигании очистного забоя.

Существенные отличия предлагаемого способа от известных заключаются в том, что в подготовительной выработке определяют участки возможного динамического нагружения крепи. При этом в зоне влияния очистных работ выделяют два участка по несущей способности крепи усиления: с постоянной максимальной несущей способностью и переменной - от минимальной (по ходу очистного забоя) до максимальной с последующим уменьшением до минимума в конце участка. На участке с переменной по несущей способности крепи усиления плотность крепи определяют, исходя из динамических нагрузок на крепь в момент обрушения основной кровли, которые находят из соотношения

дин

К-РС

Расчет К осуществляется по формуле (Шкляровский М.Ф., Глушихин Ф.П. Динамика опорного давления на пластах с труд- нообрушаемыми кровлями. Горное давление в капитальных, подготовительных и очистных выработках. Науч. тр. Л.: ВНИМИ, 1982. с. 50-55:

К-1+ 6L Е° х Н т0 Ек h3

10

х (0,31hlUx + 0,5LHTx), где L - приведенная длина балки, равная

15

V h0 т0 Ек

3 Ео

Ео - модуль деформации угольного пласта;

Ек - модуль деформации пород кровли; 20I - первый предельный пролет кровли; h - мощность основной кровли; К - коэффициент концентрации напряжений в опорной зоне в момент обрушения основной кровли;

25гп0 - мощность угольного пласта; Н - глубина ведения работ; Ux, Tx - функции влияния.

30

Ux l

L (cos- -sin-)

Тх

cos

X

L

где х - расстояние максимума напряжений в опорной зоне от кромки забоя.

Подставив в формулу значения для модели и приняв ускорение торможения равным 9,81 м/с , получим следующие значения коэффициента концентрации

-10. 6 146 0.6 0.75 1ч - I + -------------- х

ЗО3 3 - 500

х (0,31-30-0,6-75+ 0,5-14.6-500-0,8) 5,6.

На фиг. 1 показан способ крепления подготовительных выработок; на фиг. 2 - график распределения напряжений.

На фиг. 1 и 2 показаны: 1 - подготовительная выработка, 2 - очистной забой, 3 - распределение напряжений впереди очист- ного забоя при максимальной длине консоли пород основной кровли, 4 распределение напряжений впереди очистного забоя сразу после обрушения пород основной кровли, 5 - плотность основной крепи, 6 - плотность крепи усиления, L- шаг

обрушения пород основной кровли, ab - длина участка выработки с крепью усиления максимальной несущей способности, И и 2 - расстояние до максимума напряжений до и после обрушения кровли,

Способ осуществляется следующим образом.

В подготовительной выработке 1 при движении очистного забоя 2 определяют шаг обрушения основной кровли, распределение напряжений впереди очистного забоя и расстояние до максимума напряжений И и 2 до и после обрушения кровли. По графикам распределения напряжений впереди очистного забоя при максимальной длине консоли 3 и 4 пород основной кровли до и после обрушения определяют размеры и расположение вдоль выработки участка усиления крепи ab. При этом исходят из условия повышения напряжений при максимальной длине консоли пород основной кровли максимума напряжений после обрушения основной кровли.

По предлагаемому способу в подготовительной выработке необходимо установить основную крепь. Это. как правило, податливая рамная крепь с прямолинейными верх- няками, Плотность ее установки и податливость определяются согласно паспорту крепления с учетом глубины работ и устойчивости кровли указана цифрой 5. На участке усиления ab устанавливают крепь усиления, которая может быть представлена стойками типа ГС, Т или навесными домкратами. Ее несущая способность должна компенсировать избыточные напряжения, появляющиеся в массиве в момент обрушения пород основной кровли (на фиг. 2 она показана поз. 6). Необходимую ее величину согласно предложенному способу можно

обеспечить путем варьирования плотности крепи усиления (число стоек типа ГС, Т на погонный метр), рассчитанной по известной методике расчета крепи подготовительных выработок с учетом соотношения

дин

К-РС

где К - коэффициент концентрации напря- 10 жений.

Формула изобретения

Способ крепления подготовительных выработок в зоне влияния очистных работ, включающий установку податливой рамной крепи элементов усиления крепи и определение шага обрушения пород основной кровли, отличающийся тем, что, с целью повышения безопасности, в подготовительной выработке, прилегающей к забою, устанавливают дополнительную крепь усиления с переменной плотностью для обеспечения увеличения несущей способности крепи с минимального значения в начале участка усиления у забоя лавы до наибольшего в максимуме опорного давления с последующим уменьшением до минимума в конце участка, а расчетную нагрузку для определения плотности дополнительной крепи усиления находят по соотношению

35

дин

- К Рстат,

где К - коэффициент концентрации напряжений, Рдин, Рстат - нагрузка на крепь в динамическом и статическом режимах соответственно.

