Способ упрочнения пород Данильченко Советский патент 1993 года по МПК E21D11/00 

Изобретение относится к технологии упрочнения грунтов, горных пород и массивов и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, например, в горной промышленности, в частности при упрочнении боковых пород и угля в очистных выработках шахт.

Целью изобретения является повышение эффективности поддержания неустойчивой непосредственной кровли пласта полезного ископаемого.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу упрочнения пород, включающего бурение шпуров, установку в них армирующих элементов, герметизацию и нагнетание твердеющей смеси с образованием искусственной кровли, в искусственной кровле бурят шпуры, которые располагают над пластом полезного исколаемого в плоскости, параллельной плоскости напластования пласта и в них на глубину, превышающую ширину вынимаемой полосы полезного ископаемого, устанавливают анкера, под которые до начала выемки очередной полосы заводят и распирают консоли перекрытий секций механизированной крепи, при этом под анкера консоли перекрытий заводят и распирают через Опорные элементы, каждым из которых перекрывают не менее трех секций механизированной крепи.

Предложенный способ упрочнения пород от прототипа отличается тем, что в искусственной кровле бурят шпуры, которые располагают над пластом полезного ископаемого в плоскости, параллельной плоскости напластования пласта и в них на глубину, превышающую ширину вынймае 1

О

00

ел

мой полосы полезного ископаемого, устанавливают анкера, под которые до начала выемки очередной полосы заводят и распирают консоли перекрытий секций механизм рованной крепи, при этом под анкера консоли перекрытий заводят и распирают через опорные элементы, каждым из которых перекрывают не менее трех секций механизированной крепи.

Способ упрочнения пород, включающий бурение шпуров, установку в них армирующих элементов, герметизацию и нагнетание твердеющей смеси с образованием искусственной кровли, для повышения эффективности поддержания неустойчивой непосредственной кровли пласта полезного ископаемого (угля) осуществляют следующим образом,

В искусственной кровле бурят шпуры, которые располагают над пластом полезного ископаемого в плоскости, параллельной плоскости напластования пласта и в них на глубину, превышающую ширину вынимаемой полосы полезного ископаемого, устанавливают анкера, под которые до начала выемки очередной полосы угля заводят и распирают консоли перекрытий секций механизированной крепи; ц

-под анкера консоли перекрытий заводят и распирают через опорные элементы, каждым из которых перекрывают не менее трех секций механизированной крепи.

Например, в очистном забое, оборудо- аанйрм механизированным комплексом, требуется упрочнение неустойчивой непосредственной кровли, ::;

Ширину зоны упрочняемых пород кровли принимают кратной ширине вынимаемой полосы угля и равной, например, суточному подвиганйю забоя, которое в таких условиях не превышает 2-3 полос.

Кратчайшее расстояние, по которому Твердеющая смесь жидких компонентов проникает на обнаженную поверхность очистного забоя, принимаем равным 0,9-1 м.

Мощность упрочняемого слоя пород принимаем, в пределах f-1,2 м.

Затем по известному способу определяют линейные и угловые параметры расположения шпуров в кровле (линию расположения устьев шпуров, т.е. расстояние между ней и верхней плоскостью напластования угольного пласта; длину шпура; глубину герметизации шпура; расстояние между устьями шпуров, угол наклона плоскости расположения шпуров к плоскости напластования пласта; угол наклона шпура, т.е. продольной его оси, к плоскости напластования пласта; угол наклона шпура, т.е.

линии его бурения, к линии расположения устьев шпуров; количество шпуров).

Дальше на груди забоя на расчетном расстоянии от верхней плоскости пласта бе- 5 лым мелом проводят линию расположения устьев шпуров. Затем на этой линии намечают вертикальными черточками устья шпуров. Устья шпуров располагают на расчетном расстоянии друг от друга, а шпур

0 бурят по линии, образованной пересечением наклонной плоскости расположения шпуров С плоскостью, перпендикулярной к линии расположения устьев шпуров. Каждый шпур бурят на расчетную глубину.

5 Пробуренные шпуры герметизируют поочередно через один шпур, причем герметизацйю этих шпуров (для нагнетания твердеющей смеси жидких компонентов) осуществляют на расчетную глубину, т.е.

0 герметизацию шпуров для нагнетания твердеющей смеси жидких компонентов выполняют в пределах пласта до точки пересечения его верхней плоскости со шпуром. .

5 Затем .начинают нагнетать твердеющую смесь жидких компонентов в шпур до появления ее из соседнего шпура. Такой визуальный контроль в процессе нагнетания гарантирует минимальный радиус распро0 странения твердеющей смеси жидких компонентов, который равен, как очевидно, кратчайшему расстоянию между шпурами. Нагнетание прекращают, в соседние шпуры в пределах породного слоя кровли устанав5 ливаютармирующие элементы, и эти шпуры герметйзирукггодним из известных способов, например, при помощи ампул с пенопо- лиуретаном. После этого аналогично нагнетают другие шпуры. . ..