Похожие патенты SU1789713A1

название год авторы номер документа
СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ПОЛОГИХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ 2010
  • Осипов Анатолий Николаевич
  • Булкин Александр Васильевич
  • Гусельников Лев Митрофанович
  • Иванова Марина Николаевна
RU2428566C1
СИСТЕМА РАЗРАБОТКИ ПОЛОГИХ ПЛАСТОВ 2000
  • Игнатов Е.В.
  • Игнатов И.Е.
RU2179638C1
КОМПЛЕКСНЫЙ СПОСОБ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ДЕГАЗАЦИИ РАБОЧЕГО УГОЛЬНОГО ПЛАСТА, ВЫРАБОТАННОГО ПРОСТРАНСТВА И ПЛАСТОВ-СПУТНИКОВ И УПРАВЛЯЕМОГО ОБРУШЕНИЯ ТЯЖЕЛОЙ КРОВЛИ 2013
  • Кузяев Лев Сергеевич
  • Пугач Александр Сергеевич
RU2540750C2
СПОСОБ РАЗУПРОЧНЕНИЯ ПРИКОНТУРНОГО МАССИВА ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК ПРИ РАЗРАБОТКЕ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ 2009
  • Осипов Анатолий Николаевич
  • Гусельников Лев Митрофанович
  • Подосенов Александр Александрович
  • Козулин Василий Владимирович
  • Вьюников Александр Анатольевич
  • Коваль Андрей Олегович
RU2396429C1
МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ РАМНАЯ ПОДАТЛИВАЯ КРЕПЬ ИЗ ШАХТНЫХ СПЕЦПРОФИЛЕЙ ДЛЯ ПОДДЕРЖАНИЯ ГОРНОЙ ВЫРАБОТКИ ПРИ ПОДЗЕМНОЙ РАЗРАБОТКЕ ПОЛЕЗНОГО ИСКОПАЕМОГО 2009
  • Акопов Седрак Геворкович
  • Алиев Натикбек Алиевич
  • Пахалуев Валерий Федорович
  • Алиев Парвиз Натикбекович
RU2429348C2
СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ПОЛОГИХ И НАКЛОННЫХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ОЧИСТНЫХ МЕХАНИЗИРОВАННЫХ КОМПЛЕКСОВ 2001
  • Раскин К.В.
  • Жаров А.И.
  • Кшуманев В.Л.
  • Егоров А.П.
  • Дрейлинг А.А.
  • Шемякин И.И.
  • Суховольский С.Н.
  • Хриенко В.А.
  • Фомин Е.В.
  • Рогашевский Е.А.
RU2200840C2
СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ПОЛОГОГО УГОЛЬНОГО ПЛАСТА 1992
  • Терентьев Б.Д.
  • Аюров В.Д.
  • Лазченко К.Н.
  • Рутьков К.И.
  • Савин В.А.
RU2029867C1
СПОСОБ ОХРАНЫ УЧАСТКОВЫХ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК 1998
  • Зубов В.П.
  • Назаров С.М.
  • Магомет Р.Д.
  • Васильев С.В.
RU2134786C1
Способ крепления горной выработки 1990
  • Бурчаков Юрий Иванович
  • Зайденварг Валерий Евгеньевич
  • Черняк Илья Лозикович
  • Усан-Подгорнов Игорь Борисович
SU1712617A1
Способ охраны подготовительной выработки 1990
  • Церр Леонид Беннович
  • Машковцев Игорь Львович
  • Анисимов Александр Владимирович
  • Эслингер Яков Иванович
  • Нефедов Петр Петрович
SU1765438A1

Иллюстрации к изобретению SU 1 789 713 A1

Реферат патента 1993 года Способ крепления подготовительных выработок в зоне влияния очистных работ

Использование: в горнодобывающей промышленности и предназначен для использования в выработках, находящихся в зоне влияния очистных работ. Цель: повышение безопасности подготовительных выработок. Сущность изобретения: крепь устанавливают с максимальной несущей способностью с учетом динамических при- грузок в момент обрушения основной кровли, на участках, для которых напряжение при максимальной длине консоли пород кровли превышает максимум напряжений после обрушения. На остальных участках выработки несущую способность крепи усиления измеряют от минимальной по направлению движения очистного забоя до максимальной с последующим уменьшением до минимума в конце участка. Положительный эффект: улучшается состояние подготовительных выработок, повышается безопасность работ. 2 ил. со с

Формула изобретения SU 1 789 713 A1

шШ

и - .,.

фиг.1

кзм; ;; .vVvn-c& K

:;..-::;-:- -.-т. .,;:«,; :г--.-гЛааы

.

U

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1993 года SU1789713A1

Указания по рациональному расположению, охране и поддержанию горных выработок на угольных шахтах
Л.: ВНИМИ, 1986, с
Камневыбирательная машина 1921
  • Гаркунов И.Г.
SU222A1
Способ крепления горной выработки в зоне влияния очистных работ 1984
  • Басинский Юрий Михайлович
  • Ардашев Константин Аркадьевич
  • Борисовец Владимир Александрович
  • Иванов Евгений Александрович
  • Морозов Михаил Павлович
SU1195008A1
Выбрасывающий ячеистый аппарат для рядовых сеялок 1922
  • Лапинский(-Ая Б.
  • Лапинский(-Ая Ю.
SU21A1

SU 1 789 713 A1

Авторы

Егоров Петр Васильевич

Дырдин Валерий Васильевич

Тациенко Виктор Прокопьевич

Демидова Нина Николаевна

Даты

1993-01-23Публикация

1990-07-02Подача