0 Таким образом, из обрушающихся пород неустойчивой непосредственной кровли на пологих угольных пластах создают искусственную кровлю, представляющую собой уже прочный слой кровли, армирован5 ный например металлическими анкерами и упрочненный, например пенополиурета- ном, который придает слою пород кровли податливость. Такая искусственная кровля на участке, армированном анкерами, т.е.

0 шириной, определяемой длиной указанных анкеров, не раздавливается .вышележащими породами, и при проходе комбайна не обрушается, а наоборот удерживает неустойчивую непосредственную кровлю и по5 зволяет успеть передвинуть секции мехкрепи.

Однако участок искусственной кровли, примыкающий непосредственно к приза- бойному пространству, т.е. шириной, определяемой глубиной герметизации шпуров.

.е. шириной, равной кратчайшему расстояию между параллельными относительно руг друга плоскостями, перпендикулярныи плоскости напластования угольного плата, одна из которых проведена через инию расположения устьев шпуров, а другая - через линию, соединяющую задние концы анкеров, при проходе комбайна об- рушается и не удерживает неустойчивую непосредственную кровлю. Это объясняется ем, что участок искусственной кровли, образованной известным способом, не армирован анкерами, примыкает непосредственно к призабойному пространству, что не позволяет качественно пропитать трещиноватый массив пород под давлением жидкими компонентами полиуретанового состава, а главное -. тем, что при выемке полосы угля под указанным участком искусственной кровли, последняя выступает над призабойным пространством висячей консолью, которая обрушается под давлением вышележащих пород неустойчивой кровли.

Для устранения этого недостатка известного способа, т.е. для повышения эффективности- поддержания неустойчивой непосредственной кровли, после герметизации всех шпуров и нагнетания в них твердеющих составов, в искусственной кровле бурят шпуры, которые располагают над пластом в плоскости, параллельной плоскости напластования пласта и в них на глубину, превышающую ширину вынимаемой полосы угля, устанавливают анкера, под которые до начала выемки очередной полосы заводят и распирают консоли перекрытий секций, при этом под анкера консоли перекрытий заводят и распирают через опорные элементы, каждым из которых перекрывают не менее трех секций механизированной крепи, В шпурах анкера могут быть закреплены одним из известных способов, например при помощи ампул с гтено- полиуретаном. ,

Искусственная кровля, армированная анкерами, .под которые до начала выемки очередной полосы заводят и распирают консоли перекрытий секций механизированной крепи (по второму варианту под анкера консоли перекрытий заводят и

распирают через опорные элементы, каждым из которых перекрывают не менее трех секций механизированной крепи), не раздавливается вышележащими породами и

при проходе комбайна не обрушается ни на каком участке, а наоборот удерживает неустойчивую непосредственную кровлю и по- зволяет успеть передвинуть секции мехкрепи.

Ожидаемый экономический эффект от применения предложенного способа упрочнения пород, например на шахтах Донбасса на одну лаву составит до 50 тыс.руб. в год. Таких лав 140-150.. При этом основными

факторами экономического эффекта являются повышение эффективности поддержа- ния неустойчивой непосредственной кровли в лавах; снижение непроизводительного труда по уборке обрушившейся породы; повышение производительности очистного комплекса в условиях укрепленных боковых пород; снижение зольности добываемых углей; снижение расхода леса на выкладку клетей; снижение расхода, например полиуретанового состава.

Формула изобретения 1. Способ упрочнения пород, включающий бурение шпуров, установку в них армирующих элементов, герметизацию и

нагнетание твердеющей смеси с образованием искусственной кровли, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности поддержания неустойчивой непосредственной кровли пласта полезного

ископаемого, в искусственной кровле бурят шпуры, которые располагают над пластом полезного ископаемого в плоскости, параллельной плоскости напластования пласта, и в них на глубину, превышающую ширину

вынимаемой полосы полезного ископаемого, устанавливают анкера, под которые до начала выемки очередной полосы заводят и распирают каналы перекрытий секций механизированной крепи.

2. Способ по п..1, от л. и ч а ю щ и и с я

тем, что под анкера консоли перекрытий

заводят и распирают через опорные элементы, каждым из которых перекрывают не

менее трех секций механизированной кре ли. .

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано в технологии упрочнения грунтов, горных пород и массивов. Цель изобретения - повышение эффективности поддержания неустойчивой кровли пласта полезного ископаемого. Способ включает бурение шпуров, установку в них армир ующих элементов, герметизацию и нагнетание твердеющей смеси с образованием искусственной кровли, в искусственной кровле бурят шпуры, которые располагают над пластом полезного ископаемого в плоскости, параллельной плоскости напластования пласта в них на глубину, превышающую ширину вынимаемой.полосы полезного ископаемого, устанавливают анкера, под которые до начала выемки очередной полосы заводят и распирают консоли перекрытий секций механизированной крепи, при этом под анкера консоли перекрытий заводят и распирают через опорные элементы, каждым из которых перекрывают не менее трех секций механизированной крепи. 1 з.п. ф- лы. ел С